原子時代の始まり。 ゴディバデバイス

ロスアラモス国立研究所の核物理学者は才能があるだけでなく、彼ら自身の方法で詩的でもありました。 17世紀の英国の詩人の詩に触発されたロバートオッペンハイマーは、歴史上最初の核兵器実験であるトリニティのコード名を与えました。 広島と長崎、そして後にビキニ環礁に投下された爆弾には、それぞれの名前がありました。 最後に、放射性物質の臨界状態で実験を行うための装置は、コベントリー公爵の妻ゴディバ夫人にちなんで命名されました。







伝説によれば、ゴディバ夫人は、夫が彼の主題の税金を減らすように、裸で街を通り抜けました。 この伝説が真実かどうかは不明ですが、それ以来、その名前は勇気と開放性、無防備の象徴となっています。



テクニカルエリアTA-18



悪魔の核との悲劇的な出来事の後、リモート制御されたデバイスを使用して、臨界状態の実験が実行され始めました。 なぜ火で遊んでいたのか、ファインマンの言葉で言うと、「ドラゴンの尻尾をくすぐる」のですか? 最初に、物質自体の挙動が研究され、次に、途中で、さまざまなサンプル、材料、実験動物に強力な中性子束とガンマ線が照射されました。





TA-18ゾーンの一般的なビュー、Kiva 1ビルが強調表示されます-「Godiva House」



これらの目的のために、TA-18テクニカルゾーンが使用されました-ロスアラモスの南東6 kmに位置するいくつかの建物の複合体。 TA-18は2006年末まで正常に機能し、さまざまなデザインの多くのデバイスが組み込まれ、最大数百の異なる実験プログラムが同時に実施されました。 2006年12月、最後の4台のマシンが分解され、保管のために別の技術ゾーンに移動しました。 ロスアラモスのバトルリーフレット(LANLニュースレター)は、重要な実験の時代の終わりを喜んで発表し、保管のために博物館のガレージに送られた貴重なレトロ車と車を比較しました。 しかし、私たちは自分自身に先んじています。





4つのパルスリアクターの1つであるフラットトップを解体してから保管する



aを持つ男



危険な状態で実験する場合、時間通りに停止することが重要でした。 連鎖反応の制御されない開発は、本当の核爆発につながる可能性があります。 1942年、シカゴで最初の原子炉を作成したとき、カドミウムの制御棒(安全棒)が使用されていました。 カドミウムは中性子を吸収し、原子炉の「緊急ブレーキ」の場合、ロッドを炉心に迅速に導入する必要がありました。 readyの準備ができた特別に訓練された人(ax man)がこれを担当しました。 緊急のロッドはロープにつり下げられ、適切なタイミングでaで切り刻まれました。 システム全体「man-ax-rope-rod」は、SCRAM-安全制御棒a男と呼ばれていました。 英語では、スクラムは「機嫌の悪い飛行」も意味します。 この用語は後に原子力科学者の専門的な英語の俗語の一部となり、ロシア語ではそのような用語はなく、単なる「緊急保護」です。



そのため、重要なデバイスに戻ります。実際、これらは原始的な原子炉であり、連鎖反応は常にサポートされているわけではなく、短時間で開始されました。 後に、そのような装置のクラスは「パルスリアクター」と呼ばれました。 ゴディバの前身はジャミマと呼ばれる機械であり、事故の際に連鎖反応の雪崩から「急いで逃げる」ように設計されていました。 これは2セットのウランディスクで構成されていました。1つは動かないように固定され、もう1つは上昇して、臨界に近い放射性物質の総質量を形成しました。 1952年4月18日、誤った計算により、余分な数のディスクがデバイスに「充電」され、自動車は危険な状態になりました。 ただし、爆発は発生しませんでした。 放出されたエネルギーは、ディスクの下部パックを上部から投げ出し、その後、連鎖反応は自動的に停止しました。



オットー・フリッシュとゴディバ・ファースト









ゴディバの「ゴッドファーザー」はオットー・フリッシュ教授と見なすことができます。 彼のメリットのリストは広範です。これらは、中性子の挙動、ウラン核の核分裂エネルギーの計算、核爆発の実行に必要なウランの臨界質量の推定に関する研究です。 彼はマンハッタン計画に関与した重要な物理学者の一人でした。 彼の意見では、構造全体が「裸で裸」だったため、美しい女性の名前が頭に浮かんだ。



ただし、このデバイスは、内部に「原子の心臓」を持つ2メートルの機械的スケルトンのように見えました。 この設計は、中性子反射を最小限に抑えるために選択されました。これにより、連鎖反応が制御不能になる場合があります。







ゴディバの「心臓」は、直径約17センチメートル、合計質量53キログラムの3分割された濃縮(93.7%)ウラン235のボールです。 比較のために、広島に投下された「赤ちゃん」のウラン装薬の質量は64.1キログラムでした。 「微調整」のために、ボールの表面に14個のくぼみを作り、そこに50〜100グラムの小さなウランディスクを挿入しました。



実験中に、ボールの一部が結合され、上部チューブを介してウラン棒が素早くボールに導入され、連鎖反応が始まりました。 この段階はリモートで実行されましたが、Godivaがサービスを提供し、特にウランディスクの追加は手動で実行されました。



ほぼ素手で行われた40年代の実験と比較して大きな前進にもかかわらず、新しい重要なデバイスは非常に危険なままでした。 1954年のある日、フリッシュはほとんど死にました。彼はゴディバの収集した「心」の隣にいました。 人体はタングステンカーバイドやベリリウムよりもはるかに少ない中性子を反射しますが、連鎖反応を開始するには少量で十分でした。 フリッシュはインジケーターランプの光でこれに気づき、ボールを跳ね返して部品に切り離すことで反応しました。 少しの遅れが彼の死をもたらしたでしょう。







実験は、1957年2月12日、ゴディバが危機的な状態になるまで続きました。 今回は、Jemimaの場合のように、デバイスは自動的にオフになりました。 しかし、連鎖反応のエネルギーは金属フレームに深刻な損傷を与え、ゴディバは修理に適さないと宣言されました。 実験を行った職員は保護された場所におり、科学者は誰も負傷しませんでした。 彼女の人生の中で、ゴディバは約1000個の中性子パルスを生成しました。





ゴディバは事件後に部品を溶かしました。 左-反応を引き起こすウラン棒



ゴディバセカンド



1957年にゴディバを置き換えるために、新しいデバイスが構築されました-ゴディバII、ゴディバII。 設計および動作原理は、その前身と似ていました。 しかし、逆説的に聞こえるが、彼女はずっと良く守られていた。 彼女のために、別の建物は、古代インド人の儀式の構造に敬意を表して、彼女自身の名前-キバ(Kiva)で、厚さ0.5メートルのコンクリートの壁を備えていました。







ボールの代わりに、カットアウト付きのウランシリンダーが使用され、その中に小さな直径のシリンダーが下から挿入されました(いわゆる安全ブロック)。 ウランの総質量は57キログラムに増加しました。 発射棒はメインシリンダーに開けられた3つのチャネルの1つに導入され、他の2つは制御棒用に設計されました。 さらに、照射されたサンプルと材料のために、メインシリンダーに横方向の溝が開けられました。 コアは金属メッシュに囲まれていました。 彼女は、オットー・フリッシュで起こったように、中性子を反射する物体をシリンダーに持ち込んで、偶発的に連鎖反応を開始することを許可しませんでした。







機械は完全にリモートで制御されていたため、Godiva Iのようにウランディスクを手動で置く必要はありませんでした。質量は制御棒によって制御されていました。 冷却システムも提供されています-各パルスは、ウランシリンダーを強く加熱します。 発射棒の位置は10分の1ミリの精度で事前に検証され、実験全体は約40ミリ秒続きました。 hereを持つ男の代わりに、放射レベルセンサーがここで使用されました。これには、適切なタイミングで、内部シリンダーを下げて反応を停止する空気圧システムが含まれていました。



後に、他のゴディバの「姉妹」と、最初のデバイスよりも数桁大きいパルス出力を持つより複雑な構造が構築されました。 最後のマシンであるGodiva IVは、30年以上にわたって成功を収めています。





時代の終:: LANLスペシャリストがゴディバを解体する準備をする



参照資料



ウィキペディアのゴディバデバイス

Godiva II中性子パルスのアプリケーション(PDF)

ルーキンA.V.パルス原子炉の物理(PDF)

ロスアラモスクリティカルアセンブリーファシリティ(PDF)

重大事故のレビュー:2000年改訂(PDF)

LANLニュースレター、11月 2005年21月(PDF)

LANLニュースレター、12月 2006年4月(PDF)



All Articles