시카고 파일-1

Chicago Pile-1
최초의 자급자족 핵반응 현장
Stagg Field reactor.jpg
Chicago Pile-1 is located in Greater Chicago
Chicago Pile-1
위치미국 일리노이 주 시카고
좌표41°47′33″N 87°36′4″w/41.79250°N 87.60111°W/ 41.79250; -87.60111좌표: 41°47′33″N 87°36′4″W / 41.79250°N 87.60111°W / 41.79250; -87.6011111W
빌드됨1942[2]
NRHP 참조66000314[1]
중요일자
NRHP에 추가됨1966년 10월 15일 (66000314)[1]
지정 NHL1965년[2] 2월 18일
지정 CL1971년[3] 10월 27일
시카고 파일-1(CP-1)
원자로 개념연구용 원자로
설계 및 구축:메탈릭 연구소
운영1942년 (80년 전) (1992년) ~ 1943년 (79년 전) (1992년)
상태해체됨
위치일리노이 주 시카고
원자로 노심의 주요 매개변수
연료(분열재)천연 우라늄
연료 상태솔리드(펠릿)
중성자 에너지 스펙트럼정보 누락
일차제어법제어봉
1차 감속재핵 흑연(브릭스)
1차 냉각제없음
원자로 사용량
일차 사용실험적인
중요도(날짜)1942년 12월 2일
운영자/소유자시카고 대학교 / 맨해튼 프로젝트
언급시카고 파일-1(CP-1)은 세계 최초의 인공 원자로였다.

시카고 파일-1(CP-1)은 세계 최초의 인공 원자로였다.1942년 12월 2일, 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 주도한 실험 중에 CP-1에서 인간이 만든 최초의 자생 핵 연쇄 반응이 시작되었다.원자로의 비밀 개발은 제2차 세계 대전 동안 원자 폭탄을 만들기 위한 연합군의 노력인 맨해튼 프로젝트의 첫 번째 주요 기술적 성과였다.시카고 대학의 메탈릭 연구소가 개발한 이 건물은 오리지널 스태그 필드의 서쪽 관람석 아래에 지어졌다.프로젝트의 민군 지도자들은 비참한 폭주 반응 가능성에 대해 불안감을 갖고 있었지만, 그들은 페르미의 안전 계산을 믿고 인구 밀집 지역에서 실험을 수행할 수 있다고 결정했다.페르미는 원자로를 "검은 벽돌과 나무 목재로 만든 조잡한 더미"[4]라고 묘사했다.

이 원자로는 1942년 11월 페르미, 레오 실라르드(이전에 비배출 연쇄반응에 대한 아이디어를 공식화한 적이 있는), 레오나 우즈(Leona Woods), 허버트 L(Herbert L) 등의 팀에 의해 조립되었다. 앤더슨, 월터 진, 마틴 D 휘태커, 조지 웨일.그 원자로는 천연 우라늄을 사용했다.이것은 중성자 감속재로 사용되는 흑연과 함께 임계도에 도달하기 위해 매우 많은 양의 물질이 필요했다.이 원자로에는 360단톤(330톤) 무게의 초순수 흑연 블록 4만5000개가 들어 있었으며, 우라늄 금속 5.4단톤(4.9톤)과 산화우라늄 45단톤(41톤)의 연료가 공급됐다.대부분의 후속 원자로와는 달리, 그것은 매우 낮은 전력 – 약 1/2와트로 작동하기 때문에 방사선 차폐나 냉각 시스템이 없었다.

원자로에 대한 추구는 나치 독일이 상당한 과학적 단서를 가지고 있다는 우려로 인해 촉발되었다.시카고 파일-1의 성공은 연합국에 의한 핵에너지 군사 이용의 실현 가능성, 그리고 나치 독일이 핵무기 생산에 성공할 수 있는 위험의 실상을 생생하게 보여주었다.이전에는 임계 질량의 추정치가 조잡한 계산이었기 때문에 가상의 폭탄 크기에 대한 규모의 불확실성으로 이어졌다.흑연을 감속재로서 성공적으로 사용함으로써 연합국의 노력이 진전될 수 있는 길을 닦은 반면, 독일의 프로그램은 그 목적을 위해 희소하고 값비싼 중수를 사용해야 한다는 믿음 때문에 부분적으로 침체되었다.독일인들은 감속재로서의 흑연 샘플의 붕소와 카드뮴 불순물의 중요성을 설명하지 못했고, 레오 실라르드와 엔리코 페르미는 첫 번째 테스트 실패 후 가장 흔한 흑연 오염에 대해 공급자들에게 물었고, 따라서 다음 테스트가 확실히 이루어지도록 보장했다.그들을 전연 배제하고 달리다붕소와 카드뮴은 모두 강한 중성자 독이다.

1943년, CP-1은 레드 게이트 우드로 옮겨졌고, 시카고 파일-2(CP-2)로 재구성되었다.그곳에서 1954년까지 연구를 위해 운영되었는데, 그 때 해체되어 매장되었다.스태그 필드의 스탠드는 1957년 8월에 철거되었다. 그 장소는 현재 내셔널 히스토리 랜드마크와 시카고 랜드마크가 되었다.

오리진스

화학 연쇄 반응의 아이디어는 1913년 독일의 화학자 맥스 보덴슈타인에 의해 처음 제안되었는데,[5] 두 개의 분자가 최종 반응 생산물뿐만 아니라, 원래의 물질과 더욱 반응하여 더 많은 반응을 일으킬 수 있는 일부 불안정한 분자를 형성하는 상황을 위해서였다.핵 연쇄 반응의 개념은 1933년 9월 12일 헝가리의 과학자 레오 실라드에 의해 처음으로 가설되었다.[6]질라르드는 핵반응이 중성자나 디뉴트론을 생성하여 추가적인 핵반응을 일으킨다면 그 과정이 스스로 반복될 수 있다는 것을 깨달았다.실라르드는 많은 양의 중성자를 생산하고 우라늄을 연료로 사용할 수 있는 더 가벼운 알려진 동위원소의 혼합물을 사용할 것을 제안했다.[7]그는 이듬해에 간단한 원자로에 대한 아이디어를 특허 출원했다.[8]1938년 독일 화학자 오토 한과 프리츠 스트라스만의 핵분열 발견과 [9][10]그들의 협력자 리세 메이트너와 오토 프리슈의 이론적 설명(그리고 명명)[11][12]은 우라늄으로 핵 연쇄 반응을 일으킬 가능성을 열어주었지만 초기 실험은 성공하지 못했다.[13][14][15][16]

연쇄반응이 일어나기 위해서는 우라늄 원자를 핵분열하는 것이 그 반응을 지속시키기 위해 추가적인 중성자를 방출해야 했다.뉴욕 컬럼비아대에서는 이탈리아 물리학자 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 미국인 존 더닝(John Dunning) 허버트 L(Herbert L)과 함께했다. 앤더슨, 유진 T. 부스, G. 노리스 글래소, 프란시스 G. 슬랙은 1939년 1월 25일 미국에서 첫 핵분열 실험을 실시했다.[17][18]후속 연구는 고속 중성자가 실제로 핵분열에 의해 생성된다는 것을 확인했다.[19][20]실라드는 조지 B의 컬럼비아주 물리학부장의 허가를 받았다. 페그램은 3개월 동안 실험실을 이용했고 월터 진을 설득하여 그의 협력자가 되었다.[21]그들은 콜롬비아의 퍼핀 홀 7층에서 라듐-베릴륨 선원을 이용해 우라늄에 중성자를 퍼붓는 간단한 실험을 했다.그들은 천연 우라늄에서 중요한 중성자 증식을 발견했고, 연쇄 반응이 가능할 수 있다는 것을 증명했다.[22]

페르미와 쉴라드는 여전히 원자폭탄에 엄청난 양의 우라늄이 필요할 것이라고 믿었고, 따라서 통제된 연쇄반응을 일으키는 데 집중했다.[23]페르미는 알프레드 O. C. 니에에게 핵분열성분의 결정을 위해 우라늄 동위원소를 분리할 것을 촉구했고, 니에르는 1940년 2월 29일 첫 번째 우라늄-235 샘플을 분리했는데, 이 샘플은 콜롬비아의 더닝에 우송된 후 고립된 핵분열 물질로 확인되었다.[24]그가 로마에서 일하고 있을 때, 페르미는 중성자와 중성자 감속자 사이의 충돌이 중성자를 느리게 할 수 있고, 따라서 우라늄 핵에 포획될 가능성이 높아져서 우라늄이 핵분열을 일으키게 된다는 것을 발견했다.[25][26]쉴라드는 페르미에게 흑연 형태의 탄소를 감속재로 사용할 것을 제안했다.백업 계획으로 그는 중수를 고려했다.여기에는 일반 수소처럼 중성자를 흡수하지 않는 중수소가 들어있으며 탄소보다 더 좋은 중성자 감속재였다. 그러나 중수는 비싸고 생산하기 어려웠으며 몇 톤의 중수소가 필요할 수도 있다.[27]페르미는 핵분열 우라늄 핵이 평균 1.73개의 중성자를 생성했다고 추정했다.충분했지만 손실을 최소화하기 위해 신중한 설계가 요구되었다.([28][29]오늘날 우라늄-235 핵분열당 방출되는 평균 중성자의 수는 약 2.4로 알려져 있다.)[30]

실라르드는 흑연 50톤(45t)과 우라늄 5톤(4.5t)이 필요할 것으로 추정했다.[27]1940년 12월 페르미와 쉴라드는 허버트 G를 만났다. 맥퍼슨과 빅터 C.National Carbon에서 해미스터는 흑연에 불순물이 존재할 가능성, 그리고 상업적으로 생산된 적이 없는 순수성의 흑연 조달에 대해 논의한다.[31]화학 회사인 내셔널 카본은 당시 흑연의 주요 상업용인 탄소 아크 램프를 연구하기 위해 물리학자인 맥퍼슨을 고용하는 이례적인 조치를 취했다.탄소 호의 분광학을 연구하는 그의 연구 결과 때문에 맥퍼슨은 주요 관련 오염물질이 붕소라는 것을 알았으며, 이는 그 농도와 중성자 흡수에 대한 친화력 때문이기도 하다는 것을 알았고,[31] 쉴라르드의 분광에 대한 의심을 확인했다.[32]더 중요한 것은, 맥퍼슨과 해미스터는 충분한 순도의 흑연을 생산하는 기술이 개발될 수 있다고 믿었다.페르미와 쉴라드가 맥퍼슨과 하미스터와 상의하지 않았다면, 그들은 독일인들이 그랬듯이 흑연이 중성자 감속재로 사용하기에 적합하지 않다고 잘못 결론내렸을지도 모른다.[32]

이후 2년 동안 맥퍼슨, 하미스터, 로클린 M.커리는 저 붕소 함량 흑연의 대규모 생산을 위한 열 정화 기술을 개발했다.[31][33]결과물은 국탄에 의해 AGOT 흑연("Accon Graphy Normal Temperal Temperature")으로 지정되었다.중성자 흡수 단면 4.97 mbarns로, AGOT 흑연은 최초의 진정한 핵 등급 흑연으로 간주된다.[34]1942년 11월까지 National Carbon은 AGOT 흑연 255 단톤(231 t)을 시카고 대학교에 선적했는데,[35] 시카고 파일-1 건설에 사용되는 흑연의 일차 공급원이 되었다.[36]

정부지원

쉴라드는 프랭클린 D 대통령에게 보내는 비밀 서한을 초안했다. 루즈벨트, 독일 핵무기 프로젝트 경고, 핵무기 가능성 설명, 그들의 창조를 초래할 수 있는 프로그램 개발 독려유진 위그너와 에드워드 텔러의 도움으로 그는 1939년 8월 오랜 친구이자 협력자였던 알버트 아인슈타인에게 접근하여 그 편지에 서명하도록 설득하여 제안서에 자신의 위신을 빌려주었다.[37]아인슈타인-실라르드 서신은 미국 정부에 의한 핵분열 연구의 확립을 가져왔다.[38]과학자 겸 국가표준국장인 리만 브릭스 산하에 우라늄 자문위원회가 구성되었다.1939년 10월 21일 첫 모임에는 쉴라드, 텔러, 위그너가 참석했다.과학자들은 쉴라드가 실험용 물자를 구입하는 데 6,000달러를 지원하도록 육해군을 설득했다. 특히 흑연을 더 많이 구입했다.[39]

컬럼비아 대학교 퍼핀 홀

1941년 4월 미국 국방연구위원회(NDRC)는 아서 콤프턴(Athur Compton) 시카고대 물리학 교수가 이끄는 특별 프로젝트를 만들어 우라늄 프로그램에 대해 보고했다.1941년 5월 제출된 콤프턴의 보고서는 방사능 무기, 선박용 핵추진, 우라늄-235나 최근 발견된 플루토늄을 이용한 핵무기 개발 전망을 예감했다.[40]10월에 그는 원자폭탄의 실용성에 관한 또 다른 보고서를 썼다.이 보고서를 위해, 그는 페르미와 함께 우라늄-235의 임계 질량의 계산에 대해 연구했다.그는 또한 해롤드 유레이와 우라늄 농축에 대한 전망을 논의했다.[41]

닐스 보어(Niels Bohr)와 존 휠러(John Wheeler)는 원자 질량 번호가 홀수인 무거운 동위원소가 핵분열이라는 이론을 세웠다.그렇다면 플루토늄-239는 될 것 같았다.[42]1941년 5월 에밀리오 세그레와 글렌 시보그는 캘리포니아 대학의 60인치(150cm) 사이클로트론에서 28μg의 플루토늄-239를 생산했고, 우라늄-235의 열 중성자 포획 단면적의 1.7배에 달하는 것으로 밝혀졌다.당시 사이클로트론에서는 플루토늄-239의 미세한 양만이 생산되었고, 그렇게 해서 충분한 양의 양을 생산할 수 없었다.[43]콤프턴은 위그너와 어떻게 원자로에서 플루토늄이 생산될 수 있는지, 그리고 로버트 세르버와 어떻게 플루토늄이 우라늄에서 분리될 수 있는지에 대해 논의했다.11월에 제출된 그의 보고서는 폭탄이 실현 가능하다고 말했다.[41]

1941년 11월 콤프턴의 최종 보고서 초안에는 플루토늄에 대한 언급은 없었지만, 어니스트 로렌스와 최신 연구를 논의한 후 콤프턴은 플루토늄 폭탄도 실현 가능하다고 확신하게 되었다.12월에 콤프턴은 플루토늄 프로젝트를 담당하게 되었다.[44]그것의 목표는 우라늄을 플루토늄으로 전환하기 위한 원자로를 생산하고, 플루토늄과 우라늄을 화학적으로 분리하는 방법을 찾고, 원자 폭탄을 설계하고 건설하는 것이었다.[45][42]성공적인 원자로가 아직 건설되지 않았음에도 불구하고 과학자들이 추구해야 할 다른 유형의 원자로 설계 중 어떤 것을 선택해야 하는지가 콤프턴의 몫이었다.[46]그는 1943년 1월까지 통제된 핵 연쇄 반응을 달성하고, 1945년 1월까지 원자 폭탄을 보유하는 일정을 제안했다.[45]

개발

팀 성공 4주년인 1946년 12월 2일, CP-1 팀원들이 시카고 대학에 모였다.뒷줄 왼쪽부터: 노먼 힐베리, 사무엘 앨리슨, 토마스 브릴, 로버트 노블레스, 워런 나이어, 마빈 윌킨닝.중간 줄: 해럴드 애그뉴, 윌리엄 스터름, 해럴드 리히텐버거, 레오나 우즈, 레오 실라드.앞줄: 엔리코 페르미, 월터 진, 알버트 왓텐버그, 허버트 L. 앤더슨.

원자로에서 중성자 생산률이 중성자 흡수율과 중성자 누출률을 모두 포함한 중성자 손실률과 같을 때 임계치가 달성된다.우라늄-235 원자가 핵분열을 겪을 때 평균 2.4 중성자를 방출한다.[30]추출되지 않은 균질 구형 원자로의 가장 간단한 경우 임계 반지름은 대략 다음과 같이 계산되었다.

r M -1 {\{crit M[47]

여기서 M은 중성자가 흡수되기 전에 이동하는 평균 거리, k는 평균 중성자 곱셈 계수다.후속 반응에서 중성자는 요인 k에 의해 증폭될 것이고, 2세대 핵분열 사건은 k2, 3 k 등을3 생성하게 될 것이다.자급자족하는 핵사슬 반응이 일어나려면 k가 1보다 적어도 3~4% 이상 커야 한다.즉, k는 핵분열 사건의 수가 급격하게 기하급수적으로 증가할 수 있는 즉각적인 임계 임계값을 넘지 않고 1보다 커야 한다.[47][48]

페르미는 자신의 기구를 "편한"이라고 명명했다.에밀리오 세그레는 나중에 다음과 같이 회상했다.

나는 이 용어가 볼타가 이탈리아어 용어 필라를 사용하여 자신의 위대한 전기 에너지 원천 발명을 의미하는 것과 유사하게 핵 에너지의 원천을 지칭하는 데 사용되었다고 한동안 생각했다.나는 페르미 자신에게 환멸을 느꼈는데, 페르미 자신은 단순히 일반적인 영어 단어 더미를 힙과 동의어로 사용했다고 말했다.놀랍게도 페르미는 자신의 말뚝과 볼타의 관계를 생각해 본 적이 없는 것 같았다.[49]

또 다른 보조금인 4만 달러는 S-1 우라늄 위원회로부터 더 많은 재료를 구입하기 위해 획득되었고, 1941년 8월에 페르미는 더 큰 것이 작동할지 여부를 더 작은 구조로 시험하기 위한 하위 중요도 조립체의 건설을 계획하기 시작했다.그가 건설하자고 제안한 이른바 지수적 더미는 길이가 8피트(2.4m), 너비가 8피트(2.4m), 높이가 11피트(3.4m)나 됐다.[50]이것은 Puppin Physical Laboratories에 맞추기에는 너무 컸다.페르미는 다음과 같이 회상했다.

우리는 당시 대학 주변에서 마술을 펼칠 수 있었던 딘 페그램에게 가서 그에게 큰 방이 필요하다고 설명했다.그는 캠퍼스 주변을 정찰했고 우리는 그와 함께 어두운 복도, 그리고 여러 가지 난방 파이프 등으로 가서 이 실험을 위해 가능한 장소를 방문했고 결국 쉐머호른 홀에서 큰 방이 발견되었다.[51]

1942년 스태그 필드의 웨스트 스탠드 아래 건설된 최소 29개의 실험용 말뚝 중 하나이다.각 시험 요소는 최종 설계에 통합되었다.

이 더미는 1941년 9월 산화 우라늄의 4x4x12인치(10x10x30cm) 흑연 블록과 주석판 철 캔에서 만들어졌다.그 깡통들은 가로 8인치 세로 8인치(20 X 세로 20 센티미터) 정육면체였다.산화 우라늄으로 채웠을 때, 각각의 무게는 약 60파운드(27kg)이었다.통조림은 모두 288개였으며, 각각 흑연 덩어리로 둘러싸여 전체는 입방체 격자 구조를 이루게 되었다.라듐-베릴륨 중성자 선원이 하단에 위치하였다.우라늄 산화물은 수분을 제거하기 위해 가열되었고, 흔들거리는 테이블 위에서 여전히 뜨거운 상태에서 캔에 포장되었다.그리고 나서 깡통들은 납땜되어 닫혔다.노동력을 위해 페그램은 콜롬비아 축구팀의 서비스를 확보했다.대학 주변에서 축구선수들이 홀수를 발휘하는 것이 당시 풍습이었다.그들은 무거운 깡통을 쉽게 조작할 수 있었다.최종 결과는 0.87의 실망스러운 k였다.[48][52]

콤프턴은 컬럼비아 대학교, 프린스턴 대학교, 시카고 대학교, 캘리포니아 대학교에 팀을 두는 것이 너무 많은 중복과 충분한 협업을 만들어내지 못하고 있다고 느꼈고, 그는 한 곳에 작업을 집중하기로 결심했다.아무도 이사하고 싶어하지 않았고, 모든 사람들이 그들 자신의 위치를 위해 싸웠다.미국이 제2차 세계대전에 돌입한 직후인 1942년 1월, 콤프턴은 자신이 대학 행정의 아낌없는 지지를 받고 있다는 것을 알고 있는 시카고 대학을 결정했다.[53]시카고는 또한 중앙의 위치를 가지고 있었고, 아직 전쟁 작업이 그들을 빼앗지 않은 중서부에서 과학자, 기술자, 시설들을 더 쉽게 구할 수 있었다.[53]이와는 대조적으로 컬럼비아 대학은 해롤드 유레이와 존 더닝 밑에서 우라늄 농축 활동을 하고 있었고, 제3의 비밀 프로젝트를 추가하는 것을 주저하고 있었다.[54]

시카고로 떠나기 전, 페르미 팀은 컬럼비아에 작업용 말뚝을 쌓기 위한 마지막 시도를 했다.그 깡통들이 중성자를 흡수했기 때문에, 그것들은 버려졌다.대신 250 °C(480 °F)까지 가열해 건조시킨 산화 우라늄을 원통형 구멍에 압입해 흑연에 뚫은 지름 3인치(7.6 cm) 길이와 직경 3인치(7.6 cm)의 구멍을 뚫었다.이어 주위에서 판금 납땜으로 더미 전체를 통조림했고, 내용물은 물 끓는점 위로 가열해 수분을 제거했다.결과는 k 0.918이었다.[55]

부지선택

목수 아우구스투스 크누트, 목조틀을 위한 나무 블록을 접합하는 과정 중

시카고에서 사무엘 K. 앨리슨은 원래 라켓 코트로 지어진 스태그 필드의 스탠드 아래 공간에서 길이 18m, 너비 9.1m, 높이 26피트(7.9m)의 적당한 장소를 발견했다.[56][57]스태그 필드는 1939년 시카고 대학교가 미식축구를 포기한 이후 대부분 사용되지 않았지만 웨스트 스탠드 휘하의 라켓 코트는 여전히 스쿼시와 핸드볼을 하는 데 사용되었다.[47][58]레오나 우즈와 앤서니 L. 터케비치는 1940년에 그곳에서 스쿼시를 했다.격렬한 운동을 하기 위한 것이었기 때문에, 그 지역은 난방되지 않았고, 겨울에 매우 추웠다.인근 노스스탠드에는 1층에 빙상장 한 쌍이 있었는데, 이 빙상장은 비록 냉동되지 않았지만 겨울에는 좀처럼 녹지 않았다.[59]앨리슨은 1942년 페르미 일행이 도착하기 전까지 라켓 코트 구역을 이용해 7피트(2.1m)의 실험용 말뚝을 만들었다.[56]

미국 공병대는 1942년 6월 핵무기 프로그램의 통제를 맡았고, 콤프턴의 금속 실험실은 맨해튼 프로젝트라고 불리게 되었다.[60]레슬리 R 준장. 그로브스 주니어는 1942년 9월 23일 맨해튼 프로젝트의 감독이 되었다.[61]그는 10월 5일에 처음으로 금속 연구소를 방문했다.[62]1942년 9월 15일에서 11월 15일 사이에 허버트 앤더슨과 월터 진 아래의 단체들은 스태그 필드 스탠드 아래에 16개의 실험용 말뚝을 쌓았다.[63]

페르미는 새로운 말뚝을 설계했는데, 이 말뚝은 약 1.04로 예측된 k를 최대화하기 위해 구형일 것이고, 그 결과 임계치를 달성했다.[64]레오나 우즈는 박사학위 논문을 완성하자마자 붕소 3불화 중성자 검출기를 만들도록 세세하게 했다.그녀는 또한 앤더슨이 시카고 남쪽의 목재 마당에서 4x6인치(10x15cm)의 목재들을 많이 찾는 것을 도왔다.[65]주로 내셔널 카본(National Carbon)과 세인트루이스의 말린크로드트(Mallinckrodt)로부터 고순도 흑연의 출하량이 도착했는데, 현재 월 30단톤(27t)을 생산하고 있었다.[66]금속 우라늄도 새로 개발된 기법의 산물인 더 많은 양이 도착하기 시작했다.[67]

6월 25일에, 군부 그리고 사무소 과학 연구 개발(OSRD)플루토늄 실험 공장에 대한 아르곤 숲 시카고 근처에 부지를 선택해 준 것;이"사이트 A". 1,025에이커(415ha)를 쿡 카운티 August,[68][69]에서 9월에 제안된 시설 너무 광범위할 것 것 방식이었다 알려지게 되었다.를 위해현장,[70] 그리고 그것은 다른 곳에 시범 공장을 건설하기로 결정되었다.미임계 말뚝은 거의 위험하지 않았지만 그로브스는 임계 말뚝, 즉 완전한 기능을 갖춘 원자로를 더 먼 곳에 배치하는 것이 신중할 것이라고 생각했다.페르미의 실험용 더미를 보관하는 아르곤느에 있는 한 건물이 10월 20일 완공될 예정이다.산업 분쟁으로 인해 공사가 예정보다 늦어졌고, 새로운 구조물이 완성되기 전에 페르미의 새 말뚝에 대한 재료가 준비되어 있을 것이 분명해졌다.11월 초, 페르미는 스태그 필드의 스탠드 아래에 실험용 말뚝을 쌓자는 제안을 가지고 콤프턴에게 왔다.[71]

시공 중인 CP-1: 4단

방사능 핵분열 생성물에서 미국의 주요 도시 지역 중 하나를 덮어버릴 재앙적인 핵융해의 위험이 있었기 때문에 인구 밀집 지역에서 임계상태로 운영되는 운영용 원자로를 건설하는 위험은 중요한 문제였다.그러나 시스템의 물리학은 폭주반응이 일어나도 안전하게 그 더미를 정지시킬 수 있음을 시사했다.연료 원자가 핵분열을 겪을 때, 그것은 연쇄 반응으로 다른 연료 원자를 타격하는 중성자를 방출한다.[71]중성자를 흡수하고 핵분열을 하는 시간 사이의 시간은 나노초 단위로 측정된다.질라르드는 이 반응이 중성자를 방출할 수도 있는 핵분열 생성물을 남겨두고 있지만, 훨씬 더 긴 시간(마이크로초에서 분 단위)에 걸쳐 그렇게 한다는 점에 주목했다.핵분열 생성물이 쌓이는 무더기 속의 것과 같은 느린 반응으로, 이 중성자는 전체 중성자 속도의 약 3%를 차지한다.[71][72][73]

페르미는 지연된 중성자를 사용함으로써, 그리고 전력을 증가시킬 때 반응 속도를 조심스럽게 조절함으로써, 핵분열 반응에서 나오는 즉석 중성자에 의존하는 연쇄 반응에 약간 못 미치는 핵분열 속도에서 더미가 임계치에 도달할 수 있다고 주장했다.이러한 중성자의 방출 속도는 얼마 전에 일어나는 핵분열 사건에 의존하기 때문에, 전력 급상승과 후기 임계 사건 사이에는 지연이 있다.이 시간은 운전자들에게 여유를 준다; 만약 중성자 유속이 급상승하는 것이 보이면, 그들은 폭주 반응을 일으키기 몇 분전이다.이 기간 중 언제든지 중성자 흡수기, 즉 중성자 독이 주입되면 원자로가 정지된다.결과적으로, 반응은 제어봉과 같은 전자기계 제어 시스템으로 제어될 수 있다.콤프턴은 이 지연이 안전의 결정적인 여유를 제공하기에 충분하다고 느꼈고,[71][72] 페르미가 스태그필드에서 시카고 말뚝-1을 짓게 했다.[74][72]

콤프턴은 나중에 다음과 같이 설명했다.

시카고 대학의 책임 장교로서, 조직 규약의 모든 규칙에 따라, 나는 그 문제를 상급자에게 맡겼어야 했다.하지만 이것은 불공평했을 것이다.허친스 대통령은 관련 위험에 대해 독자적인 판단을 내릴 처지가 아니었다.대학의 복지를 고려해 볼 때, 그가 할 수 있는 유일한 대답은-아니오였을 것이다.그리고 이 대답은 틀렸을 것이다.[74]

콤프턴은 S-1 집행위원회의 11월 14일 회의에서 그로브스에게 자신의 결정을 통보했다.[72]비록 그로브스는 "컴프턴의 제안의 지혜에 대해 심각한 우려를 갖고 있었다"고 했지만, 그는 간섭하지 않았다.[75]제임스 B. NDRC의 코난트 회장은 얼굴이 하얗게 질린 것으로 알려졌다.그러나 페르미의 계산에 대한 긴박함과 자신감 때문에 아무도 반대하지 않았다.[76]

건설

시공 중인 CP-1: 7단

시카고 말뚝-1은 내부의 공기가 이산화탄소로 대체될 수 있도록 풍선 안에 숨겨져 있었다.앤더슨은 Goodyear Tire and Ruber Company에서 제조한 어두운 회색 풍선을 가지고 있었다.7.6m 높이의 큐브 모양의 풍선은 다소 특이했지만 맨해튼 프로젝트의 AAA 우선 등급은 질문 없이 신속한 전달을 보장했다.[63][77]블록과 태클을 사용하여 그것을 제자리에 끌어 올렸고, 상단은 천장에 고정되고 세 변은 벽에 고정되었다.페르미가 작전을 지시하는 발코니를 마주하고 있는 나머지 면은 마치 송곳처럼 털갈이 되어 있었다.바닥에 원이 그려졌고 1942년 11월 16일 아침 흑연 블록 쌓기가 시작되었다.[78]첫 번째 층은 우라늄이 없는 흑연 블록으로 완전히 구성되어 있었다.우라늄이 없는 층은 우라늄이 들어 있는 두 층으로 교대되어 우라늄은 흑연으로 둘러싸여 있었다.[78]이후 원자로와 달리 매우 낮은 전력으로 운용할 목적으로만 설계되었기 때문에 방사선 차폐나 냉각 시스템이 없었다.[79]

공사는 12시간 교대로 진행되었는데, 진 하에서는 주간 교대, 앤더슨 하에서는 야간 교대 근무가 이루어졌다.[80]그들은 직업군을 위해 군대에 입대하기 전에 약간의 돈을 벌기 위해 열심인 30명의 고등학교 중퇴자들을 고용했다.[81]그들은 1만 9천 조각의 우라늄 금속과 산화 우라늄을 둘러싸고 있는 4만 5천 개의 흑연 블록을 가공했다.[82]흑연은 제조사로부터 다양한 길이의 4.25x4.25인치(10.8x10.8cm) 막대로 도착했다.그것들은 각각 19파운드(8.6kg)의 무게인 16.5인치(42cm)의 표준 길이로 잘라졌다.제어봉과 우라늄 블록에 3.25인치(8.3cm)의 구멍을 뚫기 위해 선반 하나를 사용했다.수압 프레스는 산화 우라늄을 끝이 둥근 원통형인 "사체"로 형상화하기 위해 사용되었다.드릴 비트는 60개 홀마다 날카롭게 다듬어져야 했는데, 이것은 한 시간에 한 번 정도 되는 것으로 밝혀졌다.[78]흑연 먼지가 곧 공기를 가득 채우고 바닥을 미끄럽게 만들었다.[74]

볼니 C 아래에 있는 또 다른 그룹.윌슨,[80] 계기 담당이었어그들은 또한 제어봉들을 조작했는데, 그것은 평평한 나무 조각에 못박힌 카드뮴 시트였고, 카드뮴은 강력한 중성자 흡수제였고, 그리고 스크램 선은 잘랐을 때 제어봉을 더미로 떨어뜨려 반응을 멈추게 하는 마닐라 밧줄이다.[81]더미의 제어 로드 메커니즘을 만든 리차드 폭스는 작업자가 로드 위에 가지고 있는 수동 속도 제어는 단순히 가변 저항기일 뿐이며, 두 개의 리드 웨이트가 부착된 도르래 위에 빨랫줄 와이어를 스풀링하는 전기 모터를 제어하여 고장 안전성을 보장하고 제로 포지티로 되돌아갈 것이라고 말했다.개봉할 [83]때

시공 중인 CP-1: 10단

교대조마다 약 두 겹이 놓여 있었다.[78]우즈의 붕소 3불화 중성자 계수기가 15층에 삽입되었다.그 후, 각 교대조의 마지막에 판독이 실시되었다.[84]페르미는 더미 반경의 제곱을 방사능의 강도로 나누어 더미가 임계점에 가까워질 때 1까지 카운트되는 지표를 구했다.15층에서는 390, 19층에서는 320, 25층에서는 270, 36층에서는 149에 불과했다.원래 디자인은 구면 더미를 위한 것이었지만, 작업이 진행되면서 이것이 필요하지 않을 것이 분명해졌다.새로운 흑연은 더 순수했고,[85] 할리 빌헬름과 그의 팀이 우라늄 금속을 생산하기 위한 새로운 공정을 개발했던 아이오와 주립대학의 아메스 프로젝트에서 6톤(5.4 t)의 매우 순수한 금속 우라늄이 도착하기 시작했다.웨스팅하우스 램프 공장은 3톤(2.7t)을 공급했는데, 이를 임시공정으로 급조해 생산했다.[86][87]

'스페딩의 알'로 알려진 2.25인치(5.7cm)의 금속 우라늄 실린더가 산화우라늄 가성체 대신 흑연 구멍에 떨어졌다.풍선에 이산화탄소를 채우는 과정은 필요없을 것이고, 20겹의 층을 분산시킬 수 있을 것이다.페르미의 새로운 계산에 따르면, 카운트다운은 56층과 57층 사이의 1에 도달할 것이다.그러므로 결과 더미는 바닥보다 위에서 아첨하는 것이었다.[78]앤더슨은 57번째 층이 배치된 후 정지 명령을 내렸다.[88]완성되었을 때, 나무 틀은 높이가 20피트(6.1m), 끝이 6피트(1.8m), 중간이 25피트(7.6m)인 타원형 구조물을 지탱했다.[81][89]여기에는 약 270만 달러의 비용으로 우라늄 금속 6톤(5.4t), 산화 우라늄 50톤(45t), 흑연 400톤(360t)이 들어 있었다.[90]

첫 번째 핵 연쇄 반응

유진 위너가 구매한 치안티피아스코는 최초의 자급자족하고 통제된 연쇄반응을 기념하기 위해 구매했다.참가자들에 의해 서명되었다.

그 다음날인 1942년 12월 2일, 모든 사람들이 그 실험을 위해 모였다.49명의 과학자들이 참석했다.[a]S-1 집행위원회 대부분이 시카고에 있었지만 콤프턴의 초청으로 크로포드 그린왈트만이 참석했다.[92]다른 고위 인사로는 쉴라르, 위그너, 스페딩 등이 참석했다.[91]페르미, 콤프턴, 앤더슨, 진은 원래 시야 플랫폼으로 의도된 발코니의 조정기 주위에 모였다.[93]새뮤얼 앨리슨은 비상사태가 발생했을 때 그 더미 위로 던질 예정인 농축 카드뮴 질산물을 양동이에 담아 준비해 놓고 서 있었다.스타트업은 09시 54분에 시작되었다.월터 진은 비상통제봉인 지퍼를 떼어내고 그것을 확보했다.[93][94]노먼 힐베리는 지퍼가 중력의 영향을 받아 떨어질 수 있는 스크램 라인을 자르기 위해 도끼를 들고 서 있었다.[94][95]레오나 우즈가 큰 목소리로 붕소 삼불화감지기의 카운트를 외치는 동안, 마루에 있던 유일한 조지 웨일은 제어봉 하나를 제외하고는 모두 철수했다.10시 37분에 페르미는 웨일에게 마지막 제어봉의 13피트(4.0m)를 제외한 모든 것을 제거하라고 명령했다.Weil은 한 번에 15cm(6인치)씩 그것을 철회했고, 각 단계에서 측정을 했다.[93][94]

트립 레벨이 너무 낮게 설정되어 자동 제어봉 재삽입으로 인해 프로세스가 갑자기 중단되었다.[96]11시 25분, 페르미는 제어봉을 다시 꽂으라고 명령했다.그리고 나서 그는 지금이 점심시간이라고 발표했다.[93]

실험은 14시에 재개되었다.[93]Weil은 Fermi가 중성자 활동을 주의 깊게 관찰하는 동안 최종 제어봉 작업을 했다.페르미는 15시 25분에 그 더미가 위험해졌다고 발표했다.페르미는 붕소 3불화수소 검출기에서 급격히 증가하는 전류를 수용하기 위해 녹음기의 저울을 바꾸었다.그는 제어회로를 시험해 보고 싶었지만 28분이 지나자 모든 사람에게 중성자속도가 미리 설정된 안전수위를 지났음을 알리는 경보벨이 울렸고, 그는 Zinn에게 지퍼를 해제하라고 명령했다.반응이 급격히 멈췄다.[97][94]그 더미는 약 0.5와트로 약 4.5분 동안 달렸었다.[98]위그너는 그들이 종이컵으로 마신 치안티 병을 열었다.[99]

콤프턴은 코난트에게 전화로 알렸다.그 대화는 즉흥적인 암호로 되어 있었다.

콤프턴:그 이탈리아 항해사는 신대륙에 상륙했다.
조건:원주민들은 어땠어?

콤프턴:아주 다정하다.[100]

후작동

1942년 12월 12일, CP-1의 전력 출력은 전구에 전력을 공급하기에 충분한 200W로 증가되었다.어떤 종류의 차폐도 부족하여 인근 모든 사람에게 방사선 위험이었고, 0.5W에서 추가 시험이 계속되었다.[101] 1943년 2월 28일 작전이 종료되었고,[102] 더미는 해체되어 현재 레드게이트 우드로 알려진 아르곤느 숲의 A부지로 옮겨졌다.[103][104]그곳에서는 시카고 말뚝-2(CP-2)를 짓는데 원재료가 사용되었다.구형 대신에, 새로운 원자로는 약 30피트(9.1m)의 기지를 가진 약 25피트(7.6m) 높이의 입방체 모양으로 건설되었다.그것은 방사선 차폐의 역할을 하는 두께 1.5m의 콘크리트 벽으로 둘러싸여 있었으며, 납의 6인치(15cm)와 목재 50인치(130cm)의 머리 위로 보호되었다.우라늄이 더 많이 사용되었기 때문에, 우라늄 52 단톤(47 t)과 흑연 472 단톤(428 t)을 함유하고 있었다.냉각 시스템은 몇 킬로와트로만 작동했기 때문에 제공되지 않았다.CP-2는 1943년 3월에 운용되었으며, k는 1.055이다.[105][106][107]전쟁 중 월터 진은 CP-2를 24시간 가동할 수 있도록 했고, 그 디자인은 실험 수행에 적합했다.[108]CP-2는 1944년 5월 15일에 임계치에 도달한 최초의 중수로인 시카고 파일-3가 합류했다.[106][107]

Image of the granite marker. The text reads: "The world's first nuclear reactor was rebuilt at this site in 1943 after initial operation at the University of Chicago. This reactor (CP-2) and the first heavy water moderated reactor (CP-3) where major facilities around which developed the Argonne National Laboratory. This site was released by the laboratory in 1956 and the U.S. Atomic Energy Commission then buried the reactors here."
현장 A의 기념 바운더

원자로는 삼중수소의 특성 조사와 같은 무기 관련 연구를 수행하는 데 사용되었다.전시 실험에는 원소와 화합물의 중성자 흡수 단면을 측정하는 것이 포함되었다.앨버트 워튼버그는 매달 약 10개의 원소가 연구되었고, 1년 동안 75개의 원소가 연구되었다고 회상했다.[109]라듐과 베릴륨 파우더와 관련된 사고로 3년 동안 지속된 그의 백혈구 수치가 위험하게 떨어졌다.우라늄 산화물을 흡입하는 등 사물의 위험성이 더욱 뚜렷해지면서 방사성 물질이 실험실 실험동물에 미치는 영향에 대한 실험이 이뤄졌다.[69]

이 설계는 10년간 비밀에 부쳐졌지만 쉴라르드와 페르미는 공동으로 특허를 냈고, 최초 신고일은 1944년 12월 19일로 중성자 원자로 2,708,656호로 지정됐다.[110][111][112]

이후 레드게이트 우즈는 1946년 7월 1일 메탈릭 연구소를 대체한 아르곤네 국립 연구소의 원지가 되었으며, 진을 초대 이사로 삼았다.[113]CP-2와 CP-3는 유용성보다 오래 지속되기 전에 10년간 운영되었고, Zinn은 1954년 5월 15일에 폐쇄 명령을 내렸다.[69]이들이 남은 사용 가능한 연료는 두페이지 카운티에 있는 아르곤네 국립 연구소의 새 부지에 있는 시카고 파일-5로 옮겨졌고, CP-2와 CP-3 원자로는 1955년과 1956년에 해체되었다.CP-1/CP-2의 흑연 블록 중 일부는 TREE 원자로의 반사경에 재사용되었다.연료와 중수 등 고준위 핵폐기물이 테네시주 오크리지로 운송돼 폐기됐다.나머지는 콘크리트에 싸여 현재 현장 A/플롯 M 처리장으로 알려진 곳에서 깊이 12m의 참호에 묻혔다.그것은 기념 바위로 표시되어 있다.[69]

올드 스태그 필드의 웨스트 스탠드에 있는 시카고 파일-1을 기념하는 현판 아래 레오 실라드(오른쪽)와 노먼 힐베리.나중에 스탠드가 철거된 반면, 현판은 현재 현장 기념관에 있다.

1970년대까지 이 지역의 방사능 수준에 대한 대중의 우려가 증가했는데, 이 수치는 지역 주민들이 휴양을 위해 사용했던 것이다.1980년대에 실시된 조사는 그림 M의 토양에서 스트론튬-90, 인근 우물에서 삼중수소의 미량, 그리고 그 지역의 플루토늄, 테크네튬, 세슘, 우라늄을 발견했다.1994년, 미국 에너지부와 아르곤네 국립 연구소는 대중의 압력에 굴복했고, 그 장소를 복구하기 위해 각각 2,470만 달러와 340만 달러를 책정했다.정화작업의 일환으로 500세제곱야드(380m3)의 방사성 폐기물을 제거해 핸포드 부지로 보내 처리했다.2002년까지 일리노이 공중 보건부는 남아 있는 물질들이 공중 보건에 위험하지 않다고 결정했다.[69]

의의와 기념

CP-1의 성공적인 시험은 원자로가 실현가능하다는 것을 증명했을 뿐만 아니라 k 계수가 원래 생각했던 것보다 더 크다는 것을 보여주었다.이는 값비싼 헬륨보다는 공기나 물을 냉각제로 사용하는 것에 대한 거부감을 없앴다.그것은 또한 냉각수 파이프와 제어 메커니즘을 위한 재료 선택에 더 큰 위도가 있다는 것을 의미했다.위그너는 이제 수냉식 생산용 원자로 설계를 강행했다.흑연감속원자로가 산업 규모로 플루토늄을 생산할 수 있다는 우려는 여전했고, 이 때문에 맨해튼 프로젝트는 중수 생산 시설의 개발을 지속했다.[114]공랭식 원자로인 X-10 흑연 원자로는 플루토늄 준공장의 일부로 오크 리지의 클린턴 엔지니어 워크스에 건설되었고,[115] 워싱턴 주 핸포드 부지에 더 큰 수랭식 생산 원자로가 건설되었다.[116]1945년 7월까지 원자폭탄에 대해 충분한 플루토늄이 생산되었고, 8월에는 2개 더 생산되었다.[117]

1952년 12월 2일 스태그필드에서 CP-1 10주년 기념 현판이 공개되었다.[118]그것은 다음과 같이 읽혔다.

1942년 12월 2일, 인간은 이곳에서 최초의 자급자족 연쇄반응을 이루어 원자력 에너지의 통제된 방출을 개시했다.[119]

이 명판은 1957년 8월 웨스트 스탠드가 철거될 때 구해졌다.[120]CP-1의 부지는 1965년 2월 18일 국가사적 랜드마크로 지정되었다.[2]1966년 국가사적등기구가 만들어졌을 때, 바로 거기에 추가되었다.[1]1971년 10월 27일 시카고 랜드마크라는 명칭도 붙었다.[3]

오늘날 옛 스태그필드의 터는 1970년에 개관한 대학의 리젠슈타인 도서관과 2011년에 개관한 조·리카 만수에토 도서관이 차지하고 있다.[121]헨리 무어 조각품인 핵에너지(Nuclear Energy)가 리젠슈타인 도서관 바로 밖에 있는 작은 사각형 안에 서 있다.[2]그것은 CP-1의 25주년을 기념하기 위해 1967년 12월 2일에 헌정되었다.1952년, 1965년, 1967년의 기념 현판이 근처에 있다.[119]CP-1의 흑연 블록은 뉴멕시코 주 로스 알라모스에 있는 브래드베리 과학 박물관에서 볼 수 있으며, 다른 것은 시카고의 과학 산업 박물관에서 전시되고 있다.[122]75주년인 2017년 12월 2일, 매사추세츠 공과대학이 시카고 파일-1과 유사한 설계의 연구용 그래파이트 더미를 복원하는 데 최종 우라늄 슬러그를 정식으로 삽입했다.[123]

메모들

  1. ^ 시카고 말뚝 1 개척자들은 다음과 같다.해롤드 애그뉴, 허버트 L. 앤더슨, 웨인 아놀드, 휴 M. 바튼, 토마스 브릴, 로버트 F. 크리스티, 아서 H. 콤프턴, 엔리코 페르미, 리처드 J. 폭스, 스튜어트 폭스, 칼 C.게이머츠펠더 앨빈 C 그레이브스, 크로포드 그린월트, 노먼 힐베리, 데이비드 L.힐, 윌리엄 H.Hinch, Robert E. Johnson, W.R. Kanne, 8월 C.크누스, 필립 그랜트 쿤츠, 허버트 E. 쿠비체크, 해롤드 5세. 리히텐버거, 조지 M. 마론드, 앤서니 J. 마츠, 조지 밀러, 조지 D.몽크, 헨리 P.뉴슨, 로버트 G. 노블레스, 워렌 E.니어, 윌콕스 P.오버벡, J. 하워드 파슨스, 제라드 S. 파블리키, 테오도르 페트리, 데이비드 P.루돌프, 리온 세이베츠, 레오 세렌, 루이 슬라틴, 프랭크 스페딩, 윌리엄 J. 스투름, 레오 질라드, 알버트 와텐버그, 리처드 J. 와츠, 조지 웨일, 유진 P. 위그너, 마빈 H. 윌킨닝, 볼니 C. (빌) 윌슨, 레오나 우즈, 월터 진.[91]
  1. ^ a b c "National Register Information System". National Register of Historic Places. National Park Service. 9 July 2010.
  2. ^ a b c d "Site of the First Self-Sustaining Nuclear Reaction". National Historic Landmark Summary Listing. National Park Service. Archived from the original on 5 April 2015. Retrieved 26 July 2013.
  3. ^ a b "Site of the First Self-Sustaining Controlled Nuclear Chain Reaction". City of Chicago. Retrieved 26 July 2013.
  4. ^ 페르미 1982년, 페이지 24.
  5. ^ Ölander, Arne. "The Nobel Prize in Chemistry 1956 – Award Ceremony Speech". The Nobel Foundation. Retrieved 23 September 2015.
  6. ^ 로즈 1986, 페이지 13, 28.
  7. ^ Wellerstein, Alex (16 May 2014). "Szilard's chain reaction: visionary or crank?". Restricted Data. Retrieved 23 September 2015.
  8. ^ Szilard, Leo. "Improvements in or relating to the transmutation of chemical elements, British patent number: GB630726 (filed: 28 June 1934; published: 30 March 1936)". Retrieved 23 September 2015.
  9. ^ 로즈 1986, 페이지 251–254.
  10. ^ Hahn, O.; Strassmann, F. (1939). "Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle (On the detection and characteristics of the alkaline earth metals formed by irradiation of uranium with neutrons)". Die Naturwissenschaften. 27 (1): 11–15. Bibcode:1939NW.....27...11H. doi:10.1007/BF01488241. S2CID 5920336.
  11. ^ 로즈 1986, 페이지 256–263.
  12. ^ Meitner, Lise; Frisch, O. R. (1939). "Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction". Nature. 143 (3615): 239–240. Bibcode:1939Natur.143..239M. doi:10.1038/143239a0. S2CID 4113262.
  13. ^ 로즈 1986, 페이지 267–271.
  14. ^ 라누에트 & 실라드 1992, 페이지 148.
  15. ^ Brasch, A.; Lange, F.; Waly, A.; Banks, T. E.; Chalmers, T. A.; Szilard, Leo; Hopwood, F. L. (8 December 1934). "Liberation of Neutrons from Beryllium by X-Rays: Radioactivity Induced by Means of Electron Tubes". Nature. 134 (3397): 880. Bibcode:1934Natur.134..880B. doi:10.1038/134880a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4106665.
  16. ^ Lanouette & Silard 1992, 페이지 172–173.
  17. ^ Anderson, H. L.; Booth, E. T.; Dunning, J. R.; Fermi, E.; Glasoe, G. N.; Slack, F. G. (1939). "The Fission of Uranium". Physical Review. 55 (5): 511–512. Bibcode:1939PhRv...55..511A. doi:10.1103/physrev.55.511.2.
  18. ^ 로즈 1986, 페이지 267–270.
  19. ^ Anderson, H. L.; Fermi, E.; Hanstein, H. (16 March 1939). "Production of Neutrons in Uranium Bombarded by Neutrons". Physical Review. 55 (8): 797–798. Bibcode:1939PhRv...55..797A. doi:10.1103/PhysRev.55.797.2.
  20. ^ Anderson, H.L. (April 1973). "Early Days of Chain Reaction". Bulletin of the Atomic Scientists. Educational Foundation for Nuclear Science, Inc. 29 (4): 8–12. Bibcode:1973BuAtS..29d...8A. doi:10.1080/00963402.1973.11455466.
  21. ^ Lanouette & Silard 1992, 페이지 182–183.
  22. ^ Lanouette & Silard 1992, 페이지 186–187.
  23. ^ 라누에트 & 실라드 1992 페이지 227.
  24. ^ "Alfred O. C. Nier". American Physical Society. Retrieved 4 December 2016.
  25. ^ 보놀리스 2001 페이지 347–352.
  26. ^ 아말디 2001, 페이지 153–156.
  27. ^ a b Lanouett & Silard 1992, 페이지 194–195.
  28. ^ 1962년 휴렛 앤더슨 페이지 28.
  29. ^ Anderson, H.; Fermi, E.; Szilárd, L. (1 August 1939). "Neutron Production and Absorption in Uranium". Physical Review. 56 (3): 284–286. Bibcode:1939PhRv...56..284A. doi:10.1103/PhysRev.56.284.
  30. ^ a b International Atomic Energy Agency. "Nuclear Data for Safeguards". www-nds.iaea.org. Retrieved 16 August 2016.
  31. ^ a b c Weinberg, Alvin (1994a). "Herbert G. MacPherson". Memorial Tributes. National Academy of Engineering Press. 46 (7): 143–147. Bibcode:1993PhT....46g.103W. doi:10.1063/1.2808987. ISSN 1075-8844.
  32. ^ a b Bethe, Hans A. (2000). "The German Uranium Project". Physics Today. American Institute of Physics. 53 (7): 34–36. Bibcode:2000PhT....53g..34B. doi:10.1063/1.1292473.
  33. ^ 커리, 해미스터 & 맥퍼슨 1955
  34. ^ Eatherly, W. P. (1981). "Nuclear graphite – the first years". Journal of Nuclear Materials. 100 (1–3): 55–63. Bibcode:1981JNuM..100...55E. doi:10.1016/0022-3115(81)90519-5.
  35. ^ 살베티 2001, 페이지 177–203.
  36. ^ 나이팅게일 1962 페이지 4.
  37. ^ "Einstein's Letter to Franklin D. Roosevelt". Atomic Archive. Retrieved 20 December 2015.
  38. ^ "Pa, this requires action!". The Atomic Heritage Foundation. Archived from the original on 29 October 2012. Retrieved 26 May 2007.
  39. ^ Hewlett & Anderson 1962 페이지 19-21.
  40. ^ Hewlett & Anderson 1962 페이지 36–38.
  41. ^ a b Hewlett & Anderson 1962 페이지 46–49.
  42. ^ a b 앤더슨 1975, 페이지 82.
  43. ^ 살베티 2001, 페이지 192–193.
  44. ^ Hewlett & Anderson 1962 페이지 50–51.
  45. ^ a b Hewlett & Anderson 1962 페이지 54–55.
  46. ^ Hewlett & Anderson 1962 페이지 180–181.
  47. ^ a b c 와인버그 1994, 페이지 15.
  48. ^ a b 로즈 1986, 페이지 396–397.
  49. ^ 세그레 1970년, 페이지 116.
  50. ^ 앤더슨 1975, 페이지 86.
  51. ^ 엠브리 1970, 페이지 385.
  52. ^ 앤더슨 1975, 페이지 86-87.
  53. ^ a b 로즈 1986, 페이지 399-400.
  54. ^ 앤더슨 1975, 페이지 88.
  55. ^ 로즈 1986, 페이지 400–401.
  56. ^ a b 로도스 1986, 페이지 401.
  57. ^ Zug 2003, 페이지 134–135.
  58. ^ Bearak, Barry (16 September 2011). "Where Football and Higher Education Mix". The New York Times. Retrieved 2 December 2015.
  59. ^ 리비 1979, 페이지 86.
  60. ^ Hewlett & Anderson 1962 페이지 74-75.
  61. ^ 로즈 1986, 페이지 427-428.
  62. ^ 로즈 1986, 페이지 431.
  63. ^ a b 앤더슨 1975, 페이지 91.
  64. ^ 로즈 1986 페이지 429.
  65. ^ 리비 1979, 페이지 85.
  66. ^ 로즈 1986, 페이지 430.
  67. ^ Hewlett & Anderson 1962, 페이지 65–66, 83–88.
  68. ^ 존스 1985, 페이지 67–68.
  69. ^ a b c d e ""Site A" at Red Gate Woods & The World's First Nuclear Reactor". Forest Preserves of Cook County. Retrieved 26 November 2015.
  70. ^ 존스 1985, 페이지 71–72, 111–114.
  71. ^ a b c d 콤프턴 1956, 페이지 136–137.
  72. ^ a b c d Hewlett & Anderson 1962 페이지 107–109.
  73. ^ 와인버그 1994, 페이지 17.
  74. ^ a b c 콤프턴 1956, 페이지 137–138.
  75. ^ 그로브스 1962 페이지 53.
  76. ^ 니콜스 1987 페이지 66.
  77. ^ 살베티 2001, 페이지 197.
  78. ^ a b c d e 로즈 1986 페이지 433.
  79. ^ 로즈 1986 페이지 436.
  80. ^ a b 앤더슨 1975, 페이지 91~92.
  81. ^ a b c Holl, Hewlett & Harris 1997, 페이지 16.
  82. ^ "How the first chain reaction changed science". University of Chicago. Retrieved 22 November 2015.
  83. ^ "Chapter 1: Wartime Laboratory". ORNL Review. 25 (3 & 4). 2002. ISSN 0048-1262. Archived from the original on 25 August 2009. Retrieved 22 March 2016.
  84. ^ Libby 1979, 페이지 119.
  85. ^ 로즈 1986 페이지 434.
  86. ^ "Frontiers: Research Highlights 1946–1996" (PDF). Argonne National Laboratory. 1996. p. 11. Archived from the original (PDF) on 17 May 2013. Retrieved 23 March 2013.
  87. ^ Walsh, J. (1981). "A Manhattan Project Postscript" (PDF). Science. 212 (4501): 1369–1371. Bibcode:1981Sci...212.1369W. doi:10.1126/science.212.4501.1369. PMID 17746246.
  88. ^ 앤더슨 1975, 페이지 93.
  89. ^ Fermi, Enrico (1952). "Experimental Production of a Divergent Chain Reaction". American Journal of Physics. 20 (9): 536–558. Bibcode:1952AmJPh..20..536F. doi:10.1119/1.1933322. ISSN 0002-9505.
  90. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997, 페이지 16–17.
  91. ^ a b "The Chicago Pile 1 Pioneers". Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy. Argonne National Laboratory. Retrieved 28 November 2015.
  92. ^ 그로브스 1962 페이지 54.
  93. ^ a b c d e "CP-1 Goes Critical". Department of Energy. Archived from the original on 22 November 2010.
  94. ^ a b c d Libby 1979, 페이지 120–123.
  95. ^ 앨러디스 & 트랩넬 1982, 페이지 14.
  96. ^ "George Weil – from activator to activist" (PDF). New Scientist. 56 (822): 530–531. 30 November 1972. ISSN 0262-4079. Retrieved 25 March 2016.
  97. ^ 휴렛 앤더슨 1962 페이지 174.
  98. ^ 로즈 1986, 페이지 440.
  99. ^ 앤더슨 1975, 페이지 95.
  100. ^ "The Italian Navigator Lands". Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy. Argonne National Laboratory. 10 July 2012. Retrieved 26 July 2013.
  101. ^ 맨해튼 구역 1947, 페이지 3.9.
  102. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997, 페이지 23.
  103. ^ "Early Exploration: CP-1 (Chicago Pile 1 Reactor)". Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy. Argonne National Laboratory. 21 May 2013. Retrieved 26 July 2013.
  104. ^ "Promethean Boldness". Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy. Argonne National Laboratory. 10 July 2012. Retrieved 26 July 2013.
  105. ^ 맨해튼 구역 1947, 페이지 3.13.
  106. ^ a b Holl, Hewlett & Harris 1997, 페이지 428.
  107. ^ a b Fermi, Enrico (1946). "The Development of the first chain reaction pile". Proceedings of the American Philosophical Society. 90 (1): 20–24. JSTOR 3301034.
  108. ^ McNear, Claire (5 March 2009). "The Way Things Work: Nuclear waste". The Chicago Maroon. Retrieved 28 November 2015.
  109. ^ 왓텐베르크 1975, 페이지 123.
  110. ^ "Enrico Fermi, Nuclear Fission, US Patent No. 2,708,656, Inducted in 1976". National Inventors Hall of Fame. Retrieved 6 October 2019.
  111. ^ "Leo Szilard, Nuclear Fission, US Patent No. 2,708,656, Inducted in 1996". National Inventors Hall of Fame. Retrieved 11 September 2020.
  112. ^ 호거튼 1970, 페이지 4.
  113. ^ Holl, Hewlett & Harris 1997, 페이지 47.
  114. ^ Jones 1985, 페이지 191–192.
  115. ^ Jones 1985, 페이지 204–205.
  116. ^ 존스 1985, 페이지 210-212.
  117. ^ Jones 1985, 222-223쪽.
  118. ^ "U. of C. to Raze Stagg Field's Atomic Cradle". Chicago Tribune. 26 July 1957. Retrieved 28 November 2015.
  119. ^ a b Fermi의 "원자말뚝"이 있는 장소 – 유튜브의 첫 번째 원자로
  120. ^ "Remove Nuclear Site Plaque". Chicago Tribune. 16 August 1957. Retrieved 28 November 2015.
  121. ^ "Stagg Field / Mansueto Library". University of Chicago. Retrieved 28 November 2015.
  122. ^ "First-Hand Recollections of the First Self-Sustaining Chain Reaction". Department of Energy. Archived from the original on 27 March 2019. Retrieved 23 September 2015.
  123. ^ "Milestone for new LEU research reactor fuel". World Nuclear News. 22 December 2017. Retrieved 29 December 2017.

참조

외부 링크