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| Skizze: Atomreaktor Chicago Pile 1 |
Chicago Pile (engl. pile "Stapel") ist die Baureihe der weltweit ersten funktionstüchtigen Atomreaktoren der Welt. Die ersten drei Reaktoren waren Teil des Manhattan-Projekts, dessen Ziel der Bau von Atomwaffen war.
Chicago Pile 1 (CP-1)
Chicago Pile 1 (englisch pile ‚Stapel‘), kurz CP-1, war der weltweit erste von Menschen gebaute Atomreaktor, in dem 1942 die erste kontrollierte kritische Atomspaltungs-Kettenreaktion stattfand.
Die Versuchsanlage wurde vom Metallurgical Laboratory an der privaten University of Chicago gebaut. Sie sollte die theoretische Erwartung bestätigen, dass eine selbsterhaltende Spaltungs-Kettenreaktion tatsächlich auftritt. Ziel der Reaktorentwicklung des Manhattan-Projekts war die Herstellung von waffenfähigem Plutonium aus Uran-238 durch Neutroneneinfang im Reaktor. Das Metallurgical Laboratory stand unter der Leitung des Nobelpreisträgers Arthur Holly Compton.
Pile 1 war unter einer stillgelegten Sporttribüne auf dem Campus aufgebaut worden, nachdem die Arbeiten an der ursprünglich vorgesehenen Einrichtung in der Kleinstadt Palos Park wegen eines Streiks nicht aufgenommen werden konnten. Der Reaktor selbst war eine ca. 6 Meter hohe, ungefähr kugelförmige Aufschichtung von Blöcken aus natürlichem Uranmetall und Graphit, die unter der Leitung des italienischen Physikers Enrico Fermi konstruiert worden war. Sie enthielt eine kritische Masse an Uran sowie kadmiumhaltige Steuerstäbe zur Kontrolle der Reaktion.
Die Anlage enthielt rudimentäre Einrichtungen zur Schnellabschaltung. Dazu hätte ein dafür abgestellter Helfer das Befestigungsseil eines über dem Pile hängenden Regelelements mit einer Axt durchtrennt, das dann in den Reaktor gefallen wäre und ihn unterkritisch gemacht hätte. Zwecks Redundanz stand eine dreiköpfige Mannschaft oberhalb des Pile bereit, um diesen mit einer Kadmiumsalzlösung zu fluten. Seither und bis heute wird die Schnellabschaltung eines Reaktors als „SCRAM“ bezeichnet (v. engl. to scram ‚fliehen‘, ‚abhauen‘‘); von Fermi selbst ist das Backronym Safety Cut Rope Axe Man überliefert.
Am 2. Dezember 1942 erfolgte die erste Demonstration vor geladenen Gästen. Ein junger Wissenschaftler namens George Weil zog die Steuerstäbe teilweise aus dem Reaktorkern, während Fermi die Neutronenzählrate überwachte. Die Atomreaktion setzte um 15:20 Uhr ein und wurde nach 33 Minuten abgebrochen.
Chicago Pile 1 wurde bereits im Februar 1943 abgebaut.
Chicago Pile 2
Chicago Pile 2 wurde aus den Teilen von CP-1, um einen Strahlenschutzmantel erweitert in der ursprünglich vorgesehenen Anlage Site A in Palos Park aufgebaut. Ein Graphitblock der Anlage ist heute im Museum of Science and Industry in Chicago ausgestellt.
Chicago Pile 3
Am 15. Mai 1944 wurde Chicago Pile 3 in Lemont (US-Bundesstaat Illinois) kritisch und war damit der erste funktionierende Schwerwasserreaktor (HWR) der Welt. Nachdem im Januar 1950 der Verdacht auf Korrosionsschäden an der Aluminiumhülle des Reaktors erhoben worden war, wurde er umgebaut und anschließend als CP-3 von Mai 1950 bis zum Jahr 1954 weiterbetrieben. Beide Versionen des Reaktors wurden für verschiedene Forschungszwecke eingesetzt.
Chicago Pile 5
Von 1954 bis 1979 wurde Chicago Pile 5 betrieben. Es war ein Schwerwasserreaktor mit angereichertem Uran, der hauptsächlich für die Forschung mit Neutronen Verwendung fand. Der Abbau des Reaktors fand in den Jahren 1991-2000 statt, das Gebäude war noch im Jahre 2009 erhalten.
Bilder aus Wikimedia Commons
Skizze: Atomreaktor Chicago Pile 1, Lizenz: Public Domain, Urheber: Melvin A. Miller vom Argonne National Laboratory
Quellen