pierwsze stosy atomowe

wkrótce po ogłoszeniu odkrycia rozszczepienia jądrowego w 1939 r.artykuły prasowe opisujące odkrycie wspominały o możliwości wykorzystania reakcji łańcuchowej rozszczepienia jako źródła energii. II wojna światowa rozpoczęła się jednak w Europie we wrześniu tego roku, a fizycy w badaniach nad rozszczepieniem skupili się na wykorzystaniu reakcji łańcuchowej w bombie atomowej. W Stanach Zjednoczonych Pres. Franklin D. Roosevelt został namówiony listem Alberta Einsteina do zainicjowania tajnego projektu poświęconego temu celowi. Projekt Manhattan obejmował prace nad wzbogacaniem uranu w celu pozyskania uranu-235 w wysokich stężeniach, a także badania nad rozwojem reaktora. Cel był dwojaki: aby dowiedzieć się więcej o reakcji łańcuchowej w konstrukcji bomby i opracować metodę wytwarzania nowego pierwiastka, plutonu, który miał być rozszczepialny i mógł być izolowany chemicznie z uranu.

rozwój reaktora został umieszczony pod nadzorem czołowego eksperymentalnego fizyka jądrowego epoki, Enrico Fermiego. Projekt Fermiego rozpoczął się na Uniwersytecie Columbia i został po raz pierwszy zademonstrowany na Uniwersytecie w Chicago, skupiając się na projektowaniu reaktora moderowanego grafitem. 2 grudnia 1942 roku Fermi poinformował, że wytworzył pierwszą samowystarczalną reakcję łańcuchową. Jego reaktor, nazwany później Chicago Pile No. 1 (CP-1), był wykonany z czystego grafitu, w którym metalowe ślimaki uranu były ładowane w kierunku centrum z grudkami tlenku uranu na krawędziach. Urządzenie to nie miało układu chłodzenia, ponieważ miało być eksploatowane w celach czysto eksperymentalnych przy bardzo małej mocy (około 10 kilowatów energii cieplnej). CP – 1 został następnie zdemontowany i zrekonstruowany w nowym miejscu laboratorium na przedmieściach Chicago, pierwotnej siedzibie tego, co jest obecnie Argonne National Laboratory. Urządzenie nadal służyło jako reaktor badawczy, aż do jego ostatecznego wycofania z eksploatacji w 1953 roku. (Patrz Tabela z wykazem znaczących wczesnych reaktorów jądrowych.)

z powodu braku informacji na temat technik separacji uranu-235, pierwsze Brytyjskie wysiłki, które miały miejsce po wojnie, skupiły się na wykorzystaniu naturalnego uranu jako paliwa. W 1947 roku w Harwell w Berkshire w Anglii zbudowano reaktor chłodzony powietrzem z moderatorem Grafitowym i metalowym paliwem uranowym pokrytym aluminium, który stał się krytyczny, generując 100 kilowatów energii cieplnej. W następnym roku w Châtillon pod Paryżem zbudowano Francuski reaktor o podobnej mocy, znany jako EL-1 (dla „ciężkiej wody 1”) lub Zoé (dla „zerowej mocy, tlenku uranu, ciężkiej wody”). Francuski reaktor również używał w swoim paliwie nie wzbogaconego uranu.

w 1943 roku Związek Radziecki rozpoczął formalny program badawczy w celu stworzenia kontrolowanej reakcji rozszczepienia, zbadania separacji izotopów i zbadania konstrukcji bomb atomowych. Po wojnie program zaczął czynić znaczne postępy w projektowaniu broni rozszczepialnej; w tandemie projektowano reaktory do produkcji plutonu klasy broni. Pierwsza Radziecka reakcja łańcuchowa miała miejsce w Moskwie pod koniec 1946 roku, przy użyciu eksperymentalnego, moderowanego grafitem naturalnego stosu uranu znanego jako F-1. Pierwszy reaktor produkcji plutonu rozpoczął pracę w kompleksie Czelabińsk-40 W górach Uralu w Rosji w 1948 roku.