Chicago Pile-1 – Wikipedia tiếng Việt

Chicago Pile-1 (CP-1) là lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới.[4] Vào ngày 2 tháng 12 năm 1942, phản ứng hạt nhân dây chuyền tự duy trì đầu tiên do con người tạo ra được khởi đầu trong CP-1, trong một cuộc thử nghiệm do Enrico Fermi dẫn đầu. Việc phát triển lò phản ứng Chicago Pile-1 là một phần trong dự án Manhattan, vốn là nỗ lực của quân Đồng minh để tạo ra bom nguyên tử trong Chiến tranh thế giới thứ hai. Được phát triển bởi những chuyên gia của Metallurgical Laboratory (phòng thí nghiệm luyện kim) thuộc Đại học Chicago, CP-1 được xây dựng ngay bên dưới khán đài phía tây của sân bóng Stagg Field. Fermi đã miêu tả thiết bị này như là “một ụ vật liệu thô được làm từ những viên gạch đen và thanh gỗ”.[5]

Lò phản ứng được lắp ráp vào tháng 11 năm 1942, do một đội ngũ gồm có Fermi, Leo Szilard ( người trước đó đã đề xuất kiến nghị ý tưởng sáng tạo về phản ứng dây chuyền sản xuất phi phân hạch ), Herbert L. Anderson, Walter Zinn, Martin D. Whitaker, và George Weil. Nó gồm 45.000 khối graphit nặng 400 tấn Mỹ ( 360 t ) được dùng như thể những chất làm chậm, và được nạp nguyên vật liệu từ 6 tấn Mỹ ( 5,4 t ) sắt kẽm kim loại uranium và 50 tấn Mỹ ( 45 t ) oxide uranium. Trong lò, một vài neutron tự do hình thành từ sự phân rã của uranium được những nguyên tử uranium hấp thụ, dẫn đến sự phân hạch của những nguyên tử đó, và phóng thích thêm những neutron. Không giống như những lò phản ứng thế hệ sau đó, nó không có mạng lưới hệ thống che chắn bức xạ hoặc làm mát do tại nó hoạt động giải trí ở một hiệu suất rất thấp – khoảng chừng một nửa watt. Hình dáng của lò dự tính bắt đầu sẽ được làm dạng hình cầu không nhẵn, nhưng khi thực thi việc làm, Fermi đã giám sát rằng khối lượng Dự kiến hoàn toàn có thể thành công xuất sắc mà không cần phải triển khai xong hàng loạt lò như kế hoạch .Năm 1943, CP-1 được chuyển đến Red Gate Woods, và đổi lại thành Chicago Pile-2 ( CP-2 ). Tại đó, nó được quản lý và vận hành cho đến năm 1954 thì bị tháo dỡ và chôn xuống đất. Các khán đài ở sân Stagg Field bị tàn phá vào tháng 8 năm 1957 ; khu vực này lúc bấy giờ là một Danh lam Lịch sử Quốc gia Hoa Kỳ và là một Danh lam Chicago .

Trong một lò phản ứng hạt nhân, trạng thái tới hạn đạt được khi tỉ lệ neutron sản sinh ra bằng với tỉ lệ neutron bị mất đi, bao gồm cả neutron bị hấp thụ và neutron rò rỉ. Khi một nguyên tử uranium-235 bị phân hạch, nó giải phóng một lượng trung bình 2.4 hạt neutron.[7] Trong trường hợp đơn giản nhất của một lò phản ứng hình cầu, đồng đều, không phản xạ, bán kính tới hạn được tính xấp xỉ:

R

c
r
i
t

≈

π
M

k
−
1

{\displaystyle R_{crit}\approx {\frac {\pi M}{\sqrt {k-1}}}}

,

với M là khoảng cách trung bình mà một neutron đi được trước khi nó bị hấp thụ, và k là hệ số nhân neutron trung bình. Các neutron phản ứng thành công sẽ được khuếch đại bởi một hệ số k, thế hệ thứ hai của các sự kiện phân hạch sẽ tạo ra k2, thứ ba là k3 và cứ thế. Để có một phản ứng hạt nhân dây chuyền bền vững xảy ra, k phải lớn hơn 1 ít nhất 3 hoặc 4 phần trăm. Nói một cách khác, k phải lớn hơn 1 mà không vượt quá ngưỡng tới hạn tức thời có thể dẫn đến bùng nổ, số sự kiện phân hạch tăng theo cấp số nhân.

Phản ứng hạt nhân dây chuyền sản xuất tiên phong[sửa|sửa mã nguồn]

Chai rượu vang Chianti dáng fiasco do Eugene Wigner mua để ăn mừng phản ứng dây chuyền sản xuất tự quản lý và vận hành tự không thay đổi tiên phong. Những người tham gia ký tên lên chai .Hôm sau, ngày 2 tháng 12 năm 1942, toàn bộ mọi người tập hợp để thực thi thử nghiệm. Có 49 nhà khoa học hiện hữu. [ 10 ] Mặc dù hầu hết Ủy ban Điều hành S-1 đều ở Chicago, nhưng chỉ có Crawford Greenewalt xuất hiện theo lời mời của Compton. Các quan chức cấp cao khác cũng đến gồm có Szilard, Wigner và Spedding. [ 10 ] Fermi, Compton, Anderson và Zinn tập trung chuyên sâu quanh những bộ tinh chỉnh và điều khiển trên ban công, bắt đầu được dự tính như thể một nơi để quan sát. [ 12 ] Samuel Allison đã chuẩn bị sẵn sàng với một thùng cadmi nitride đậm đặc để ném vào lò trong trường hợp khẩn cấp. Khởi động khởi đầu vào lúc 09 : 54. Walter Zinn tháo thanh nguồn năng lượng, thanh điều khiển và tinh chỉnh khẩn cấp, và giữ chắc nó. [ 12 ] Norman Hilberry đứng sẵn với một cây rìu để chặn đường thoát hoàn toàn có thể làm thanh nguồn năng lượng rơi dưới ảnh hưởng tác động của trọng tải. Trong khi Leona Woods đọc to số đếm từ máy dò bo triflorua, thì George Weil, người duy nhất ở đó rút tổng thể những thanh điều khiển và tinh chỉnh chỉ chừa lại một cái. Đến 10 : 37 Fermi ra lệnh Weil tháo tổng thể nhưng thanh điều khiểu ở đầu cuối chỉ rút 13 foot ( 4,0 m ). Weil rút 6 inch ( 15 cm ) mỗi lần, với những đo đạc được triển khai ở mỗi bước. [ 12 ]Quá trình bị ngừng lại bất thần do thanh điều khiển và tinh chỉnh tự động hóa tự lắp vào, làm cho mức trượt của nó bị đặt quá thấp. [ 15 ] Lúc 11 : 25, Fermi ra lệnh lắp lại những thanh điều khiển và tinh chỉnh. Sau đó ông thông tin rằng đã đến giờ ăn trưa. [ 12 ]

Cuộc thử nghiệm lại bắt đầu vào lúc 14:00.[12] Weil làm việc cùng thanh điều khiển cuối cùng trong khi đó Fermi theo dõi kỹ lưỡng sự hoạt động của neutron. Fermi thông báo rằng lò đã đạt tới hạn (đạt được một phản ứng tự ổn định) vào lúc 15:25. Fermi đã vặn nút chuyển thang đo của máy ghi để phù hợp với dòng điện đang tăng lên một cách nhanh chóng từ máy phát dò bo triflorua. Ông muốn kiểm tra các mạch điều khiển, nhưng sau 28 phút, chuông báo động reo lên thông báo với mọi người rằng sự phun neutron đã vượt ngưỡng an toàn đặt trước, và ông ra lệnh cho Zinn ngắt thanh năng lượng. Phản ứng nhanh chóng dừng lại. Lò phản ứng đã hoạt động được khoảng 4.5 phút với công suất khoảng 0.5 watt. Wigner khui chai rượu vang Chianti, và họ uống bằng ly giấy.

Compton gọi điện thông báo cho Conant. Cuộc đối thoại được triển khai bằng một ám hiệu không định trước :

Compton : Hoa tiêu người Ý đã đổ xô lên Tân Thế giới .

Conant: Thế thổ dân như nào?
Compton: Rất thân thiện.[19]

Tầm quan trọng và lễ truy niệm[sửa|sửa mã nguồn]

Một bia truy niệm đã được khánh thành tại sân Stagg Field vào ngày 2 tháng 12 năm 1952 nhân ngày kỉ niệm 10 năm ngày CP-1 đạt được tới hạn. [ 20 ] Trên đó ghi :

Vào ngày 2 tháng 12 năm 1942, tại đây, con người đã đạt được phản ứng dây chuyền tự ổn định đầu tiên và theo cách ấy khởi đầu việc điều khiển sự phóng thích năng lượng hạt nhân.[21]

Xem thêm: Tổng đại lý phân phối Điều Hòa Chigo giá rẻ nhất | https://dvn.com.vn

Tấm bia đã được giữ lại khi những khán đài phía tây bị tàn phá vào tháng 8 năm 1957. [ 22 ] Địa điểm mà lò CP-1 tọa lạc đã được chỉ định là một Danh lam Lịch sử Quốc gia Hoa Kỳ vào ngày 18 tháng 2 năm 1965. [ 2 ] Khi Sổ bộ Địa danh Lịch sử Quốc gia Hoa Kỳ được tạo ra vào năm 1966, nó ngay lập tức được thêm vào đó. [ 1 ] Địa điểm này cũng được gọi là một Danh lam Chicago vào ngày 27 tháng 10 năm 1971. [ 3 ]

Ngày nay, địa điểm của sân vận động Stagg Field cũ được thư viện Regenstein của trường đại học khai trương năm 1970 và thư viện Joe và Rika Mansueto mở cửa vào năm 2011 sử dụng.[23] Một tượng điêu khắc của Henry Moore, Nuclear Energy, đứng trên một hình tứ giác nhỏ ngay bên ngoài thư viện Regenstein.[2] Nó được hiến tặng vào ngày 2 tháng 12 năm 1967, để kỷ niệm nhân dịp 25 năm ngày CP-1 đạt mức tới hạn. Các bia kỷ niệm vào năm 1952, 1965 và 1967 ở gần bên.[21] Một khối graphit của CP-1 được trưng bày tại Bảo tàng Khoa học Bradbury ở Los Alamos, New Mexico; một khối khác được trưng trong Bảo tàng Khoa học và Công nghệ ở Chicago.[24] Ngày 2 tháng 12 năm 2017, lễ kỷ niệm 75 năm, Viện Công nghệ Massachusetts khôi phục một lò nghiên cứu bằng graphit, tương tự như thiết kế của Chicago Pile-1, những thanh uranium cuối cùng được đặt vào một cách long trọng.[25]

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://dvn.com.vn
Category : Chigo