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[[ファイル:Stagg Field reactor.jpg|250px|サムネイル|シカゴ・パイル1号を描いたスケッチ]]
'''シカゴ・パイル1号'''（Chicago Pile 1、CP-1）とは、歴史上初めて[[臨界]]に達した最初の[[原子炉]]の名称である。

CP-1は[[原子爆弾]]材料の[[プルトニウム|プルトニウム239]]生成用原子炉を設計するための実験炉として開発された。このCP-1の成果を元につくられた原子炉で生成したプルトニウムは[[1945年]][[8月9日]]、[[長崎市|長崎]]に[[長崎市への原子爆弾投下|投下]]された[[ファットマン|原爆]]に利用され、数万人が死亡した。

== 背景 ==
[[ファイル:ChicagoPileTeam.png|250px|サムネイル|シカゴ・パイル1号の研究チーム<BR /><SUB>最前列左がフォルミ・前列右から2人目がシラード</SUB>]]
[[ファイル:Time, 3-22 p.m, December 2, 1942. Place, Racquets Court under West Stands of Stagg Field, University of Chicago.... - NARA - 542144.tif|250px|サムネイル|初臨界の様子（1942年12月2日）]]
[[1939年]]に[[ドイツ]]の[[オットー・ハーン]]と[[フリッツ・シュトラスマン]]によって[[核分裂反応]]が発見されると、その後は[[連鎖反応 (核分裂)|連鎖反応]]とその制御に研究の重点が移った。なかでも[[コロンビア大学]]の亡命イタリア人[[エンリコ・フェルミ]]の研究はぬきんでており、連鎖反応の着想者である亡命ハンガリー人の[[レオ・シラード]]の協力も得て、[[1941年]]には基礎的な理論は完成していた。この研究は[[1942年]]に発足した[[マンハッタン計画]]に組み込まれ、研究の場を[[シカゴ大学]]に移し本格的な研究がスタートしたのである。

[[1942年]]5月に原子炉の設計が開始され、同年11月にはシカゴ大学のフットボール競技場スタッグ・フィールド（[[:en:Stagg Field|Stagg Field]]）の観客席下にあったスカッシュ・コートに極秘裏に建設が開始された。[[1942年]][[12月2日]] 8時30分より実験が始まり、同日15時25分（シカゴ時間）、科学者の一人ジョージ・ウェイル（George Weil）の操作により制御棒が引き抜かれ、原子炉は[[臨界状態|臨界]]に達した。この様子を見守っていた科学者のバーナード・フェルド（[[:en:Bernard T. Feld|Bernard T. Feld]]）は「制御棒を引き抜くとルルルルルルルル…と音がして計器の針が振り切れてしまった」と回想している。すぐさま[[ワシントンD.C.|ワシントン]]の計画本部のジェームス・B・コナント（[[:en:James Bryant Conant|James Bryant Conant]] ハ－バ－ド大学学長）へ暗号電が発せられた。曰く「[[クリストファー・コロンブス|イタリア人]]の航海士が[[新大陸]]へ達した。現地人は友好的だった（The Italian navigator has landed in the new world. The natives were very friendly.）。」

== 構造 ==
CP-1はその名前の通り[[黒鉛|黒鉛ブロック]]を積み上げた（pile）小型原子炉で、形式としては黒鉛減速空気冷却炉である。<!--出力は0.5W、50W。-->初期の原子炉は全て[[黒鉛炉]]だったこともあって、パイルと言う言葉は原子炉と同義となっていた。炉心を構成する黒鉛ブロックは木枠で支えられ手積みで組み上げられた。

使用された黒鉛ブロックは350トン、<!--炉心周囲の放射線遮蔽体と合わせた-->全体の大きさは直径7.5m、高さ6mで、小さな二階建ての家ほどだった。核燃料として35トンの[[ウラン]]<!--酸化ウランペレット、金属ウラン-->を用い、三本の[[カドミウム|カドミウム製]][[制御棒]]を持っていた。うち一本は緊急停止用で、上からロープで吊るされており、異常があればロープを斧で断ち切って炉心へ落す仕組みだった。またカドミウム塩溶液が準備されており、制御棒の故障時には炉心内へ流し込むことになっていた。

研究炉であるため発電系統は備えていない。と言うより、[[原子力発電]]のアイデアが検討されるのは戦後になってからである。

== 発展 ==
その後、CP-1を大型化した[[プルトニウム]]生産炉とプルトニウム抽出工場が、[[ワシントン州]]リッチランド北部の[[コロンビア川]]沿いの土地に[[ハンフォード・サイト|ハンフォード工学工場]]（Hanford Engineering Works）として建設された。最初のプルトニウム生産炉であるハンフォードB炉は[[1943年]]9月から建設が始まり、翌[[1944年]]9月に運転開始、同年[[12月28日]]に臨界に達した。続くハンフォードD炉も[[1944年]][[12月17日]]に臨界に達した。三基目のF炉は[[1945年]]2月に運転を開始した。

プルトニウム生産炉は黒鉛減速軽水冷却原子炉で[[天然ウラン]]を使用し、プルトニウム生産専用で発電系は備えていない。[[コロンビア川]]は原子炉からの温排水で常時湯気を立てるようになったといわれている。原子炉で燃焼した天然ウラン燃料はプルトニウム抽出工場でウラン238から転換したプルトニウムを抽出、精製された。

=== 風船爆弾騒動 ===
そしていよいよフル操業に入ろうとしていた[[1945年]][[3月10日]] 15時23分、外部電源が喪失、3基の原子炉の自動安全装置が制御棒を緊急挿入し、原子炉は自動停止した。点検後、運転が再開されたのは3日後である。外部電源喪失の原因は[[風船爆弾]]が送電線を切断したためだった。

== 原子爆弾 ==
B炉で生成されたプルトニウムのうち、一部は1945年[[7月16日]]に[[ニューメキシコ州]][[アラモゴード]]で実施された[[トリニティ実験|原爆実験]]に使用され、残りはMk.3型[[原子爆弾]]（通称：[[ファットマン]]）製作に使用された。この原爆は[[1945年]][[8月9日]]に[[長崎市]]に投下されている。

== 戦後と余波 ==
[[1943年]]2月、CP-1の実験は終了して原子炉は一度解体され、シカゴ南西部の[[:w:Red Gate Woods|レッド・ゲート・ウッド]]の森の中で新たに放射線防御設備を付け加えた上で再び組み立てられ、'''シカゴ・パイル2号'''（CP-2）と命名された。この施設は後の[[アルゴンヌ国立研究所]]の前身となった。現在、（CP-1および）CP-2はこの地に埋め立てられ、同地は[[:w:Site A/Plot M Disposal Site|Site A/Plot M Disposal Site]]と呼ばれている。

一方、戦争終了後もハンフォードでは原子炉の建設が進められ、最終的に九基のプルトニウム生産炉が建設された。これら生産炉はおおむね二十年程度使用されて順次閉鎖されたが、[[1997年]][[9月23日]]に[[アメリカ合衆国|米国]]と[[ロシア]]の間でプルトニウム生産炉協定（PPRA:Plutonium Production Reactor Agreement）が結ばれたことにより、ハンフォードで最後まで稼動していたN炉が[[1998年]]9月に閉鎖され、ハンフォードの半世紀に及ぶプルトニウム生産が終了した。

なお、CP-1他は最初期の原子力施設であり[[放射能]]に対する配慮が欠けていた。そのため、原子炉に近接するコロンビア川では長期間に渡る[[放射能汚染]]が深刻な問題となっている。

[[1965年]]、シカゴ・パイル1号は[[アメリカ合衆国国定歴史建造物]]に指定された。シカゴ・パイル1号の在った[[シカゴ大学]]には[[ヘンリー・ムーア]]作の記念碑が建てられている。現在、[[シカゴ科学産業博物館]]にCP-1で使用された黒鉛のブロックの一部が展示されている。

== 外部リンク ==
* [http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cp-1_critical.htm CP-1 Goes Critical] CP-1の詳細と構造及び活性化を説明している。(英語)
* [http://fermi.lib.uchicago.edu/fermiimages.htm Photos of CP-1] シカゴ大学アーカイブライブラリ CP-1の写真やスケッチが在る。(英語)
* [http://www.southwind.us/cinderella/manhattan.htm CP-2の廃棄場所について]

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