Chicago Pile

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Das Team vom Chicago Pile; links in der ersten Reihe: Fermi[1].
Zeichnung des Reaktors
Gedenkstein

Chicago Pile ist die Baureihe der weltweit ersten funktionstüchtigen Kernreaktoren der Welt. Die ersten drei Reaktoren waren Teil des Manhattan-Projekts, dessen Ziel der Bau von Kernwaffen war.

Chicago Pile 1[Bearbeiten]

Chicago Pile 1 (englisch pile ‚Stapel‘), kurz CP-1, war der weltweit erste von Menschen gebaute Kernreaktor, in dem 1942 die erste kontrollierte kritische Kernspaltungs-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 der Leitung des italienischen Physikers Enrico Fermi unter einer stillgelegten Sporttribüne[2] 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. Er enthielt eine kritische Masse an Uran sowie kadmiumhaltige Steuerstäbe zur Kontrolle der Reaktion. Durch Messung des Neutronenflusses konnte die Reaktion überwacht werden.

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 – offensichtlich scherzhafte – Backronym Safety Cut Rope Axe Man überliefert.[3]

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 Kernreaktion setzte um 15:20 Uhr ein und wurde nach 33 Minuten abgebrochen.

Chicago Pile 2[Bearbeiten]

Chicago Pile 1 wurde bereits im Februar 1943 abgebaut und, um einen Strahlenschutzmantel erweitert, als Chicago Pile 2 in der ursprünglich vorgesehenen Anlage Site A in Palos Park wiederaufgebaut.

Chicago Pile 3[Bearbeiten]

Am 15. Mai 1944 wurde Chicago Pile 3 in Lemont (US-Bundesstaat Illinois) kritisch und war damit der erste funktionierende Schwerwasserreaktor 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[Bearbeiten]

Gebäude des ehemaligen Chicago Pile 5 im Dezember 2009

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 Reaktor wurde in den Jahren 1991–2000 abgebaut.[4] Das Gebäude war noch im Jahre 2009 erhalten.

Sonstiges[Bearbeiten]

Der Ort des ehemaligen Reaktors CP-1 ist seit 1965 National Historic Landmark und außerdem Chicago Landmark. Dort ist heute die Regenstein Library. Eine Skulptur Nuclear Energy von Henry Moore erinnert an den Reaktor. Graphitblöcke von CP-1 befinden sich im Bradbury Science Museum in Los Alamos und im Museum of Science and Industry in Chicago.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Chicago Pile 1 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Fußnoten[Bearbeiten]

  1. Insgesamt sind zu sehen: Hintere Reihe von links: Norman Hilberry, Samuel Allison, Thomas Brill, Robert Nobles, Warren Nyer, Marvin Wilkening. Mittlere Reihe von links: Harold Agnew, William Sturm, Harold Lichtenberger, Leona Woods, Leó Szilárd. Vordere Reihe von links: Enrico Fermi, Walter Zinn, Albert Wattenberg, Herbert L. Anderson. Die Aufnahme entstand am 2. Dezember 1946 in Chicago, am 4. Jahrestag ihres Erfolges. Beteiligt waren aber noch eine ganze Reihe weiterer Wissenschaftler wie Eugene Wigner, Robert F. Christy, Arthur Compton, Samuel K. Allison, Louis Slotin, Argonne National Laboratory, The Chicago Pile 1 Pioneers
  2. Das ehemalige Football-Stadium Stagg Field. In dem Raum unter der Tribüne wurde vorher Racket gespielt.
  3. Reactor veteran recalls account of the birth of a key word in the nuclear vernacular; About etymology of SCRAM
  4. Wiese, E. C.: Large scale demonstration project at Argonne National Laboratory's CP-5 reactor (englisch).