

1951年12月20日,在爱达荷州东南部的山艾草大草原深处,一组核物理学家聚集在一根松弛的电线上悬挂着的四个200瓦的灯泡周围。然后,项目经理哈罗德·利希滕伯格(Harold Lichtenberger)按下了开关。灯泡亮了起来。
大多数时候,拨动电灯开关不需要观众。据报道,这组科学家也无动于衷。据《核新闻》的里克·迈克尔报道,当灯泡亮起时,一位科学家说:“就是这样了。”
但这不仅仅是手指轻轻一弹:历史上第一次,核反应产生了大量的电力。
目前,它只能为四个灯泡供电。但从爱达荷州阿科城外的那座小砖房里,未来看起来很光明。
为灯泡提供动力的一号实验增殖反应堆的开发始于20世纪40年代末,当时美国政府试图开发一种核反应过程,以延长其有限的铀供应。
铀-238是铀中含量相对最丰富的同位素,占铀自然存在形式的99%。然而,与稀缺的放射性同位素铀-235不同,铀-238在没有高能中子的情况下是稳定的、不可裂变的。
一个增殖反应堆,就像爱达荷州的科学家们试图建造的那样,将铀-238的“不可裂变物质转化为可裂变物质的速度比核燃料消耗的速度还要快,”《大众力学》在1952年解释说,“这个过程将有助于扩大我们的原子计划。”
当科学家们启动人工核衰变过程时,铀-238原子吸收反应堆堆芯中的中子,变成相对更易裂变的钚-239原子。当增殖反应堆中的钚核受到高能中子的撞击时,它会分裂,释放热量和更多的中子。随着反应的继续,这个过程以热的形式成为一种自我维持的能量来源。
1949年,利希滕伯格、沃尔特·津恩和亚伦·诺维克撰写了一份秘密的政府可行性报告,他们都是美国绝密的曼哈顿计划的老兵,该计划进一步推进了核研究,并创造了世界上第一批核武器。报告得出的结论是:“从核的角度来看……快中子反应堆的繁殖非常有吸引力。”
ebr - 1的实验开始于1951年初。在这栋紧凑的砖砌建筑里,一个复杂的核反应过程发生了,直到利希滕伯格拨动开关的那一刻。
首先,一种由钠和钾合金组成的液态金属冷却剂流经反应堆堆芯,在那里吸收人工衰变过程产生的热量。当它回到补给罐时,它将热量传递给二次液态金属冷却剂,冷却剂被泵送到锅炉,将热量传递给水,并产生足够的蒸汽来驱动涡轮机。
12月20日下午1点50分,当利希滕伯格拨动开关时,第一次由核能产生的电力从涡轮机流入四个灯泡。
“当我按下开关时,”利希滕伯格后来告诉《爱达荷州政治家》(the Idaho Statesman),“我想我对断路器的功能更感兴趣,而不是对测试的意义更感兴趣。”
事实上,原子能委员会的官员告诉《政治家》,对于实验的主要目标来说,发电只是“附带的”:测量增殖过程的效率,并将不可裂变的物质转化为可裂变的物质。发电只是一个副业。
第二天,ebr - 1的输出功率达到100千瓦,为大楼里的所有电子设备供电,这是核能发展的另一个有希望的迹象。
20世纪60年代以后,随着全球铀供应的增加和科学家开发出更有效的浓缩方法,人们对增殖反应堆的兴趣减弱了。但阿科附近的小砖房仍然自豪地称自己为“世界第一座核电站”。