A primeira atômica pilhas

Logo após a descoberta da fissão nuclear foi anunciado em 1939, artigos de jornal relatando a descoberta mencionou a possibilidade de que uma reação em cadeia de fissão pode ser explorada como fonte de energia. A Segunda Guerra Mundial, no entanto, começou na Europa em setembro daquele ano, e físicos em pesquisa de fissão virou seus pensamentos para usar a reação em cadeia em uma bomba atômica. Nos Estados Unidos, Pres. Franklin D. Roosevelt foi persuadido por uma carta de Albert Einstein a iniciar um projeto secreto dedicado a este propósito. O Projeto Manhattan incluiu trabalhos sobre enriquecimento de urânio para adquirir urânio-235 em altas concentrações e também pesquisa sobre o desenvolvimento de reatores. O objetivo era duplo: aprender mais sobre a reação em cadeia para o projeto de bomba e desenvolver um método de produção de um novo elemento, plutônio, que era esperado para ser físsil e poderia ser isolado de urânio quimicamente.o desenvolvimento do reator foi colocado sob a supervisão do principal físico nuclear experimental da época, Enrico Fermi. O projeto de Fermi começou na Universidade de Columbia e foi demonstrado pela primeira vez na Universidade de Chicago, centrado no projeto de um reator moderado a grafite. Em 2 de dezembro de 1942, Fermi relatou ter produzido a primeira reação em cadeia auto-sustentável. Seu reator, mais tarde chamado de Chicago Pile No. 1 (CP-1), foi feito de grafite pura em que balas de urânio metal foram carregadas para o centro com pedaços de óxido de urânio ao redor das bordas. Este dispositivo não tinha sistema de resfriamento, pois era esperado para ser operado para fins puramente experimentais a uma potência muito baixa (cerca de 10 quilowatts de energia térmica). CP-1 foi posteriormente desmontado e reconstruído em um novo local de laboratório nos subúrbios de Chicago, a sede original do que é agora Argonne National Laboratory. O dispositivo viu o serviço continuado como um reator de pesquisa até que foi finalmente desativado em 1953. (See the table listing notable early nuclear reactors.)

Na esteira do sucesso do CP-1 experimento, os planos foram rapidamente elaborado para a construção da primeira produção de reatores para produzir plutônio para ser usado na bomba atômica). Estes foram os primeiros de Hanford, Washington, reatores, que foram moderados em grafite, urânio natural alimentado, arrefecido a água. Como um projeto de backup, um reator de produção de design refrigerado a ar foi construído em Oak Ridge, Tennessee. Quando as instalações de Hanford foram bem sucedidas, este reator foi concluído para servir como o reator X-10 no que é agora Oak Ridge National Laboratory. O primeiro reator de pesquisa de combustível enriquecido foi concluído em Los Alamos, Novo México, em 1944, como urânio enriquecido-235 tornou-se disponível para fins de pesquisa. Todos esses esforços culminaram em Trinity, o primeiro teste de um dispositivo explosivo atômico, que ocorreu em 16 de julho de 1945, em Alamogordo, Novo México.mesmo antes da guerra, tinha sido reconhecido que a água pesada era um excelente moderador de nêutrons e poderia ser facilmente empregado em um projeto de reator. Durante o Projeto Manhattan, Este possível recurso de design foi atribuído a uma equipe de pesquisa Canadense, uma vez que instalações de produção de água pesada já existiam no Canadá. No final de 1945, pouco depois do fim da guerra, o projeto canadense conseguiu construir um reator de pesquisa de urânio natural, o chamado ZEEP (Zero-Energy Experimental Pile), em Chalk River, Ontário.