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[[Datei:ChicagoPileTeam.png|miniatur|Das Team vom Chicago Pile, links in der ersten Reihe Enrico Fermi<ref>Insgesamt sind zu sehen: Hintere Reihe von links: Norman Hilberry, Samuel Allison, Thomas Brill, Robert Nobles, Warren Nyer, Marvin Wilkening. Mittlere Reihe von links: [[Harold Agnew]], William Sturm, [[Harold Lichtenberger]], [[Leona Woods]], [[Leó Szilárd]] im hellen Mantel. Vordere Reihe von links: Enrico Fermi, [[Walter Zinn]], [[Albert Wattenberg]], [[Herbert L. Anderson]]. Die Aufnahme entstand am 2. Dezember 1946 in Chicago, am 4. Jahrestag ihres Erfolges. Beteiligt waren aber noch eine ganze Reihe weiterer Wissenschaftler wie [[Eugene Wigner]], [[Robert F. Christy]], [[Arthur Compton]], [[Samuel K. Allison]], [[Louis Slotin]] im hellen Mantel, [http://www.ne.anl.gov/About/cp1-pioneers/ Argonne National Laboratory, The Chicago Pile 1 Pioneers]</ref>]]

'''Chicago Pile''' bezeichnet eine Reihe von [[Forschungsreaktor|Versuchsreaktoren]]. Sie zählen zu den ersten Kernreaktoren der Welt. Die Versuche und ersten drei dieser Reaktoren waren Teil des [[Manhattan-Projekt]]s.

== Chicago Pile 1 ==
Der '''Chicago Pile 1 (CP-1)''' war der erste menschengebaute [[Kernreaktor]] der Welt, welcher am 2. Dezember 1942 erfolgreich [[Kritikalität|kritisch]] wurde. Der Name {{enS|''pile''|de=Stapel}} rührt her von seinem Aufbau. Es handelt sich um einen [[Graphitmoderierter Kernreaktor|graphitmoderierten Kernreaktor]], da [[Graphit]] zu Beginn des Atomzeitalters in größeren Mengen verfügbar war als [[schweres Wasser]].

CP-1 wurde vom ''Metallurgical Laboratory'' („metallurgisches Labor“ - ein Tarnname, der den Zusammenhang mit dem [[Manhattan Project]] verschleiern sollte) an der privaten [[University of Chicago]] gebaut. Sie sollte die theoretische Erwartung bestätigen, dass eine selbsterhaltende Spaltungs-Kettenreaktion kontrolliert werden kann. Das metallurgische Labor wurde 1942 von [[Arthur Holly Compton]] (Physik-Nobelpreis 1927) im Auftrag der US-Regierung aufgebaut. Die Reaktorentwicklung hatte das mittelfristige Ziel, für das Manhattan-Projekt waffenfähiges [[Plutonium]] aus [[Uran]]-238 zu erbrüten.

CP-1 war unter der Leitung des italienischen Physikers und Nobelpreisträgers von 1938, [[Enrico Fermi]], unter einer stillgelegten Sporttribüne des Football-Stadions „Stagg Field“ auf dem Campus der University of Chicago aufgebaut worden. In dem Raum unter der Tribüne war vorher [[Rackets]] (ein Vorläufer von [[Squash]]) gespielt worden. An der ursprünglich vorgesehenen Einrichtung in der Kleinstadt Palos Park konnten die Arbeiten wegen eines Streiks nicht aufgenommen werden. Der Reaktorkern bestand aus einer 7,6 Meter hohen, ungefähr kugelförmigen Aufschichtung von Blöcken aus 5,4 Tonnen Uranmetall, 45 Tonnen Uranoxid sowie 360 Tonnen [[Graphit]]. Dabei diente der Graphit als [[Moderator (Physik)|Moderator]], um die Neutronen so weit abzubremsen, dass sie eine weitere Kernspaltung auslösen. Der Brennstoff hatte die [[Isotop|Isotopen-Zusammensetzung]] von [[Natururan|natürlich vorkommendem Uran]]. Zur Kontrolle der Reaktion wurden [[Cadmium]]-Bleche verwendet, die in Schlitze im Reaktorkern herab gelassen werden konnten. Durch Messung des [[Neutronenfluss]]es konnte die Intensität der Reaktion beobachtet werden.

Die Anlage enthielt rudimentäre Einrichtungen zu einer [[Reaktorschnellabschaltung|Schnellabschaltung]]. Im Notfall hätte ein dafür abgestellter Helfer das Befestigungsseil eines über dem ''Pile'' hängenden Regelelements mit einer Axt durchtrennt, das dann in den Reaktor gefallen wäre und ihn [[Kritikalität#Neutronenbilanz|unterkritisch]] gemacht hätte. Zudem stand zur [[Redundanz (Technik)|Redundanz]] eine dreiköpfige Mannschaft oberhalb des ''Pile'' bereit, um diesen mit einer Cadmiumsalzlösung zu fluten. Seither wird die Schnellabschaltung eines Reaktors als „Scram“ bezeichnet (v. engl. {{lang|en|''to scram''}} ‚fliehen‘, ‚abhauen‘‘); von Fermi selbst ist das – offensichtlich scherzhafte – [[Backronym]] ''Safety Cut Rope Axe Man'' überliefert.<ref>{{Internetquelle |autor=Edwin Blackburn |url=http://www.ornl.gov/info/reporter/no19/scram.htm |titel=“Scram!”|titelerg=Reactor veteran recalls account of the birth of a key word in the nuclear vernacular |hrsg=[[Oak Ridge National Laboratory]] |sprache=en |datum=2000-09 |zugriff=2016-06-21}} [https://en.wiktionary.org/wiki/SCRAM Etymologie von SCRAM]</ref>

Am 2. Dezember 1942 erfolgte die erste Demonstration vor geladenen Gästen, ohne irgendeinen Schutz vor Strahlung (abgesehen vom Reaktor selbst). Der Physiker George Weil zog die Steuerstäbe teilweise aus dem Reaktorkern, während Fermi den Neutronenfluss überwachte. Die Kernreaktion setzte um 15:22 Uhr ein und wurde nach 28 Minuten beendet.

CP-1 operierte anfangs bei 0,5 Watt thermischer Leistung, wurde am 12. Dezember vorübergehend auf 200 Watt gesteigert, aber dann wegen der fehlenden Abschirmung wieder auf 0,5 Watt reduziert.<ref>Manhattan District History, Book IV – Pile Project X-10, Volume 2 – Research, Part 1 – Metallurgical Laboratory, Washington D.C. 1947, Seite 3.9, [http://www.osti.gov/includes/opennet/includes/MED_scans/Book%20IV%20-%20%20Pile%20Project%20X-10%20-%20Volume%202%20-%20Research%20-%20Part%20I%20.pdf pdf]</ref> Die Kühlung erfolgte passiv durch die Umgebungsluft. Eine – wie auch immer geartete – Nutzung der anfallenden Wärme fand nicht statt und war auch nicht vorgesehen, da es bei dem Reaktor lediglich darum ging, experimentell nachzuweisen, was zuvor theoretisch berechnet worden war.

Die erste Kritikalität wurde aufgrund der Geheimhaltung codiert übermittelt. Dabei wurde – womöglich in Anspielung auf Fermis Herkunft – Bezug auf die Reisen des [[Christopher Columbus]] genommen. Das Telefongespräch lautete: “The Italian navigator has landed in the New World.” - “How were the natives?” - “Very friendly.”<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ne.anl.gov/About/legacy/italnav.shtml |titel=The Italian Navigator Lands - Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy |abruf=2024-01-15}}</ref> Zu deutsch also: „der italienische Seefahrer hat die Neue Welt erreicht“ - „wie waren die Ureinwohner?“ - „sehr freundlich“. Dekodiert also in etwa: „Fermis Experiment ist erfolgreich verlaufen“ - „irgendwelche unvorhergesehenen Probleme?“ - „Nein, alles bestens!“

Der Reaktor wurde 1944 von Fermi und [[Leó Szilárd]] in den USA als Patent angemeldet.<ref>
{{Patent |Land = US |V-Nr = 2708656A}}</ref>

<gallery>
HD.5A.025 (10692802156).jpg|Einer von 29 Stapel-Versuchen
Stagg Field reactor.jpg|Zeichnung des Reaktors
HD.5A.027 (10542723446).jpg|CP-1 im Aufbau: 4. Schicht
HD.5A.026 (10692858884).jpg|CP-1 im Aufbau: 7. Schicht
HD.5A.028 (10542725116).jpg|CP-1 im Aufbau: 10. Schicht
</gallery>

== Chicago Pile 2 ==
Chicago Pile 1 wurde bereits im Februar 1943 abgebaut und, mit [[Blei#Strahlenabschirmung|Blei]]-Platten zur Strahlenabschirmung ergänzt, als ''Chicago Pile 2'' in der ursprünglich vorgesehenen Anlage ''Site A'' in ''Palos Park'' wiederaufgebaut. Er operierte bei einer Leistung von einigen Kilowatt, da ein Kühlsystem fehlte.<ref>Manhattan District History, Book IV – Pile Project X-10, Volume 2 – Research, Part 1 – Metallurgical Laboratory, Washington D.C. 1947, S. 3.13</ref>

== Chicago Pile 3 ==
[[Datei:World's First Nuclear Reactor buried here.jpg|mini|Gedenkstein beim vergrabenen Material der Reaktoren 1 bis 3]]
Am 15. Mai 1944 wurde ''Chicago Pile 3'' (CP-3) im [[Argonne National Laboratory]] nahe [[Palos Hills]] (US-Bundesstaat [[Illinois]]) kritisch und war damit der erste funktionierende [[Schwerwasserreaktor]] der Welt. Er operierte anfangs mit 300 kW.<ref>Manhattan District History, Book IV – Pile Project X-10, Volume 2 – Research, Part 1 – Metallurgical Laboratory, Washington D.C. 1947, S. 3.14</ref> Nachdem im Januar 1950 der Verdacht auf [[Strahlenschaden#Strahlenschäden in Materialien|Schäden]] infolge Korrosion an der Aluminiumhülle des Reaktors erhoben worden war, musste er neu aufgebaut werden und wurde anschließend als CP-3′ von Mai 1950 bis zum Jahr 1954 weiterbetrieben. Beide Versionen des Reaktors wurden für verschiedene Forschungszwecke eingesetzt.

Zu Kriegsbeginn produzierte nur die Norwegische Hydroelektrische Gesellschaft ([[Norsk Hydro]]) in einem [[Kunstdünger]]-Werk [[Schweres Wasser#Kampf um schweres Wasser im Zweiten Weltkrieg|schweres Wasser]] als [[Nebenprodukt]].

Der radioaktive Abfall aus dem Rückbau von ''Pile 1 bis 3'' wurde in der [[Site A und Plot M|Site A/Plot M Disposal Site]] (Red Gate Woods) vergraben.

== Chicago Pile 4 ==
{{Hauptartikel|Experimental Breeder Reactor I}}

In einer frühen Designphase war ''Chicago Pile 4'' als Bezeichnung für den später unter dem Namen ''Experimental Breeder Reactor I'' in Betrieb genommenen Brutreaktor vorgesehen.<ref>{{Internetquelle |autor=[[Argonne National Laboratory]] |url=https://www.ne.anl.gov/About/hn/news960320.shtml |titel=Historic News Releases: Chicago Pile reactors create enduring research legacy |werk=ne.anl.gov |datum=2013-09-25 |abruf=2022-11-23 |sprache=en}}</ref>

== Chicago Pile 5 ==
[[Datei:Chicago Pile-5.jpg|mini|Gebäude des ehemaligen Chicago Pile 5 (Dezember 2009)]]
Von 1954 bis 1979 wurde ''Chicago Pile 5'' betrieben. Der Schwerwasserreaktor produzierte mit (in [[K-25]]) angereichertem Uran hauptsächlich [[Neutron]]en für die Forschung. Der Reaktor wurde von 1991 bis 2000 rückgebaut.<ref>{{Literatur |Autor=E. C. Wiese |Titel=Large scale demonstration project at Argonne National Laboratory's CP-5 reactor. |Nummer=ANL/TD/CP-95426 |Verlag=Argonne National Lab., IL (US) |Datum=1998-06-10 |Sprache=en |Online=https://www.osti.gov/biblio/10582 |Abruf=2024-01-15}}</ref> Das Gebäude stand noch im Jahre 2009.

== Sonstiges ==
Der Ort des ehemaligen Reaktors CP-1 hat seit dem 18. Februar 1965 den Status einer [[Liste der National Historic Landmarks in Illinois|National Historic Landmark]]<ref>{{Internetquelle |url=https://www.nps.gov/subjects/nationalhistoriclandmarks/list-of-nhls-by-state.htm |titel=List of NHLs by State - National Historic Landmarks (U.S. National Park Service) |sprache=en |abruf=2024-01-15}}</ref> und ist zudem ein Chicagoer Wahrzeichen. Dort steht heute die 1970 eröffnete [[Joseph Regenstein Library|Regenstein-Bibliothek]]. Eine 4,3 m hohe Skulptur ''Nuclear Energy'' von [[Henry Moore]] erinnert seit 1967 an die Versuchsanlage. Graphitblöcke des CP-1 sind im [[Museum of Science and Industry (Chicago)|Museum für Naturwissenschaften und Technikgeschichte]] in Chicago und im Bradbury Science Museum in [[Los Alamos (New Mexico)|Los Alamos]] ([[New Mexico]]) ausgestellt.

=== Atomkraftwerk ===
Die Chicago Piles waren Forschungsreaktoren, die dem Nachweis und der weiteren Untersuchung der Kettenreaktion und verschiedener Moderationsmechanismen dienten.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ne.anl.gov/About/reactors/early-reactors.shtml |titel=The First Pile |autor=Corbin Allardice, Edward R. Trapnell |datum=1947 |sprache=en |abruf=2022-01-21}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.ne.anl.gov/About/hn/news960320.shtml |titel=Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy |hrsg=Nuclear Engineering Division, Argonne National Laboratory |datum=1996-03-20 |sprache=en |abruf=2022-01-21}}</ref>

Der erste Atomreaktor zur Stromerzeugung wurde dagegen erst über ein Jahrzehnt später in der Sowjetunion gebaut: Das erste Kern''kraftwerk'' der Welt in [[Kernkraftwerk Obninsk|Obninsk]] in der UdSSR lieferte 1954 eine Nettoleistung von 5 MW.

== Literatur ==

* {{Literatur |Autor=Enrico Fermi |Titel=Experimental Production of a Divergent Chain Reaction |Sammelwerk=American Journal of Physics |Band=20 |Nummer=9 |Datum=1952-12-01 |Sprache=en |DOI=10.1119/1.1933322 |Seiten=536–558}}
* {{Literatur |Titel=The Reactor Handbook. Vol. 2. Engineering |Hrsg=J. F. Hogerton, R.C. Grass |Band=The Reactor Handbook |Verlag=[[United States Atomic Energy Commission|AEC]] |Datum=1955 |Sprache=en |Online=https://books.google.com/books?id=h5VL3YFT2yMC |Abruf=2024-01-18}} ''Siehe Section 8.''

== Weblinks ==
{{Commonscat|Chicago Pile-1|Chicago Pile 1}}

* {{Internetquelle |url=https://www.ne.anl.gov/About/reactors/early-reactors.shtml |titel=Reactors Designed by Argonne National Laboratory |hrsg=ANL |sprache=en |abruf=2024-01-15}}
* {{Internetquelle |url=https://www.ne.anl.gov/cp1-anniversary/ |titel=Chicago Pile 1 (CP-1) 70th Anniversary |hrsg=ANL |datum=2012-12-02 |sprache=en |abruf=2024-01-15}}
* [https://www.atomicarchive.com/History/firstpile/index.shtml atomicarchive.com: ''The First Pile'']
* [[deutschlandfunk.de]], ''Kalenderblatt'', 2. Dezember 2017, Frank Grotelüschen: [https://www.deutschlandfunk.de/vor-75-jahren-die-einlaeutung-des-atomzeitalters.871.de.html?dram:article_id=402077 ''Die Einläutung des Atomzeitalters'']
* {{Internetquelle |url=https://www.youtube.com/watch?v=0tKf7R2XncM |titel=Argonne nuclear pioneers: Chicago Pile 1 |werk=YouTube-Kanal des Argonne National Laboratory |sprache=en |datum=2012-07-09 |abruf=2024-01-28 |abruf-verborgen=1}}

== Fußnoten ==
<references />

[[Kategorie:Forschungsreaktor]]
[[Kategorie:Manhattan-Projekt]]
[[Kategorie:Wissenschaft in Illinois]]
[[Kategorie:National Historic Landmark (Illinois)]]
[[Kategorie:Geschichte von Chicago]]
[[Kategorie:Erbaut in den 1940er Jahren]]
[[Kategorie:Denkmal im National Register of Historic Places (Illinois)]]

Chicago Pile - Versionsgeschichte

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