De første atombunker

kort efter opdagelsen af nuklear fission blev annonceret i 1939, nævnte avisartikler, der rapporterede opdagelsen, muligheden for, at en fissionskædereaktion kunne udnyttes som en kilde til magt. Anden Verdenskrig begyndte imidlertid i Europa i September samme år, og fysikere i fissionsforskning vendte deres tanker om at bruge kædereaktionen i en atombombe. I USA, Pres. Franklin D. Roosevelt blev overtalt af et brev fra Albert Einstein til at indlede et hemmeligt projekt afsat til dette formål. Manhattan-projektet omfattede arbejde med uranberigelse for at skaffe uran-235 i høje koncentrationer og også forskning i reaktorudvikling. Målet var to gange: at lære mere om kædereaktionen for bombeudformning og at udvikle en metode til fremstilling af et nyt element, plutonium, som forventedes at være fissilt og kunne isoleres fra uran kemisk.

Reaktorudvikling blev placeret under tilsyn af den førende eksperimentelle atomfysiker i æraen, Enrico Fermi. Fermis projekt begyndte kl Columbia University og blev først demonstreret ved University of Chicago, centreret om designet af en grafitmodereret reaktor. Den 2. December 1942 rapporterede Fermi at have produceret den første selvbærende kædereaktion. Hans reaktor, senere kaldet Chicago Pile No. 1 (CP-1), var lavet af ren grafit, hvor uranmetalsnegle blev lastet mod midten med uranilte klumper rundt om kanterne. Denne enhed havde intet kølesystem, da det forventedes at blive betjent til rent eksperimentelle formål ved meget lav effekt (cirka 10 kilovatts termisk energi). CP-1 blev efterfølgende demonteret og rekonstrueret på et nyt laboratoriested i forstæderne Chicago, det oprindelige hovedkvarter for det, der nu er Argonne National Laboratory. Enheden så fortsat service som en forskningsreaktor, indtil den endelig blev nedlagt i 1953. (Se tabellen med bemærkelsesværdige tidlige atomreaktorer.)

på hælene på det vellykkede CP-1-eksperiment blev der hurtigt udarbejdet planer for opførelsen af de første produktionsreaktorer (til fremstilling af plutonium, der skal bruges i atombomben). Disse var de tidlige Hanford reaktorer, som var grafit-modereret, naturligt uran-drevne, vandkølede enheder. Som et backup-projekt blev der bygget en produktionsreaktor med luftkølet design kl Oak Ridge, Tennessee. Da Hanford-faciliteterne viste sig at være vellykkede, blev denne reaktor afsluttet for at fungere som 10-reaktoren på det, der nu er Oak Ridge National Laboratory. Den første forskningsreaktor med beriget brændstof blev afsluttet i Los Alamos i 1944, da beriget uran-235 blev tilgængeligt til forskningsformål. Alle disse bestræbelser kulminerede i Trinity, den første test af en atomeksplosiv enhed, der fandt sted den 16.juli 1945 i Alamogordo.

allerede før krigen var det blevet erkendt, at tungt vand var en fremragende neutronmoderator og let kunne anvendes i et reaktordesign. Under Manhattan-projektet blev denne mulige designfunktion tildelt et canadisk forskerteam, da produktionsfaciliteter med tungt vand allerede eksisterede i Canada. I slutningen af 1945, kort efter krigens afslutning, lykkedes det canadiske projekt at bygge en tungt vandmodereret, naturlig urandrevet forskningsreaktor, den såkaldte nul-energi eksperimentel bunke), kl Chalk River, Ontario.

høflighed af Atomic Energy of Canada Limited

På grund af manglende information om uran-235 separationsteknikker var den første britiske indsats, der fandt sted efter krigen, centreret om brugen af naturligt uran som brændstof. I 1947 GLEEP (grafit lavenergi eksperimentel bunke), en luftkølet reaktor med en grafitmoderator og uranmetalbrændstof beklædt i aluminium, blev konstrueret og gik kritisk kl. Det følgende år blev en fransk reaktor med lignende kraft, kendt som EL-1 (for “tungt vand 1”) eller for “nul strøm, uranoksid, tungt vand”), blev bygget ved Ch-Lyritillon, nær Paris. Den franske reaktor brugte også ikke-beriget uran i sit brændstof.i 1943 begyndte Sovjetunionen et formelt forskningsprogram for at skabe en kontrolleret fissionsreaktion, udforske isotopseparation og undersøge atombombe design. Efter krigen begyndte programmet at gøre betydelige fremskridt hen imod design af et fissionsvåben; i tandem blev reaktorer designet med det formål at producere plutonium af våbenkvalitet. Den første sovjetiske kædereaktion fandt sted i Moskva i slutningen af 1946 ved hjælp af en eksperimentel grafitmodereret naturlig uranbunke kendt som F-1. Den første plutoniumproduktionsreaktor blev operationel i Chelyabinsk-40-komplekset i Uralbjergene i Rusland i 1948.