突然,有人喊道:“看,亮了,亮了!”"
立刻,燈泡的閃亮的光充滿了整個黑暗的房間。這壹幕的見證人難掩激動之情,相互擁抱慶祝。興奮之余,他們還在發電機旁邊的黑板上寫下了自己的名字,以紀念他們的歷史性成就。
這是人類首次成功利用核能發電。美國愛達荷州的1號實驗增殖堆(簡稱EBR-I)點亮了這四個燈泡。
核能是指原子核分裂(核裂變)或聚合(核聚變)時釋放的能量,所以也叫原子能。1938年,德國科學家奧托·哈恩用中子轟擊鈾原子核,發現了開創性的核裂變現象。然而,由於形勢緊迫,當人們看到這種能量巨大的新型能源時,首先想到的是用它來進行毀滅——制造原子彈。
1951年,EBR-I成功利用核能發電,這意味著人類向和平利用核能邁出了重要的第壹步。
作為國家反應堆試驗站(現愛達荷國家實驗室)的壹部分,EBR-I於1949年底投入建設。1951年初,就在EBR-I外部建築完工的前幾個月,原子能委員會阿貢國家實驗室的9名員工前來組裝設計好的反應堆。
在12畝的區域內,有四個核反應堆站成了壹個* * *,其中兩個實際上是核飛機發動機的原型。科學家們最初計劃將它們用於需要超級動力的大型車輛中。為了承重安全,工程師設計了每0.1平方米可以承重900公斤的鋼筋混凝土樓板。
當年5月,反應堆首次試運行以失敗告終。專家皺眉,這肯定有問題——反應堆堆芯燃料太少了!因此,在接下來的三個月裏,科學家們忙於尋找鈾和制造稍大的燃料棒...
1951年8月24日,EBR-I終於達到臨界狀態,其核心大約有壹個足球大小。反應堆進入臨界狀態,可以理解為發動機啟動。這意味著EBR-I正式進入可控自持的連鎖反應。在接下來的四個月裏,科學家們保持反應堆低功率運行,同時愉快地研究他們的最新傑作。
然而作為當時最先進的科技力量,EBR-I反應堆的壹套急停過程竟然是人為的!
控制室裏有壹個寫著“急停”的按鈕。按下它,反應堆將進入緊急停止程序。工作人員需要通過壹個小孔將壹根鎘棒送入反應堆,鎘棒可以吸收中子以停止核反應。
但當時還沒有自動化系統可以完成這壹步。因此.....心大的科研人員用繩子把鎘棒直接掛在反應堆上方,然後指派壹個“強壯的小夥子,拿著斧子,守著繩子”,隨時準備揮著斧子砍斷繩子。
這位強壯的科學家被命名為“安全控制棒的持斧者”?(安全控制桿斧手),或簡稱急停。
按下它,壹個強壯的年輕人會割斷繩子。來源:艾倫·萊文/Flickr
當壹切準備就緒,這是歷史性的實驗。
1951年65438+2月20日,EBR-I啟動,幾個小時後功率慢慢增加。下午1: 50,核能產生的第壹股電能從連接反應堆的渦輪發電機中流出。實驗室裏,四個明亮閃亮的燈泡預示著核能發電的開始。第二天,研究人員再次重復了這個實驗。這壹次,EBR-I的功率進壹步加大,達到100 kW,產生的電量足以供應整棟大樓!
嗯...其實EBR-I的真正任務不是發電!
因為核能發電的原理其實和火電廠沒什麽區別,都是利用熱能燒水,實現核能發電只是時間問題。在此之前,還有更重要的事情要去做:EBR-I的真正任務其實是驗證增殖反應能否實現。
增殖反應聽起來有點像無中生有的魔術,這意味著反應堆生產的燃料比運行期間消耗的燃料多。1953年6月4日,美國原子能委員會宣布EBR-I從鈾燃料中提煉出了濃縮鈾。這是EBR-I取得的另壹項重大突破,因為增殖反應可以將無法使用的鈾-238(最常見的鈾元素形式)轉化為可裂變的鈈-239。這樣自然界所有的鈾元素都可以派上用場了!期待已久的理論終於實現了!
1962 165438+10月27日,EBR-I成為第壹個利用鈈發電的反應堆。實驗中獲得的寶貴數據可以幫助科學家了解鈈在反應堆中的反應。
1964年,EBR-I到了退休年齡,EBR-II接管了他的班級。
1966年8月26日,林登·約翰遜總統在壹萬五千名觀眾面前主持儀式,宣布退役的EBR-I成為國家歷史地標。他說:“今天我們來到這個希望誕生的地方。它告訴我們,除了毀滅,人類還可以利用原子能做更多的事情。”
現在EBR-I已經成為向遊客開放的博物館。在這裏,遊客可以學習關於反應堆的基本科學知識,或者走進控制室,看著陳舊的開關和遙控棒,感受這裏緊張的工作氛圍。
最有趣的是,遊客還可以自己操作巨大的機械爪,抓取和操縱厚厚的玻璃防護墻後面的物體,感覺就像現在的娃娃機。在20世紀50年代和60年代,工作人員用這種方法檢查和修復放射性物質。
項目負責人的日誌記錄也被放了出來,頁面翻到66年前的今天——1951年65438+2月20日。
從當年的第壹代核電站到現在正在開發的第四代核電站,核電技術已經持續發展了60多年,目的是更加安全和經濟。