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北緯35°54′58″ 西経84°24′43″ / 北緯35.91611° 西経84.41194° / 35.91611; -84.41194
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S -50 プロジェクトは、第二次世界大戦中にマンハッタン計画が液体熱拡散法で濃縮ウランを生産する取り組みでした。これは、マンハッタン計画が追求した 3 つのウラン濃縮技術のうちの 1 つでした。
液体熱拡散法は、マンハッタン計画で使用するために当初選択された濃縮技術の 1 つではなく、米国海軍研究所のフィリップ H. アベルソンと他の科学者によって独自に開発されました。これは主に、このプロセスの技術的な実現可能性に対する疑問によるものでしたが、米国陸軍と米国海軍の間の軍種間の競争も一因となっていました。
パイロットプラントはアナコスティア海軍航空基地とフィラデルフィア海軍工廠に建設され、生産施設はテネシー州オークリッジのクリントン工廠に建設された。これは、これまでに建設された唯一の生産規模の液体熱拡散プラントであった。このプラントでは、原子爆弾に使用するのに十分なウランを濃縮することはできなかったが、Y-12カルトロンとK-25気体拡散プラントにわずかに濃縮された原料を供給することができた。S-50プラントにより、広島への原爆投下時に使用されたリトルボーイ爆弾に使用された濃縮ウランの生産が1週間 早まったと推定されている。
S-50 工場は 1945 年 9 月に生産を停止しましたが、1946 年 5 月に再開され、米国陸軍航空軍の 航空機推進用原子力エネルギー(NEPA) プロジェクトで使用されました。この工場は 1940 年代後半に解体されました。
背景
1932年にジェームズ・チャドウィックが中性子を発見し[1] 、続いて1938年にドイツの化学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンがウランの核分裂を発見し[2]、その後すぐにリーゼ・マイトナーとオットー・ロバート・フリッシュがその理論的説明（および命名）を行い[3]、ウランによる核連鎖反応の可能性が開かれた。[1]ドイツの原子爆弾計画が核兵器を開発するのではないかという懸念は、特にナチスドイツやその他のファシスト国家から逃れてきた科学者の間で、アインシュタイン＝シラード書簡で表明された。これが1939年後半に米国で予備調査を促した。[4]
ニールス・ボーアとジョン・アーチボルド・ウィーラーは、原子核の液滴モデルを適用して核分裂のメカニズムを説明した。[5]実験物理学者が核分裂を研究するにつれ、不可解な結果が明らかになった。ジョージ・プラチェクはボーアに、なぜウランは高速中性子と低速中性子の両方で核分裂するように見えるのかと尋ねた。ウィーラーとの会合に向かう途中で、ボーアは、低エネルギーでの核分裂はウラン235同位体によるものであり、高エネルギーでは主にはるかに豊富なウラン238同位体によるものであるという洞察を得た。[6]前者は天然ウラン中のウラン原子の0.714パーセントを占め、約140個に1個である。天然ウランは99.28パーセントがウラン238である。また、ごく少量のウラン234、0.006パーセントも存在する。[7]
イギリスのバーミンガム大学では、オーストラリアの物理学者マーク・オリファントが、難民の物理学者フリッシュとルドルフ・パイエルスに原子爆弾の実現可能性を調査する任務を与えた。皮肉なことに、彼らは敵国人という身分のため、レーダーのような秘密プロジェクトに携わることができなかった。[8] 1940年3月のフリッシュ・パイエルス覚書には、ウラン235の臨界質量は10 kgの桁以内であると書かれており、当時の爆撃機で運べるほど小さかった。 [9]ウラン同位体分離（ウラン濃縮）をどのように達成するかという研究は、非常に重要なものとなった。[10]フリッシュがこれをどのように達成するかについて最初に考えたのは、液体熱拡散だった。[11]
液体熱拡散
液体の熱拡散プロセスは、1856年にカール・ルートヴィヒ、その後1879年にチャールズ・ソレーが発見した、もともと均質であった塩溶液に温度勾配が維持されると、時間が経つと溶液に濃度勾配も存在するようになるという発見に基づいています。これはソレー効果として知られています。[12] 1911年にデビッド・エンスコグ、 1916年にシドニー・チャップマンがそれぞれ独立してチャップマン・エンスコグ理論を開発し、2種類のガスの混合物が温度勾配を通過すると、重いガスは冷たい端に集中し、軽いガスは暖かい端に集中する傾向があることを説明しました。これは1916年にチャップマンとFWドゥーソンによって実験的に確認されました。[13] [14] [15]
高温のガスは上昇し、低温のガスは下降する傾向があるため、これを同位体分離の手段として使用できます。このプロセスは、1938年にドイツのクラウス・クルシウスとゲルハルト・ディッケルによって初めて実証され、ネオンの同位体を分離するために使用されました。彼らは、中央に熱線が入った垂直のチューブで構成される「コラム」と呼ばれる装置を使用しました。[16] [17]米国では、米国農務省のアーサー・ブラムリーが、温度の異なる同心チューブを使用することでこの設計を改良しました。[18]
研究開発
フィリップ・H・アベルソンは、1939年5月8日にカリフォルニア大学で博士号を取得した若い物理学者だった。 [18]彼は核分裂を検証した最初のアメリカ人科学者の一人となり、[19] 1939年2月にフィジカル・レビュー誌に投稿した論文で結果を報告し、 [20]エドウィン・マクミランと共同でネプツニウムを発見した。[21] [22]ワシントンDCのカーネギー研究所に戻り、そこで彼は同位体分離に興味を持つようになった。 1940年7月、アメリカ海軍研究所（NRL）のロス・ガンが、ハロルド・ユーリーによる1939年の同テーマに関する論文を彼に見せ、アベルソンは液体熱拡散法を利用できる可能性に興味をそそられた。[18]彼はカーネギー研究所の地球磁気学部でその方法の実験を始めた。塩化カリウム（ KCl）、臭化カリウム（KBr）、硫酸カリウム（K
2それで
4）および二クロム酸カリウム（K
2Cr
2お
7）、カリウム39とカリウム41同位体の分離係数1.2（20％）を達成することができました。[23]
次のステップはウランで実験を繰り返すことだった。彼はウラン塩の水溶液でプロセスを研究したが、カラム内で加水分解される傾向があることを発見した。六フッ化ウラン（UF
6）が適切と思われた。1940年9月、アベルソンはロス・ガンと国立標準局長のライマン・J・ブリッグスに接触した。2人は国防研究委員会（NDRC）ウラン委員会の委員だった。NRLはアベルソンが研究を続けられるようにカーネギー研究所に2,500ドルを提供することに同意し、1940年10月、ブリッグスはより良い設備がある国立標準局に研究を移すよう手配した。[23]
六フッ化ウランは容易に入手できなかったため、アベルソンはNRLでより容易に製造できる四フッ化ウランを350 °C (662 °F)でフッ素化することで、それを大量生産する独自の方法を考案した。[24] [23]当初、この小さな工場はコロンビア大学、バージニア大学、NRLの研究用に六フッ化ウランを供給していた。1941年、ガンとアベルソンはオハイオ州クリーブランドのハーショー・ケミカル・カンパニーにアベルソンの方法を用いて六フッ化ウランを発注した。1942年初頭、NDRCはハーショーに、1日あたり10ポンド (4.5 kg)の六フッ化ウランを生産するパイロットプラントを建設する契約を授与した。1942年春までに、ハーショーのパイロット六フッ化ウラン工場は稼働し、デュポンもこの方法を用いた実験を開始した。六フッ化ウランの需要はすぐに急増し、ハーショーとデュポンはそれに応えるために生産を増強した。[25]
アベルソンは標準局に11本の柱を立てた。直径はすべて約1.5インチ (38 mm) で、高さは2〜12フィート (0.61〜3.66 m) だった。試験運転はカリウム塩で行われ、その後、1941年4月に六フッ化ウランで行われた。1941年6月1日、アベルソンはNRLの従業員となり、アナコスティア海軍航空基地に異動した。1941年9月、ジョン・I・フーバーが彼に加わり、彼は彼の副官となった。彼らはそこに36フィート (11 m) の柱を備えた実験プラントを建設した。[24] [23]蒸気は20馬力 (15 kW) のガス燃焼ボイラーによって供給された。[26]彼らは塩素の同位体を分離することができましたが、装置は11月に四塩化炭素の分解生成物によって破損しました。[24] [23]次の実験では2.5%の分離が示され、最適な柱間隔は0.21〜0.38ミリメートル（0.0083〜0.0150インチ）であることがわかった。[24]アベルソンは、6月22日の実験で9.6%の結果が得られたことを、六フッ化ウランを用いた液体熱拡散の最初の成功実験とみなした。7月には21%を達成した。[27]
マンハッタン計画との関係
NRLは1942年7月にパイロットプラントを認可し、11月15日に稼働を開始した。[23]今回は48フィート（15メートル）の柱を14本使用し、柱間の間隔は25ミリメートル（0.98インチ）とした。パイロットプラントは1942年12月3日から17日まで中断することなく稼働した。[28]のちに マンハッタン計画として知られるようになる計画の責任者に指名されていた（ただし、実際に就任するのはさらに2日後となる）レスリー・ R・グローブス・ジュニア大佐は、9月21日にマンハッタン地区の副地区技師、ケネス・D・ニコルズ中佐とともにパイロットプラントを訪れ、ガンおよびNRLのディレクターであるハロルド・G・ボーエン・シニア少将と話をした。グローブスは、プロジェクトが十分な緊急性を持って進められていないという印象を持って去った。[29] [30]プロジェクトは拡大され、ネイサン・ローゼンが理論物理学者としてプロジェクトに参加した。[23]グローブスは1942年12月10日に再びパイロットプラントを訪れたが、今回はMITの化学工学教授ウォーレン・K・ルイスとデュポンの従業員3名が同行した。ルイスは報告書の中で、研究を継続するよう勧告した。[28]
S-1執行委員会は1942年6月19日にウラン委員会に取って代わり、その過程でガンを委員から外した。[31]委員会はルイスの報告書を検討し、その勧告を科学研究開発局（OSRD）の局長であるヴァネヴァー・ブッシュに伝えた。OSRDにはS-1執行委員会も含まれていた。[32] OSRDとNRLの関係は良くなく、ボーエンはNRLから資金を流用していると批判した。[33]ブッシュは、フランクリン・D・ルーズベルト大統領が1942年3月17日に出した、海軍をマンハッタン計画から除外するという指令[ 32]を念頭に置いていたが、これは彼の助言によるものだった。 [33]彼は、より気の合う陸軍長官ヘンリー・スティムソンと協力することを好み、彼に対してより大きな影響力を持っていた。[32]
NDRCとS-1執行委員会の委員長であるジェームズ・B・コナントは、海軍が独自の原子力プロジェクトを実行していることを懸念していたが、ブッシュはそれが害になるとは思わなかった。彼は1943年1月14日にアナコスティアでガンと会い、状況を説明した。ガンは、海軍は原子力潜水艦の原子力推進に興味を持っていると答えた。液体熱拡散は濃縮ウランを製造する実行可能な手段であり、彼が必要としているのは原子炉設計の詳細だけであり、彼はシカゴの冶金研究所がそれを追求していることを知っていた。彼は、同研究所がすでに稼働中の原子炉であるシカゴ・パイル1を建設していることを知らなかった。ブッシュは要求されたデータを提供するつもりはなかったが、マンハッタン計画を運営した軍事政策委員会の同僚であるウィリアム・R・パーネル少将と、アベルソンの取り組みが追加支援を受けられるように手配した。[32]
翌週、S-1執行委員会のブリッグス、ユーリー、エガー・V・マーフリーが、スタンダード・オイルのカール・コーエンとWI・トンプソンとともにアナコスティアのパイロットプラントを視察した。彼らはプロセスの単純さに感銘を受けたが、濃縮ウラン製品がプラントから取り出されていないことに失望した。生産量は濃度の差を測定することで計算されていた。彼らの計算によると、ウラン235を90%に濃縮したウランを1kg/日生産できる液体熱拡散プラントには、分離係数がそれぞれ30.7%の36フィート（11メートル）の塔が21,800本必要だった。マンハッタン計画の資材の最優先使用を前提とすると、建設には18ヶ月かかる。これには、蒸気と六フッ化ウランによる腐食に耐えるためにそれぞれ必要となる、外管用の希少な銅1,700ショートトン（1,500トン）と内管用のニッケルが含まれていた。 [34] [35]
このような工場の建設費はおよそ3,260万ドル、運転費は1日あたり62,600ドルと見積もられた。この提案が却下されたのは、工場が平衡状態に達するまでに600日かかり、それまでに7,200万ドルが費やされることになり、S-1執行委員会はこれを7,500万ドルに切り上げたためである。作業が直ちに開始され、工場が設計通りに稼働したと仮定すると、1946年より前に濃縮ウランは生産されないことになる。マーフリーは、ウラン235を10%に濃縮したウランを生産する液体熱拡散工場が気体拡散工場の下段の代替になるかもしれないと示唆したが、S-1執行委員会はこれに反対した。[34] [35] 1943年2月から7月の間に、アナコスティアパイロットプラントは236ポンド（107 kg）のわずかに濃縮された六フッ化ウランを生産し、冶金研究所に出荷した。[36] 1943年9月、S-1執行委員会は、濃縮六フッ化ウランを通常の六フッ化ウランと交換することはあるものの、これ以上の六フッ化ウランをNRLに割り当てないことを決定した。グローブスは1943年10月にNRLからの追加の六フッ化ウランの注文を断った。そもそも海軍が六フッ化ウランの生産プロセスを開発したことを指摘されると、陸軍は渋々注文に応じることに同意した。[35]
フィラデルフィアパイロットプラント
アベルソンの研究は、平衡時間を短縮するためには、より大きな温度勾配が必要であることを示した。[24] NRLはメリーランド州アナポリスの海軍技術実験ステーションに建設することを検討したが、これには250万ドルの費用がかかると見積もられ、NRLは高すぎると考えた。他の場所も調査され、フィラデルフィア海軍工廠の海軍ボイラー・タービン研究所（NBTL）に新しいパイロットプラントを建設することが決定された。 [37]そこにはスペース、蒸気、冷却水があり、そしておそらく何よりも高圧蒸気の経験を持つ技術者がいた。[38]費用は50万ドルと見積もられた。[37]パイロットプラントは、 1943年11月17日に海軍艦船局次長のアール・W・ミルズ少将によって承認された。[38] [39] NBTLは蒸気と冷却水システムの設計、建設、運用を担当し、NRLはコラムと補助機器を担当しました。船舶局のトルヴァルド・A・ソルバーグ大佐がプロジェクト責任者でした。[ 38 ]
フィラデルフィアのパイロットプラントは、ブロードストリートから西に1ブロック、デラウェア川の近くにあり、面積は13,000平方フィート (1,200 m 2 ) でした。このプラントは、7段のカスケード状に配置された「ラック」と呼ばれる102本の48フィート (15 m) の柱で構成されていました。このプラントは、ウラン235の濃度が6%のウランを1日あたり1グラム生産できるように設計されていました。外側の銅管は、外側の4インチの鋼管との間を流れる155 °F (68 °C) の水によって冷却されました。内側のニッケル管は、545 °F (285 °C)、1,000ポンド/平方インチ (6,900 kPa) の高圧蒸気によって加熱されました。したがって、各柱には約1.6 kg (3.5 lb) の六フッ化ウランが含まれていました。これは蒸気圧によって駆動されていました。稼働部品は水ポンプのみであった。稼働中、ラックは11.6MWの電力を消費した。各カラムは、3〜170kg（6.6〜374.8ポンド）の六フッ化ウランの貯蔵庫に接続されていた。六フッ化ウランの取り扱いには危険が伴うため、輸送用シリンダーから貯蔵庫に補充するなどの作業はすべて移送室で行われた。[40]フィラデルフィア工場のカラムは直列ではなく並列で稼働していたため、フィラデルフィアパイロットプラントは最終的に5,000ポンド（2,300kg）以上の六フッ化ウランをウラン235の濃度0.86％に濃縮し、マンハッタン計画に引き渡された。[41]フィラデルフィアパイロットプラントは1946年9月に処分され、回収可能な機器はNRLに返却され、残りは海に投棄された。[42]
工事
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1944年初頭、フィラデルフィアパイロットプラントのニュースがロスアラモス研究所所長ロバート・オッペンハイマーの耳に入った。[43]オッペンハイマーは1944年3月4日にコナントに手紙を書き、液体熱拡散プロジェクトの報告書を求めた。コナントはそれを転送した。[44]他のほとんどの人々と同様、オッペンハイマーはウラン濃縮を、原子爆弾に使用するのに適した兵器級ウランを製造するプロセスとして考えていたが、[45]ここで彼は別の選択肢を考えた。フィラデルフィア工場のカラムを直列ではなく並列で稼働させれば、1パーセントに濃縮されたウランを1日あたり12kg生産できるかもしれない。[43]これは貴重な情報かもしれない。なぜなら、天然ウランから40パーセントのウラン235に濃縮されたウラン1グラムを生産できる電磁濃縮プロセスは、原料を天然ウランの0.7パーセントの2倍の1.4パーセントのウラン235に濃縮すれば、1日あたり80パーセントのウラン235に濃縮されたウラン2グラムを生産できるからだ。[46] 4月28日、彼はグローブスに手紙を書き、「Y-12プラントの生産量は30～40パーセント増加し、その強化はK-25生産の予定日より何ヶ月も早く改善されるだろう」と指摘した。[47]
グローブスは軍事政策委員会から海軍との接触を再開する許可を得て、[35] 1944年5月31日にはマーフリー、ルイス、科学顧問のリチャード・トールマンからなる調査委員会を任命した。[47]翌日、調査委員会はフィラデルフィアのパイロットプラントを訪れた。彼らは、オッペンハイマーは基本的には正しいが、彼の見積もりは楽観的であると報告した。パイロットプラントにさらに2つのラックを追加するには2か月かかるが、クリントン工兵工場のY-12電磁プラントの要件を満たすのに十分な原料を生産できない。そのため、彼らは本格的な液体熱拡散プラントを建設することを推奨した。[35]そのため、グローブスは6月12日にマーフリーに、ウラン235の濃度が0.9～3.0%のウランを1日あたり50kg製造できる生産プラントの見積りを依頼した。マーフリー、トルマン、コーエン、トンプソンは、1,600本の柱を備えた工場の建設費は350万ドルになると見積もった。グローブスは1944年6月24日に建設を承認し、[48] 1945年1月1日までに稼働する予定であると軍事政策委員会に通知した。[35]
ワッツバーダム、マッスルショールズ、デトロイトの候補地が検討されたが、クリントン・エンジニア・ワークスに建設することが決定された。同工場では、クリンチ川から水が得られ、K-25発電所から蒸気が得られるからである。[49]熱拡散プロジェクトはS-50というコードネームが付けられた。[15] 6月にマンハッタン地区本部にS-50課がマーク・C・フォックス中佐の指揮下で設置され、トーマス・J・エバンス・ジュニア少佐が工場建設の特別権限を持つ助手となった。グローブスは、ミシシッピ州のガルフ兵器工場での工事を時間通りに完了した実績のあるオハイオ州クリーブランドのH・K・ファーガソン社を、原価プラス固定料金契約で元請けとして選択した。HAジョーンズ建設会社が蒸気工場を建設し、H・K・ファーガソンが設計者となった。[49]顧問たちは工場建設に6ヶ月かかると見積もっていたが、グローブスはHKファーガソンに4ヶ月しか与えず、[50]わずか75日で操業を開始したいと考えていた。[52]
グローブス、トールマン、フォックス、HKファーガソンのウェルズ・N・トンプソンは、6月26日にそこからフィラデルフィアパイロットの設計図を収集した。[51]生産プラントは、7本ずつ3グループに配置された21の102本の柱のラックで構成され、合計2,142本の48フィート（15メートル）の柱で構成される。各ラックはフィラデルフィアパイロットプラントのコピーであった。[53]柱は、内側のニッケル管の直径が±0.0003インチ（0.0076 mm）、内側のニッケル管と外側の銅管の間が±0.002インチ（0.051 mm）という細かい許容差で製造する必要があった。[51]柱の最初の注文は7月5日に行われた。[52] 23の会社にアプローチし、ロードアイランド州プロビデンスのグリンネル社とワシントンDCのメーリング・アンド・ハンソン社が挑戦を引き受けた。[53]
1944年7月9日に現場で着工した。9月16日までに、プラントの約3分の1が完成し、最初のラックが稼働を開始した。[52] 9月と10月のテストで、パイプの漏れに問題があり、さらに溶接が必要であることが判明した。それでも、1945年1月にはすべてのラックが設置され、稼働準備が整った。建設契約は2月15日に終了し、残りの断熱材と電気工事はオークリッジ地域の他の会社に委託された。彼らはまた、新しい蒸気プラントを含む補助建物を完成させた。プラントは1945年3月に完全に稼働した。[54]新しいボイラープラントの建設は1945年2月16日に承認された。最初のボイラーは1945年7月5日に始動し、7月13日に稼働を開始した。作業は1945年8月15日に完了した。[52]
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熱拡散プロセス棟（F01）は、長さ522フィート（159メートル）、幅82フィート（25メートル）、高さ75フィート（23メートル）の黒い構造でした。最後のラックを除いて、ラックのペアごとに1つの制御室と転送室がありました。最後のラックには、トレーニング用に独自の制御室と転送室がありました。[54] 4つのポンプがクリンチ川から毎分15,000米ガロン（57,000リットル）の冷却水を汲み上げました。蒸気ポンプはパシフィックポンプ社によって特別に設計されました。このプラントはK-25発電所の全出力を使用するように設計されていましたが、K-25ステージがオンラインになると、これをめぐる競争がありました。新しいボイラープラントを建設することが決定されました。蒸気圧の低下（パイロットプラントの1平方インチあたり1,000ポンド（6,900 kPa）ではなく450ポンド（3,100 kPa））により高温壁温度は低下したが、操作の容易さで補われた。石油燃焼であるため、600万米ガロン（23,000,000 L）の石油タンクファームが追加され、プラントを60日間稼働させるのに十分な貯蔵量があった。[53]熱拡散プロセスビル（F01）と新しい蒸気プラント（F06）の建物に加えて、S-50エリアの建物には、ポンプ場（F02）、研究室、カフェテリア、機械工場（F10）、倉庫、ガソリンスタンド、水処理プラント（F03）が含まれていた。[53] [55]
生産
安全上の理由から、グローブスはHKファーガソンに新工場の運営を任せたかったが、同工場は閉鎖的な組織であり、クリントン工兵工場の安全規則では労働組合が認められていなかった。これを回避するため、HKファーガソンは100%子会社のファークリーヴ・コーポレーション（クリーブランドのファーガソンから）を設立し、マンハッタン地区は同社に月11,000ドルで工場の運営を委託した。[45] [56]新工場の運営要員は当初フィラデルフィアのパイロット工場で訓練を受けた。1944年8月、グローブス、コナント、フォックスはオークリッジの特別工兵派遣隊（SED）の下士官10人に志願者を募り、仕事が危険であると警告した。10人全員が志願した。[57]彼らはファークリーヴの従業員4人とともに、工場の運営について学ぶためにフィラデルフィアに派遣された。[54]
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1944年9月2日、SED二等兵 アーノルド・クラミッシュと2人の民間人、NRLの化学技術者ピーター・N・ブラッグ・ジュニア、およびファークリーブの従業員ダグラス・P・メイグスが移送室で作業していたとき、600ポンド（270 kg）の六フッ化ウランのボンベが爆発し、近くの蒸気パイプが破裂した。[57] [58]蒸気が六フッ化ウランと反応してフッ化水素酸を生成し、3人は重度の火傷を負った。二等兵ジョン・D・ホフマンが有毒な雲の中を走って彼らを救出したが、ブラッグとメイグスは負傷により死亡した。クラミッシュと他の4人の兵士を含む他の11人も負傷したが、回復した。火傷を負ったホフマンは、非戦闘状況での勇敢な行為に対してアメリカ陸軍が授与する最高の賞である兵士勲章を授与され、マンハッタン地区のメンバーに授与された唯一の賞である。 [57] [58] [59]ブラッグは死後、1993年6月21日に海軍功労民間人賞を受賞した。 [60]
マンハッタン地区医療課長のスタッフォード・L・ウォーレン大佐は、死者の内臓を摘出し、分析のためオークリッジに送り返した。内臓は取り除かれたまま埋葬された。[57]調査の結果、事故は、陸軍がニッケル生産を先取りしていたため、継ぎ目のないニッケルシリンダーではなく、ニッケルのライニングを施した鋼鉄シリンダーを使用したことが原因であることが判明した。[59]海軍病院には六フッ化ウランに被曝した人々の治療手順がなかったため、ウォーレンの医療課がそれを開発した。グローブスはフィラデルフィアのパイロットプラントでの訓練の中止を命じたため、アベルソンと15人のスタッフはオークリッジに移動し、そこで人員を訓練した。[61]
生産工場では致命的な事故はなかったが[57]、急いで稼働させたため、他のマンハッタン計画の生産施設よりも事故率が高かった。作業員が最初のラックを始動しようとしたとき、蒸気が漏れて大きな音がして蒸気の雲が上がった。通常であればこれでは操業停止になるところだったが、工場を稼働させなければならないというプレッシャーの下、ファークリーヴ工場長は押し進めるしかなかった。[61]工場は10月に0.852%のウラン235をわずか10.5ポンド(4.8kg)生産した。漏洩により生産が制限され、その後数か月間は操業停止を余儀なくされたが、1945年6月には12,730ポンド(5,770kg)を生産した。[61]通常の操作では、各回路から285分ごとに1ポンド(0.45kg)の製品が取り出された。ラックあたり4回路あったため、各ラックは1日あたり20ポンド(9.1kg)を生産できた。[62] 1945年3月までに、21台の生産ラックすべてが稼働していた。当初、S-50の生産物はY-12に投入されていたが、1945年3月からは3つの濃縮プロセスすべてが連続して実行された。S-50が第一段階となり、0.71%から0.89%に濃縮された。この物質はK-25工場の気体拡散プロセスに投入され、約23%に濃縮された製品が生成された。これは次にY-12に投入され、核兵器に十分な約89%にまで高められた。[63] S-50の総生産量は56,504ポンド（25,630 kg）であった。[62] S-50工場により、広島への原爆投下時に使用されたリトルボーイ爆弾に使用された濃縮ウランの生産が1週間早まったと推定されている。[64]「もし私が熱拡散の可能性を理解していたら、我々はもっと早くにそれを実行し、工場の設計にもう少し時間をかけて、それをもっと大きく、もっと良いものにしていただろう。1945年6月と7月のウラン235の生産に対するその効果は相当なものだっただろう」とグローブスは後に書いている。[45]
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戦後
1945年8月に戦争が終わった直後、マンハッタン地区の将校で核分裂性物質の生産全般の責任者であったアーサー・V・ピーターソン中佐[64]は[65]、S - 50工場を待機状態に置くことを勧告した。マンハッタン地区は1945年9月4日に工場の閉鎖を命じた。[64]これはこれまでに建設された唯一の生産規模の液体熱拡散工場であったが、その効率は気体拡散工場のそれに匹敵するものではなかった。[66]塔は排水されて洗浄され、全従業員は2週間前に解雇予告を受けた。[42]すべての生産は9月9日までに停止され、最後の六フッ化ウラン原料は処理のためにK-25に出荷された。[64] 9月18日に解雇が始まった。この時までに、フェルクレーブ社の従業員数は戦時中のピーク時の1,600人から約900人にまで減少していた。9月末には241人しか残っていなかった。フェルクレーブ社の契約は10月31日に終了し、S-50工場の建物の責任はK-25事務所に移管された。フェルクレーブ社は1946年2月16日に最後の従業員を解雇した。[42]
1946年5月から、S-50工場の建物は生産施設としてではなく、アメリカ陸軍航空隊の航空機推進用原子力エネルギー（NEPA）プロジェクトに利用されました。フェアチャイルド航空機はそこでベリリウムを含む一連の実験を行いました。[67]労働者は濃縮ウランとグラファイトのブロックも製造しました。[66] NEPAは1951年5月まで稼働し、その後、原子力委員会とアメリカ空軍の共同 航空機原子力推進プロジェクトに取って代わられました。 [68] S-50工場は1940年代後半に解体されました。機器はK-25発電所エリアに運ばれ、回収または埋設されるまでそこに保管されました。[66]
注記
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- ^ ローズ1986年、251-254頁。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、S-50 (マンハッタン計画) に関連するメディアがあります。
- 「海軍と熱拡散」。米国エネルギー省。 2016年12月7日閲覧。
- 「K-25 バーチャル ミュージアム – サイト ツアー」。米国エネルギー省。2016 年12 月 10 日閲覧。
