✖


Jump to content

Металлургическая лаборатория

Координаты : 41 ° 47'25 "N 87 ° 35'56" W  /  41,79028 ° N 87,59889 ° W  / 41,79028; -87,59889

Металлургическая лаборатория
Экхарт-холл в Чикагском университете использовался под административные офисы Металлургического проекта.
Учредил Февраль 1942 г. ( 1942-02 )
Тип исследования классифицированный
Бюджет 30,69 миллиона долларов (1943–1946)
Область исследований
плутония Химия и металлургия ядерных реакторов , проектирование
Директор Ричард Л. Доан
Сэмюэл К. Эллисон
Джойс С. Стернс
Фаррингтон Дэниэлс
Персонал 2008 на 1 июля 1944 г.
Расположение Чикаго , Иллинойс , США
41 ° 47'25 "N 87 ° 35'56" W  /  41,79028 ° N 87,59889 ° W  / 41,79028; -87,59889
Операционное агентство
Чикагский университет
Артур Комптон
Энрико Ферми
Джеймс Франк
Гленн Сиборг
Юджин Вигнер

Металлургическая лаборатория (или Met Lab ) — научная лаборатория Чикагского университета , основанная в феврале 1942 года для изучения и использования недавно открытого химического элемента плутония . Он исследовал химию и металлургию плутония, спроектировал первые в мире ядерные реакторы для его производства и разработал химические процессы для отделения его от других элементов. В августе 1942 года химический отдел лаборатории первым химически отделил взвешенный образец плутония, а 2 декабря 1942 года Met Lab произвела первую управляемую цепную ядерную реакцию в реакторе Chicago Pile-1 , построенном под трибунами. старого университетского футбольного стадиона Стэгг Филд .

Металлургическая лаборатория была создана в рамках Металлургического проекта, также известного как «Куча» или «Проект Х-10», возглавляемого чикагским профессором Артуром Х. Комптоном , лауреатом Нобелевской премии . В свою очередь, это было частью Манхэттенского проекта – усилий союзников по разработке атомной бомбы во время Второй мировой войны . Металлургическую лабораторию последовательно возглавляли Ричард Л. Доан, Сэмюэл К. Эллисон , Джойс К. Стернс и Фаррингтон Дэниелс . Среди ученых, которые там работали, были Энрико Ферми , Джеймс Франк , Юджин Вигнер и Гленн Сиборг . Комптон поручил Роберту Оппенгеймеру взять на себя исследование конструкции бомбы в июне 1942 года, а это стало отдельным проектом Y. в ноябре На пике своего развития 1 июля 1944 года в Met Lab работало 2008 человек.

Чикагская свая-1 вскоре была перенесена лабораторией в Зону А , более отдаленное место в заповедниках Аргоннского леса , где исходные материалы были использованы для строительства улучшенной Чикагской сваи-2, которая будет использоваться в новых исследованиях продуктов ядерного деления. . Еще один реактор, Chicago Pile-3 , был построен на Аргоннской площадке в начале 1944 года. Это был первый в мире реактор, в котором использовалась тяжелая вода в качестве замедлителя нейтронов . В мае 1944 года он достиг критического уровня , и впервые был запущен на полную мощность в июле 1944 года. Металлургическая лаборатория также разработала графитовый реактор X-10 на инженерном заводе Клинтона в Ок-Ридже, штат Теннесси , и реактор B на инженерном заводе в Хэнфорде в штат Вашингтон .

Помимо работы по разработке реактора, Металлургическая лаборатория изучала химию и металлургию плутония и работала с DuPont над разработкой процесса фосфата висмута, используемого для отделения плутония от урана. Когда стало ясно, что ядерные реакторы будут использовать радиоактивные материалы в гигантских масштабах, возникли серьезные опасения по поводу аспектов здоровья и безопасности, и изучение биологических эффектов радиации приобрело большее значение. Было обнаружено, что плутоний, как и радий, охотится за костями , что делает его особенно опасным. Металлургическая лаборатория стала первой из национальных лабораторий — Аргоннской национальной лабораторией — 1 июля 1946 года. Работа Met Lab также привела к созданию Института Энрико Ферми и Института Джеймса Франка в университете .

Происхождение [ править ]

Открытие ядерного деления урана : немецкими химиками Отто Ханом и Фрицем Штрассманом в декабре 1938 года и его теоретическое объяснение (и наименование) Лизой Мейтнер и Отто Фришем вскоре после этого [1] открыл возможность того, что нейтроны, образующиеся в результате деления, могут вызвать управляемую цепную ядерную реакцию . В Колумбийском университете Энрико Ферми и Лео Сцилард начали исследовать, как этого можно достичь. [2] В августе 1939 года Сцилард подготовил конфиденциальное письмо президенту Соединенных Штатов , Франклину Д. Рузвельту предупреждая о возможности немецкого проекта ядерного оружия , и убедил своего старого друга и сотрудника Альберта Эйнштейна подписать его. [3] Это привело к поддержке исследований ядерного деления правительством США. [4]

В апреле 1941 года Национальный комитет оборонных исследований (NDRC) попросил Артура Комптона , лауреата Нобелевской премии , профессора физики Чикагского университета , предоставить отчет об урановой программе. [5] Нильс Бор и Джон Уилер выдвинули теорию, что тяжелые изотопы с нечетными атомными номерами , такие как плутоний-239 , расщепляются . [6] Эмилио Сегре и Гленн Сиборг из Калифорнийского университета произвели 28 мкг плутония на 60-дюймовом циклотроне в мае 1941 года и обнаружили, что тепловых нейтронов захвата сечение у него в 1,7 раза больше , чем у урана-235. Хотя незначительные количества плутония-239 можно было создать с помощью циклотронов, произвести таким образом большие количества было невозможно. [7] Комптон побеседовал с Юджином Вигнером из Принстонского университета о том, как можно производить плутоний в ядерном реакторе , и с Робертом Сербером из Университета Иллинойса о том, как плутоний, произведенный в реакторе, можно затем химически отделить от урана, из которого он был получен. [8]

20 декабря, вскоре после нападения Японии на Перл-Харбор , которое привело к вступлению США в войну, Комптон был назначен руководителем плутониевого проекта. [9] [10] Его целями было создание реакторов для преобразования урана в плутоний, поиск способов химического отделения плутония от урана, а также разработка и создание атомной бомбы. [11] [6] Хотя успешный реактор еще не был построен, ученые уже разработали несколько различных, но многообещающих концепций конструкции. Комптону пришлось решать, какой из них следует продолжить. [12] Он предложил амбициозный план, направленный на достижение контролируемой цепной ядерной реакции к январю 1943 года и создание готовой атомной бомбы к январю 1945 года. [11]

Комптон чувствовал, что наличие команд в Колумбийском, Принстонском, Чикагском и Калифорнийском университетах приводит к слишком большому дублированию и недостаточному сотрудничеству, и он решил сосредоточить работу в одном месте. Никто не хотел переезжать, и все выступали за свое место. В январе 1942 года, вскоре после того, как Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну, Комптон решил сконцентрировать работу у себя, в Чикагском университете, где, как он знал, он имел безоговорочную поддержку администрации университета. [13] тогда как Колумбия занималась обогащением урана и не решалась добавить еще один секретный проект. [14] Другими факторами, способствовавшими этому решению, были центральное расположение Чикаго и наличие ученых, технических специалистов и объектов на Среднем Западе , которые еще не были отняты военными работами. [13] Жилье было более доступным, а внутренние города были менее уязвимы для атак противника. [15]

Персонал [ править ]

Артур Х. Комптон (слева), руководитель Металлургического проекта, с Мартином Д. Уитакером , директором Clinton Laboratories

Новое исследовательское учреждение было создано в феврале 1942 года и получило название «Металлургическая лаборатория» или «Мет-лаборатория». Какая-то настоящая металлургия велась, но название было задумано как прикрытие для ее деятельности. Чикагский университет рассматривал возможность создания исследовательского института металлов и действительно собирался сделать это после войны, поэтому его создание не привлекло особого внимания. Плутониевый проект Комптона затем стал известен как Металлургический проект. [16] Металлургическая лаборатория находилась в ведении Чикагского университета по контракту с Управлением научных исследований и разработок (OSRD). [17]

Более 5000 человек в 70 исследовательских группах приняли участие в Металлургическом проекте Комптона. [18] [19] также известный как проект «Свая» или «Х-10», [20] из них около 2000 работали в Металлургической лаборатории в Чикаго. [18] [19] Несмотря на хорошие зарплаты, набрать новых сотрудников было сложно. Существовала конкуренция за ученых и инженеров из других оборонных проектов, а Чикаго был дорогим по сравнению с университетскими городами. [21]

Норман Хилберри был заместителем директора Металлургического проекта, а Ричард Л. Доан был назначен директором Металлургической лаборатории. [18] Хотя Доан был способным администратором, ему было трудно быть принятым на должность руководителя лаборатории, поскольку он не был ученым. 5 мая 1943 года Комптон заменил его Сэмюэлем К. Эллисоном и назначил Генри Д. Смита заместителем директора. [22] Первоначально существовало три физические группы, возглавляемые Эллисоном, Ферми и Мартином Д. Уитакером . Фрэнк Спеддинг возглавлял химический отдел. Позже его сменил Герберт Маккой , а затем Джеймс Франк . [18] В июне 1942 года Комптон назначил Роберта Оппенгеймера ответственным за разработку бомбы. В ноябре 1942 года это стало отдельным проектом, известным как Проект Y , который располагался в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико . [23]

После того, как в августе 1942 года Инженерный корпус армии США взял на себя Манхэттенский проект, Манхэттенский округ . работы координировал [24] С 17 февраля 1943 года Комптон подчинялся директору Манхэттенского проекта бригадному генералу Лесли Р. Гроувсу-младшему вместо секции S-1 ОСРД . [25] 1 мая 1943 года Манхэттенский округ взял на себя полную ответственность за контракт с Металлургической лабораторией. [24] Капитан Дж. Ф. Графтон был назначен инженером района Чикаго в августе 1942 года. В декабре 1942 года его сменил капитан Артур В. Петерсон. Петерсон оставался там до октября 1944 года. Капитан Дж. Ф. МакКинли стал инженером района Чикаго 1 июля 1945 года. [26]

Здания [ править ]

Сначала большую часть лабораторного оборудования предоставил Чикагский университет. Физики заняли пространство под Северной и Западной трибунами Стэгг Филд и в служебном здании, где находился циклотрон. Химики взяли под свой контроль Лабораторию Джорджа Герберта Джонса и Кентскую химическую лабораторию. Медицинская группа заняла помещения в Анатомическом корпусе, Доме Дрекселя, больнице Биллингса и лаборатории Киллиса, а административные помещения перешли в Экхарт-холл . [27] Позже Сцилард писал, что «моральное состояние учёных можно было почти изобразить в виде графика, подсчитав количество зажжённых лампочек после ужина в офисах Экхарт-холла». [28] Когда проект перерос свое пространство в Экхарт-холле, он переехал в соседний Райерсон-холл. Металлургическая лаборатория в конечном итоге заняла площадь 205 000 квадратных футов (19 000 м²). 2 ) площади кампуса. В зданиях, занимаемых лабораторией, были внесены изменения на сумму около 131 000 долларов, но Чикагскому университету также пришлось внести изменения для пользователей, перемещенных из него. [27]

Аргоннская лаборатория на « Зоне А »

Чикагский университет предоставил Манхэттенскому округу на условиях аренды за один доллар участок площадью 0,73 акра (0,30 га), занятый теннисными кортами, для строительства нового химического здания площадью 20 000 квадратных футов (1900 м ). 2 ) пространства. Стоун и Вебстер начали работу над этим в сентябре 1942 года и завершили ее в декабре. Вскоре выяснилось, что он слишком мал, и к договору аренды был добавлен прилегающий участок площадью 0,85 акра (0,34 га), на котором располагался участок площадью 30 000 квадратных футов (2800 м 2 ). 2 ) пристройка была построена и завершена в ноябре 1943 года. Затем были проведены обширные работы по системе вентиляции, позволяющей лаборатории более безопасно работать с плутонием. Участок с ледяным домиком и конюшнями, принадлежащий университету в Чикаго, был открыт в апреле 1943 года. Известный как Объект B, он был реконструирован, чтобы обеспечить площадь 62 670 квадратных футов (5 822 м 2 ). 2 ) лабораторий и мастерских для медицинских и металлургических групп. 124-й оружейный полк полевой артиллерии был арендован у штата Иллинойс, чтобы в марте 1944 года предоставить больше места и занять около 360 000 квадратных футов (33 000 м 2 ). 2 ) помещений было арендовано или построено на сумму 2 миллиона долларов. [29]

По соображениям безопасности нежелательно было размещать объекты для экспериментов с ядерными реакторами в густонаселенном Чикаго. [30] Комптон выбрал участок в Аргоннском лесу , который является частью лесного заповедника округа Кук , примерно в 20 милях (32 км) к юго-западу от центра Чикаго, и назвал его « Участок А ». [30] Военное министерство арендовало там 1088 акров (440 га) земли у округа Кук на время войны плюс один год за доллар. Строительство объектов, включая лаборатории, служебные здания и подъездную дорогу, было начато в сентябре 1942 года и завершено в начале 1943 года. [31] Комптон назначил Ферми первым директором Аргоннской лаборатории. [25]

реактора Разработка ​ ​

Чикаго Пайл-1 [ править ]

Стэгг Филд в Чикагском университете. Стадион был снесен в 1957 году.

В период с 15 сентября по 15 ноября 1942 года группы под руководством Герберта Л. Андерсона и Уолтера Зинна построили шестнадцать экспериментальных реакторов (известных в то время как «сваи») под трибунами Стэгг Филд. [32] Ферми спроектировал новую кучу урана и графита , которую можно было довести до критического состояния с помощью контролируемой, самоподдерживающейся ядерной реакции . [33] Строительство в Аргонне отставало от графика из-за того, что компании Stone & Webster было трудно нанять достаточно квалифицированных рабочих и получить необходимые строительные материалы. Это привело к трудовому спору, в ходе которого профсоюзные работники приняли меры по поводу найма работников, не входящих в профсоюз. [34] Когда стало ясно, что материалы для новой сваи Ферми будут под рукой до того, как новая конструкция будет завершена, Комптон одобрил предложение Ферми построить сваю под трибунами на стадионе Стэгг Филд. [35]

Строительство реактора, известного как «Чикагская ячейка-1» (CP-1), началось утром 16 ноября 1942 года. [36] Работа велась двенадцатичасовыми сменами: дневную смену возглавлял Зинн, а ночную — Андерсон. [37] После завершения деревянная рама поддерживала конструкцию эллиптической формы высотой 20 футов (6,1 м), шириной 6 футов (1,8 м) на концах и шириной 25 футов (7,6 м) в середине. [38] Он содержал 6 коротких тонн (5,4 т) металлического урана, 50 коротких тонн (45 т) оксида урана и 400 коротких тонн (360 т) графита ориентировочной стоимостью 2,7 миллиона долларов. [39] 2 декабря 1942 года была осуществлена ​​первая управляемая самоподдерживающаяся ядерная реакция. [40] 12 декабря 1942 года мощность СР-1 была увеличена до 200 Вт, чего достаточно для питания лампочки. Из-за отсутствия какой-либо защиты это представляло радиационную опасность для всех, кто находился поблизости. После этого тестирование было продолжено на меньшей мощности — 0,5 Вт. [41]

Чикаго Пайл-2 [ править ]

Эксплуатация Чикагской сваи-1 была прекращена 28 февраля 1943 года. Ее разобрали и перевезли в Аргонн, [42] [43] [44] где оригинальные материалы были использованы для строительства Чикагской сваи-2 (CP-2). Вместо сферической формы новый реактор был построен в форме куба, высотой около 25 футов (7,6 м) с квадратным основанием примерно 30 футов (9,1 м). Он был окружен бетонными стенами толщиной 5 футов (1,5 м), которые действовали как радиационная защита , и имел верхнюю защиту из 6 дюймов (15 см) свинца и 50 дюймов (130 см) дерева. Было использовано больше урана, поэтому он содержал 52 короткие тонны (47 т) урана и 472 короткие тонны (428 т) графита. Никакой системы охлаждения не было, поскольку ее мощность составляла всего несколько киловатт. [45] СР-2 вступил в строй в марте 1943 года. [46] [47]

Чикаго Пайл-3 [ править ]

Чикаго Пайл-3

Второй реактор, известный как Chicago Pile-3 , или CP-3, был построен на Аргоннской площадке в начале 1944 года. Это был первый в мире реактор, в котором использовалась тяжелая вода в качестве замедлителя нейтронов . Манхэттенского проекта Он был недоступен, когда был построен CP-1, но теперь стал доступен в большом количестве благодаря проекту P-9 . [48] Реактор представлял собой большой алюминиевый резервуар диаметром 6 футов (1,8 м), наполненный тяжелой водой, весившей около 6,5 коротких тонн (5,9 т). Крышка была пронизана равномерно расположенными отверстиями, через которые в тяжелую воду выбрасывался 121 урановый стержень, заключенный в алюминиевую оболочку. Резервуар был окружен графитовым отражателем нейтронов , который, в свою очередь, был окружен свинцовым экраном и бетоном. Защита верхней части реактора состояла из слоев съемных квадратных кирпичей размером 1 фут (30 см), состоящих из слоев железа и мазонита . Тяжелая вода охлаждалась с помощью теплообменника с водяным охлаждением . Помимо тяг управления, имелся аварийный механизм сброса тяжелой воды в резервуар внизу. [45] Строительство началось 1 января 1944 года. [49] Реактор вышел из критического состояния в мае 1944 года и впервые заработал на полную мощность 300 кВт в июле 1944 года. [45]

Во время войны Зинн позволял ему работать круглосуточно, а его конструкция позволяла легко проводить эксперименты. [50] Это включало испытания по исследованию свойств изотопов, таких как тритий , и определению сечения захвата нейтронов элементов и соединений, которые могут быть использованы для строительства будущих реакторов или содержаться в примесях. Их также использовали для испытаний приборов, в экспериментах по определению термостойкости материалов и для обучения операторов. [45] [51]

Производственные сваи [ править ]

Проектирование реакторов для производства плутония сопряжено с рядом проблем не только в ядерной физике, но и в технике и строительстве. Металлургическая лаборатория уделила значительное внимание таким вопросам, как долговременное воздействие радиации на материалы. [52] Рассматривались два типа реакторов: гомогенный, в котором замедлитель и топливо были смешаны между собой, и гетерогенный, в котором замедлитель и топливо располагались в решетчатой ​​конфигурации. [53] К концу 1941 года математический анализ показал, что решетчатая конструкция имеет преимущества перед гомогенной, и поэтому она была выбрана для CP-1, а также для более поздних промышленных реакторов. В качестве замедлителя нейтронов графит был выбран из-за его доступности по сравнению с бериллием или тяжелой водой. [54]

Новый химический корпус в кампусе Чикагского университета. Готическая башня Стэгг-Филд едва видна на левом заднем плане.

Решение о том, какую охлаждающую жидкость использовать, вызвало еще больше споров. Первым выбором Металлургической лаборатории был гелий , поскольку он мог быть и теплоносителем, и замедлителем нейтронов. Не остались без внимания и трудности его использования. Потребуются большие количества, и он должен быть очень чистым, без примесей, поглощающих нейтроны . Для циркуляции газа через реактор потребуются специальные воздуходувки, и придется решить проблему утечки радиоактивных газов. Ни одна из этих проблем не рассматривалась как непреодолимая. Решение использовать гелий было передано DuPont , компании, ответственной за строительство производственных реакторов, и первоначально было принято. [55]

В начале 1943 года Вигнер и его теоретическая группа, в которую входили Элвин Вайнберг , Кэтрин Уэй , Лео Олингер, Гейл Янг и Эдвард Крейц, разработали проект производственного реактора с водяным охлаждением. [56] Выбор воды в качестве теплоносителя был спорным, поскольку было известно, что она поглощает нейтроны, тем самым снижая эффективность реактора, но Вигнер был уверен, что расчеты его группы верны и что с более чистыми графитом и ураном, которые теперь доступны, вода сработает, а технические трудности, связанные с использованием гелия в качестве теплоносителя, задержат реализацию проекта. [57]

В конструкции использовался тонкий слой алюминия для защиты урана от коррозии охлаждающей водой. Цилиндрические урановые пули с алюминиевыми оболочками будут проталкиваться через каналы реактора и выпадать с другой стороны в пруд-охладитель. Как только радиоактивность спадет, слизни будут убраны и извлечен плутоний. [58] Рассмотрев две конструкции, инженеры DuPont остановили свой выбор на модели с водяным охлаждением. [59] В 1959 году на имя Крейца, Олингера, Вайнберга, Вигнера и Янга будет выдан патент на конструкцию реактора. [60]

Использование воды в качестве охлаждающей жидкости подняло проблему коррозии и окисления алюминиевых трубок. Металлургическая лаборатория испытала различные добавки к воде, чтобы определить их действие. Было обнаружено, что коррозия была сведена к минимуму, когда вода была слегка кислой, поэтому разбавленную серную кислоту в воду добавляли , чтобы придать ей pH 6,5. В воду также были добавлены другие добавки, такие как силикат натрия , дихромат натрия и щавелевая кислота, чтобы предотвратить образование пленки, которая могла бы препятствовать циркуляции охлаждающей воды. [61] Топливные блоки имели алюминиевую оболочку для защиты металлического урана от коррозии , которая могла бы возникнуть при его контакте с водой, а также для предотвращения выхода газообразных радиоактивных продуктов деления , которые могли образоваться при их облучении. Алюминий был выбран потому, что оболочка должна была передавать тепло, но не поглощать слишком много нейтронов. [62] Процессу консервирования алюминия уделялось пристальное внимание, поскольку разорванные пули могли заблокировать или повредить каналы в реакторе, а самые маленькие отверстия могли привести к выходу радиоактивных газов. Металлургическая лаборатория исследовала производственные и испытательные режимы процесса консервирования. [61]

Важная область исследований касалась эффекта Вигнера . [63] При бомбардировке нейтронами атомы углерода в графитовом замедлителе могут выбиваться из кристаллической структуры графита. Со временем это приводит к нагреванию и набуханию графита. [64] Исследование проблемы заняло большую часть 1946 года, прежде чем решение было найдено. [65]

Химия и металлургия [ править ]

Лаборатория в Новом химическом корпусе Чикагского университета.

Металлургические работы были сосредоточены на добыче урана и плутония. Хотя он был открыт более века назад, об уране было мало что известно, о чем свидетельствует тот факт, что во многих источниках данные о температуре его плавления отклонялись почти на 500 ° F (280 ° C). Эдвард Крейц исследовал это и обнаружил, что при правильном диапазоне температур уран можно ковать, раскатывать и вытягивать в стержни, необходимые для конструкции производственного реактора. Было обнаружено, что при разрезании урана стружка загоралась. Сотрудничая с Alcoa и General Electric , Металлургическая лаборатория разработала метод припаивания алюминиевой оболочки к урановой заготовке. [66]

Под давлением необходимости определить источник переработанного урана в апреле 1942 года Комптон, Спеддинг и Хилберри встретились с Эдвардом Маллинкродтом в штаб-квартире его химической компании в Сент-Луисе, штат Миссури. Компания разработала и внедрила новую технологию переработки урана с использованием эфира, к середине мая представила материалы для успешных испытаний, поставила материал для первой самоподдерживающейся реакции в декабре и выполнила весь заказ проекта на первые шестьдесят тонн до заключения контракта. был подписан. [67]

Металлургия плутония была совершенно неизвестна, поскольку она была открыта совсем недавно. В августе 1942 года команда Сиборга химически выделила первое весимое количество плутония из урана, облученного в лаборатории Джонса. [68] [69] Пока реакторы не стали доступны, ничтожные количества плутония производились на циклотроне Вашингтонского университета в Сент-Луисе . [70] Химический отдел работал с DuPont над разработкой процесса фосфата висмута, используемого для отделения плутония от урана. [49]

Здоровье и безопасность [ править ]

Опасность радиационного отравления стала хорошо известна благодаря опыту маляров по радиевым циферблатам . Когда стало ясно, что ядерные реакторы будут использовать радиоактивные материалы в гигантских масштабах, возникла серьезная обеспокоенность по поводу аспектов здоровья и безопасности. Роберт С. Стоун, который работал с Эрнестом Лоуренсом в Калифорнийском университете, был принят на работу, чтобы возглавить программу охраны труда и техники безопасности Металлургического проекта. Симеон Катлер, радиолог, взял на себя ответственность за радиационную безопасность в Чикаго, а затем возглавил программу на Хэнфордской площадке . Гроувс назначил Стаффорда Л. Уоррена из Рочестерского университета главой медицинского отдела Манхэттенского проекта. Со временем изучение биологических эффектов радиации приобрело все большее значение. Было обнаружено, что плутоний, как и радий, охотится за костями , что делает его особенно опасным. [71]

Отдел здравоохранения Металлургической лаборатории установил нормы радиационного воздействия. Работники регулярно проходили тестирование в клиниках Чикагского университета, но могло быть слишком поздно. Были закуплены персональные дозиметры из кварцевого волокна , а также дозиметры с пленочными значками , которые регистрировали кумулятивную дозу. [72] Отдел здравоохранения Стоуна тесно сотрудничал с группой приборов Уильяма П. Джесси в физическом отделе над разработкой детекторов, включая портативные счетчики Гейгера . Герберт М. Паркер создал показатель радиационного воздействия, который он назвал рентгеновским эквивалентом человека или бэра. После войны он заменил рентген в качестве стандартной меры радиационного воздействия. [73] Работа по оценке токсичности плутония началась, когда полуфабрикат по производству плутония на инженерном заводе Клинтона начал производить его в 1943 году. Проект установил предел в 5 микрограммов (мкг) в организме, а методы работы и рабочие места в Чикаго и Клинтоне были изменено для обеспечения соответствия этому стандарту. [74]

Дальнейшая деятельность [ править ]

В 1943 и 1944 годах Металлургическая лаборатория сосредоточила свои усилия сначала на вводе в эксплуатацию графитового реактора X-10 на инженерном заводе Клинтона, а затем на реакторе B на площадке в Хэнфорде. К концу 1944 года основное внимание переключилось на подготовку операторов. Большая часть химического подразделения переехала в Ок-Ридж в октябре 1943 года. [49] и многие сотрудники были переведены на другие объекты Манхэттенского проекта в 1944 году, особенно в Хэнфорд и Лос-Аламос. Ферми стал руководителем отдела в Лос-Аламосе в сентябре 1944 года, а Зинн стал директором Аргоннской лаборатории. Эллисон последовал за ним в ноябре 1944 года, взяв с собой многих сотрудников металлургической лаборатории, включая большую часть приборного отдела. Его заменил Джойс К. Стернс . [75] Фаррингтон Дэниелс , [76] который стал заместителем директора 1 сентября 1944 года, [75] сменил Стернса на посту директора 1 июля 1945 года. [77]

124-й оружейный участок полевой артиллерии, 2006 г.

Там, где это было возможно, Чикагский университет пытался повторно нанять работников, переведенных из Металлургической лаборатории на другие проекты после окончания их работы. [22] Заменить персонал было практически невозможно, поскольку Гроувс приказал заморозить штат сотрудников. Единственным подразделением, которое выросло в период с ноября 1944 по март 1945 года, было подразделение здравоохранения; все остальные потеряли 20 и более процентов своего персонала. [75] С пика в 2008 сотрудников на 1 июля 1944 года количество людей, работающих в Металлургической лаборатории, упало до 1444 человек на 1 июля 1945 года. [26]

Окончание войны не прекратило поток отъездов. Сиборг ушел 17 мая 1946 года, забрав с собой большую часть того, что осталось от химического подразделения. 11 февраля 1946 года армия достигла соглашения с президентом университета Робертом Хатчинсом о том, что персонал и оборудование Металлургического проекта будут переданы региональной лаборатории, базирующейся в Аргонне, которой университет до сих пор управляет. [78] 1 июля 1946 года Металлургическая лаборатория стала Аргоннской национальной лабораторией , первой назначенной национальной лабораторией . [79] с Зинном в качестве его первого директора. [80] На 31 декабря 1946 года в новой лаборатории работало 1278 человек. [76] когда Манхэттенский проект завершился и ответственность за национальные лаборатории перешла к Комиссии по атомной энергии , [81] который заменил Манхэттенский проект 1 января 1947 года. [82] Работа Металлургической лаборатории также привела к основанию Института Энрико Ферми , а также Института Джеймса Франка в Чикагском университете. [79]

Выплаты, произведенные Чикагскому университету по первоначальному некоммерческому контракту от 1 мая 1943 года, составили 27 933 134,83 ​​доллара, включая 647 671,80 доллара на расходы на строительство и реконструкцию. Срок действия контракта истек 30 июня 1946 года, и он был заменен новым контрактом, который закончился 31 декабря 1946 года. По этому контракту было выплачено еще 2 756 730,54 доллара, из которых 161 636,10 доллара было потрачено на строительство и реконструкцию. Дополнительные 49 509,83 доллара были выплачены Чикагскому университету за восстановление его помещений. [83]

В 1974 году правительство США начало очистку старых объектов Манхэттенского проекта в рамках Программы действий по восстановлению ранее использованных объектов (FUSRAP). В их число входили те, которые использовались Металлургической лабораторией. Стагг-Филд был снесен в 1957 году, но 23 объекта в лаборатории Кента были дезактивированы в 1977 году, а еще 99 — в лабораториях Экхарта, Райерсона и Джонса в 1984 году. Около 600 кубических футов (17 м3) были дезактивированы в 1977 году. 3 ) твердых и три бочки по 55 галлонов жидких отходов были собраны и отправлены на различные объекты для утилизации. [84] Комиссия по атомной энергии прекратила аренду территории Оружейной палаты в 1951 году, и она была возвращена штату Иллинойс. Испытания в 1977, 1978 и 1987 годах показали остаточные уровни радиоактивности, превышающие нормативы Министерства энергетики , поэтому дезактивация была проведена в 1988 и 1989 годах, после чего объект был объявлен пригодным для неограниченного использования. [85]

Примечания [ править ]

  1. ^ Родос 1986 , стр. 256–263.
  2. ^ Джонс 1985 , стр. 8–10.
  3. ^ Фонд атомного наследия. «Письмо Эйнштейна Франклину Д. Рузвельту» . Архивировано из оригинала 27 октября 2012 года . Проверено 26 мая 2007 г.
  4. ^ Фонд атомного наследия. «Па, это требует действий!» . Архивировано из оригинала 29 октября 2012 года . Проверено 26 мая 2007 г.
  5. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 36–38.
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Андерсон 1975 , с. 82.
  7. ^ Салветти 2001 , стр. 192–193.
  8. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 46–49.
  9. ^ Комптон 1956 , стр. 72–73.
  10. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 50–51.
  11. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Хьюлетт и Андерсон, 1962 , стр. 54–55.
  12. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 180–181.
  13. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Родос 1986 , стр. 399–400.
  14. ^ Андерсон 1975 , с. 88.
  15. ^ Комптон 1956 , с. 80.
  16. ^ Комптон 1956 , с. 82.
  17. ^ Район Манхэттена, 1947b , с. С2.
  18. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Комптон 1956 , с. 83.
  19. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джонс 1985 , с. 636.
  20. ^ Манхэттенский округ, 1947a , стр. S2–S5, 1.1.
  21. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 24–25.
  22. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , с. 25.
  23. ^ Комптон 1956 , стр. 127–131.
  24. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Манхэттенский округ, 1947b , с. 2.1.
  25. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Холл, Хьюлетт и Харрис, 1997 , стр. 21–22.
  26. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Манхэттенский округ, 1947b , с. 7.2.
  27. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Манхэттенский округ, 1947b , стр. 2.3–2.5.
  28. ^ «Лео Сцилард: Его версия фактов» . Бюллетень ученых-атомщиков . 35 (4). Образовательный фонд ядерной науки: 32 апреля 1979 г. ISSN   0096-3402 . Проверено 18 декабря 2015 г.
  29. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 2.7–2.8.
  30. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джонс 1985 , стр. 46–47.
  31. ^ Район Манхэттена, 1947b , с. 2.6.
  32. ^ Андерсон 1975 , с. 91.
  33. ^ Родос 1986 , с. 429.
  34. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 15.
  35. ^ Комптон 1956 , стр. 136–137.
  36. ^ Родос 1986 , с. 433.
  37. ^ Андерсон 1975 , стр. 91–92.
  38. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 16.
  39. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 16–17.
  40. ^ «CP-1 становится критическим» . Министерство энергетики. Архивировано из оригинала 22 ноября 2010 года.
  41. ^ Район Манхэттена, 1947b , с. 3.9.
  42. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 23.
  43. ^ «Реакторы, спроектированные Аргоннской национальной лабораторией: блок 1 в Чикаго» . Аргоннская национальная лаборатория . 21 мая 2013 года . Проверено 26 июля 2013 г.
  44. ^ «Атомы создают научную революцию» . Аргоннская национальная лаборатория . 10 июля 2012 года . Проверено 26 июля 2013 г.
  45. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Манхэттенский округ, 1947b , стр. 3.13–3.14.
  46. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 428.
  47. ^ Ферми, Энрико (1946). «Развитие первой сваи цепной реакции». Труды Американского философского общества . 90 (1): 20–24. JSTOR   3301034 .
  48. ^ Уолтем 2002 , стр. 8–9.
  49. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , с. 26.
  50. ^ Макнир, Клэр (5 марта 2009 г.). «Как все работает: ядерные отходы» . Чикаго Марон . Проверено 28 ноября 2015 г.
  51. ^ Ваттенберг 1975 , с. 173.
  52. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 2.6–2.7.
  53. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 3.4–3.5.
  54. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 3.9–3.11.
  55. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 3.14–3.15.
  56. ^ Сантон 1992 , стр. 217–218.
  57. ^ Вайнберг 1994 , стр. 22–24.
  58. ^ Комптон 1956 , с. 167.
  59. ^ Район Манхэттена, 1947b , с. 3.16.
  60. ^ Хинман, Джордж; Роуз, Дэвид (2010). Эдвард Честер Крейц 1913–2009 (PDF) . Биографические мемуары. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук . Проверено 6 марта 2016 г.
  61. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Манхэттенский округ, 1947b , стр. 4.5–4.7.
  62. ^ Смит 1945 , стр. 146–147.
  63. ^ Вигнер, EP (1946). «Теоретическая физика в Металлургической лаборатории Чикаго». Журнал прикладной физики . 17 (11): 857–863. Бибкод : 1946JAP....17..857W . дои : 10.1063/1.1707653 .
  64. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 5.1–5.2.
  65. ^ Хансен 1995 , стр. 213–215.
  66. ^ Комптон 1956 , с. 175.
  67. ^ «История Маллинкродтского химического завода» (PDF) . атомное наследие . Маллинккодт Кемикал (1962) . Проверено 8 марта 2020 г.
  68. ^ Сиборг, GT (1977). История отдела CI MET Lab, апрель 1942 г. - апрель 1943 г. (Отчет). Лаборатория Лоуренса Беркли Калифорнийского университета в Беркли. дои : 10.2172/7110621 .
  69. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 14.
  70. ^ Комптон 1956 , с. 176.
  71. ^ Комптон 1956 , стр. 180–181.
  72. ^ Хакер 1987 , стр. 34–37.
  73. ^ Хакер 1987 , стр. 40–42.
  74. ^ Хакер 1987 , стр. 53–55.
  75. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Холл, Хьюлетт и Харрис, 1997 , стр. 29–30.
  76. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Манхэттенский округ, 1947b , с. 7.1.
  77. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 35.
  78. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 40.
  79. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Коппс, Стив. «Как первая цепная реакция изменила науку» . Чикагский университет . Проверено 19 декабря 2015 г.
  80. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис 1997 , стр. 46.
  81. ^ Джонс 1985 , с. 600.
  82. ^ Гроувс 1962 , стр. 394–398.
  83. ^ Манхэттенский округ, 1947b , стр. 2.2–2.3.
  84. ^ Макнир, Клэр (5 марта 2009 г.). «Как все работает: ядерные отходы» . Чикаго Марон . Проверено 13 января 2016 г.
  85. ^ «Отчет заинтересованных сторон FUSRAP» (PDF) . Министерство энергетики США . Май 2013 года . Проверено 13 января 2016 г.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Metallurgical_Laboratory&oldid=1217444832"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 83c1d56d154a442f8d15ad2c7b9106f1__1712341740
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/83/f1/83c1d56d154a442f8d15ad2c7b9106f1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Metallurgical Laboratory - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)