Reactor B

El reactor B en el sitio de Hanford , cerca de Richland, Washington , fue el primer reactor nuclear a gran escala jamás construido, con 250 MW . Alcanzó la criticidad el 26 de septiembre de 1944. Este reactor fue de vital importancia para el Proyecto Manhattan , el programa de desarrollo de armas nucleares de Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial . Su propósito era convertir parte de su combustible de uranio natural en plutonio-239 mediante activación neutrónica , para su uso en armas nucleares. El plutonio puro se separaba químicamente en la planta T del sitio, como alternativa a las plantas de enriquecimiento de uranio del Proyecto en Tennessee. El reactor B era moderado por grafito y refrigerado por agua , a través de un ciclo abierto contaminante con el río Columbia .

Fue precedido por el reactor de grafito X-10 del Laboratorio Clinton , una planta piloto para la producción de reactores y la separación química de plutonio, que a mediados de 1944 había alcanzado una capacidad de 4 MW. El reactor B representó, por lo tanto, un salto masivo de dos órdenes de magnitud en el diseño de reactores. Construido principalmente por DuPont , la operación contó con la asistencia de científicos como Enrico Fermi , John Archibald Wheeler y Chien-Shiung Wu . Dos reactores idénticos, el reactor D y el reactor F, se pusieron en marcha en diciembre de 1944 y febrero de 1945. El plutonio de la planta se utilizó en la prueba Trinity , la bomba Fat Man detonada sobre Nagasaki , el núcleo Demon y miles de ojivas estadounidenses durante la Guerra Fría . A principios de la década de 1960, los reactores se habían modernizado hasta alcanzar capacidades de 2000 MW. Tiene una gran importancia histórica por ser el primer reactor a gran escala del mundo, el primero en utilizar refrigeración por agua, el primero en experimentar envenenamiento por xenón , el primero empleado para la producción de tritio para armas termonucleares y el séptimo conjunto crítico en total.

El reactor fue clausurado definitivamente en febrero de 1968. Ha sido declarado Monumento Histórico Nacional de los Estados Unidos desde el 19 de agosto de 2008 ^{[ 3 ] [ 4 ]} y en julio de 2011 el Servicio de Parques Nacionales recomendó que el Reactor B se incluyera en el Parque Histórico Nacional del Proyecto Manhattan, que conmemora el Proyecto Manhattan. ^{[ 5 ]} Los visitantes pueden realizar una visita guiada al reactor con reserva previa. ^{[ 6 ]}

El reactor fue diseñado y construido por EI du Pont de Nemours and Company basándose en diseños experimentales probados por Enrico Fermi en la Universidad de Chicago y en pruebas del reactor de grafito X-10 del Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Fue diseñado para operar a 250 megavatios (térmicos) .

El propósito del reactor era producir plutonio a partir de uranio metálico natural. Enriquecer el isótopo fisionable ^235U a partir ^{del 238U} , el isótopo natural dominante, era extremadamente complejo; la química particular del plutonio hacía que la separación fuera trivial en comparación. Por ejemplo, la planta de enriquecimiento de uranio Y12 en Tennessee requería 14.700 toneladas de plata prestadas por el Departamento del Tesoro para los devanados de sus calutrones , empleaba a 22.000 personas y consumía más energía eléctrica que la mayoría de los estados . El reactor B, en cambio, solo necesitaba unas pocas docenas de empleados y muchos menos materiales exóticos, requeridos en cantidades mucho menores. El material especial más importante necesario eran las 1.200 toneladas de grafito purificado para la moderación de neutrones , y solo la electricidad suficiente para hacer funcionar las bombas de refrigeración. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

El reactor tiene una superficie de 46 por 38 pies (14 por 12 m ) (aproximadamente 1750 pies cuadrados (163 m² ⁾ ) y una altura de 41 pies (12 m) , lo que da un volumen de 71 500 pies cúbicos (2020 m³ ⁾ . El núcleo del reactor consiste en una caja de grafito de 36 pies de altura (11 m) que mide ²⁸ por 36 pies ( 8,5 por 11,0 m) , ocupa un volumen de 36 288 pies cúbicos (1027,6 m³ ) y pesa 1200 toneladas cortas (1100 t) . Está atravesado horizontalmente a lo largo de toda su longitud por 2004 tubos de aluminio que contienen combustible y verticalmente por canales que albergan las barras de control . ^{[ 4 ]}                  

El núcleo está rodeado por un escudo térmico de hierro fundido de 8 a 10 pulgadas (20 a 25 cm) de espesor y 1000 toneladas cortas (910 t) de peso . Placas de Masonite y acero encierran el escudo térmico en su parte superior y laterales, formando un escudo biológico para la protección contra la radiación . La parte inferior del escudo térmico estaba sostenida por una losa de hormigón de 23 pies (7,0 m) de espesor , cubierta por bloques de hierro fundido. Basándose en el éxito de la primera pila atómica , se seleccionó el grafito para moderar la reacción nuclear . Esta reacción fue alimentada por 200 toneladas cortas (180 t) de lingotes de uranio metálico de aproximadamente 25 mm (1 pulgada) de diámetro y 70 mm (3 pulgadas) de largo (aproximadamente del tamaño de un rollo de monedas de veinticinco centavos ^{[ 4 ]} ), sellados en latas de aluminio y cargados en tubos de aluminio. ^{[ 4 ]}          

El reactor se refrigeraba con agua . Su refrigerante se bombeaba desde el tramo Hanford del río Columbia , a través de los tubos de aluminio y alrededor de los bloques de uranio, a un caudal de 75 000 galones estadounidenses (280 000 litros) por minuto. El agua se descargaba en balsas de sedimentación . El agua se retenía en las balsas para permitir la desintegración de los residuos radiactivos de corta vida , la sedimentación de las partículas recogidas del reactor y para que el agua se enfriara hasta alcanzar una temperatura 11 °F inferior a la del río. Posteriormente, se descargaba de nuevo en el río Columbia. ^{[ 9 ]}    

El reactor B tuvo su primera reacción nuclear en cadena en septiembre de 1944, el reactor D en diciembre de 1944 y el reactor F en febrero de 1945. La operación inicial se detuvo debido a un problema identificado como absorción de neutrones por el producto de fisión Xenón-135 , identificado por primera vez en un artículo de investigación de Chien-Shiung Wu que fue compartido con Fermi. ^{[ 10 ]} Se superó aumentando la cantidad de uranio cargado. El reactor produjo plutonio-239 irradiando uranio-238 con neutrones generados por la reacción nuclear. Fue uno de los tres reactores —junto con los reactores D y F— construidos a unos seis millas (10 km) de distancia en la orilla sur del río Columbia. Cada reactor tenía sus propias instalaciones auxiliares que incluían una estación de bombeo del río, grandes estanques de almacenamiento y sedimentación, una planta de filtración, grandes bombas motorizadas para suministrar agua a la cara del reactor e instalaciones para refrigeración de emergencia en caso de un fallo eléctrico. ^{[ 4 ]}   

La parada de emergencia del reactor, denominada SCRAM , se lograba insertando rápidamente las barras de seguridad verticales o, como método alternativo, inyectando agua borada en el reactor. En enero de 1952, el sistema de agua borada fue reemplazado por un sistema "Ball-3X" que inyectaba bolas de acero con alto contenido de boro y recubrimiento de níquel en los canales ocupados por las barras de seguridad verticales. ^{[ 4 ]}

El plutonio para la bomba nuclear utilizada en la prueba Trinity en Nuevo México y la bomba Fat Man lanzada sobre Nagasaki, Japón, se creó en el reactor B. El reactor B funcionó durante dos décadas y posteriormente se le unieron reactores adicionales construidos más tarde. Fue clausurado definitivamente en febrero de 1968. ^{[ 4 ] [ 11 ]}

El Departamento de Energía de los Estados Unidos administra el sitio desde 1977 ^{[ 12 ] [ 13 ]} y ofrece visitas guiadas al público en fechas fijas durante la primavera, el verano y el otoño, así como visitas especiales para funcionarios visitantes. ^{[ 6 ] [ 14 ]}

A partir de 2014Seis de los nueve reactores de producción de Hanford se consideraban en estado de "almacenamiento seguro provisional", y otros dos recibirían un tratamiento similar. La excepción fue el reactor B, al que se le otorgó un estatus especial por su importancia histórica. ^{[ 15 ]}

En un proceso denominado encapsulamiento o enterramiento , los edificios del reactor se demuelen hasta el escudo de hormigón de 1,2 m ( 4 pies ) de espesor que rodea el núcleo del reactor . Se sellan las aberturas y se construye un techo nuevo. ^{[ 16 ]} La mayoría de los edificios auxiliares de los tres primeros reactores también han sido demolidos. El reactor C se puso en funcionamiento en 1952 y se cerró en 1969. ^{[ 17 ]} Fue encapsulado en 1998. ^{[ 18 ]} El reactor D funcionó desde 1944 hasta junio de 1967 y fue encapsulado en 2004. El reactor DR entró en funcionamiento en octubre de 1950, ^{[ 19 ]} y se cerró en 1964. Fue encapsulado en 2002. ^{[ 20 ]} El reactor F se cerró en junio de 1965 y fue encapsulado en 2003. ^{[ 21 ]} El reactor H entró en funcionamiento en octubre de 1949 y se cerró en abril de 1965. Fue encapsulado en 2005. ^{[ 22 ]} El encapsulado del reactor N , que funcionó desde 1963 hasta 1987, se completó el 14 de junio de 2012. ^{[ 23 ]} Los reactores desmantelados son inspeccionados cada cinco años por el Departamento de Energía. ^{[ 18 ]}  

Los reactores K Este y K Oeste se construyeron en la década de 1950 y entraron en funcionamiento en 1955. Se cerraron en 1970 y 1971, pero posteriormente se reutilizaron temporalmente para almacenamiento. ^{[ 24 ]} Al 30 de enero de 2018, se estaban llevando a cabo planes preliminares para la estabilización provisional de los reactores K Este y K Oeste. ^{[ 16 ]}

El reactor B se añadió al Registro Nacional de Lugares Históricos (n.º 92000245 ) el 3 de abril de 1992. En 1999 se emitió un Acta de Decisión (ROD), y en 2001 un Memorando de Acción de la EPA autorizó la mitigación de riesgos en el reactor con la intención de permitir visitas públicas al mismo. ^{[ 25 ]} Fue declarado Monumento Histórico Nacional el 19 de agosto de 2008. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

En diciembre de 2014, la aprobación de la Ley de Autorización de Defensa Nacional de 2015 (NDAA) convirtió al reactor B en parte del Parque Histórico Nacional del Proyecto Manhattan , que también incluye sitios históricos en Oak Ridge, Tennessee y Los Álamos, Nuevo México . ^{[ 26 ] [ 27 ]} El parque se estableció formalmente mediante un Memorando de Entendimiento el 10 de noviembre de 2015, firmado por el Servicio de Parques Nacionales y el Departamento de Energía . El desarrollo del museo en Hanford podría incluir el reactor B, el almacén de Bruggemann, la escuela secundaria de Hanford, la casa de bombas y el banco White Bluffs. ^{[ 28 ]}

• Lista de monumentos históricos nacionales en Washington
• Listados del Registro Nacional de Lugares Históricos en el condado de Benton, Washington.

• Cierre de Washington Hanford - "Noticias del proyecto Volumen 1, Número 04" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 29 de noviembre de 2010. Recuperado el 28 de septiembre de 2010 .
• "Sitio de Hanford – Cronología 1943–1990" (PDF) . 1997. Archivado del original (PDF) el 25 de febrero de 2009.
• Historia del área 100-B (PDF) (Informe). Departamento de Energía de EE. UU. WHC-EP-0273.

• Registro Histórico de Ingeniería Estadounidense (HAER) n.° WA-164, " Reactor B, Richland, condado de Benton, WA ", 32 fotos, 148 páginas de datos, 4 páginas de leyendas de fotos.    
• Visitas guiadas en línea "Ranger in Your Pocket" de la Fundación del Patrimonio Atómico
• Vídeo de la celebración del 25.º aniversario de Hanford. Vídeo de la celebración del 25.º aniversario de la construcción del reactor B.
• Asociación del Museo del Reactor B. Una colección de documentos relacionados con Hanford, procedentes de un grupo que trabaja para preservar el reactor B-100 en Hanford.
• Visitas guiadas al sitio de Hanford – Departamento de Energía, incluye el reactor B.