✖


Jump to content

С-50 (Манхэттенский проект)

Координаты : 35 ° 54'58 "N 84 ° 24'43" W  /  35,91611 ° N 84,41194 ° W  / 35,91611; -84.41194

 WikiMiniAtlas
35 ° 54'58 "N 84 ° 24'43" W  /  35,91611 ° N 84,41194 ° W  / 35,91611; -84.41194

Большое прямоугольное здание темного цвета и здание поменьше с тремя дымовыми трубами.
Корпус термодиффузионного процесса на С-50. Здание на заднем плане с дымовыми трубами — электростанция К-25.

Проект S-50 был попыткой Манхэттенского проекта по производству обогащенного урана методом термодиффузии жидкости во время Второй мировой войны . Это была одна из трех технологий обогащения урана, реализованных в рамках Манхэттенского проекта.

Процесс термодиффузии жидкости не был одной из технологий обогащения, первоначально выбранных для использования в Манхэттенском проекте, и был разработан независимо Филипом Х. Абельсоном и другими учеными из Исследовательской лаборатории ВМС США . В первую очередь это произошло из-за сомнений в технической осуществимости этого процесса, но свою соперничество между видами вооруженных сил США и ВМС США роль также сыграло .

Опытные заводы были построены на военно-морской авиабазе Анакостия и военно-морской верфи Филадельфии , а также производственный комплекс на инженерном заводе Клинтона в Ок-Ридже, штат Теннесси . Это была единственная когда-либо построенная установка для термодиффузии жидкостей промышленного масштаба. Он не мог обогатить уран в достаточной степени для использования в атомной бомбе , но мог обеспечить слегка обогащенное сырье для калютронов Y-12 и установок К-25 газодиффузионных . ускорил производство обогащенного урана, использованного в бомбе «Маленький мальчик» , использованной при атомной бомбардировке Хиросимы Было подсчитано, что завод С-50 на неделю .

Завод С-50 прекратил производство в сентябре 1945 года, но был вновь открыт в мае 1946 года и использовался в проекте «Ядерная энергия ВВС США для силовой установки самолетов» (NEPA). Завод снесли в конце 1940-х годов.

Предыстория [ править ]

Открытие нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году. [1] за которым последовал эксперимент о делении ядра урана , осуществленный немецкими химиками Отто Ханом и Фрицем Штрассманом в 1938 году. [2] и его теоретическое объяснение (и наименование) Лизой Мейтнер и Отто Робертом Фришем вскоре после этого, [3] открыл возможность ядерной цепной реакции с ураном. [1] Опасения, что немецкий проект атомной бомбы приведет к разработке ядерного оружия , особенно среди ученых, которые были беженцами из нацистской Германии и других фашистских стран, были выражены в письме Эйнштейна-Сциларда . Это побудило к предварительным исследованиям в Соединенных Штатах в конце 1939 года. [4]

Нильс Бор и Джон Арчибальд Уиллер применили жидкокапельную модель атомного ядра для объяснения механизма ядерного деления. [5] Изучая деление, физики-экспериментаторы обнаружили загадочные результаты. Джордж Плачек спросил Бора, почему уран делится как на быстрые, так и на медленные нейтроны. Идя на встречу с Уилером, Бор понял, что деление при низких энергиях происходит за счет урана-235 изотопа , тогда как при высоких энергиях оно происходит главным образом за счет гораздо более распространенного изотопа урана-238 . [6] Первый составляет 0,714 процента атомов урана в природном уране, примерно один из каждых 140; природный уран на 99,28 процентов состоит из урана-238. Также имеется незначительное количество урана-234 , 0,006 процента. [7]

В Университете Бирмингема в Великобритании австралийский физик Марк Олифант поручил двум физикам-беженцам — Фришу и Рудольфу Пайерлсам — исследовать возможность создания атомной бомбы, по иронии судьбы, потому что их статус вражеских инопланетян не позволял им работать над секретными проектами, такими как радар . [8] В их меморандуме Фриша-Пайерлса от марта 1940 года указывалось, что критическая масса урана-235 находилась в пределах порядка 10 кг, что было достаточно мало, чтобы его мог нести бомбардировщик того времени. [9] Исследования того, как разделения изотопов урана ( обогащения урана ), приобрели огромное значение. можно добиться [10] Первой мыслью Фриша о том, как этого можно достичь, была термодиффузия жидкости. [11]

термодиффузия Жидкостная ​ ​

Основная статья: Термофорез
Серия концентрических трубок. В середине находится пар, окруженный никелевой трубой, гексафторидом урана, медной трубой, водяной и железной трубой.
Вид в разрезе колонны термодиффузионного процесса

Процесс термодиффузии жидкости был основан на открытии Карла Людвига в 1856 году, а затем Шарля Соре в 1879 году, что при сохранении градиента температуры в первоначально гомогенном растворе соли через некоторое время в растворе также будет существовать градиент концентрации. Это известно как эффект Соре . [12] Дэвид Энског в 1911 году и Сидни Чепмен в 1916 году независимо разработали теорию Чепмена-Энскога , которая объяснила, что, когда смесь двух газов проходит через температурный градиент, более тяжелый газ имеет тенденцию концентрироваться на холодном конце, а более легкий газ - на теплом конце. . Это было экспериментально подтверждено Чепменом и Ф.В. Дутсоном в 1916 году. [13] [14] [15]

Поскольку горячие газы имеют тенденцию подниматься, а холодные — опускаться, это можно использовать как средство разделения изотопов . Этот процесс был впервые продемонстрирован Клаусом Клюзиусом и Герхардом Дикелем в Германии в 1938 году, которые использовали его для разделения изотопов неона . Они использовали аппарат под названием «колонна», состоящий из вертикальной трубки с горячим проводом посередине. [16] [17] В Соединенных Штатах Артур Брэмли из Министерства сельского хозяйства США усовершенствовал эту конструкцию, используя концентрические трубки с разными температурами. [18]

Исследования и разработки [ править ]

Филип Х. Абельсон был молодым физиком, получившим докторскую степень в Калифорнийском университете 8 мая 1939 года. [18] Он был одним из первых американских ученых, проверивших деление ядра. [19] сообщил о своих результатах в статье, представленной в Physical Review в феврале 1939 года, [20] и сотрудничал с Эдвином Макмилланом при открытии нептуния . [21] [22] Вернувшись в Институт Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, где у него была должность, он заинтересовался разделением изотопов. В июле 1940 года Росс Ганн из Исследовательской лаборатории ВМС США (NRL) показал ему статью Гарольда Юри 1939 года по этому вопросу , и Абельсон был заинтригован возможностью использования процесса термодиффузии жидкости. [18] Он начал эксперименты с этим процессом на кафедре земного магнетизма Института Карнеги. Использование хлорида калия (KCl), бромида калия (KBr), сульфата калия ( K
2 ТАК
4 ) и дихромат калия ( K
2 Кр
22О
7 ), ему удалось добиться коэффициента разделения 1,2 (20 процентов) изотопов калия-39 и калия-41 . [23]

Следующим шагом было повторение экспериментов с ураном. Он изучал процесс с водными растворами солей урана, но обнаружил, что они имеют тенденцию гидролизоваться в колонне. Только гексафторид урана ( UF
6 ) показался подходящим. В сентябре 1940 года Абельсон обратился к Россу Ганну и Лайману Дж. Бриггсу , директору Национального бюро стандартов , которые оба были членами Национального комитета оборонных исследований (NDRC) Комитета по урану . НРЛ согласилась выделить 2500 долларов Институту Карнеги, чтобы позволить Абельсону продолжить свою работу, и в октябре 1940 года Бриггс организовал перевод ее в Бюро стандартов, где были лучшие условия. [23]

Гексафторид урана был недоступен, поэтому Абельсон разработал свой собственный метод его массового производства в NRL путем фторирования более легко производимого тетрафторида урана при 350 ° C (662 ° F). [24] [23] Первоначально этот небольшой завод поставлял гексафторид урана для исследований в Колумбийский университет , Университет Вирджинии и НРЛ. В 1941 году Ганн и Абельсон разместили заказ на гексафторид урана у Harshaw Chemical Company в Кливленде, штат Огайо , используя процесс Абельсона. В начале 1942 года NDRC заключил с Харшоу контракт на строительство пилотного завода по производству 10 фунтов (4,5 кг) гексафторида урана в день. К весне 1942 года пилотный завод по производству гексафторида урана в Харшоу заработал, и компания DuPont также начала эксперименты по использованию этого процесса. Спрос на гексафторид урана вскоре резко возрос, и Харшоу и Дюпон увеличили производство, чтобы удовлетворить его. [25]

Абельсон воздвиг в Бюро стандартов одиннадцать колонн, все диаметром примерно 1,5 дюйма (38 мм), но высотой от 2 до 12 футов (0,61–3,66 м). Испытательные испытания проводились с солями калия, а затем, в апреле 1941 года, с гексафторидом урана. 1 июня 1941 года Абельсон стал сотрудником НРЛ и перебрался на военно-морскую авиабазу Анакостия . В сентябре 1941 года к нему присоединился Джон И. Гувер, который стал его заместителем. Там они построили экспериментальную установку с колоннами высотой 36 футов (11 м). [24] [23] Пар обеспечивался газовым котлом мощностью 20 лошадиных сил (15 кВт). [26] Им удалось разделить изотопы хлора , но в ноябре аппарат был испорчен продуктами разложения четыреххлористого углерода . [24] [23] Следующий анализ показал разделение на 2,5%, и было обнаружено, что оптимальное расстояние между колонками составляет от 0,21 до 0,38 миллиметров (от 0,0083 до 0,0150 дюйма). [24] Абельсон расценил запуск 22 июня с результатом 9,6% как первое успешное испытание жидкостной термодиффузии с гексафторидом урана. В июле ему удалось достичь 21%. [27]

Манхэттенским проектом с Отношения

В июле 1942 года НРЛ разрешила построить пилотную установку, которая начала работу 15 ноября. [23] На этот раз они использовали четырнадцать колонн длиной 48 футов (15 м) с расстоянием между ними 25 миллиметров (0,98 дюйма). Опытная установка работала без перерыва с 3 по 17 декабря 1942 года. [28] Полковник Лесли Р. Гроувс-младший , которому было поручено возглавить то, что впоследствии стало известно как Манхэттенский проект (но не делал этого еще два дня), посетил пилотный завод вместе с заместителем районного инженера Манхэттенского округа. 21 сентября подполковник Гарольдом Г. Кеннет Д. Николс беседовал с Ганном и контр-адмиралом Боуэном-старшим , директором НРЛ. У Гроувса сложилось впечатление, что проект не реализуется с достаточной срочностью. [29] [30] Проект был расширен, и Натан Розен в качестве физика-теоретика. к нему присоединился [23] Гроувс снова посетил пилотный завод 10 декабря 1942 года, на этот раз с Уорреном К. Льюисом , профессором химического машиностроения Массачусетского технологического института , и тремя сотрудниками DuPont. В своем отчете Льюис рекомендовал продолжить работу. [28]

Контр-адмирал Гарольд Боуэн-старший за своим столом в военно-морском ведомстве в Вашингтоне, округ Колумбия, в годы Второй мировой войны.

Исполнительный комитет S-1 заменил Урановый комитет 19 июня 1942 года, исключив при этом Ганна из его состава. [31] Он рассмотрел отчет Льюиса и передал свои рекомендации Ванневару Бушу , директору Управления научных исследований и разработок (OSRD), в состав которого входил Исполнительный комитет S-1. [32] Отношения между OSRD и NRL не были хорошими; Боуэн раскритиковал его за отвлечение средств от НРЛ. [33] Буш помнил о директиве президента Франклина Д. Рузвельта от 17 марта 1942 года : [32] хотя и по его совету, [33] что военно-морской флот должен быть исключен из Манхэттенского проекта. [32] Он предпочитал работать с более близким по духу военным министром Генри Стимсоном , на которого имел большее влияние. [33]

Джеймс Б. Конант , председатель NDRC и исполнительного комитета S-1, был обеспокоен тем, что военно-морской флот реализует собственный ядерный проект, но Буш считал, что это не причиняет вреда. Он встретился с Ганном в Анакостии 14 января 1943 года и объяснил ему ситуацию. Ганн ответил, что военно-морской флот заинтересован в ядерной морской силовой установке для атомных подводных лодок . Жидкостная термодиффузия была жизнеспособным способом производства обогащенного урана, и все, что ему было нужно, — это подробности конструкции ядерного реактора , над которой, как он знал, работала Металлургическая лаборатория в Чикаго. Он не знал, что там уже построен «Чикаго Пайл-1» действующий ядерный реактор . Буш не пожелал предоставить запрошенные данные, но договорился с контр-адмиралом Уильямом Р. Пурнеллом , одним из членов Комитета военной политики, руководившим Манхэттенским проектом, о том, чтобы усилия Абельсона получили дополнительную поддержку. [32]

На следующей неделе Бриггс, Юри и Эгер В. Мерфри из исполнительного комитета S-1 вместе с Карлом Коэном и У. Томпсоном из Standard Oil посетили пилотный завод в Анакостии. Они были впечатлены простотой процесса, но разочарованы тем, что с завода не было изъято ни одного обогащенного урана; производство было рассчитано путем измерения разницы в концентрации. Они подсчитали, что для жидкостной термодиффузионной установки, способной производить 1 кг в день урана, обогащенного до 90% урана-235, потребуется 21 800 36-футовых (11 м) колонн, каждая с коэффициентом разделения 30,7%. На строительство уйдет 18 месяцев, если предположить, что в материалах будет использоваться главный приоритет Манхэттенского проекта. Сюда входило 1700 коротких тонн (1500 т) дефицитной меди для внешних труб и никеля для внутренних, которые должны были противостоять коррозии паром и гексафторидом урана соответственно. [34] [35]

Ориентировочная стоимость такого завода составила около 32,6 миллиона долларов на строительство и 62 600 долларов в день на эксплуатацию. Что убило это предложение, так это то, что заводу потребуется 600 дней, чтобы достичь равновесия, и к этому времени будет потрачено 72 миллиона долларов, которые Исполнительный комитет S-1 округлил до 75 миллионов долларов. Если предположить, что работы начались немедленно и завод работал по проекту, то до 1946 года обогащенный уран не мог быть произведен . диффузионный завод, но исполком С-1 отказался от этого. [34] [35] В период с февраля по июль 1943 года опытный завод в Анакостии произвел 236 фунтов (107 кг) слабообогащенного гексафторида урана, который был отправлен в Металлургическую лабораторию. [36] В сентябре 1943 года Исполнительный комитет S-1 решил, что гексафторид урана больше не будет выделяться НРЛ, хотя он заменит обогащенный гексафторид урана на обычный гексафторид урана. Гровс отклонил заказ НРЛ на дополнительное количество гексафторида урана в октябре 1943 года. Когда было указано, что военно-морской флот вообще разработал процесс производства гексафторида урана, армия неохотно согласилась выполнить заказ. [35]

завод Пилотный Филадельфии в

Исследования Абельсона показали, что для сокращения времени установления равновесия ему необходимо иметь гораздо больший градиент температуры. [24] НРЛ рассматривала возможность строительства его на военно-морской инженерной экспериментальной станции в Аннаполисе, штат Мэриленд , но, по оценкам, это стоило бы 2,5 миллиона долларов, что НРЛ сочло слишком дорогим. Были изучены и другие объекты, и было решено построить новую опытную установку в Военно-морской котло-турбинной лаборатории (NBTL) на военно-морской верфи в Филадельфии . [37] где был космос, пар и охлаждающая вода и, что, пожалуй, самое главное, инженеры, имеющие опыт работы с паром высокого давления. [38] Стоимость оценивалась в 500 000 долларов. [37] Опытная установка была санкционирована контр-адмиралом Эрлом У. Миллсом , помощником начальника Управления кораблей , 17 ноября 1943 года. [38] Строительство началось 1 января 1944 года и завершилось в июле. [39] НБТЛ отвечала за проектирование, строительство и эксплуатацию систем пара и охлаждающей воды, а НРЛ занималась колоннами и вспомогательным оборудованием. Капитан Торвальд А. Сольберг из Судового бюро был руководителем проекта. [38]

Пилотный завод в Филадельфии занимал площадь 13 000 квадратных футов (1200 м²). 2 ) площади на участке в одном квартале к западу от Брод-стрит , недалеко от реки Делавэр . Завод состоял из 102 колонн длиной 48 футов (15 м), известных как «стойка», расположенных в каскад из семи ступеней. Предполагалось, что завод сможет производить один грамм в день урана, обогащенного до 6% урана-235. Внешние медные трубы охлаждались водой с температурой 155 ° F (68 ° C), протекающей между ними и внешними 4-дюймовыми стальными трубами. Внутренние никелевые трубки нагревались паром высокого давления при температуре 545 ° F (285 ° C) и 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа). Таким образом, каждая колонна содержала около 1,6 кг (3,5 фунта) гексафторида урана. Это было вызвано давлением пара; единственными работающими частями были водяные насосы. В работе стойка потребляла 11,6 МВт мощности. Каждая колонна была подключена к резервуару от 3 до 170 кг (от 6,6 до 374,8 фунтов) гексафторида урана. Из-за опасности обращения с гексафторидом урана все работы с ним, в том числе пополнение резервуаров из транспортных баллонов, выполнялись в перегрузочном помещении. [40] Колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, поэтому пилотный завод в Филадельфии в конечном итоге произвел более 5000 фунтов (2300 кг) гексафторида урана, обогащенного до 0,86 процента урана-235, который был передан Манхэттенскому проекту. [41] Опытный завод в Филадельфии был ликвидирован в сентябре 1946 года, утилизированное оборудование было возвращено НРЛ, а остальное было сброшено в море. [42]

Строительство [ править ]

Масса стальных ферм
Строящийся корпус термодиффузионного процесса (F01) на С-50 (ок. август 1944 г.)

В начале 1944 года новости о пилотном заводе в Филадельфии дошли до Роберта Оппенгеймера , директора Лос-Аламосской лаборатории . [43] Оппенгеймер написал Конанту 4 марта 1944 года и попросил отчеты о проекте термодиффузии жидкости, которые Конант переслал. [44] Как и почти все остальные, Оппенгеймер думал об обогащении урана как о процессе производства урана оружейного качества, пригодного для использования в атомной бомбе . [45] но теперь он рассмотрел другой вариант. Если бы колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, то можно было бы производить 12 кг в день урана, обогащенного до 1 процента. [43] Это может быть ценным, поскольку процесс электромагнитного обогащения, который мог бы производить один грамм урана, обогащенного до 40 процентов урана-235, из природного урана, мог бы производить два грамма в день урана, обогащенного до 80 процентов урана-235, если сырье было обогащено до 1,4 процента. урана-235, что вдвое превышает содержание природного урана (0,7 процента). [46] 28 апреля он написал Гровсу, указав, что «производство завода Y-12 может быть увеличено примерно на 30 или 40 процентов, а его усовершенствование несколько улучшено, на много месяцев раньше запланированной даты производства К-25 . " [47]

Гроувс получил разрешение Комитета по военной политике возобновить контакты с военно-морским флотом. [35] и 31 мая 1944 года он назначил наблюдательный комитет, состоящий из Мерфри, Льюиса и его научного консультанта Ричарда Толмана , для расследования. [47] На следующий день наблюдательный комитет посетил пилотный завод в Филадельфии. Они сообщили, что, хотя Оппенгеймер был фундаментально прав, его оценки были оптимистичными. Добавление дополнительных двух стоек к пилотной установке заняло бы два месяца, но не позволило бы производить достаточно корма для удовлетворения потребностей электромагнитного завода Y-12 на инженерном заводе в Клинтоне . Поэтому они рекомендовали построить полномасштабную установку термодиффузии жидкостей. [35] Поэтому 12 июня Гроувс запросил у Мерфри стоимость производственного предприятия, способного производить 50 кг урана, обогащенного до уровня от 0,9 до 3,0 процента урана-235 в день. Мерфри, Толман, Коэн и Томпсон подсчитали, что завод с 1600 колоннами обойдется в 3,5 миллиона долларов. Гровс одобрил его строительство 24 июня 1944 года. [48] и проинформировал Комитет по военной политике, что он вступит в строй к 1 января 1945 года. [35]

Десятки труб, словно гигантский орган
Диффузионные колонны, установка термодиффузии жидкости S-50 в Ок-Ридже, Теннесси, 1945 год.

Рассматривались площадки на плотине Уоттс-Бар , Масл-Шолс и Детройте , но было решено построить ее на инженерном заводе Клинтона, где воду можно было получать из реки Клинч , а пар - из электростанции К-25. [49] Проект термодиффузии получил кодовое название S-50. [15] В июне в штаб-квартире Манхэттенского округа была создана дивизия С-50 под командованием подполковника Марка К. Фокса, а майором Томасом Дж. Эвансом-младшим в качестве его помощника, обладающего особыми полномочиями по строительству завода. Гровс выбрал компанию HK Ferguson из Кливленда , штат Огайо, в качестве главного строительного подрядчика, поскольку она своевременно завершает работы. [50] в частности, завод по производству боеприпасов в заливе в Миссисипи, [51] по контракту «затраты плюс фиксированное вознаграждение» . Строительная компания HA Jones построит паровую электростанцию ​​под руководством Х. К. Фергюсона в качестве инженера-архитектора. [49] Хотя его советники подсчитали, что на строительство завода уйдет шесть месяцев, Гроувс дал HK Ferguson всего четыре месяца. [50] и он хотел, чтобы операции начались всего через 75 дней. [52]

Гроувс, Толман, Фокс и Уэллс Н. Томпсон из Гонконга Фергюсона забрали оттуда чертежи пилота «Филадельфии» 26 июня. [51] Производственный завод будет состоять из двадцати одной стойки по 102 колонны, расположенных в трех группах по семь, всего 2142 колонны длиной 48 футов (15 м). Каждая стойка представляла собой копию опытного завода в Филадельфии. [53] Колонны должны были быть изготовлены с точными допусками; ±0,0003 дюйма (0,0076 мм) для диаметра внутренних никелевых трубок и ±0,002 дюйма (0,051 мм) между внутренними никелевыми трубками и внешними медными трубками. [51] Первые заказы на колонны были размещены 5 июля. [52] Было предложено обратиться к двадцати трем компаниям, и компания Grinnell из Провиденса, Род-Айленд , и компания Mehring and Hanson из Вашингтона, округ Колумбия, приняли вызов. [53]

Земля на объекте была заложена 9 июля 1944 года. К 16 сентября, когда была построена примерно треть завода, первая стойка начала работу. [52] Испытания в сентябре и октябре выявили проблемы с протечками в трубах, которые потребовали дальнейшей сварки. Тем не менее, все стойки были установлены и готовы к работе в январе 1945 года. Контракт на строительство был расторгнут 15 февраля, а оставшиеся изоляционные и электромонтажные работы были переданы другим фирмам в районе Ок-Ридж. Также достроены вспомогательные постройки, в том числе новая паровая установка. На полную мощность завод вступил в марте 1945 года. [54] Строительство новой котельной было одобрено 16 февраля 1945 года. Первый котел был запущен 5 июля 1945 года, а работа началась 13 июля. Работы были завершены 15 августа 1945 года. [52]

Фабрика на излучине реки, вид с другой стороны реки
Здание термодиффузионного процесса S-50 — темное здание. Впереди паровая установка. Здание на заднем плане с дымоходами — электростанция К-25. На переднем плане река Клинч.

Здание термодиффузионного процесса (F01) представляло собой черное сооружение длиной 522 фута (159 м), шириной 82 фута (25 м) и высотой 75 футов (23 м). Для каждой пары стоек имелась одна диспетчерская и одна передаточная, кроме последней, которая имела свои диспетчерские и передаточные комнаты для учебных целей. [54] Четыре насоса забирали 15 000 галлонов США (57 000 л) охлаждающей воды из реки Клинч в минуту. Паровые насосы были специально разработаны компанией Pacific Pumps Inc. Завод был спроектирован так, чтобы использовать всю мощность электростанции К-25, но с вводом в эксплуатацию ступеней К-25 возникла конкуренция за это. Было принято решение построить новую котельную. Двенадцать лишних котлов мощностью 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа), первоначально предназначавшихся для сопровождения эсминцев, были приобретены у военно-морского флота. Более низкая температура горячей стенки из-за пониженного давления пара (450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа) вместо 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа) на пилотной установке) компенсировалась простотой эксплуатации. Поскольку они работали на жидком топливе, был добавлен нефтебаза емкостью 6 000 000 галлонов США (23 000 000 л) с достаточным хранилищем для работы завода в течение 60 дней. [53] Помимо зданий термодиффузионного процесса (F01) и новой паровой установки (F06), сооружения на территории S-50 включали насосную станцию ​​(F02), лаборатории, столовую, механический цех (F10), склады, АЗС и водоочистная станция (F03). [53] [55]

Производство [ править ]

По соображениям безопасности Гроувс хотел, чтобы новым заводом управлял HK Ferguson, но это был закрытый цех , а правила безопасности на Clinton Engineer Works не допускали профсоюзов . Чтобы обойти это, HK Ferguson создал дочернюю компанию Fercleve Corporation (из Фергюсона из Кливленда), и Манхэттенский округ заключил с ней контракт на эксплуатацию завода за 11 000 долларов в месяц. [45] [56] Эксплуатационный персонал нового завода первоначально прошел обучение на пилотном заводе в Филадельфии. В августе 1944 года Гроувс, Конант и Фокс попросили десять военнослужащих Специального инженерного отряда (SED) в Ок-Ридже набрать добровольцев, предупредив, что эта работа будет опасной. Все десять вызвались добровольцами. [57] Вместе с четырьмя сотрудниками Fercleve их отправили в Филадельфию, чтобы узнать о работе завода. [54]

Десятки труб, словно гигантский орган
Еще один вид на колонны

2 сентября 1944 года рядовой СЕПГ Арнольд Крамиш и двое гражданских лиц, Питер Н. Брэгг-младший, инженер-химик NRL, и Дуглас П. Мейгс, сотрудник Fercleve, работали в перегрузочном помещении, когда 600-фунтовый (270-фунтовый) кг) взорвался баллон с гексафторидом урана, разорвав близлежащие паровые трубы. [57] [58] Пар вступил в реакцию с гексафторидом урана с образованием плавиковой кислоты , в результате чего трое мужчин получили серьезные ожоги. Рядовой Джон Д. Хоффман пробежал сквозь токсичное облако, чтобы спасти их, но Брэгг и Мейгс скончались от полученных травм. Еще одиннадцать человек, в том числе Крамиш и четверо других солдат, были ранены, но выздоровели. Хоффман, получивший ожоги, был награжден Солдатской медалью — высшей наградой армии США за доблестный поступок в небоевой обстановке и единственной наградой, присуждаемой члену Манхэттенского округа. [57] [58] [59] Брэгг был посмертно награжден Премией ВМФ за заслуги перед гражданской службой . 21 июня 1993 года [60]

Полковник Стаффорд Л. Уоррен , начальник медицинского отдела округа Манхэттен, извлек внутренние органы погибших и отправил их обратно в Ок-Ридж для анализа. Похоронили без них. [57] Расследование показало, что авария была вызвана использованием стальных баллонов с никелевой футеровкой вместо бесшовных никелевых баллонов, поскольку армия упреждала производство никеля. [59] В военно-морском госпитале не было процедур лечения людей, подвергшихся воздействию гексафторида урана, поэтому их разработал медицинский отдел Уоррена. Гровс приказал прекратить обучение на пилотном заводе в Филадельфии, поэтому Абельсон и 15 его сотрудников переехали в Ок-Ридж, чтобы обучать там персонал. [61]

Несчастных случаев со смертельным исходом на производстве не было. [57] хотя уровень аварийности на нем был выше, чем на других производственных объектах Манхэттенского проекта, из-за спешки с вводом его в эксплуатацию. Когда бригады попытались запустить первую стойку, раздался громкий шум и образовалось облако пара из-за выходящего пара. Обычно это привело бы к остановке, но, находясь под давлением необходимости ввести завод в эксплуатацию, у директора завода в Ферклеве не было другого выбора, кроме как продолжать действовать. [61] В октябре завод произвел всего 10,5 фунтов (4,8 кг) 0,852% урана-235. Утечки ограничили производство и привели к его остановке в течение следующих нескольких месяцев, но в июне 1945 года было произведено 12 730 фунтов (5 770 кг). [61] При нормальной работе из каждого контура каждые 285 минут отбиралось 1 фунт (0,45 кг) продукта. При четырех контурах на стойку каждая стойка могла производить 20 фунтов (9,1 кг) в день. [62] К марту 1945 года работала вся 21 производственная стойка. Первоначально продукция С-50 подавалась в Y-12, но начиная с марта 1945 года все три процесса обогащения проводились последовательно. С-50 стал первой ступенью с обогащением от 0,71% до 0,89%. Этот материал подавался в газодиффузионный процесс на установке К-25, которая давала продукт с обогащением около 23%. Это, в свою очередь, было передано в Y-12, который повысил его примерно до 89%, что достаточно для создания ядерного оружия. [63] Общий вес производства С-50 составил 56 504 фунта (25 630 кг). [62] ускорил производство обогащенного урана, использованного в бомбе «Маленький мальчик» , использованной при атомной бомбардировке Хиросимы . Было подсчитано, что завод С-50 на неделю [64] «Если бы я оценил возможности термодиффузии, — писал позже Гроувс, — мы бы занялись этим гораздо раньше, потратили бы немного больше времени на проектирование завода и сделали бы его намного больше и лучше. производство U-235 в июне и июле 1945 года было бы значительным». [45]

Большое прямоугольное здание темного цвета и здание поменьше с тремя дымовыми трубами. На заднем плане река. Паровая установка представляет собой небольшое здание с двумя дымовыми трубами.
Район S-50, вид на реку Клинч. Новая паровая установка и резервуары для хранения нефти

Послевоенные годы [ править ]

Вскоре после окончания войны в августе 1945 года подполковник Артур В. Петерсон [64] офицер Манхэттенского округа, несущий общую ответственность за производство расщепляющегося материала, [65] рекомендовал перевести завод С-50 в резерв. 4 сентября 1945 года округ Манхэттен приказал закрыть завод. [64] Это была единственная когда-либо построенная установка для термодиффузии жидкостей в промышленном масштабе, но ее эффективность не могла конкурировать с эффективностью газодиффузионной установки. [66] Колонны были осушены и очищены, а все сотрудники были уведомлены за две недели о предстоящем увольнении . [42] К 9 сентября все производство было прекращено, и последнее сырье гексафторида урана было отправлено на К-25 для переработки. [64] Увольнения начались 18 сентября. К этому времени добровольные увольнения сократили фонд заработной платы Ферклеве с пика военного времени в 1600 рабочих до примерно 900. В конце сентября остался только 241 человек. Контракт с Ферклеве был расторгнут 31 октября, и ответственность за здания завода С-50 была передана офису К-25. Ферклеве уволил последних сотрудников 16 февраля 1946 года. [42]

Начиная с мая 1946 года, здания завода С-50 использовались не как производственный объект, а в рамках проекта ВВС США по ядерной энергии для движения самолетов (NEPA). Fairchild Aircraft провела там серию экспериментов с бериллием . [67] Рабочие также изготавливали блоки из обогащенного урана и графита . [66] NEPA действовало до мая 1951 года, когда его заменил совместный проект Комиссии по атомной энергии и ВВС США по созданию ядерных силовых установок для самолетов . [68] Завод С-50 был разобран в конце 1940-х годов. Оборудование было доставлено на территорию электростанции К-25, где оно хранилось до утилизации или захоронения. [66]

Примечания [ править ]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Хьюлетт и Андерсон, 1962 , стр. 10–14.
  2. ^ Родос 1986 , стр. 251–254.
  3. ^ Родос 1986 , стр. 256–263.
  4. ^ Джонс 1985 , с. 12.
  5. ^ Бор и Уиллер 1939 , стр. 426–450.
  6. ^ Уиллер и Форд 1998 , стр. 27–28.
  7. ^ Смит 1945 , с. 32.
  8. ^ Родос 1986 , стр. 322–325.
  9. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , с. 42.
  10. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 29–30.
  11. ^ Фриш 1979 , с. 126.
  12. ^ Абельсон, Розен и Гувер 1951 , стр. 19–22.
  13. ^ Чепмен и Дутсон 1917 , стр. 248–253.
  14. ^ Чепмен и Коулинг 1970 , с. 268.
  15. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Браун и Макдональд 1977 , с. 301.
  16. ^ Смит 1945 , стр. 161–162.
  17. ^ Клузиус и Дикель 1938 , с. 546.
  18. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Рид 2011 , стр. 164–165.
  19. ^ Родос 1986 , стр. 273–275.
  20. ^ Абельсон 1939 , с. 418.
  21. ^ Макмиллан и Абельсон 1940 , стр. 1185–1186.
  22. ^ Родос 1986 , стр. 348–351.
  23. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г Абельсон, Розен и Гувер, 1951 , стр. 29–31.
  24. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Браун и Макдональд 1977 , стр. 301–302.
  25. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , с. 66.
  26. ^ Джонс 1985 , с. 173.
  27. ^ Рид 2011 , с. 168.
  28. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Рид 2011 , стр. 169–170.
  29. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , с. 169.
  30. ^ Гроувс 1962 , с. 23.
  31. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , с. 75.
  32. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Хьюлетт и Андерсон, 1962 , стр. 169–170.
  33. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Ахерн 2003 , стр. 224–225.
  34. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Рид 2011 , стр. 170–171.
  35. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Хьюлетт и Андерсон, 1962 , стр. 170–172.
  36. ^ Рид 2011 , с. 172.
  37. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ахерн 2003 , с. 226.
  38. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Абельсон, Розен и Гувер 1951 , с. 33.
  39. ^ Родос 1986 , с. 551.
  40. ^ Рид 2011 , с. 173.
  41. ^ Ахерн 2003 , с. 231.
  42. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Рид 2011 , с. 179.
  43. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Родос 1986 , с. 552.
  44. ^ Рид 2011 , с. 174.
  45. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Гроувс 1962 , с. 120.
  46. ^ Смит 1945 , с. 202.
  47. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джонс 1985 , с. 176.
  48. ^ Джонс 1985 , с. 177.
  49. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Браун и Макдональд 1977 , с. 303.
  50. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джонс 1985 , с. 178.
  51. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Рид 2011 , с. 175.
  52. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Браун и Макдональд 1977 , с. 305.
  53. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Браун и Макдональд 1977 , с. 304.
  54. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Джонс 1985 , с. 179.
  55. ^ «Виртуальный музей К-25 – экскурсия по объекту» . Министерство энергетики США . Проверено 10 декабря 2016 г.
  56. ^ Джонс 1985 , с. 180.
  57. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Крамиш, Арнольд (15 декабря 1991 г.). «Они тоже были героями» . Вашингтон Пост . Проверено 9 декабря 2016 г.
  58. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Атомные катастрофы» . Фонд атомного наследия . Проверено 9 декабря 2016 г.
  59. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ахерн 2003 , стр. 176–177.
  60. ^ «Питер Н. Брэгг-младший» . Арканзасская академия инженеров-химиков . Проверено 9 декабря 2016 г.
  61. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Джонс 1985 , стр. 180–183.
  62. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «История округа Манхэттен - Книга VI Проект жидкостной термодиффузии (S-50) - Секретное приложение» (PDF) . Министерство энергетики . Проверено 10 декабря 2016 г.
  63. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962 , стр. 300–302.
  64. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Хьюлетт и Андерсон, 1962 , с. 624.
  65. ^ «Артур В. «Пит» Петерсон, пионер атомной энергетики, умер в возрасте 95 лет» . Вестпорт сейчас . Вестпорт, Коннектикут. 2 апреля 2008 года . Проверено 23 декабря 2015 г.
  66. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Краткий обзор объекта проекта термодиффузии жидкости S-50» (PDF) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) . Проверено 7 декабря 2016 г.
  67. ^ «Термодиффузионный завод Ок-Ридж» . Проект помощи заявителям работников энергетики . Проверено 7 декабря 2016 г.
  68. ^ «Упадок программы атомных самолетов» . Мегазона . Вустерский политехнический институт. 1993 год . Проверено 7 декабря 2016 г.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с С-50 (Манхэттенский проект) .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=S-50_(Manhattan_Project)&oldid=1217012032"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9165524ba64bc2d0e1593786bf03318c__1712121840
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/91/8c/9165524ba64bc2d0e1593786bf03318c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
S-50 (Manhattan Project) - 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.)