芝加哥1号堆
芝加哥1号堆（英語：Chicago Pile-1）是人類歷史上第一個核子反應爐，由恩里科·費米、利奥·西拉德等人在美国芝加哥大學建立，于1942年12月2日产生可控的铀裂变链式反应，最初輸出功率為0.5瓦特，人类从此进入原子能时代。[1][2]
| 芝加哥1号堆 (CP-1) | |
|---|---|
 | |
| 反应堆原理 | 实验用反应堆 (铀/石墨) |
| 设计制造方 |  美國芝加哥冶金实验室 |
| 运行方 | 1942年至1943年 |
| 目前状态 | 已拆解 |
| 反应堆堆芯 | |
| 核燃料 (可裂变物质) | 天然铀 |
| 燃料形态 | 固体 (芯块) |
| 中子温度 | 信息缺失 |
| 控制方式 | 控制棒 |
| 中子慢化剂 | 核应用级石墨 (砖块) |
| 冷却剂 | 无 |
| 反应堆用途 | |
| 主要用途 | 实验 |
| 附注 | 世界上第一個人造核反应堆 |
芝加哥1号堆是美国曼哈顿计划的一部分，其成功运转为1945年7月16日美国的第一颗原子弹的成功爆炸（Trinity Test）奠基。[3]
历史背景 编辑
第二次世界大战期間，芝加哥1号堆的研究项目属于美國曼哈頓計畫的一部分，由阿瑟·康普顿所领导的芝加哥大学冶金实验室负责，恩里科·費米为项目的实际领导。反应堆的具体位置位于芝加哥大学体育场Stagg Field的下方。
1942年12月2日，芝加哥1号堆内部成功产生可控的铀核裂变链式反应、开启了人类的原子能时代。恩里科·費米、阿瑟·康普顿、利奥·西拉德、尤金·维格纳等等共49位科学家在现场见证了这一时刻。芝加哥1号堆的成功运转为1945年7月16日美国第一颗原子弹的成功爆炸奠基。 [4][5]
技术参数 编辑
芝加哥1号堆最初的输出功率为0.5瓦特，它由4万多个石墨砖块包围着1万9千片铀核燃料构成。[4]费米将芝加哥1号堆的设备描述为“粗制的一堆黑色砖块和木料（a crude pile of black bricks and wooden timbers）”。它是由大量石墨和铀、镉、铟和银的“控制棒”，并且不像大多数随后的核反应堆，它没有辐射屏蔽或冷却系统。
芝加哥1号堆于1943年停止运行，并被拆卸运输到芝加哥红门森林（Red Gate Woods），在那里被重新组装并安装了防辐射系统，成为了“芝加哥2号堆”（Chicago Pile-2, CP-2），而芝加哥2号堆所在的位置就是后来著名的美国第一个国家实验室阿贡国家实验室所在地。[5]
尽管秘密存在了十年，但西拉德和费米共同为该设计申请了专利，最初的申请日为1944年12月19日，名稱是「中子反应堆 no. 2,708,656」（neutronic reactor no. 2,708,656）[6][7][8]。
后世纪念 编辑
1967年，英国著名雕塑家亨利·摩尔设计制作的芝加哥1号堆纪念碑“核能（Nuclear Energy）”在芝加哥大学校园内建成，这个地点现在是一个美国国家历史名胜和芝加哥地标。[9]
參考资料 编辑
- ^ Chicago Pile 1 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Argonne National Laboratory
- ^ Atoms Forge a Scientific Revolution （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Argonne National Laboratory
- ^ Chicago Pile-1. Atomic Heritage Foundation. [2019-08-24]. （原始内容存档于2019-07-11） （英语）.
- ^ 4.0 4.1 AvenueChicago, The University of ChicagoEdward H. Levi Hall5801 South Ellis. How the first chain reaction changed science. The University of Chicago. [2019-08-24]. （原始内容存档于2019-07-09） （英语）.
- ^ 5.0 5.1 The Chicago Pile 1 Pioneers - Reactors designed/built by Argonne National Laboratory. www.ne.anl.gov. [2019-08-24]. （原始内容存档于2017-12-03）.
- ^ Enrico Fermi, Nuclear Fission, US Patent No. 2,708,656, Inducted in 1976. National Inventors Hall of Fame. [2019-10-06]. （原始内容存档于2021-03-08）.
- ^ Leo Szilard, Nuclear Fission, US Patent No. 2,708,656, Inducted in 1996. National Inventors Hall of Fame. [2020-09-11]. （原始内容存档于2021-02-26）.
- ^ Hogerton 1970，第4頁.
- ^ Nuclear Energy | UChicago Arts | The University of Chicago. arts.uchicago.edu. [2019-08-23]. （原始内容存档于2021-02-01）.
- CP-1 Goes Critical Describes in detail the construction and activation of CP-1. US Department of Energy, Office of History and Heritage Resources.
- Photos of CP-1 （页面存档备份，存于互联网档案馆） The University of Chicago Library Archive. Includes photos and sketches of CP-1.
- Video Showing the Met Lab, Fermi, and an active experiment using CP-1 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- The First Pile （页面存档备份，存于互联网档案馆） 11 page story about CP-1