Графитовый реактор X-10

Графитовый реактор X-10 X-10 Graphite Reactor, X-10 Pile, Clinton Pile
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
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 поленницы — Chicago 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

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

Основная:

• [www.ms.ornl.gov/pdf/mchistory.pdf ORNL Metals and Ceramics Division History 1946—1996]. — Oak Ridge National Laboratory/Lockheed Martin, 1997. — 154 p.
• [www.ornl.gov/info/news/cco/graphite.shtml The Graphite Reactor: A Historic Landmark at Oak Ridge National Laboratory] (англ.). Visiting ORNL. Oak Ridge National Laboratory. Проверено 15 апреля 2011. [www.webcitation.org/67dNaNvYN Архивировано из первоисточника 13 мая 2012].
• Johnson Leland R. [tennesseeencyclopedia.net/entry.php?rec=1543 X-10] (англ.). The Tennessee Encyclopedia of History and Culture(недоступная ссылка — история). Tennessee Historical Society (1 января 2010). Проверено 15 апреля 2011. [web.archive.org/20120206011423/tennesseeencyclopedia.net/entry.php?rec=1543 Архивировано из первоисточника 6 февраля 2012].

Дополнительно:

• Ginsberg Judah. [portal.acs.org/portal/acs/corg/content?_nfpb=true&_pageLabel=PP_ARTICLEMAIN&node_id=222&content_id=WPCP_008270&use_sec=true&sec_url_var=region1 Peacetime use of radioisotopes at Oak Ridge cited as Chemical Landmark] (англ.). American Chemical Society (25 февраля 2008). Проверено 15 апреля 2011. [www.webcitation.org/67dNayNMo Архивировано из первоисточника 13 мая 2012].
• Guido Vittiglio. [www.sckcen.be/en/Our-Research/Research-facilities/BR1-Belgian-Reactor-1 BR1 — Belgian Reactor 1] (англ.). Belgian Nuclear Research Centre. Проверено 15 апреля 2011. [www.webcitation.org/67dSBmcqg Архивировано из первоисточника 13 мая 2012].
• [www.atomicarchive.com/Maps/Oakridge.shtml Карта Клинтонского инженерного завода] (англ.). Проверено 15 апреля 2011. [www.webcitation.org/67dSCaZ2a Архивировано из первоисточника 13 мая 2012].

Отрывок, характеризующий Графитовый реактор X-10

– Я уверена, я уверена! – почти вскрикнула Наташа, страстным движением взяв его за обе руки.
Он помолчал.
– Как бы хорошо! – И, взяв ее руку, он поцеловал ее.
Наташа была счастлива и взволнована; и тотчас же она вспомнила, что этого нельзя, что ему нужно спокойствие.
– Однако вы не спали, – сказала она, подавляя свою радость. – Постарайтесь заснуть… пожалуйста.
Он выпустил, пожав ее, ее руку, она перешла к свече и опять села в прежнее положение. Два раза она оглянулась на него, глаза его светились ей навстречу. Она задала себе урок на чулке и сказала себе, что до тех пор она не оглянется, пока не кончит его.
Действительно, скоро после этого он закрыл глаза и заснул. Он спал недолго и вдруг в холодном поту тревожно проснулся.
Засыпая, он думал все о том же, о чем он думал все ото время, – о жизни и смерти. И больше о смерти. Он чувствовал себя ближе к ней.
«Любовь? Что такое любовь? – думал он. – Любовь мешает смерти. Любовь есть жизнь. Все, все, что я понимаю, я понимаю только потому, что люблю. Все есть, все существует только потому, что я люблю. Все связано одною ею. Любовь есть бог, и умереть – значит мне, частице любви, вернуться к общему и вечному источнику». Мысли эти показались ему утешительны. Но это были только мысли. Чего то недоставало в них, что то было односторонне личное, умственное – не было очевидности. И было то же беспокойство и неясность. Он заснул.
Он видел во сне, что он лежит в той же комнате, в которой он лежал в действительности, но что он не ранен, а здоров. Много разных лиц, ничтожных, равнодушных, являются перед князем Андреем. Он говорит с ними, спорит о чем то ненужном. Они сбираются ехать куда то. Князь Андрей смутно припоминает, что все это ничтожно и что у него есть другие, важнейшие заботы, но продолжает говорить, удивляя их, какие то пустые, остроумные слова. Понемногу, незаметно все эти лица начинают исчезать, и все заменяется одним вопросом о затворенной двери. Он встает и идет к двери, чтобы задвинуть задвижку и запереть ее. Оттого, что он успеет или не успеет запереть ее, зависит все. Он идет, спешит, ноги его не двигаются, и он знает, что не успеет запереть дверь, но все таки болезненно напрягает все свои силы. И мучительный страх охватывает его. И этот страх есть страх смерти: за дверью стоит оно. Но в то же время как он бессильно неловко подползает к двери, это что то ужасное, с другой стороны уже, надавливая, ломится в нее. Что то не человеческое – смерть – ломится в дверь, и надо удержать ее. Он ухватывается за дверь, напрягает последние усилия – запереть уже нельзя – хоть удержать ее; но силы его слабы, неловки, и, надавливаемая ужасным, дверь отворяется и опять затворяется.
Еще раз оно надавило оттуда. Последние, сверхъестественные усилия тщетны, и обе половинки отворились беззвучно. Оно вошло, и оно есть смерть. И князь Андрей умер.
Но в то же мгновение, как он умер, князь Андрей вспомнил, что он спит, и в то же мгновение, как он умер, он, сделав над собою усилие, проснулся.
«Да, это была смерть. Я умер – я проснулся. Да, смерть – пробуждение!» – вдруг просветлело в его душе, и завеса, скрывавшая до сих пор неведомое, была приподнята перед его душевным взором. Он почувствовал как бы освобождение прежде связанной в нем силы и ту странную легкость, которая с тех пор не оставляла его.
Когда он, очнувшись в холодном поту, зашевелился на диване, Наташа подошла к нему и спросила, что с ним. Он не ответил ей и, не понимая ее, посмотрел на нее странным взглядом.
Это то было то, что случилось с ним за два дня до приезда княжны Марьи. С этого же дня, как говорил доктор, изнурительная лихорадка приняла дурной характер, но Наташа не интересовалась тем, что говорил доктор: она видела эти страшные, более для нее несомненные, нравственные признаки.
С этого дня началось для князя Андрея вместе с пробуждением от сна – пробуждение от жизни. И относительно продолжительности жизни оно не казалось ему более медленно, чем пробуждение от сна относительно продолжительности сновидения.

Ничего не было страшного и резкого в этом, относительно медленном, пробуждении.
Последние дни и часы его прошли обыкновенно и просто. И княжна Марья и Наташа, не отходившие от него, чувствовали это. Они не плакали, не содрогались и последнее время, сами чувствуя это, ходили уже не за ним (его уже не было, он ушел от них), а за самым близким воспоминанием о нем – за его телом. Чувства обеих были так сильны, что на них не действовала внешняя, страшная сторона смерти, и они не находили нужным растравлять свое горе. Они не плакали ни при нем, ни без него, но и никогда не говорили про него между собой. Они чувствовали, что не могли выразить словами того, что они понимали.
Они обе видели, как он глубже и глубже, медленно и спокойно, опускался от них куда то туда, и обе знали, что это так должно быть и что это хорошо.
Его исповедовали, причастили; все приходили к нему прощаться. Когда ему привели сына, он приложил к нему свои губы и отвернулся, не потому, чтобы ему было тяжело или жалко (княжна Марья и Наташа понимали это), но только потому, что он полагал, что это все, что от него требовали; но когда ему сказали, чтобы он благословил его, он исполнил требуемое и оглянулся, как будто спрашивая, не нужно ли еще что нибудь сделать.
Когда происходили последние содрогания тела, оставляемого духом, княжна Марья и Наташа были тут.
– Кончилось?! – сказала княжна Марья, после того как тело его уже несколько минут неподвижно, холодея, лежало перед ними. Наташа подошла, взглянула в мертвые глаза и поспешила закрыть их. Она закрыла их и не поцеловала их, а приложилась к тому, что было ближайшим воспоминанием о нем.
«Куда он ушел? Где он теперь?..»

Когда одетое, обмытое тело лежало в гробу на столе, все подходили к нему прощаться, и все плакали.
Николушка плакал от страдальческого недоумения, разрывавшего его сердце. Графиня и Соня плакали от жалости к Наташе и о том, что его нет больше. Старый граф плакал о том, что скоро, он чувствовал, и ему предстояло сделать тот же страшный шаг.
Наташа и княжна Марья плакали тоже теперь, но они плакали не от своего личного горя; они плакали от благоговейного умиления, охватившего их души перед сознанием простого и торжественного таинства смерти, совершившегося перед ними.



Для человеческого ума недоступна совокупность причин явлений. Но потребность отыскивать причины вложена в душу человека. И человеческий ум, не вникнувши в бесчисленность и сложность условий явлений, из которых каждое отдельно может представляться причиною, хватается за первое, самое понятное сближение и говорит: вот причина. В исторических событиях (где предметом наблюдения суть действия людей) самым первобытным сближением представляется воля богов, потом воля тех людей, которые стоят на самом видном историческом месте, – исторических героев. Но стоит только вникнуть в сущность каждого исторического события, то есть в деятельность всей массы людей, участвовавших в событии, чтобы убедиться, что воля исторического героя не только не руководит действиями масс, но сама постоянно руководима. Казалось бы, все равно понимать значение исторического события так или иначе. Но между человеком, который говорит, что народы Запада пошли на Восток, потому что Наполеон захотел этого, и человеком, который говорит, что это совершилось, потому что должно было совершиться, существует то же различие, которое существовало между людьми, утверждавшими, что земля стоит твердо и планеты движутся вокруг нее, и теми, которые говорили, что они не знают, на чем держится земля, но знают, что есть законы, управляющие движением и ее, и других планет. Причин исторического события – нет и не может быть, кроме единственной причины всех причин. Но есть законы, управляющие событиями, отчасти неизвестные, отчасти нащупываемые нами. Открытие этих законов возможно только тогда, когда мы вполне отрешимся от отыскиванья причин в воле одного человека, точно так же, как открытие законов движения планет стало возможно только тогда, когда люди отрешились от представления утвержденности земли.