S-50 (Манхэттенский проект)

редактировать
Манхэттенский проект по обогащению урана

Координаты : 35 ° 54′58 ″ N 84 ° 24'43 ″ Вт / 35,91611 ° N 84,41194 ° Вт / 35,91611; -84.41194

Большое прямоугольное здание темного цвета и меньшее здание с тремя дымовыми трубами Здание технологического процесса термодиффузии на С-50. Здание на заднем плане с дымовыми трубами - это электростанция К-25.

Проект С-50 был попыткой Манхэттенского проекта произвести обогащенный уран посредством жидкой термодиффузии во время Второй мировой войны. Это была одна из трех технологий обогащения урана, реализуемых Манхэттенским проектом.

Процесс термодиффузии жидкости не был одной из технологий обогащения, первоначально выбранных для использования в Манхэттенском проекте, и был независимо разработан Филипом Х. Абельсоном и другими учеными из Лаборатория военно-морских исследований США. Это было в первую очередь из-за сомнений в технической осуществимости процесса, но определенную роль также сыграло межвидовое соперничество между армией США и военно-морскими силами США.

Опытные заводы были построены на военно-морской авиабазе Анакостия и военно-морской верфи Филадельфии, а также производственное предприятие на инженерной мастерской Клинтона в Ок-Ридж, Теннесси. Это была единственная когда-либо построенная промышленная установка для термодиффузии жидкости. Он не мог обогатить уран в достаточной степени для использования в атомной бомбе, но он мог обеспечить слегка обогащенное питание для калютронов Y-12 и K-25 газодиффузионные растения. Было подсчитано, что завод S-50 на неделю ускорил производство обогащенного урана, использованного в бомбе Little Boy, использованной при атомной бомбардировке Хиросимы.

Завод S-50 прекратил производство в сентябре 1945 года, но был вновь открыт в мае 1946 года и использовался ВВС США Ядерная энергия для силовых установок самолетов. (NEPA) проект. Завод снесли в конце 1940-х годов.

Содержание
  • 1 Предпосылки
  • 2 Тепловая диффузия жидкости
  • 3 Исследования и разработки
  • 4 Отношения с Манхэттенским проектом
  • 5 Пилотный завод в Филадельфии
  • 6 Строительство
  • 7 Производство
  • 8 Послевоенных лет
  • 9 Примечаний
  • 10 Источников
  • 11 Внешние ссылки
История вопроса

Открытие нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году, за которым последовало деление ядер в уране немецкими химиками Отто Ганом и Фрицем Штрассманном в 1938 году, и его теоретическое объяснение (и обозначение) Лиз Мейтнер и Отто Робертом Фришем вскоре после этого открыло возможность ядерной цепной реакции с ураном. Опасения, что немецкий проект атомной бомбы приведет к разработке ядерного оружия, особенно среди ученых, которые были беженцами из нацистской Германии и других фашистских стран, были выражены в письме Эйнштейна-Сциларда. Это вызвало предварительные исследования в Соединенных Штатах в конце 1939 года.

Нильс Бор и Джон Арчибальд Уиллер применили модель жидкой капли атомного ядра Объяснить механизм деления ядер. Когда физики-экспериментаторы изучали деление, они обнаружили загадочные результаты. Джордж Плачек спросил Бора, почему уран, кажется, делится как с быстрыми, так и с медленными нейтронами. По дороге на встречу с Уилером Бор понял, что деление при низких энергиях происходило из-за изотопа уран-235 , а при высоких энергиях оно происходило главным образом из-за гораздо большего обильный изотоп урана-238. Первые составляют 0,714 процента атомов урана в природном уране, примерно один на каждые 140; Природный уран - это 99,28% урана-238. Также имеется небольшое количество урана-234, 0,006 процента.

В Университете Бирмингема в Великобритании австралийский физик Марк Олифант поручил двум физикам-беженцам - Фришу и Рудольфу Пайерлсу - задачу исследования возможности создания атомной бомбы, по иронии судьбы, потому что их статус вражеских инопланетян не позволял им работать над секретными проектами, такими как радар. В их меморандуме Фриша-Пайерлса от марта 1940 г. указано, что критическая масса урана-235 находится в пределах порядка 10 кг, что достаточно мало, чтобы несёт бомбардировщик того дня. Огромное значение приобрели исследования того, как можно достичь разделения изотопов урана (обогащение урана ). Первая мысль Фриша о том, как этого достичь, была с помощью термодиффузии жидкости.

Тепловая диффузия жидкости
Ряд концентрических труб. В центре - пар, окруженный никелевой трубой, гексафторидом урана, медной трубой, водой и железной трубой Разрез колонны процесса термодиффузии

Процесс термодиффузии жидкости был основан на открытии, сделанном Карл Людвиг в 1856 г. и позже Чарльз Соре в 1879 г., что при поддержании температурного градиента в первоначально гомогенном растворе соли через некоторое время градиент концентрации будет также существуют в решении. Это известно как эффект Соре. Дэвид Энског в 1911 году и Сидней Чепмен в 1916 году независимо друг от друга разработали теорию Чепмена – Энскога, которая объяснил, что когда смесь двух газов проходит через температурный градиент, более тяжелый газ имеет тенденцию концентрироваться на холодном конце, а более легкий - на теплом. Это было экспериментально подтверждено Чепменом и Ф. В. Дутсоном в 1916 году.

Поскольку горячие газы имеют тенденцию подниматься, а холодные - опускаться, это может использоваться как средство разделения изотопов. Этот процесс был впервые продемонстрирован Клаусом Клузиусом и Герхардом Дикелем в Германии в 1938 году, которые использовали его для разделения изотопов неона. Они использовали аппарат, называемый «колонной», состоящий из вертикальной трубы с горячей проволокой по центру. В США Артур Брэмли из Министерства сельского хозяйства США усовершенствовал эту конструкцию, применив концентрические трубки с разными температурами.

Исследования и разработки

Филип Х. Абельсон был молодым физиком, получившим докторскую степень в Калифорнийском университете 8 мая 1939 года. Он был одним из первых американских ученых, подтвердивших ядерное деление, сообщив о своих результатах в статья была представлена ​​в Physical Review в феврале 1939 года, и в сотрудничестве с Эдвином Макмилланом был открыт нептуний. Вернувшись в Институт Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, где у него была должность, он заинтересовался разделением изотопов. В июле 1940 года Росс Ганн из Военно-морской исследовательской лаборатории США (NRL) показал ему статью 1939 года по этому вопросу Гарольда Ури, и Абельсон был заинтригован возможностью использования процесса термодиффузии жидкости. Он начал эксперименты с этим процессом в Отделе земного магнетизма Института Карнеги. Используя хлорид калия (KCl), бромид калия (KBr), сульфат калия (K. 2SO. 4) и дихромат калия (K. 2Cr. 2O. 7), он смог добиться коэффициент разделения 1,2 (20 процентов) изотопов калий-39 и калий-41.

Следующим шагом было повторение экспериментов с ураном. Он изучил процесс с водными растворами солей урана, но обнаружил, что они имеют тенденцию гидролизоваться в колонне. Подходящим оказался только гексафторид урана (UF. 6). В сентябре 1940 года Абельсон обратился к Россу Ганну и Лайману Дж. Бриггсу, директору Национального бюро стандартов, которые оба были членами Национального комитета по исследованиям в области обороны (NDRC) Комитет по урану. NRL согласился выделить 2500 долларов в распоряжение Института Карнеги, чтобы Абельсон мог продолжить свою работу, и в октябре 1940 года Бриггс организовал его перевод в Бюро стандартов, где были лучшие помещения.

Уран Гексафторид не был легкодоступным, поэтому Абельсон разработал свой собственный метод получения его в больших количествах на NRL путем фторирования более легко производимого тетрафторида урана при 350 ° C (662 ° F). Первоначально этот небольшой завод поставлял гексафторид урана для исследований в Колумбийском университете, Университете Вирджинии и NRL. В 1941 году Ганн и Абельсон разместили заказ на гексафторид урана в Harshaw Chemical Company в Кливленде, штат Огайо,, используя процесс Абельсона. В начале 1942 года NDRC заключила с Харшоу контракт на строительство пилотной установки по производству 10 фунтов (4,5 кг) гексафторида урана в день. К весне 1942 года пилотный завод по производству гексафторида урана в Харшоу был запущен, и DuPont также начал эксперименты с использованием этого процесса. Спрос на гексафторид урана вскоре резко вырос, и Harshaw и DuPont увеличили производство, чтобы удовлетворить его.

Абельсон установил в Бюро стандартов одиннадцать колонн, все диаметром примерно 1,5 дюйма (38 мм), но от 2 до 12 футов (от 0,61 до 3,66 м) в высоту. Испытания проводились с солями калия, а затем, в апреле 1941 г., с гексафторидом урана. 1 июня 1941 года Абельсон стал сотрудником NRL и перешел на военно-морскую авиабазу Анакостия. В сентябре 1941 года к нему присоединился Джон И. Гувер, который стал его заместителем. Там они построили экспериментальный завод с 36-футовыми (11 м) колоннами. Пар обеспечивался газовым котлом мощностью 20 л.с. (15 кВт). Им удалось разделить изотопы хлора, но в ноябре аппарат был разрушен продуктами разложения четыреххлористого углерода. Следующий прогон показал разделение 2,5%, и было обнаружено, что оптимальное расстояние между колонками составляет от 0,21 до 0,38 мм (от 0,0083 до 0,0150 дюйма). Абельсон расценил пробег 22 июня с результатом 9,6% как первое успешное испытание жидкой термодиффузии с гексафторидом урана. В июле он смог достичь 21%.

Отношения с Манхэттенским проектом

В июле 1942 года NRL санкционировала пилотную установку, которая начала работу 15 ноября. На этот раз они использовали четырнадцать 48-футовых (15 м) колонн с расстоянием между ними 25 миллиметров (0,98 дюйма). Опытный завод работал без перебоев с 3 по 17 декабря 1942 года. Полковник Лесли Р. Гровс-младший, которому было поручено возглавить то, что впоследствии стало известно как Манхэттенский проект (но не будет в течение следующих двух дней), посетил пилотную установку с заместителем районного инженера округа Манхэттен, подполковником Кеннетом Д. Николсом 21 сентября и разговаривал с Ганном и контр-адмиралом Гарольдом Г. Боуэном-старшим, директором NRL. У Гроувса сложилось впечатление, что проект не реализуется с достаточной срочностью. Проект был расширен, и Натан Розен присоединился к проекту в качестве физика-теоретика. Гроувс снова посетил опытный завод 10 декабря 1942 года, на этот раз с Уорреном К. Льюисом, профессором химической инженерии из Массачусетского технологического института, и тремя сотрудниками DuPont. В своем отчете Льюис рекомендовал продолжить работу.

Контр-адмирал Гарольд Г. Боуэн-старший за своим столом в военно-морском департаменте в Вашингтоне, округ Колумбия, во время Второй мировой войны.

Исполнительный комитет S-1 заменил Комитет по урану 19 июня 1942 года, исключив Ганна из числа его участников. Он рассмотрел отчет Льюиса и передал свою рекомендацию Ванневару Бушу, директору Управления научных исследований и разработок (OSRD), в состав которого входил исполнительный комитет S-1. отдельно. Отношения между OSRD и NRL не были хорошими; Боуэн раскритиковал его за отвлечение средств от NRL. Буш помнил о директиве от 17 марта 1942 г. президента Франклина Д. Рузвельта, хотя и по его совету, о том, что военно-морской флот должен быть исключен из Манхэттенского проекта. Он предпочитал работать с более близким по духу военным министром, Генри Стимсоном, на которого он имел большее влияние

Джеймс Б. Конант, председатель NDRC и Исполнительный комитет S-1 был обеспокоен тем, что военно-морской флот ведет собственный ядерный проект, но Буш считал, что это не причинит вреда. Он встретился с Ганном в Анакостии 14 января 1943 года и объяснил ему ситуацию. Ганн ответил, что флот заинтересован в ядерной морской силовой установке для атомных подводных лодок. Жидкая термодиффузия была жизнеспособным средством производства обогащенного урана, и все, что ему было нужно, это подробности о конструкции ядерного реактора, которую, как он знал, разрабатывала Металлургическая лаборатория в Чикаго. Он не знал, что она уже построила Chicago Pile-1, действующий ядерный реактор. Буш не пожелал предоставить запрошенные данные, но договорился с контр-адмиралом Уильямом Р. Пурнеллом, одним из членов Комитета по военной политике, руководившего Манхэттенским проектом, о том, чтобы усилия Абельсона получили дополнительную поддержку.

На следующей неделе Бриггс, Юри и Эгер В. Мерфри из Исполнительного комитета S-1 вместе с Карлом Коэном и В.И. Томпсоном из Standard Oil посетили пилота. завод в Анакостии. Они были впечатлены простотой процесса, но разочарованы тем, что обогащенный урановый продукт не был выведен с завода; производство было рассчитано путем измерения разницы в концентрации. Они подсчитали, что жидкостная термодиффузионная установка, способная производить 1 кг в день урана, обогащенного до 90% урана-235, потребует 21 800 36-футовых (11 м) колонн, каждая с коэффициентом разделения 30,7%. На строительство потребуется 18 месяцев, если исходить из важнейшего приоритета Манхэттенского проекта в отношении материалов. Сюда входят 1700 коротких тонн (1500 т) дефицитной меди для внешних труб и никеля для внутренних, которые потребуются для защиты от коррозии паром и гексафторида урана соответственно.

Ориентировочная стоимость строительства такого завода составляла около 32,6 миллиона долларов США и 62 600 долларов США в день в эксплуатации. Что убило предложение, так это то, что предприятию потребуется 600 дней для достижения равновесия, к этому времени будет израсходовано 72 миллиона долларов, которые Исполнительный комитет S-1 округлил до 75 миллионов долларов. Если предположить, что работа началась немедленно и установка работала, как было запланировано, обогащенный уран не мог производиться до 1946 года. Мерфри предположил, что установка для жидкой термодиффузии, производящая уран с обогащением до 10% урана-235, могла бы заменить нижние ступени установки газодиффузионный завод, но исполком С-1 отказался от этого. В период с февраля по июль 1943 года опытная установка Anacostia произвела 236 фунтов (107 кг) слабообогащенного гексафторида урана, который был отправлен в Металлургическую лабораторию. В сентябре 1943 года Исполнительный комитет S-1 решил, что больше гексафторид урана не будет выделяться в NRL, хотя он заменит обогащенный гексафторид урана на обычный гексафторид урана. Гровс отклонил заказ NRL на дополнительное количество гексафторида урана в октябре 1943 года. Когда было указано, что военно-морской флот разработал в первую очередь процесс производства гексафторида урана, армия неохотно согласилась выполнить заказ.

Опытная установка в Филадельфии

Исследования Абельсона показали, что для сокращения времени равновесия ему необходимо иметь гораздо больший температурный градиент. NRL рассматривало возможность его строительства на Военно-морской экспериментальной станции в Аннаполисе, штат Мэриленд, но это было оценено в 2,5 миллиона долларов, что NRL сочло слишком дорогим. Были изучены и другие объекты, и было решено построить новую экспериментальную установку в Морской котельной и турбинной лаборатории (NBTL) на Военно-морской верфи Филадельфии, где было бы пространство, пар и охлаждающая вода, и, возможно, самое главное, инженеры, имеющие опыт работы с паром высокого давления. Стоимость была оценена в 500 000 долларов. Пилотная установка была санкционирована контр-адмиралом, помощником начальника Судового бюро 17 ноября 1943 года. Строительство началось 1 января 1944 года и было завершено в июле. NBTL отвечал за проектирование, строительство и эксплуатацию систем пара и охлаждающей воды, а NRL отвечал за колонны и вспомогательное оборудование. Капитан Торвальд А. Сольберг из Судового управления был руководителем проекта.

Пилотный завод в Филадельфии занимал 13000 квадратных футов (1200 м) площади на первом участке. квартал к западу от Брод-стрит, недалеко от реки Делавэр. Завод состоял из 102 48-футовых (15 м) колонн, известных как «стойки», расположенных в каскад из семи ступеней. Предполагалось, что установка сможет производить один грамм в сутки урана с обогащением до 6% урана-235. Наружные медные трубы охлаждались водой, протекающей между ними и внешними 4-дюймовыми стальными трубами при 155 ° F (68 ° C). Внутренние никелевые трубки нагревали паром высокого давления при 545 ° F (285 ° C) и 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа). Таким образом, каждая колонка содержала около 1,6 кг (3,5 фунта) гексафторида урана. Это было вызвано давлением пара; единственными рабочими частями были водяные насосы. В эксплуатации стойка потребила 11,6 МВт мощности. Каждая колонка была соединена с резервуаром от 3 до 170 кг (от 6,6 до 374,8 фунта) гексафторида урана. Из-за опасностей, связанных с обращением с гексафторидом урана, все работы с ним, такие как пополнение резервуаров из транспортных баллонов, выполнялись в помещении для перевалки. Колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, поэтому пилотный завод в Филадельфии в конечном итоге произвел более 5000 фунтов (2300 кг) гексафторида урана с обогащением до 0,86% урана-235, который был передан Манхэттенскому проекту. Пилотный завод в Филадельфии был ликвидирован в сентябре 1946 года, а оборудование, подлежащее утилизации, было возвращено в NRL, а остальное было выброшено в море.

Строительство
Масса стальных ферм Здание термодиффузионного процесса (F01) на S-50 под строительство (приблизительно август 1944 г.)

В начале 1944 г. новости о пилотном заводе в Филадельфии достигли Роберта Оппенгеймера, директора лаборатории Лос-Аламоса. Оппенгеймер написал Конанту 4 марта 1944 года и запросил отчеты о проекте жидкой термодиффузии, которые Конант отправил. Как почти все остальные, Оппенгеймер думал об обогащении урана как о процессе производства урана оружейного качества, пригодного для использования в атомной бомбе, но теперь он рассмотрел другой вариант. Если бы колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, то он мог бы производить 12 кг в день урана с обогащением до 1 процента. Это может быть ценным, потому что процесс электромагнитного обогащения, который может производить один грамм урана, обогащенного до 40 процентов урана-235 из природного урана, может производить два грамма урана, обогащенного до 80 процентов урана-235 в день, если сырье обогащается до 1,4 процента. уран-235, что вдвое превышает 0,7 процента природного урана. 28 апреля он написал Groves, указав, что «производство установки Y-12 может быть увеличено примерно на 30-40 процентов, а его усовершенствование несколько улучшится, на много месяцев раньше запланированной даты. для K-25 production."

Гроувс получил разрешение Комитета по военной политике на возобновление контактов с военно-морским флотом, и 31 мая 1944 г. он назначил комитет по обзору, состоящий из Мерфри, Льюиса, и его научный советник Ричард Толман для расследования. На следующий день комитет по обзору посетил пилотный завод в Филадельфии. Они сообщили, что, хотя Оппенгеймер в своей основе был прав, его оценки были оптимистичными. Добавление двух дополнительных стоек к экспериментальной установке займет два месяца, но не даст достаточного количества корма для удовлетворения требований электромагнитной установки Y-12 на Clinton Engineer Works. Поэтому они рекомендовали построить полномасштабную установку для термодиффузии жидкости. Поэтому 12 июня Гроувс запросил у Мерфри оценку стоимости производственной установки, способной производить 50 кг урана с обогащением от 0,9 до 3,0 процента урана-235 в день. Мерфри, Толман, Коэн и Томпсон подсчитали, что установка с 1600 колонками будет стоить 3,5 миллиона долларов. Гровс одобрил его строительство 24 июня 1944 года и сообщил Комитету по военной политике, что он будет введен в эксплуатацию к 1 января 1945 года.

Десятки труб, похожие на гигантский орган Диффузионные колонны, установка для жидкой термодиффузии S-50 в Ок-Ридже, Теннесси, 1945 год

Сайты в Были рассмотрены вопросы Watts Bar Dam, Muscle Shoals и Detroit, но было решено построить его на заводе Clinton Engineer Works, где воду можно было получить из Река Клинч и пар из электростанции К-25. Проект термодиффузии получил кодовое название S-50. Подразделение S-50 было создано в штаб-квартире округа Манхэттен в июне под командованием подполковника Марка К. Фокса с майором Томасом Дж. Эвансом-младшим в качестве его помощника с особыми полномочиями по строительству заводов. Гроувс выбрал HK Ferguson Company из Кливленда, штат Огайо, в качестве главного строительного подрядчика из-за того, что он выполнял завершающие работы вовремя, в частности, Gulf Ordnance Plant в Миссисипи, на стоимость плюс фиксированная комиссия контракт. Строительная компания Х. А. Джонса построит паровую установку, а Х. К. Фергюсон будет инженером-архитектором. Хотя его советники подсчитали, что строительство завода займет шесть месяцев, Гровс дал Х.К. Фергюсону всего четыре, и он хотел, чтобы операции начались всего за 75 дней.

Гроувс, Толмен, Фокс и Уэллс Н. Томпсон из HK Ferguson собрал оттуда чертежи пилота Филадельфии 26 июня. Завод будет состоять из двадцати одной 102-колонной стойки, организованной в три группы по семь, всего 2142 48-футовых (15 м) колонн. Каждая стойка была копией экспериментального завода в Филадельфии. Колонны должны были быть изготовлены с высокими допусками; ± 0,0003 дюйма (0,0076 мм) для диаметра внутренних никелевых трубок и ± 0,002 дюйма (0,051 мм) между внутренними никелевыми трубками и внешними медными трубками. Первые заказы на колонны были размещены 5 июля. Были обращены к 23 компаниям, и компания Grinnell из Провиденс, Род-Айленд и компания Mehring and Hanson из Вашингтона, округ Колумбия, приняли вызов.

Земля была нарушена. 9 июля 1944 г. К 16 сентября, когда была построена треть завода, первая эстакада была запущена. Испытания в сентябре и октябре выявили проблемы с протекающими трубами, которые потребовали дополнительной сварки. Тем не менее, все стойки были установлены и готовы к работе в январе 1945 года. Контракт на строительство был расторгнут 15 февраля, а оставшиеся изоляционные и электрические работы были переданы другим фирмам в районе Ок-Ридж. Также завершены вспомогательные постройки, в том числе новая паровая установка. Завод был полностью введен в эксплуатацию в марте 1945 года. Строительство новой котельной было одобрено 16 февраля 1945 года. Первый котел был запущен 5 июля 1945 года, а эксплуатация началась 13 июля. Работы были завершены 15 августа 1945 года.

Завод на излучине реки, вид через реку Здание термодиффузионного процесса S-50 - темное здание. Впереди паровая установка. Здание на заднем плане с дымовыми трубами - электростанция К-25. На переднем плане река Клинч.

Здание термодиффузионного процесса (F01) было черным сооружением длиной 522 фута (159 м), шириной 82 фута (25 м) и высотой 75 футов (23 м). Для каждой пары стоек имелась одна диспетчерская и одна переходная, за исключением последней, у которой были свои собственные комнаты управления и передачи для тренировочных целей. Четыре насоса забирали 15 000 галлонов США (57 000 л) в минуту охлаждающей воды из реки Клинч. Паровые насосы были специально спроектированы компанией Pacific Pumps Inc. Завод был спроектирован для использования всей мощности электростанции К-25, но с вводом ступеней К-25 в строй возникла конкуренция. Было решено построить новую котельную. Двенадцать избыточных котлов по 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа), первоначально предназначенных для эсминцев, были приобретены у военно-морского флота. Более низкая температура горячей стенки из-за пониженного давления пара (450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа) вместо 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа) пилотной установки) была компенсирована простотой эксплуатации. Поскольку они работали на жидком топливе, был добавлен резервуарный парк емкостью 6 000 000 галлонов США (23 000 000 л) с хранилищем, достаточным для работы завода в течение 60 дней. В дополнение к зданиям здания термодиффузионного процесса (F01) и новой паровой установки (F06), сооружения в зоне S-50 включали насосную станцию ​​ (F02), лаборатории, кафетерий, механический цех ( F10), склады, АЗС и водоочистные сооружения (F03).

Производство

По соображениям безопасности Гровс хотел, чтобы HK Ferguson управлял новым заводом, но это было закрыл цех, а правила безопасности на заводе инженеров Клинтона не допускали профсоюзов. Чтобы обойти это, Х. К. Фергюсон создал полностью принадлежащую дочернюю компанию Fercleve Corporation (из Фергюсона, Кливленд), и округ Манхэттен заключил с ней контракт на эксплуатацию завода за 11000 долларов в месяц. Обслуживающий персонал для нового завода первоначально прошел обучение на пилотном заводе в Филадельфии. В августе 1944 года Гроувс, Конант и Фокс попросили десять рядовых из Специального инженерного отряда (SED) в Ок-Ридже найти добровольцев, предупредив, что работа будет опасной. Все десять вызвались добровольцами. Вместе с четырьмя сотрудниками Fercleve они были отправлены в Филадельфию, чтобы узнать о работе завода.

Десятки труб, похожие на гигантский орган Другой вид колонн

2 сентября 1944 года СЭД Частный Арнольд Крамиш, и два гражданских лица, Питер Н. Брэгг младший, инженер-химик NRL, и Дуглас П. Мейгс, сотрудник Fercleve, работали в транспортной комнате, когда 600-фунтовый (270 кг) цилиндр с гексафторидом урана взорвался, разорвавшись. рядом паровые трубы. Пар прореагировал с гексафторидом урана с образованием плавиковой кислоты, и трое мужчин сильно обгорели. Рядовой Джон Д. Хоффман пробежал через ядовитое облако, чтобы спасти их, но Брэгг и Мейгс умерли от полученных травм. Еще одиннадцать человек, в том числе Крамиш и четверо других солдат, были ранены, но выздоровели. Хоффман, получивший ожоги, был награжден Солдатской медалью, высшей наградой армии США за проявление доблести в небоевой обстановке и единственной наградой, присуждаемой жителю Манхэттенского округа. Брэгг был посмертно награжден премией ВМФ за заслуги перед гражданской службой 21 июня 1993 года.

Полковник Стаффорд Л. Уоррен, начальник медицинского отдела округа Манхэттен, удалил внутренние органы мертвых и отправили их обратно в Ок-Ридж для анализа. Их похоронили без них. Расследование показало, что авария была вызвана использованием стальных баллонов с никелевой футеровкой вместо бесшовных никелевых баллонов, поскольку армия превысила производство никеля. В военно-морском госпитале не было процедур для лечения людей, подвергшихся воздействию гексафторида урана, поэтому их разработала Медицинская секция Уоррена. Гровс приказал прекратить обучение на пилотном заводе в Филадельфии, поэтому Абельсон и 15 его сотрудников переехали в Ок-Ридж для обучения персонала.

На производственном предприятии не было несчастных случаев со смертельным исходом, хотя количество аварий было выше. по сравнению с другими производственными объектами Манхэттенского проекта из-за спешки с вводом в эксплуатацию. Когда экипажи попытались запустить первую стойку, раздался громкий шум и облако пара из-за выходящего пара. Обычно это привело бы к остановке, но под давлением, направленным на то, чтобы завод заработал, у менеджера завода в Ферклеве не было другого выбора, кроме как продолжать. В октябре завод произвел всего 10,5 фунтов (4,8 кг) 0,852% урана-235. Утечки ограничили производство и принудили к остановке в течение следующих нескольких месяцев, но в июне 1945 года он произвел 12 730 фунтов (5770 кг). При нормальной работе 1 фунт (0,45 кг) продукта забирался из каждого контура каждые 285 минут. При четырех контурах на стойку каждая стойка могла производить 20 фунтов (9,1 кг) в день. К марту 1945 года действовала вся 21 производственная стойка. Первоначально продукция S-50 подавалась на Y-12, но, начиная с марта 1945 года, все три процесса обогащения были запущены последовательно. С-50 стала первой ступенью с обогащением от 0,71% до 0,89%. Этот материал подавали в процесс газовой диффузии на установке К-25, в результате чего был получен продукт с обогащением примерно до 23%. Это, в свою очередь, было использовано в Y-12, что повысило его примерно до 89%, что достаточно для ядерного оружия. Общий объем производства S-50 составил 56 504 фунта (25 630 кг). Было подсчитано, что завод S-50 на неделю ускорил производство обогащенного урана, использованного в бомбе Little Boy, использованной при атомной бомбардировке Хиросимы. «Если бы я оценил возможности термодиффузии, - писал позже Гроувс, - мы бы реализовали ее гораздо раньше, потратили немного больше времени на проектирование завода и сделали его намного больше и лучше. Его влияние на нас производство U-235 в июне и июле 1945 года было бы значительным. "

Большой прямоугольник темного цвета здание и меньшее здание с тремя дымовыми трубами. На заднем плане река. Паровая установка представляет собой небольшое здание с двумя дымовыми трубами. Район S-50, смотрящий в сторону реки Клинч. Новая паровая установка и резервуары для хранения нефти
Послевоенные годы

Вскоре после окончания войны, в августе 1945 года, подполковник Артур В. Петерсон, окружной офицер Манхэттена с общей ответственностью для производства делящегося материала рекомендовано перевести установку С-50 в режим ожидания. Округ Манхэттен приказал закрыть завод 4 сентября 1945 года. Это была единственная из когда-либо построенных промышленных жидкостных термодиффузионных установок, но ее эффективность не могла сравниться с эффективностью газодиффузионной установки. Колонны были осушены и очищены, и все сотрудники были уведомлены за две недели о предстоящем увольнении. Все производство было остановлено к 9 сентября, и последнее сырье гексафторида урана было отправлено на К-25 для обработки. Увольнения начались 18 сентября. К этому времени добровольные увольнения снизили фонд заработной платы Fercleve с пика военного времени в 1600 человек до примерно 900. На конец сентября осталось только 241. Контракт Fercleve был расторгнут 31 октября, и ответственность за здания завода S-50 была передана офису K-25. Ферклев уволил последних сотрудников 16 февраля 1946 года.

С мая 1946 года здания завода S-50 использовались не как производственные помещения, а ВВС США 'Ядерная энергия для двигателей самолетов (NEPA). Fairchild Aircraft провела серию экспериментов с бериллием. Также рабочие изготовили блоки из обогащенного урана и графита. NEPA действовала до мая 1951 года, когда его заменил совместный проект Комиссии по атомной энергии - ВВС США Ядерная двигательная установка самолета. Завод С-50 разобрали в конце 1940-х годов. Оборудование было доставлено на территорию электростанции К-25, где оно хранилось перед утилизацией или захоронением.

Примечания
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с С-50 (Манхэттенский проект).
Последняя правка сделана 2021-06-06 02:08:30
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте