Графитовый реактор X-10

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Графитовый реактор X-10
X-10 Graphite Reactor, X-10 Pile, Clinton Pile X10 Reactor Face.jpg
Тип реактора

графитово-воздушный

Назначение реактора

производство оружейного плутония и радиоизотопов

Технические параметры
Топливо

уран-235, уран-238

Разработка
Проект

1943

Научная часть

Оук-Риджская национальная лаборатория

Конструктор

Энрико Ферми

Новизна проекта

второй реактор в мире, первый реактор для производства плутония на постоянной основе

Строительство и эксплуатация
Строительство первого образца

1943

Местонахождение

Оук-Ридж, Теннесси, США

Географические координаты

35°55′34″ с. ш. 84°18′59″ з. д. / 35.92611° с. ш. 84.31639° з. д. / 35.92611; -84.31639 (G) (O) (Я)Координаты: 35°55′34″ с. ш. 84°18′59″ з. д. / 35.92611° с. ш. 84.31639° з. д. / 35.92611; -84.31639 (G) (O) (Я)

Пуск

4 ноября 1943

Эксплуатация

1943—1963

Графитовый реактор X-10 (англ. X-10 Graphite Reactor, X-10 Pile) в Оук-Риджской национальной лаборатории в Оук-Ридже, штат Теннесси, США, изначально называвшийся Клинтонская поленница (Clinton Pile, по названию расположенного рядом городка Клинтон), был вторым в мире искусственным ядерным реактором (после Чикагской поленницыChicago Pile, также созданного Энрико Ферми) и первым реактором, спроектированным и построенным для постоянного функционирования и производства плутония для ядерных бомб.

Когда президент Рузвельт в декабре 1942 года инициировал создание Манхэттенского проекта, в местечке под названием Оук-Ридж в восточной части Теннесси уже был расположен Клинтонский инженерный завод, и здесь планировалось создание экспериментального реактора на воздушном охлаждении, пилотной станции химического разделения изотопов и вспомогательного оборудования. Графитовый реактор X-10, спроектированный и построенный за 11 месяцев, был запущен 4 ноября 1943 года. Реактор преобразовывал 238U в новый элемент, 239Pu, путём облучения первого нейтронами, полученными при делении 235U, то есть выступал в роли реактора-размножителя.

Реактор состоял из огромного блока графита, занимавшего в длину и высоту 24 фута (7,3 метра), окружённого несколькими футами плотного бетона в качестве защитной оболочки. В блоке было 1248 горизонтальных ромбовидных каналов, в которых ряды топливных стержней образовывали длинные пучки. Внутри каналов стержни со всех сторон обдувались воздухом. По истечении срока эксплуатации операторы загружали новые стержни, проталкивая их в каналы со лицевой стороны реактора, а облучённые стержни выталкивались с обратной стороны и по наклонному жёлобу попадали в бассейн с водой. Через несколько недель хранения в бассейне для уменьшения радиоактивности, стержни доставлялись на станцию химического разделения.

Графитовый реактор X-10 поставлял Лос-Аламосской национальной лаборатории первые значительные количества плутония. Исследования деления плутония в этих реакторных образцах привели к существенному усовершенствованию схемы бомбы (см. «Худыш»). Станция химического разделения для X-10 доказала применимость фосфата висмута для процесса разделения, что было использовано на аналогичных станциях в Хэнфорде уже в полном масштабе. Наконец, реактор и станция разделения дали бесценный опыт инженерам, техникам, операторам и инспекторам безопасности, которые затем продолжили работу в Хенфорде.

После окончания войны реактор X-10 стал первым производственным комплексом по производству радиоактивных изотопов для мирного использования. 2 августа 1946 года руководитель лаборатории Юджин Вигнер подарил главному врачу Бесплатной больницы по лечению кожных болезней и рака им. Барнарда (Barnard Free Skin and Cancer Hospital) в Сент-Луисе небольшой контейнер с 14С для применения в медицинских целях. Последующие поставки радиоизотопов, в первую очередь 131I, 32P и углерода-14, предназначались для научных, медицинских, производственных и сельскохозяйственных нужд.

Графитовый реактор в X-10 был остановлен в 1963 году, после 20 лет использования. В 1966 году он был назван национальным историческим памятником США. В 1969 году Американское общество металлов причислило его к архитертурным памятникам за вклад в развитие материаловедения. В 2008 году он был причислен Американским химическим обществом к национальным архитектурным памятникам по истории химии. Пульт управления и лицевую сторону реактора можно увидеть в ходе плановых экскурсий, организуемых Американским музеем науки и энергетики (American Museum of Science and Energy).

Аналогичные реакторы[править | править исходный текст]

Конструкция, аналогичная той, что была у реактора X-10, использовалась при разработке реактора Уиндскейл в Камбрии (Англия), который создавался по заказу министерства снабжения Великобритании (Ministry of Supply), а позже управлялся Институтом атомного оружия (Atomic Weapons Establishment). На одном из двух реакторов Уиндскейл в 1957 году произошёл пожар.

Ещё один реактор, похожий на X-10, до сих пор используется — это BR-1 в городе Мол (Бельгия). Он используется в научных целях, в частности, для нейтронно-активационного анализа, экспериментов по физике нейтронов и калибровки измерительных устройств для ядерных установок.

Литература[править | править исходный текст]

Основная:

Дополнительно: