S-50 (Манхэттенский проект)

35°54′58″с.ш. 84°24′43″з.д. / 35,91611°с.ш. 84,41194°з.д. / 35,91611; -84,41194

Проект S-50 был попыткой Манхэттенского проекта производить обогащенный уран методом жидкой термодиффузии во время Второй мировой войны . Это была одна из трех технологий обогащения урана, разработанных Манхэттенским проектом.

Процесс жидкой термодиффузии не был одной из технологий обогащения, изначально выбранных для использования в Манхэттенском проекте, и был разработан независимо Филиппом Х. Абельсоном и другими учеными в Военно-морской исследовательской лаборатории США . Это было в первую очередь связано с сомнениями относительно технической осуществимости процесса, но соперничество между армией США и ВМС США также сыграло свою роль.

Опытные заводы были построены на военно-морской авиабазе Анакостия и военно-морской верфи Филадельфии , а также производственный объект на инженерном заводе Клинтона в Оук-Ридже, штат Теннесси . Это был единственный когда-либо построенный завод по жидкой термодиффузии в промышленных масштабах. Он не мог обогащать уран в достаточной степени для использования в атомной бомбе , но мог обеспечить слегка обогащенное сырье для калютронов Y-12 и газодиффузионных установок K-25 . Было подсчитано, что завод S-50 ускорил производство обогащенного урана, используемого в бомбе Little Boy, примененной при атомной бомбардировке Хиросимы, на неделю.

Завод S-50 прекратил производство в сентябре 1945 года, но был вновь открыт в мае 1946 года и использовался в проекте NEPA ( Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft ) ВВС США . Завод был снесен в конце 1940-х годов.

Открытие нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году ^[1], за которым последовало открытие деления ядра урана немецкими химиками Отто Ганом и Фрицем Штрассманом в 1938 году ^[2], а также его теоретическое объяснение (и наименование) Лизой Мейтнер и Отто Робертом Фришем вскоре после этого ^[3] , открыли возможность ядерной цепной реакции с ураном. ^[1] Опасения, что немецкий проект атомной бомбы приведет к созданию ядерного оружия , особенно среди ученых, которые были беженцами из нацистской Германии и других фашистских стран, были выражены в письме Эйнштейна-Сциларда . Это побудило провести предварительные исследования в Соединенных Штатах в конце 1939 года. ^[4]

Нильс Бор и Джон Арчибальд Уилер применили модель жидкой капли атомного ядра для объяснения механизма ядерного деления. ^[5] Когда физики-экспериментаторы изучали деление, они обнаружили озадачивающие результаты. Джордж Плачек спросил Бора, почему уран, по-видимому, делится как быстрыми, так и медленными нейтронами. Идя на встречу с Уилером, Бор понял, что деление при низких энергиях происходит из-за изотопа урана-235 , в то время как при высоких энергиях оно в основном происходит из-за гораздо более распространенного изотопа урана-238 . ^[6] Первый составляет 0,714 процента атомов урана в природном уране, примерно один из каждых 140; природный уран на 99,28 процента состоит из урана-238. Также есть крошечное количество урана -234 , 0,006 процента. ^[7]

В Университете Бирмингема в Великобритании австралийский физик Марк Олифант поручил двум физикам-беженцам — Фришу и Рудольфу Пайерлсу — задачу исследования возможности создания атомной бомбы, по иронии судьбы, поскольку их статус враждебных иностранцев не позволял им работать над секретными проектами, такими как радар . ^{[8] В их} меморандуме Фриша-Пайерлса от марта 1940 года указывалось, что критическая масса урана-235 находится в пределах порядка 10 кг, что было достаточно мало, чтобы ее мог нести бомбардировщик того времени. ^[9] Исследования того, как можно достичь разделения изотопов урана ( обогащение урана ), приобрели огромное значение. ^[10] Первой мыслью Фриша о том, как этого можно достичь, была жидкостная термодиффузия. ^[11]

Процесс диффузии жидкости по термическому закону был основан на открытии Карла Людвига в 1856 году и позднее Шарля Соре в 1879 году, что когда в изначально однородном солевом растворе поддерживается градиент температуры , то через некоторое время в растворе также будет существовать градиент концентрации. Это известно как эффект Соре . ^[12] Дэвид Энског в 1911 году и Сидней Чепмен в 1916 году независимо друг от друга разработали теорию Чепмена–Энскога , которая объясняла, что когда смесь двух газов проходит через градиент температуры, более тяжелый газ имеет тенденцию концентрироваться на холодном конце, а более легкий — на теплом конце. Это было экспериментально подтверждено Чепменом и Ф. В. Дутсоном в 1916 году. ^{[13] [14] [15]}

Поскольку горячие газы имеют тенденцию подниматься, а холодные — опускаться, это можно использовать в качестве средства разделения изотопов . Этот процесс впервые продемонстрировали Клаус Клузиус и Герхард Дикель в Германии в 1938 году, которые использовали его для разделения изотопов неона . Они использовали аппарат, называемый «колонна», состоящий из вертикальной трубки с горячей проволокой по центру. ^{[16] [17]} В Соединенных Штатах Артур Брэмли из Министерства сельского хозяйства США усовершенствовал эту конструкцию, используя концентрические трубки с разными температурами. ^[18]

Филип Х. Абельсон был молодым физиком, получившим докторскую степень в Калифорнийском университете 8 мая 1939 года. ^[18] Он был одним из первых американских ученых, подтвердивших ядерное деление, ^[19] сообщив о своих результатах в статье, представленной в Physical Review в феврале 1939 года, ^[20] и сотрудничая с Эдвином Макмилланом над открытием нептуния . ^{[21] [22]} Вернувшись в Институт Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, где он занимал должность, он заинтересовался разделением изотопов. В июле 1940 года Росс Ганн из Военно-морской исследовательской лаборатории США (NRL) показал ему статью 1939 года по этой теме, написанную Гарольдом Юри , и Абельсон заинтересовался возможностью использования процесса термодиффузии жидкости. ^[18] Он начал эксперименты с этим процессом на кафедре земного магнетизма в Институте Карнеги. Используя хлорид калия (KCl), бромид калия (KBr), сульфат калия ( K
₂ТАК
₄) и дихромат калия ( K
₂Кр
₂О
₇), ему удалось достичь коэффициента разделения 1,2 (20 процентов) изотопов калия-39 и калия-41 . ^[23]

Следующим шагом было повторение экспериментов с ураном. Он изучал процесс с водными растворами солей урана, но обнаружил, что они имеют тенденцию гидролизоваться в колонне. Только гексафторид урана ( UF
₆) казалось подходящим. В сентябре 1940 года Абельсон обратился к Россу Ганну и Лайману Дж. Бриггсу , директору Национального бюро стандартов , которые оба были членами Комитета по урану Национального комитета по оборонным исследованиям (NDRC) . NRL согласилась выделить 2500 долларов Институту Карнеги, чтобы позволить Абельсону продолжить свою работу, и в октябре 1940 года Бриггс организовал перевод работы в Бюро стандартов, где были лучшие условия. ^[23]

Гексафторид урана не был легкодоступен, поэтому Абельсон разработал свой собственный метод его производства в больших количествах в NRL, путем фторирования более легко производимого тетрафторида урана при 350 °C (662 °F). ^{[24] [23]} Первоначально этот небольшой завод поставлял гексафторид урана для исследований в Колумбийском университете , Университете Вирджинии и NRL. В 1941 году Ганн и Абельсон разместили заказ на гексафторид урана в компании Harshaw Chemical Company в Кливленде, штат Огайо , с использованием процесса Абельсона. В начале 1942 года NDRC заключил с Харшоу контракт на строительство пилотной установки для производства 10 фунтов (4,5 кг) гексафторида урана в день. К весне 1942 года пилотная установка Харшоу по производству гексафторида урана была введена в эксплуатацию, и компания DuPont также начала эксперименты с использованием этого процесса. Спрос на гексафторид урана вскоре резко возрос, и Харшоу и Дюпон увеличили производство, чтобы удовлетворить его. ^[25]

Абельсон возвел одиннадцать колонн в Бюро стандартов, все приблизительно 1,5 дюйма (38 мм) в диаметре, но высотой от 2 до 12 футов (0,61–3,66 м). Тестовые запуски проводились с солями калия, а затем, в апреле 1941 года, с гексафторидом урана. 1 июня 1941 года Абельсон стал сотрудником NRL и перешел на военно-морскую авиабазу Анакостия . В сентябре 1941 года к нему присоединился Джон И. Гувер, который стал его заместителем. Они построили там экспериментальную установку с 36-футовыми (11 м) колоннами. ^{[24] [23]} Пар обеспечивался газовым котлом мощностью 20 лошадиных сил (15 кВт). ^[26] Им удалось разделить изотопы хлора , но в ноябре аппарат был испорчен продуктами разложения четыреххлористого углерода . ^{[24] [23]} Следующий запуск показал 2,5% разделения, и было обнаружено, что оптимальное расстояние между колоннами составляет от 0,21 до 0,38 миллиметров (от 0,0083 до 0,0150 дюйма). ^[24] Абельсон считал запуск 22 июня с результатом 9,6% первым успешным испытанием жидкой термодиффузии с гексафторидом урана. В июле ему удалось достичь 21%. ^[27]

NRL санкционировала пилотную установку в июле 1942 года, которая начала работу 15 ноября. ^[23] На этот раз они использовали четырнадцать 48-футовых (15-метровых) колонн с разделением 25 миллиметров (0,98 дюйма) между ними. Пилотная установка работала без перерыва с 3 по 17 декабря 1942 года. ^[28] Полковник Лесли Р. Гроувс-младший , который был назначен ответственным за то, что впоследствии стало известно как Манхэттенский проект (но не сделает этого еще два дня), посетил пилотную установку вместе с заместителем окружного инженера Манхэттенского округа подполковником Кеннетом Д. Николсом 21 сентября и поговорил с Ганном и контр-адмиралом Гарольдом Г. Боуэном-старшим , директором NRL. У Гроувса сложилось впечатление, что проект не реализуется с достаточной срочностью. ^{[29] [30]} Проект был расширен, и Натан Розен присоединился к проекту в качестве физика-теоретика. ^[23] Гроувс снова посетил пилотный завод 10 декабря 1942 года, на этот раз с Уорреном К. Льюисом , профессором химического машиностроения из Массачусетского технологического института , и тремя сотрудниками DuPont. В своем отчете Льюис рекомендовал продолжить работу. ^[28]

Исполнительный комитет S-1 заменил Комитет по урану 19 июня 1942 года, исключив Ганна из своего состава в процессе. ^[31] Он рассмотрел доклад Льюиса и передал свою рекомендацию Ванневару Бушу , директору Управления научных исследований и разработок (OSRD), частью которого был Исполнительный комитет S-1. ^[32] Отношения между OSRD и NRL были не очень хорошими; Боуэн критиковал его за отвлечение средств от NRL. ^[33] Буш помнил о директиве президента Франклина Д. Рузвельта от 17 марта 1942 года , ^[32] хотя и по его совету, ^[33] о том, что флот должен быть исключен из Манхэттенского проекта. ^[32] Он предпочел работать с более близким по духу военным министром Генри Стимсоном , на которого он имел большее влияние. ^[33]

Джеймс Б. Конант , председатель NDRC и Исполнительного комитета S-1, был обеспокоен тем, что флот запускал свой собственный ядерный проект, но Буш считал, что это не навредит. Он встретился с Ганном в Анакостии 14 января 1943 года и объяснил ему ситуацию. Ганн ответил, что флот заинтересован в ядерном морском двигателе для атомных подводных лодок . Жидкостная термодиффузия была жизнеспособным средством производства обогащенного урана, и все, что ему было нужно, это подробности о конструкции ядерного реактора , который, как он знал, разрабатывался Металлургической лабораторией в Чикаго. Он не знал, что она уже построила Chicago Pile-1 , работающий ядерный реактор. Буш не хотел предоставлять запрошенные данные, но договорился с контр-адмиралом Уильямом Р. Пернеллом , членом Комитета по военной политике, который руководил Манхэттенским проектом, о том, чтобы усилия Абельсона получили дополнительную поддержку. ^[32]

На следующей неделе Бриггс, Юри и Эгер В. Мерфри из Исполнительного комитета S-1, а также Карл Коэн и В. И. Томпсон из Standard Oil посетили пилотный завод в Анакостии. Они были впечатлены простотой процесса, но разочарованы тем, что с завода не был выведен продукт обогащенного урана; производство было рассчитано путем измерения разницы в концентрации. Они подсчитали, что для установки жидкой термодиффузии, способной производить 1 кг в день урана, обогащенного до 90% урана-235, потребуется 21 800 36-футовых (11 м) колонн, каждая с коэффициентом разделения 30,7%. Строительство займет 18 месяцев, если предположить, что будет использоваться главный приоритет Манхэттенского проекта по материалам. Это включало 1700 коротких тонн (1500 т) дефицитной меди для внешних труб и никеля для внутренних, которые потребуются для защиты от коррозии паром и гексафторидом урана соответственно. ^{[34] [35]}

Предполагаемая стоимость такого завода составляла около 32,6 млн долларов на строительство и 62 600 долларов в день на эксплуатацию. Предложение было отклонено тем, что заводу потребовалось бы 600 дней для достижения равновесия, к тому времени было бы потрачено 72 млн долларов, что Исполнительный комитет S-1 округлил до 75 млн долларов. Если предположить, что работа начнется немедленно, и завод будет работать так, как было задумано, обогащенный уран не будет произведен до 1946 года. Мерфри предположил, что жидкостная термодиффузионная установка, производящая уран, обогащенный до 10% урана-235, может стать заменой нижних стадий газодиффузионной установки , но Исполнительный комитет S-1 отклонил это предложение. ^{[34] [35]} В период с февраля по июль 1943 года пилотный завод в Анакостии произвел 236 фунтов (107 кг) слабообогащенного гексафторида урана, который был отправлен в Металлургическую лабораторию. ^[36] В сентябре 1943 года Исполнительный комитет S-1 постановил, что гексафторид урана больше не будет выделяться NRL, хотя он обменяет обогащенный гексафторид урана на обычный гексафторид урана. Гроувс отклонил заказ NRL на дополнительный гексафторид урана в октябре 1943 года. Когда было указано, что флот разработал процесс производства гексафторида урана изначально, армия неохотно согласилась выполнить заказ. ^[35]

Исследования Абельсона показали, что для сокращения времени равновесия ему необходимо иметь гораздо больший температурный градиент. ^[24] NRL рассматривала возможность строительства на Экспериментальной станции военно-морского машиностроения в Аннаполисе, штат Мэриленд , но это было оценено в 2,5 миллиона долларов, что NRL посчитало слишком дорогим. Были рассмотрены другие места, и было решено построить новую опытную установку в Лаборатории военно-морских котлов и турбин (NBTL) на верфи ВМС Филадельфии , ^[37] где было место, пар и охлаждающая вода, и, возможно, самое важное из всего, инженеры с опытом работы с паром высокого давления. ^[38] Стоимость была оценена в 500 000 долларов. ^[37] Опытная установка была одобрена контр-адмиралом Эрлом У. Миллсом, помощником начальника Бюро кораблей , 17 ноября 1943 года. ^[38] Строительство началось 1 января 1944 года и было завершено в июле. ^[39] NBTL отвечала за проектирование, строительство и эксплуатацию систем пара и охлаждающей воды, в то время как NRL занималась колоннами и вспомогательным оборудованием. Капитан Торвальд А. Солберг из Бюро судов был ответственным за проект. ^[38]

Пилотный завод в Филадельфии занимал площадь 13 000 квадратных футов (1200 м2 ⁾ на участке в одном квартале к западу от Брод-стрит , недалеко от реки Делавэр . Завод состоял из 102 48-футовых (15-метровых) колонн, известных как «стойка», расположенных в каскад из семи ступеней. Завод должен был производить один грамм урана, обогащенного до 6% урана-235, в день. Внешние медные трубы охлаждались водой температурой 155 °F (68 °C), протекающей между ними и внешними 4-дюймовыми стальными трубами. Внутренние никелевые трубы нагревались паром высокого давления при температуре 545 °F (285 °C) и 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа). Таким образом, каждая колонна содержала около 1,6 килограмма (3,5 фунта) гексафторида урана. Это приводилось в действие давлением пара; единственными рабочими частями были водяные насосы. В процессе эксплуатации стойка потребляла 11,6 МВт мощности. Каждая колонна была подключена к резервуару от 3 до 170 килограммов (от 6,6 до 374,8 фунтов) гексафторида урана. Из-за опасностей, связанных с обращением с гексафторидом урана, все работы с ним, такие как пополнение резервуаров из транспортных цилиндров, выполнялись в передаточной комнате. ^[40] Колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, поэтому пилотный завод в Филадельфии в конечном итоге произвел более 5000 фунтов (2300 кг) гексафторида урана, обогащенного до 0,86 процента урана-235, который был передан Манхэттенскому проекту. ^[41] Пилотный завод в Филадельфии был утилизирован в сентябре 1946 года, при этом подлежащее утилизации оборудование было возвращено в NRL, а остальное было сброшено в море. ^[42]

В начале 1944 года новости о пилотном заводе в Филадельфии достигли Роберта Оппенгеймера , директора Лос-Аламосской лаборатории . ^[43] Оппенгеймер написал Конанту 4 марта 1944 года и попросил отчеты по проекту жидкой термодиффузии, которые Конант переслал. ^[44] Как и почти все остальные, Оппенгеймер думал об обогащении урана с точки зрения процесса получения оружейного урана, пригодного для использования в атомной бомбе , ^[45] но теперь он рассматривал другой вариант. Если бы колонны на заводе в Филадельфии работали параллельно, а не последовательно, то он мог бы производить 12 кг урана в день, обогащенного до 1 процента. ^[43] Это может быть ценным, поскольку процесс электромагнитного обогащения, который может производить один грамм урана, обогащенного до 40 процентов урана-235 из природного урана, может производить два грамма урана, обогащенного до 80 процентов урана-235, в день, если сырье было обогащено до 1,4 процента урана-235, что вдвое больше 0,7 процента природного урана. ^[46] 28 апреля он написал Гроувсу, указав, что «производство завода Y-12 может быть увеличено примерно на 30 или 40 процентов, и его усовершенствование несколько улучшится, на много месяцев раньше запланированной даты производства K-25 ». ^[47]

Гроувс получил разрешение от Комитета по военной политике возобновить контакт с флотом, ^[35] и 31 мая 1944 года он назначил наблюдательный комитет, состоящий из Мерфри, Льюиса и его научного консультанта Ричарда Толмена , для расследования. ^[47] На следующий день наблюдательный комитет посетил опытный завод в Филадельфии. Они сообщили, что, хотя Оппенгеймер был в основе прав, его оценки были оптимистичными. Добавление дополнительных двух стоек к опытному заводу заняло бы два месяца, но не производило бы достаточного количества сырья для удовлетворения потребностей электромагнитного завода Y-12 на инженерном заводе Клинтона . Поэтому они рекомендовали построить полномасштабный жидкостный термодиффузионный завод. ^[35] Поэтому 12 июня Гроувс попросил Мерфри дать оценку стоимости производственного завода, способного производить 50 кг урана, обогащенного до 0,9–3,0 процентов урана-235 в день. Мерфри, Толман, Коэн и Томпсон подсчитали, что завод с 1600 колоннами обойдется в 3,5 миллиона долларов. Гроувс одобрил его строительство 24 июня 1944 года ^[48] и сообщил Комитету по военной политике, что он будет введен в эксплуатацию к 1 января 1945 года ^[35].

Рассматривались площадки на плотине Уоттс-Бар , Масл-Шолс и в Детройте , но было решено построить его на инженерном заводе Клинтона, где вода могла быть получена из реки Клинч , а пар — из электростанции K-25. ^[49] Проект термодиффузии получил кодовое название S-50. ^[15] В июне в штаб-квартире округа Манхэттен было создано подразделение S-50 под руководством подполковника Марка К. Фокса и майора Томаса Дж. Эванса-младшего с особыми полномочиями по строительству завода. Гроувс выбрал компанию HK Ferguson Company из Кливленда , штат Огайо, в качестве главного строительного подрядчика за ее отчет о своевременном завершении работ, ^[50] в частности, завода Gulf Ordnance в Миссисипи, ^[51] по контракту с фиксированной оплатой . Компания HA Jones Construction Company должна была построить паровую установку, а HK Ferguson был инженером-архитектором. ^[49] Хотя его советники подсчитали, что строительство завода займет шесть месяцев, Гроувс дал HK Ferguson всего четыре месяца, ^[50] а сам он хотел, чтобы операции начались всего через 75 дней. ^[52]

Гроувс, Толман, Фокс и Уэллс Н. Томпсон из HK Ferguson собрали оттуда чертежи пилотного проекта в Филадельфии 26 июня. ^[51] Производственная установка должна была состоять из двадцати одной 102-колонной стойки, расположенных в трех группах по семь, в общей сложности 2142 48-футовых (15-метровых) колонн. Каждая стойка была копией пилотного проекта в Филадельфии. ^[53] Колонны должны были быть изготовлены с точными допусками: ±0,0003 дюйма (0,0076 мм) для диаметра внутренних никелевых трубок и ±0,002 дюйма (0,051 мм) между внутренними никелевыми трубками и внешними медными трубками. ^[51] Первые заказы на колонны были размещены 5 июля. ^[52] К участию были приглашены двадцать три компании, и компания Grinnell Company из Провиденса, Род-Айленд , и компания Mehring and Hanson из Вашингтона, округ Колумбия, приняли вызов. ^[53]

Земля на месте была заложена 9 июля 1944 года. К 16 сентября, когда было завершено около трети завода, первая стойка начала работу. ^[52] Испытания в сентябре и октябре выявили проблемы с протекающими трубами, которые требовали дальнейшей сварки. Тем не менее, все стойки были установлены и готовы к работе в январе 1945 года. Строительный контракт был расторгнут 15 февраля, а оставшиеся изоляционные и электротехнические работы были поручены другим фирмам в районе Оук-Ридж. Они также завершили вспомогательные здания, включая новую паровую установку. Завод был полностью введен в эксплуатацию в марте 1945 года. ^[54] Строительство новой котельной было одобрено 16 февраля 1945 года. Первый котел был запущен 5 июля 1945 года, а эксплуатация началась 13 июля. Работа была завершена 15 августа 1945 года. ^[52]

Здание процесса термической диффузии (F01) представляло собой черную конструкцию длиной 522 фута (159 м), шириной 82 фута (25 м) и высотой 75 футов (23 м). Для каждой пары стоек имелась одна диспетчерская и одна передаточная комната, за исключением последней, у которой были свои собственные диспетчерские и передаточные комнаты для учебных целей. ^[54] Четыре насоса выкачивали 15 000 галлонов США (57 000 л) в минуту охлаждающей воды из реки Клинч. Паровые насосы были специально разработаны Pacific Pumps Inc. Установка была спроектирована для использования всей мощности электростанции K-25, но по мере ввода в эксплуатацию ступеней K-25 за это шла конкуренция. Было решено построить новую котельную установку. Двенадцать избыточных котлов на 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа), изначально предназначенных для эскортных эсминцев, были приобретены у флота. Более низкая температура горячей стенки из-за пониженного давления пара (450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа) вместо 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа) пилотной установки) компенсировалась простотой эксплуатации. Поскольку они работали на мазуте, был добавлен нефтебаза на 6 000 000 галлонов США (23 000 000 л) с достаточным запасом для работы установки в течение 60 дней. ^[53] Помимо здания термодиффузионного процесса (F01) и нового здания паровой установки (F06), сооружения в районе S-50 включали насосную станцию ​​(F02), лаборатории, кафетерий, механический цех (F10), склады, заправочную станцию ​​и установку очистки воды (F03). ^{[53] [55]}

По соображениям безопасности Гроувс хотел, чтобы HK Ferguson управлял новым заводом, но это был закрытый цех , а правила безопасности на заводе Clinton Engineer Works не допускали профсоюзов . Чтобы обойти это, HK Ferguson создал дочернюю компанию Fercleve Corporation (из Ferguson of Cleveland), и округ Манхэттен заключил с ней контракт на эксплуатацию завода за 11 000 долларов в месяц. ^{[45] [56]} Операционный персонал для нового завода изначально обучался на пилотном заводе в Филадельфии. В августе 1944 года Гроувс, Конант и Фокс попросили десять рядовых из Специального инженерного отряда (SED) в Оук-Ридже стать добровольцами, предупредив, что работа будет опасной. Все десять вызвались добровольцами. ^[57] Вместе с четырьмя сотрудниками Fercleve их отправили в Филадельфию, чтобы узнать о работе завода. ^[54]

2 сентября 1944 года рядовой СЕПГ Арнольд Крамиш и двое гражданских лиц, Питер Н. Брэгг-младший, инженер-химик NRL, и Дуглас П. Мейгс, сотрудник Fercleve, работали в комнате передачи, когда взорвался 600-фунтовый (270 кг) цилиндр гексафторида урана, разорвав близлежащие паровые трубы. ^{[57] [58]} Пар вступил в реакцию с гексафторидом урана, образовав плавиковую кислоту , и трое мужчин получили сильные ожоги. Рядовой Джон Д. Хоффман пробежал через токсичное облако, чтобы спасти их, но Брэгг и Мейгс скончались от полученных травм. Еще одиннадцать человек, включая Крамиша и четырех других солдат, были ранены, но выздоровели. Хоффман, получивший ожоги, был награжден Медалью солдата , высшей наградой армии Соединенных Штатов за проявленную доблесть в небоевой обстановке и единственной наградой, присуждаемой члену Манхэттенского округа. ^{[57] [58] [59]} 21 июня 1993 года Брэгг был посмертно награждён Премией за выдающиеся заслуги перед гражданским обществом ВМС США . ^[60]

Полковник Стаффорд Л. Уоррен , начальник медицинского отдела округа Манхэттен, извлек внутренние органы погибших и отправил их обратно в Ок-Ридж для анализа. Их похоронили без них. ^[57] Расследование показало, что авария была вызвана использованием стальных цилиндров с никелевым покрытием вместо бесшовных никелевых цилиндров, поскольку армия упредила производство никеля. ^[59] В военно-морском госпитале не было процедур для лечения людей, подвергшихся воздействию гексафторида урана, поэтому медицинский отдел Уоррена разработал их. Гроувс приказал остановить обучение на опытном заводе в Филадельфии, поэтому Абельсон и 15 его сотрудников переехали в Ок-Ридж, чтобы обучать персонал там. ^[61]

На производственном предприятии не было ни одного смертельного случая ^[57], хотя из-за спешки с вводом его в эксплуатацию там было больше аварий, чем на других производственных объектах Манхэттенского проекта. Когда бригады попытались запустить первую стойку, раздался громкий шум и образовалось облако пара из-за выходящего пара. Обычно это привело бы к остановке, но под давлением необходимости ввести завод в эксплуатацию у менеджера завода в Ферклеве не было выбора, кроме как продолжать работу. ^[61] В октябре завод произвел всего 10,5 фунтов (4,8 кг) 0,852% урана-235. Утечки ограничили производство и привели к вынужденным остановкам в течение следующих нескольких месяцев, но в июне 1945 года было произведено 12 730 фунтов (5 770 кг). ^[61] При нормальной работе 1 фунт (0,45 кг) продукта извлекался из каждого контура каждые 285 минут. При четырех контурах на стойку каждая стойка могла производить 20 фунтов (9,1 кг) в день. ^[62] К марту 1945 года все 21 производственная стойка были запущены. Первоначально продукция S-50 подавалась в Y-12, но начиная с марта 1945 года все три процесса обогащения были запущены последовательно. S-50 стал первой стадией, обогащая от 0,71% до 0,89%. Этот материал подавался в газодиффузионный процесс на заводе K-25, который производил продукт, обогащенный примерно до 23%. Он, в свою очередь, подавался в Y-12, что повышало его примерно до 89%, достаточных для ядерного оружия. ^[63] Общее производство S-50 составило 56 504 фунтов (25 630 кг). ^[62] Было подсчитано, что завод S-50 ускорил производство обогащенного урана, используемого в бомбе Little Boy , примененной при атомной бомбардировке Хиросимы, на неделю. ^[64] «Если бы я оценил возможности термодиффузии», — писал Гроувс позже, — «мы бы занялись этим гораздо раньше, потратили бы немного больше времени на проектирование завода и сделали бы его намного больше и лучше. Его влияние на наше производство U-235 в июне и июле 1945 года было бы ощутимым». ^[45]

Вскоре после окончания войны в августе 1945 года подполковник Артур В. Петерсон ^[64] , офицер округа Манхэттен, несший общую ответственность за производство расщепляющегося материала ^[65] , рекомендовал перевести завод S-50 в режим ожидания. Округ Манхэттен приказал закрыть завод 4 сентября 1945 года. ^[64] Это был единственный когда-либо построенный завод по жидкостной термодиффузии в промышленных масштабах, но его эффективность не могла конкурировать с эффективностью газодиффузионного завода. ^[66] Колонны были осушены и очищены, а все сотрудники были уведомлены за две недели о предстоящем увольнении [ ^42] Все производство было прекращено к 9 сентября, и последняя партия гексафторида урана была отправлена ​​в K-25 для переработки. ^[64] Увольнения начались 18 сентября. К этому времени добровольные увольнения сократили фонд заработной платы Fercleve с пикового военного времени в 1600 рабочих до примерно 900. К концу сентября осталось только 241. Контракт Fercleve был расторгнут 31 октября, и ответственность за здания завода S-50 была передана в офис K-25. Fercleve уволил последних сотрудников 16 февраля 1946 года. ^[42]

Начиная с мая 1946 года здания завода S-50 использовались не как производственное предприятие, а в рамках проекта NEPA ( Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft ) ВВС США . Компания Fairchild Aircraft провела там ряд экспериментов с бериллием . ^[67] Рабочие также изготавливали блоки из обогащенного урана и графита . ^[66] NEPA работала до мая 1951 года, когда ее заменил совместный проект Комиссии по атомной энергии и ВВС США по ядерному двигателю самолетов . ^[68] Завод S-50 был разобран в конце 1940-х годов. Оборудование было вывезено в зону электростанции K-25, где оно хранилось до утилизации или захоронения. ^[66]

На Викискладе есть медиафайлы по теме S-50 (Манхэттенский проект).

• «Военно-морской флот и термодиффузия». Министерство энергетики США . Получено 7 декабря 2016 г.
• "Виртуальный музей K-25 – Экскурсия по объекту". Министерство энергетики США . Получено 10 декабря 2016 г.