Hanford Engineer Works

B Reaktor och vattenbehandlingsområde 1944

Hanford Engineer Works var ett kärnkraftsproduktionskomplex som grundades av USA:s federala regering 1943 som en del av Manhattanprojektet under andra världskriget . Platsen, som ligger vid Hanford -platsen vid Columbiafloden i Benton County , Washington , var hem för B-reaktorn , den första fullskaliga plutoniumproduktionsreaktorn . Plutonium som tillverkades på platsen användes i den första atombomben i Trinity-testet och i Fat Man- bomben som användes vid atombombningen av Nagasaki i augusti 1945. Den befälhavdes av överste Franklin T. Matthias fram till januari 1946, och sedan av överste Frederick J. Clarke .

Plutonium var ett sällsynt grundämne som först nyligen hade isolerats i laboratoriet, men det ansågs att det kunde framställas genom bestrålning av uran i en kärnreaktor och användas i en atombomb. Direktören för Manhattan-projektet, brigadgeneral Leslie R. Groves Jr. , anlitade DuPont för att vara huvudentreprenören för design, konstruktion och drift av plutoniumproduktionskomplexet. DuPont rekommenderade att det skulle placeras långt bort från tätbefolkade områden, och en plats, med kodnamnet Site W , valdes vid Columbia River i den amerikanska delstaten Washington . Den federala regeringen förvärvade marken under dess krigsmaktsmyndighet och flyttade omkring 1 500 närliggande invånare. Förvärvet av 4 218 landområden på totalt 428 203,95 tunnland (173 287,99 ha) var ett av de största i USA:s historia. Tvister uppstod med bönder om värdet på marken och ersättning för redan planterade grödor. Där scheman tillät, tillät armén att skördarna skördades. Markförvärvsprocessen drog ut på tiden och slutfördes inte före slutet av Manhattan-projektet i december 1946.

Bygget påbörjades i mars 1943 och startade omedelbart ett massivt och tekniskt utmanande byggprojekt. Största delen av byggarbetskraften, som nådde en topp på nästan 45 000 i juni 1944, bodde i ett tillfälligt byggläger nära den gamla stadsplatsen i Hanford. Administratörer, ingenjörer och driftpersonal bodde i den statliga staden Richland , som hade en toppbefolkning i krigstid på 17 000. Hanford Engineer Works byggde 554 byggnader, inklusive tre kärnreaktorer (B, D och F). Reaktorerna var grafitmodererade och vattenkylda och drevs vid 250 megawatt . De penetrerades horisontellt av 2 004 rör. Naturligt uran förseglat i aluminiumburkar (känd som "sniglar") matades in i dem. Kylvatten från Columbiafloden pumpades genom rören med en hastighet av 30 000 US gallons per minut (1 900 L/s).

   B Reactor blev kritisk i september 1944 och efter att ha övervunnit neutronförgiftning producerade sitt första plutonium i november. Bestrålade bränslesniglar transporterades med järnväg till två enorma 820 fot (250 m) långa, fjärrstyrda kemiska separationsanläggningar (T och B) 10 miles (16 km) bort där plutonium extraherades från de bestrålade sniglarna med hjälp av vismut- fosfatprocessen . Radioaktivt avfall från den kemiska separationsprocessen lagrades i underjordiska tankar. Den första satsen plutonium bearbetades i T-fabriken mellan december 1944 och februari 1945 och levererades till Manhattan Projects Los Alamos Laboratory . De identiska D- och F-reaktorerna kom online i december 1944 respektive februari 1945. Platsen drabbades av ett avbrott den 10 mars 1945 när en japansk ballongbomb träffade en högspänningsledning. Hanford Engineer Works byggde 386 miles (621 km) vägar, 158 miles (254 km) järnväg och fyra elektriska transformatorstationer. Mer än 780 000 kubikyard (600 000 m 3 ) betong och 40 000 korta ton (36 000 t) konstruktionsstål gick in i dess konstruktion. Den totala kostnaden fram till december 1946 var över 348 miljoner dollar (motsvarande 4,84 miljarder dollar 2021).

Val av entreprenör

Under andra världskriget sponsrade S -1-sektionen av det federala kontoret för vetenskaplig forskning och utveckling ( OSRD) ett forskningsprojekt om plutonium . Forskning utfördes av forskare vid Columbia University , Princeton University , University of Chicago och University of California i Berkeley . Plutonium var ett sällsynt grundämne som först nyligen hade syntetiserats i laboratorier. Det var en teori om att plutonium var klyvbart och kunde användas i en atombomb . Förenta staternas regering var oroad över att Tyskland utvecklade ett kärnvapenprogram . Metallurgiska laboratoriets fysiker i Chicago arbetade med att designa kärnreaktorer ("högar") som kunde bestråla uran och omvandla det till plutonium. Samtidigt undersökte kemister sätt att kemiskt separera plutonium från uran. Plutoniumprogrammet blev känt som X-10-projektet.

Den 23 september 1942 blev brigadgeneral Leslie R. Groves Jr. chef för Manhattan Project , som det kom att kallas. Stone & Webster hade anlitats för att utföra konstruktionsprogrammet vid Clinton Engineer Works i Oak Ridge, Tennessee , men Groves insåg att uppgiften att designa, bygga och driva Manhattan Projects anläggningar skulle vara bortom resurserna för ett enda företag. Samtidigt ville han hålla nere antalet större entreprenörer av säkerhetsskäl. Groves lockades till DuPont , ett företag som han hade arbetat med tidigare för att bygga anläggningar för att producera sprängämnen. Till skillnad från de flesta amerikanska företag designade, byggde och drev DuPont sina egna anläggningar. Den hade erfarenheten och expertis att vara huvudentreprenör för alla aspekter av plutoniumproduktionskomplexet. Detta skulle ha den extra fördelen att inte kräva att Manhattan District samordnar plutoniumprojektet, vilket minskar Groves egen arbetsbörda.

Groves arrangerade ett möte med Willis F. Harrington och Charles Stine från DuPont den 31 oktober och informerade dem om Manhattan-projektet. Han arrangerade ett sällskap av DuPont-kemister och ingenjörer, inklusive Stine, Elmer Bolton , Roger Williams, Thomas H. Chilton och Crawford Greenewalt , för att besöka Metallurgical Laboratory i Chicago den 4 november. Den 10 november åkte Groves, överste Kenneth Nichols (ställföreträdande chefsingenjör i Manhattan District), Arthur H. Compton (direktör för Metallurgical Laboratory) och Norman Hilberry (Comptons ställföreträdare) till DuPonts huvudkontor i Wilmington, Delaware , där de träffade företagets verkställande kommitté. Groves gav presidenten för DuPont, Walter S. Carpenter Jr. , försäkringar till USA:s president , Franklin Roosevelt , krigsministern , Henry L. Stimson , och stabschefen för den amerikanska armén , general George C. Marshall , ansåg att Manhattanprojektet var av största betydelse för krigsansträngningen.

För att undvika att bli stämplad som dödens köpmän , som DuPont hade blivit efter första världskriget, insisterade den verkställande kommittén på att den inte skulle få någon betalning. Av juridiska skäl kom man överens om ett Cost Plus Fixed Fee- kontrakt med en avgift på en dollar. På Carpenters begäran tog OSRD-direktören Vannevar Bush ett brev till Roosevelt där han noterade att regeringen tog på sig allt ansvar för de risker som är involverade i projektet, och Roosevelt paraferade det.

Platsval

Karta över Hanford webbplats

Carpenter uttryckte reservationer mot den initiala planen att bygga reaktorerna vid Oak Ridge, på grund av närheten till Knoxville , som var bara 20 miles (32 km) bort. Detta stod i skarp kontrast till attityden hos fysikerna vid Metallurgiska laboratoriet; Eugene Wigner hävdade berömt att reaktorerna kunde byggas på Potomacfloden . En katastrofal olycka kan leda till förlust av liv och allvarliga hälsoeffekter. Groves var orolig för att även en mindre dödlig olycka skulle kunna störa livsviktig krigsproduktion, särskilt av aluminium, och tvinga fram evakueringen av Manhattanprojektets isotopseparationsanläggningar . Men att sprida ut anläggningarna vid Oak Ridge mer skulle kräva köp av mer mark. Dessutom var antalet reaktorer som behövde byggas fortfarande osäkert; för planeringsändamål var det tänkt att bygga sex reaktorer och fyra kemiska separationsanläggningar.

Den ideala platsen beskrevs med åtta kriterier:

  1. En ren och riklig vattenförsörjning (minst 25 000 US gallons per minut (1 600 L/s))
  2. En stor elförsörjning (cirka 100 000 KW)
  3. Ett "farligt tillverkningsområde" på minst 12 gånger 16 miles (19 gånger 26 km)
  4. Utrymme för laboratorieanläggningar minst 13 km från närmaste reaktor eller separationsanläggning
  5. De anställdas by inte mindre än 10 miles (16 km) i vindriktningen från anläggningen
  6. Inga städer med mer än tusen människor närmare än 32 km från den farliga rektangeln
  7. Ingen huvudväg, järnväg eller anställd by närmare än 10 miles (16 km) från den farliga rektangeln
  8. Mark som kunde bära tunga belastningar.

Det viktigaste av dessa kriterier var tillgången på elektrisk kraft. Krigsindustriernas behov hade skapat strömbrist i många delar av landet, och användningen av Tennessee Valley Authority uteslöts eftersom Clinton Engineer Works förväntades använda all sin överskottskraft. Detta ledde till övervägande av alternativa platser i Pacific Northwest och Southwest, där det fanns överskott av elkraft. Mellan 18 och 31 december 1942, bara tolv dagar efter att metallurgiska laboratoriets team ledd av Enrico Fermi startade Chicago Pile-1 , den första kärnreaktorn, en tremansundersökningsgrupp bestående av överstelöjtnant Franklin T. Matthias och DuPonts ingenjörer AES Hall och Gilbert P. Church inspekterade de mest lovande potentiella platserna.

De tittade på platser i närheten av Coeur d'Alene, Idaho , Hanford och Mansfield, Washington, Deschutes och John Day River Valleys i Oregon och Pit River i Kalifornien, och Blythe och Needles vid Colorado River i Kalifornien . De skrev upp sin rapport om planet tillbaka till Washington, DC. Den 1 januari 1943 ringde Matthias Groves från Portland, Oregon , och rapporterade att Hanford-platsen var "mycket mer gynnsam i praktiskt taget alla avseenden än någon annan". Undersökningsfesten noterade ett överflöd av ballast , som kunde användas för att tillverka betong, och att marken verkade tillräckligt fast för att hålla vikten av massiva strukturer, en bedömning som skulle bekräftas av ingenjörer från Army och United States Geological Survey . Undersökningspartiet var särskilt imponerat av närvaron av en högspänningsledning från Grand Coulee Dam till Bonneville Dam som gick genom platsen, med en elektrisk transformatorstation på kanten. Groves besökte platsen den 16 januari 1943 och godkände urvalet. Den utsågs officiellt till Hanford Engineer Works, och platsen fick kodnamnet " Site W" .

Matthias hade arbetat med Groves på deras tidigare projekt, byggandet av Pentagon . Groves hade för avsikt att Matthias skulle bli hans ställföreträdare, men på inrådan av chefsingenjören i Manhattandistriktet, överste James C. Marshall , blev Matthias Hanford Site-områdets ingenjör. Gilbert Church blev fältprojektledare för DuPonts byggteam. En del av anledningen till att skicka dem tillsammans på undersökningsfesten var att verifiera att de kunde komma överens med varandra. Som områdesingenjör hade Matthias en ovanlig grad av självstyre. Hanfords isolerade läge innebar att kommunikationen var begränsad, så det var opraktiskt att rapportera tillbaka till Manhattan Districts högkvarter i Oak Ridge. Projektet fick AAA-betyg, vilket innebar att det hade Krigsproduktionsstyrelsens högsta prioritet för anskaffning av råvaror och förnödenheter.

DuPont skapade en TNX-division inom EB Yanceys sprängämnesavdelning under Roger Williams. Williams delade upp TNX i två underavdelningar: en teknisk division ledd av Greenewalt som arbetade med Metallurgical Laboratory på design, och en tillverkningsavdelning under R. Monte Evans för att övervaka anläggningens drift. Byggandet var ansvaret för DuPonts ingenjörsavdelning, vars chef, EG Ackart, tilldelade ansvaret för plutoniumprojektet till sin ställföreträdare Granville M. Read . Så småningom ägnades 90 procent av DuPonts ingenjörspersonal och resurser åt Manhattanprojektet.

Markförvärv

Stimson godkände förvärvet av marken den 8 februari 1943. Ett Manhattan District projektkontor öppnade i Prosser, Washington , den 22 februari, och Washington Title Insurance Company öppnade ett kontor där för att tillhandahålla titelcertifikat . Federal domare Lewis B. Schwellenbach utfärdade en order om besittning enligt Second War Powers Act följande dag, och det första traktatet förvärvades den 10 mars.

Övergiven bondgård i Hanford efter förvärvet

Manhattan District's Real Estate Branch delade upp marken i fem områden. Område A, i mitten av platsen, skulle vara platsen för projektanläggningarna. Denna mark skulle förvärvas direkt och av säkerhets- och säkerhetsskäl skulle all personal utanför projektet avlägsnas. Område B var området kring område A, som omfattade en säkerhetszon; denna mark skulle arrenderas, med kort varsel för de boende. Område C var öronmärkt för arbetarbyn och skulle arrenderas eller köpas. Område D var öronmärkt för produktionsanläggningar och skulle köpas in. Slutligen fanns det två skiften mark utformade som område E, som endast skulle förvärvas om nödvändigt. Totalt skulle 4 218 trakter på totalt 428 203,95 tunnland (173 287,99 ha) förvärvas, vilket gör det till ett av de största markförvärvsprojekten i amerikansk historia.

Det mesta av marken (ungefär 88 procent) var sagebrush , där arton till tjugo tusen får betade. Cirka 11 procent var jordbruksmark, även om inte allt var under odling. Bönderna ansåg att de borde kompenseras för värdet av de grödor som de hade planterat och för själva marken. De flesta av värderingsmännen från Federal Land Bank var baserade i Seattle, Washington , eller Portland, Oregon , och var obekanta med jordbruk under bevattning. De fann att gårdarna var små, mestadels 10 till 40 tunnland (4,0 till 16,2 ha) i yta, och gårdsbyggnaderna använde mycket bärgat virke och skrot; virke var ont om i öknen. Fruktträden var mycket kortare än de var vana vid; korta träd använde mindre vatten, var lättare att plocka och stod emot vinden bättre. Grödor som sparris och mynta var obekanta för dem, och eftersom de besökte på vintern såg många fält ut i träda, och bönderna själva var ibland frånvarande under säsongen, och arbetade ofta på varven i Seattle . Några hade värvats till armén och hade lämnat under krigets varaktighet men ansåg inte att deras land var övergivet. Det hade inte varit många markförsäljningar i området för jämförelse, och priserna var dåliga under den stora depressionen . Värderingen tenderade att vara ganska låg.

Richland High School

Eftersom byggplaner ännu inte hade upprättats, och arbetet på platsen inte kunde påbörjas omedelbart, såg Groves ingen skada i att skjuta upp övertagandet av den fysiska besittningen av fastigheter under odling för att tillåta bönder att skörda de grödor som de redan hade planterat. Detta minskade svårigheterna för bönderna och undvek slöseri med mat i en tid då nationen stod inför matbrist och den federala regeringen uppmanade medborgarna att anlägga segerträdgårdar . Skördedatumen varierade från 1 april till 15 juni för sparris, 20 juni till 15 augusti för äpplen, aprikoser, persikor och päron, 1 till 15 september för mynta och 1 oktober för druvor, så vissa bönder stannade kvar på sin mark längre än andra . När invånarna blev en säkerhetsrisk för projektet utfärdades den 5 juli ett beslut om att utvisa dem med två dagars varsel. Sju markägare vägrade gå och Matthias fick ordna med rätten om avhysning .

Skörden sommaren och hösten 1943 var exceptionellt riklig och priserna var höga på grund av kriget. Detta ökade kraftigt de markpriser som regeringen var tvungen att betala. Det främjade också överdrivna idéer om markens värde, vilket ledde till rättstvister. Ett särskilt problem var bevattningsdistrikten: det fanns oro för huruvida deras tillgångar skulle täcka deras skulder, och bönderna var tvungna att betala av sin del från försäljningen av sin egendom. En utvärdering den 7 augusti visade att obligationerna var tillräckligt täckta men fram till dess vägrade många bönder att ta itu med krigsdepartementet. Bevattningsdistrikten gav en kärna för organiserat motstånd mot markförvärvsprojektet och anlitade advokatbyrån Moulton & Powell för att representera dem och hemlighetsslöjan som höljde Manhattanprojektet ledde oundvikligen till rykten om dess verksamhet. Det största klagomålet var långsam betalning. Den 18 juni 1943 noterade Matthias att endast nitton checkar hade levererats för de tvåtusen transaktioner som genomförts.

Markförvärv genom tidigare utnyttjande
Klassificering Trakter Acres Hektar
Stadstomter 496 679,71 275,07
Jordbruksmark 1 008 48 956,05 19 811,81
Betesmark 1 589 377 468,19 152 755,96
Diverse 125 1 099,70 445,03
Total 3,218 428 203,65 173 287,87

Missnöje över förvärvet var uppenbart i brev från invånare på Hanford-platsen till krigs- och justitiedepartementet . Bush informerade Roosevelt om förvärvet men Trumankommittén började göra förfrågningar. Den 15 juni skickade kommittén brev till Carpenter och Julius H. Amberg, Stimsons särskilda assistent, för att få en förklaring av de faktorer som styr valet av plats, den beräknade kostnaden för projektet och behovet av att förvärva så mycket mark. . Vid ett regeringsmöte den 17 juni frågade Roosevelt Stimson om Manhattanprojektet skulle överväga att flytta plutoniumtillverkningen till en annan plats. Den eftermiddagen försäkrade Groves Stimson att det inte fanns någon annan plats "där arbetet kunde utföras så bra". Stimson gick sedan för att träffa kommitténs ordförande, senator Harry S. Truman , som gick med på att ta bort Hanford-platsen från kommitténs undersökningar på grund av nationell säkerhet.

Mellan mars och oktober 1943 var bosättningarna i genomsnitt 108 per månad. Den första rättegången om fördömande inleddes den 7 oktober. Rättegångsjuryerna kom till stor del från Yakima , där markproduktiviteten och priserna var mycket högre, och de misstrodde Federal Land Banks värderingsmän. Enligt det vanliga förfarandet i delstaten Washington besökte juryerna trakterna under bedömning, och uppkomsten på platsen för arbetare med DuPont-identifikationsbrickor genererade rykten om att projektet inte hade något militärt värde och att regeringen använde sin makt över framstående domäner till förmån för av privat företagande. Juryerna var välvilligt inställda till markägarnas anspråk och de tilldelade betalningarna översteg de statliga bedömningarna.

Old Hanford High School 1954

Från oktober 1943 till april 1944 sjönk bosättningstakten till i genomsnitt sju per månad. Groves blev orolig för att allmänhetens uppmärksamhet som genererades av rättegångarna och inspektionen av trakter av juryer där bygget nu påbörjades kunde äventyra projektsäkerheten. Han arrangerade med Norman M. Littell, den biträdande justitiekanslern med ansvar för landsavdelningen vid justitiedepartementet, för ytterligare flexibilitet när det gäller att göra justeringar av värderingar för att underlätta förlikning utanför domstol, och för inrättandet av en andra domstol och ytterligare domare. Luftkonditionering installerades i rättssalen i Yakima för att göra det möjligt att pröva fall under sommarmånaderna.

Littell blev övertygad om att roten till problemet var felaktiga bedömningar, och den 13 oktober 1944 dök han upp vid domstolen i Yakima och bad Schwellenbach att ställa alla rättegångar om fördömande på is tills justitiedepartementet kunde genomföra omvärderingar av de mer än 700 traktaterna väntar fortfarande på uppgörelse. Under krigsministern Robert P. Patterson skickade ett starkt formulerat brev till justitieminister Francis Biddle . Detta ledde till en långvarig tvist mellan Biddle och Littell angående administrationen av Landsdivisionen, och Biddle bad om Littells avgång. När detta inte kom, lät han Roosevelt ta bort Littell från kontoret den 26 november. När Manhattanprojektet avslutades den 31 december 1946 fanns det fortfarande 237 trakter kvar att avgöra. Totalt spenderades 5 148 462 USD (motsvarande 71 542 536 USD 2021) på markförvärv, inklusive 87 637 USD (motsvarande 1 217 795 USD 2021) insatta för framtida utmärkelser och 30 000 USD tilldelade för uppskattade framtida underskott.

Omkring 1 500 invånare i Hanford, White Bluffs och närliggande bosättningar flyttades, såväl som Wanapum -folket, förbundsstammarna och banden från Yakima-nationen , förbundsstammarna från Umatilla-indianreservatet och Nez Perce- stammen. Indianer var vana vid att fiska i Columbia River nära White Bluffs under två eller tre veckor i oktober. Fisken de fångade torkades och gav mat till vintern. De avvisade erbjudanden om en årlig kontantbetalning, och en överenskommelse träffades med chefen Johnny Buck som tillåter Buck och hans två assistenter att utfärda pass för att fiska på platsen. Denna befogenhet upphävdes 1944 av säkerhetsskäl. Matthias gav försäkringar till indianerna att deras gravar skulle behandlas med respekt, men det skulle dröja 15 år innan Wanapum-folket fick tillträde att markera kyrkogårdarna. År 1997 tilläts äldste ta med barn och unga vuxna till platsen en gång om året för att lära sig om deras heliga platser .

Township

Hanford

Flygfoto över Hanford konstruktionslägret

Matthias och Church träffades i Wilmington den 2 mars 1943 och ritade upp en översikt över layouten för Hanford Engineer Works. Normalt för en utveckling i ett så isolerat område skulle anställda bo på plats, men i det här fallet av säkerhets- och säkerhetsskäl var det önskvärt att inhysa dem minst 10 miles (16 km) bort. Inte ens byggnadsarbetskraften kunde inhysas på plats, eftersom viss anläggningsdrift skulle behöva utföras under starttestning. Arméns och DuPonts ingenjörer bestämde sig för att skapa två samhällen: ett tillfälligt konstruktionsläger och en mer omfattande driftby. Istället för att skapa tillfälliga byggläger på varje byggarbetsplats skulle det finnas ett stort läger som servar alla platser.

Byggandet påskyndades genom att placera dem på platserna i befintliga byar, där de kunde dra nytta av de byggnader, vägar och allmännyttiga infrastrukturer som redan fanns på plats. Ingenjörerna från DuPont och Hanford Engineer Works beslutade att lokalisera det tillfälliga bygglägret på platsen för byn Hanford, som hade en befolkning på cirka 125. Det var 9,7 km från närmaste processområdesplats, som ansågs vara vara tillräckligt långt vid start. Den serverades av den Connell-Yakima statliga huvudvägen Pasco - White Bluffs road, och en grenlinje av Chicago, Milwaukee, St. Paul och Pacific Railroad . Elektricitet var tillgänglig från Pacific Power and Light Company- transformatorstationen och vatten från lokala brunnar. Gemenskapsanläggningar inkluderade butiker, två fruktförpackningslager, en lagergård, en kombinerad årskurs och gymnasieskola och en kyrka. Groves inspekterade platsen i mars 1943.

Eftersom DuPont och Metallurgical Laboratory ännu inte hade gjort stora framsteg när det gäller utformningen av reaktorerna eller bearbetningsanläggningarna, var det inte känt hur många byggnadsarbetare som skulle behövas för att bygga dem. Stadsplaneringen fortsatte med antagandet att byggandet skulle kräva 25 000 till 28 000 arbetare, varav hälften skulle bo i lägret, men DuPont designade lägret för att tillåta expansion. Detta visade sig vara klokt; nästan dubbelt så många arbetare skulle i slutändan krävas, och de omgivande samhällenas kapacitet att ta emot arbetare var begränsad. Tre typer av boende fanns i lägret: baracker, hyddor och släpparkering. De första arbetarna som anlände bodde i 125 amerikanska arméns pyramidformade tält med trägolv och sidor medan de reste de första barackerna. Två typer av baracker uppfördes: tvåvingade baracker för kvinnor och fyrvingade baracker för män. Vita och icke-vita människor hade separata baracker. Byggandet av baracker påbörjades den 6 april 1943 och så småningom uppfördes 195 baracker, varav den sista färdigställdes den 27 maj 1944. Det fanns 110 för vita män, 21 för svarta män, 57 för vita kvinnor och sju för svarta kvinnor. Alla användes inte för boende, och en flygel med vita kvinnor överlämnades till kvinnliga armékåren . Kasernen kunde rymma 29 216 arbetare.

Hanford camp trailerpark

När byggandet av anläggningarna kom igång släppte Groves byggnadsarbetare som arbetade på baracker genom att köpa hyddor. Dessa var enkla, prefabricerade plywood- och Celotex- bostäder som kunde ta emot tio till tjugo arbetare vardera. För uppvärmning hade de en ved- eller kolkamin i varje enhet. Totalt köptes 820 dubbelhyddor och 272 enkelhyddor från företaget Pacific Huts i Seattle. Uppförda mellan 27 februari och 15 juli 1944, rymde de 7 120 vita män och 2 714 svarta män. Mellan dem rymde barackerna och hyddor 39 050 arbetare. Många arbetare hade sina egna släpvagnar som tog med sig sina familjer från ett krigstidsbygge till ett annat. Sju släpvagnsläger etablerades, med 3 639 tomter, av vilka alla utom 45 var upptagna under byggnadsarbetets topp, och 12 008 människor bodde i dem.

Förutom boende innehöll lägret Hanford andra byggnader och faciliteter. Mässhallar och rekreationshallar drevs av Olympic Commissary Company under entreprenad till DuPont. De ursprungliga livsmedels- och klädbutikerna förblev i drift och DuPont hyrde ut andra butiker, vars antal gradvis utökades med tiden, till privata operatörer. Hanfordlägret innehöll två garage och bensinstationer, en tvättstuga, en bank, ett postkontor och en busstation. Det fanns ett sjukhus, kyrkor, ett bibliotek och polis- och brandstationer. Innan Manhattan District anlände hade skolan cirka 65 elever. När höstterminen började den 14 september 1943 hade den 560 elever och 18 lärare. Läsåret 1943–1944 fanns 1 891 elever och 38 lärare. I år var det sista; skolan stängde den 13 februari 1945.

Hanford Airport kontrolltorn under uppbyggnad

Det fanns också en flygplats med en blacktop bana 30 fot (9,1 m) bred och 2 000 fot (610 m) lång. När lägret utökades flyttades flygplatsen till en ny plats cirka 1 mil (1,6 km) väster om Hanford. Den nya flygplatsen hade två landningsbanor, en i linje med nord–syd och den andra öst–väst. Båda var 200 fot (61 m) breda, men den nord-sydliga banan var 4 000 fot (1 200 m) lång och öst-väst bara 2 400 fot (730 m) lång. Detta gjorde det möjligt för flygplatsen att hantera Air Transport Command- flygplan som transporterade expressförsändelser. Flygplatsens byggnader bestod av två hangarer och en hydda och det fanns elektriska bränslepumpar.

När bygget var färdigt i februari 1945 minskade lägerbefolkningen snabbt i storlek. Administrativa kontor och servicekontor flyttades till Richland . Av säkerhets- och säkerhetsskäl var det önskvärt att ha icke-operativ personal placerad utanför restriktionsområdet, så det beslöts att riva bygglägret Hanford och bara lämna kvar ett kvarvarande läger för tusen man i händelse av att nödbyggen skulle krävas. Områdesingenjörens kontor tog bort all elektrisk och mekanisk utrustning för återanvändning, men mycket av den var överskott för behoven hos Hanford Engineer Works och skickades antingen till andra Manhattan-projektplatser eller kasserades. Rivningskontraktet tilldelades Mohawk Wrecking and Lumber Company i Detroit , som lade det lägsta budet på 103 005,30 USD (motsvarande 1 550 411 USD 2021). Rivningen påbörjades i januari 1946 och förväntades ta tolv månader. Högst 363 arbetare sysselsattes. Föremål som räddades inkluderade 23 000 000 brädfot (54 000 m 3 ) timmer, 157 000 fot (48 000 m) trästav och 9 000 fot (2 700 m) vattenrör av stål, 55 000 fot 0,000 fot (0,000 m) och 0,0 kvadratfot (0,000 m) stålrör. ( 600 000 m 2 ) gipsskivor. Den totala kostnaden för Hanfords bygglägret fram till 31 december 1946 var 37 589 302 USD (motsvarande 522 337 348 USD 2021).

Richland

Richland bostadsområde i september 1943

Richland valdes som plats för driftbyn. Projektingenjörerna övervägde också Benton City, Washington . Det var mer lämpligt, men ingick inte i det från början förvärvade området och av säkerhetsskäl var det önskvärt att ha driftbyn inom restriktionsområdet. Manhattan District kunde ha förvärvat området men med tanke på motståndet mot markförvärvet som redan pågick, bestämde de sig för att istället använda Richland, som redan var under förvärv. Richland låg cirka 40 km från reaktorplatserna. Byn hade en befolkning på cirka 250, men var omgiven av små gårdar, så området på 2 500 hektar (1 000 ha) hade en befolkning på cirka 600. Invånarna i Richland fick till den 15 november 1943 att lämna sina hem.

Byplanen krävde initialt en by med 6 500 personer, utbyggbar upp till 7 500, baserat på antagandet att 30 till 40 procent av de operativa anställda skulle bo i de omgivande samhällena. Oförmågan hos dessa samhällen att absorbera siffrorna blev snart uppenbar, och i september 1943 fastställdes Richlands storlek till 16 000. DuPont lade ut kontraktet för att bygga byn på anbud, och kontraktet tilldelades lägstbjudande, G. Albin Pehrson, den 16 mars 1943. Pehrson öppnade ett kontor på Pasco High School . Han producerade en serie standardhusdesigner baserade på Cape Cod och husdesignmoden i ranchstil . Medan bygglägret Hanford hade en rutnätslayout, hade bostadsområdena i Richland krökta gator och återvändsgränder. Befintliga skugga och fruktträd behölls där det var möjligt. Elledningar gick bakom husen. Till skillnad från Oak Ridge och Los Alamos var Richland inte omgivet av ett högt trådstängsel. Eftersom det var öppet bad Matthias DuPont att se till att det hölls snyggt och snyggt.

Staden Richland

Pehrson accepterade behovet av snabbhet och effektivitet, men hans vision om en modell från slutet av 1900-talets gemenskap skilde sig från Groves. Groves var till exempel emot att butikerna hade skyltfönster , vilket han ansåg skulle uppmuntra till fönstershopping och impulsköp ; han ville att de skulle se ut som de utilitaristiska postutbytena på arméposter. I detta, och i många andra saker, fick Pehrson till slut sin vilja, eftersom DuPont var hans kund, inte armén. Resultatet blev en kompromiss mellan hans vision och Groves, även om den var närmare den förra än den senare. Groves ville att husen skulle ligga tätt intill varandra, så att invånarna kunde gå till bekvämligheter, men Pehrson gav dem rymliga tomter, så det krävdes bilar och bussar. Den initiala listan över kommersiella etableringar inkluderade ett köpcentrum, men bara två livsmedelsbutiker, var och en med 10 000 kvadratfot (930 m 2 ) butiksyta. När staden växte i storlek kunde Pehrson övertyga Groves att tillåta fler butiker, men i varje fall var han tvungen att tillhandahålla data som visade att anläggningen i fråga var lämplig för en by av storleken Richland. Den resulterande kompromissen skulle handikappa Richland i många år med otillräckliga trottoarer, butiker och butiker, inget medborgarcentrum och vägar som var för smala.

Man hoppades att de befintliga kommersiella anläggningarna skulle kunna återanvändas och de fick fortsätta att bedriva handel efter förvärvet men visade sig vara för små eller för dåligt belägna. Flera konverterades till andra användningsområden. De flesta av de nya kommersiella etableringarna stod klara den 15 februari 1945. Man hoppades likaså att de befintliga bostäderna skulle kunna återanvändas, men många av dem var i dåligt skick och att renovera dem skulle ha kostat mer än att bygga nya hus. I februari 1945 var endast 25 av de ursprungliga bostäderna, kända som trakthus, i bruk.

Prefabricerade bostäder i Richland

Cirka 1 800 prefabricerade hus lades till planen. Företaget som ansvarade för deras tillverkning, Prefabricated Engineering, hade inte utrustningen för att transportera dem till Richland från sin fabrik i Toledo, Oregon , så det anlitade ett Chicago-baserat företag för att göra detta. Underleverantören drabbades av krigstidsbestämmelser som kräver att företaget anställer lokala förare, och International Brotherhood of Teamsters, som hänvisade till säkerhetsfrågor. Matthias ordnade att prefabricerade husen levererades på järnväg, vilket kostade mer. Han förhandlade fram en uppgörelse med facket i april 1944, men Office of Defense Transportation och Interstate Commerce Commission var en annan sak, och Prefabricated Engineering tvingades anlita ett dyrare lokalt företag. När det sista av de prefabricerade husen beställdes i maj 1944 var de flesta tillgängliga platser borta, och prefabricerade hus klungades ihop på den västra sidan av Richland.

Att anlita en flyttman för att flytta ägodelar var svårt under krigstid, bostäderna, inklusive de prefabricerade husen, försågs med grundläggande inredning, inklusive ett kylskåp, en elektrisk spis och ett elektriskt varmvattensystem. De boende betalade månadshyror på mellan 27,50 USD (motsvarande 382 USD 2021) och 80,00 USD (motsvarande 1 112 USD 2021), beroende på husets storlek och typ. Förutom hus fanns också 25 sovsalar, åtta för män och sjutton för kvinnor. De första nitton byggda hade enkel- och dubbelrum, men de sista sex hade bara dubbelrum. Dessa gav boende för upp till 1 000 personer. Invånare i sovsal betalade från 15,00 USD (motsvarande 208 USD 2021) till 22,50 USD (motsvarande 313 USD 2021) per månad.

Bostäder auktoriserade i Richland
Klass 1 BR 2 BR 3 BR 4 BR Total
Prefabricerade 400 800 600 - 1 800
4 000 USD - 1 040 816 - 1 856
6 000 USD - - 500 - 500
7 500 USD - - 84 60 144
Total 400 1 840 2 000 60 4 300

Bostadsuppdragen baserades på den anställdes rang. På den tiden ansågs hus med tre sovrum vara en lyx, och Groves ville ha hus med två sovrum; men DuPont hävdade att en fjärdedel av de anställda skulle vara administratörer eller teknisk personal, som motiverade större bostäder. Groves var bestört över tanken på att gruppera hus av ett visst värde tillsammans, så att anställda av vissa led skulle bo tillsammans i samma stadsdel. För Groves var detta ett öppet påstående om social klass i USA , men DuPont hade sin väg och de bästa husen byggdes på de mest önskvärda tomterna längs flodfronten för chefer.

Befolkningen i Richland ökade spektakulärt när driftpersonal började anlända i januari 1944, och nådde en topp på 17 000 i mitten av året när konstruktion och start överlappade varandra. Den minskade sedan till 15 000 i slutet av året när byggnadsarbetarna lämnade. Före förvärvet hade Richland en grundskola för 320 elever och en gymnasieskola för 100 elever. Ytterligare en grundskola med 16 rum auktoriserades den 16 mars 1943, därefter en tredje och en fjärde. Den ursprungliga gymnasieskolan användes läsåret 1943–1944, men befanns vara för liten, varför en ny godkändes i juli 1943 och en tillbyggnad till den 1944. De fyra folkskolorna och gymnasiet hade lokaler. för 1 900 elever.

El togs från Pacific Power and Light Companys 66 kilovoltsledning. Två 5 000 kilowatt och en 10 000 kilowatt transformatorstation byggdes. Den centrala delen av Richland hade gatubelysning men i de yttre delarna tillhandahölls belysning endast vid korsningar. Gatorna var belagda med asfaltbunden makadam . Ett reningsverk byggdes för att hantera 900 000 US gallons (3 400 000 L) per dag; dess kapacitet måste fördubblas. En sophämtning anordnades. Vatten drogs från brunnar snarare än pumpning från Columbia River, även om ett pumphus designades. Brunnarna matades in i en reservoar på 1 000 000 US gallons (3 800 000 L). Vattenytan började sjunka oroväckande och fälten runt Richland översvämmades med vatten från bevattningssystemet för att underhålla det. Den totala kostnaden för byn Richland fram till 31 december 1946 var 43 674 392 USD (motsvarande 606 895 178 USD 2021).

Personal

Hanford byggnadsarbetare

Manhattan District och DuPont började rekrytera en betydande byggnadsarbetsstyrka med hjälp av United States Employment Service och War Manpower Commission . DuPont annonserade efter arbetare i tidningar för ett ospecificerat "krigsbyggprojekt" i sydöstra Washington, och erbjöd "attraktiv löneskala" och boendefaciliteter. Dagspriserna var mycket högre än på andra håll: i Hanford tjänade okvalificerade arbetare i genomsnitt $8 per dag (motsvarande $125 2021) när $3 till $4 var vanligt på andra håll i landet. Skickliga pipefitters och elektriker tjänade 15 USD per dag (motsvarande 235 USD 2021) när 10 USD var normalt. Övertid kan leda till att lönen blir ännu högre. Mellan 1943 och 1946 intervjuade rekryterarna 262 040 personer och anställde 94 307 av dem, till en genomsnittlig kostnad av 52,36 USD (motsvarande 820 USD 2021) per anställd. Hanford Engineer Works hade höga krav. De anställda som svetsare var tvungna att presentera arbetsuppgifter och jobbreferenser som går tillbaka femton år och sedan klara ett test som eliminerade 80 procent av de sökande. Defekta svetsar kunde inte tolereras, för när reaktorerna väl blev i drift skulle deras 50 000 fot (15 000 m) svetsfogar vara otillgängliga.

Byggarbetskraften nådde en topp på 45 096 den 21 juni 1944. Cirka tretton procent var kvinnor och icke-vita utgjorde 16,45 procent. Afroamerikaner bodde i segregerade kvarter och hade sina egna mässor och rekreationsområden. De fick mindre betalt än vita arbetare. Även om DuPont gick med på att anställa afroamerikaner som byggnadsarbetare, hade den ingen avsikt att anställa dem som driftpersonal. Dessa arbetare var alla vita och de flesta var protestanter; femton procent var katoliker och tio var judar. Inte all 1 532 operativ personal hade arbetat för DuPont tidigare, men de flesta kom från dess ammunitionsfabriker i Colorado, Illinois, Tennessee och Utah, där produktionen hade minskats eller stoppats under 1943. Vissa fick specialutbildning vid Oak Ridge eller Metallurgical Laboratorium. Mer än hälften av dem var över maxåldern på 38 år, och tre fjärdedelar av de 3 705 männen i åldrarna 18 till 26 i byggarbetskåren klassificerades som 4-F av det selektiva servicesystemet och behövdes inte tjänstgöra eftersom de inte uppfyllde arméns fysiska, mentala eller moraliska minimikrav. Manhattan District ordnade med lokala utkast till nämnder för undantag för nyckelpersoner. Den selektiva serviceavdelningen på områdets ingenjörskontor hanterade 14 701 ansökningar om dispens, och 50 procent godkändes. Dessa skickades vidare till den lokala utkaststyrelsen med ett brev undertecknat av Matthias.

Hanford byggnadsarbetare

Att rekrytera arbetare var ett problem; att behålla dem var en annan. Omsättningen var ett allvarligt problem. Groves var tillräckligt bekymrad för att begära exitintervjuer . Dessa avslöjade att de främsta orsakerna till missnöje bland arbetarna var den isolerade platsen, de dåliga arbetsförhållandena och en känsla av att arbetet inte var viktigt för krigsinsatsen. Uppfattningen att arbetet var oviktigt skapades av hemlighetsmakeriet kring Manhattanprojektet, och en känsla av förestående seger i Europa mot slutet av 1944 hjälpte inte heller. När beskedet kom om att arbetare skulle lämna började andra distrikt inom ingenjörskåren tjuvjaga dem. För att kompensera för bristen i antalet arbetare införde Matthias en fem och en halv dag och sedan en sex dagars arbetsvecka. Arbetarna arbetade en tio timmar lång dag. En åtta veckor lång kampanj mot frånvaro bland byggnadsarbetarna som inleddes i november 1943 minskade frånvaron från 9,8 procent till 5,9 procent. Frånvaron nådde en rekordlåga nivå på 5,3 procent i september 1944.

Vissa färdigheter var efterfrågade. Den ena var pipefitting ; reaktorerna krävde vatten för att kyla dem och de kemiska separationsanläggningarna flyttade material från steg till steg i rör. I båda fallen måste arbetet vara av högsta kvalitet, för när radioaktiva ämnen väl introducerades skulle det vara för farligt att reparera dem. Överenskommelser gjordes med International Association of Plumbers and Pipe Fitters att om någon lokalavdelning kunde göra tjugo eller fler rörmontörer tillgängliga för Hanford Engineer Works, skulle Air Transport Command flyga dem från deras hemstat. I augusti 1944 ordnade Manhattan-distriktet så att 198 skickliga rörmontörer blev permitterade från armén för att arbeta med projektet. Stimson angav att de är personal med begränsad service som inte är kvalificerad för utlandstjänst. De överfördes till reservaten och togs på av rörledningsunderleverantören som civila. Den första av dem anlände till Hanford Engineer Works den 1 september.

Efter en industriolycka där sju arbetare, inklusive några rörmontörer, dog av att ha blivit krossade när en tank som flyttades på plats tappades från en kran, bad facket om lokal representation på platsen. Groves avslog begäran, men Matthias gick med på att ta ut fackföreningsavgifter från lämpliga arbetare på fackets vägnar. Detta hindrade inte arbetarna från att strejka, och det förekom en rad vilda strejker och stopp. Trots det var Hanford Engineer Works rekord för industriella relationer bra. Av 126 265 662 arbetstimmar som byggnadsarbetarna arbetade mellan december 1943 och december 1946 gick endast 15 060 arbetstimmar (0,011 procent) förlorade på grund av stopp, och 205 av dessa var tvister med ledningen; övriga 14 855 förlorade mantimmar berodde på jurisdiktionstvister.

Chaufför på Hanford Engineer Works

En annan arbetskälla var fångar. Manhattandistriktet arrangerade med Federal Prison Industries så att grödor skördades av fångar från McNeil Island Penitentiary . De flesta av fångarna var samvetsvägrare . Ett speciellt läger upprättades för dem med en kapacitet på 300; under kriget var det nästan alltid fullt. De renade fälten, beskär träden, plockade frukten och skördade skördarna. De underhöll bevattningsdiken, staket och gårdsegendomar. Skördade skördar användes för att komplettera fängelsekosten, med sålda överskott. Till en början odlade de mellan 1 300 och 1 500 tunnland (530 och 610 ha), men från december 1944 minskade DuPont odlingsarealen på grund av radiologiska risker, och i oktober 1946 hade den areal som skördades minskat till 800 tunnland (320 ha). Antalet anställda fångar sjönk till 120 1946, eftersom krigets slut kraftigt hade minskat antalet fängslade vapenvägrare, och att använda förhärdade brottslingar skapade disciplinproblem, vilket ledde till ett slut på ordningen.

Förhållandena vid Hanford Engineer Works var utan tvekan farliga: arbetare fick hantera höga spänningar, giftiga kemikalier och radioaktiva ämnen. Icke desto mindre, mellan december 1943 och december 1946, arbetade 28 902 042 arbetstimmar av icke-byggnadsarbetare med 0,81 olyckor per miljon arbetade timmar, inklusive ett dödsfall, och en svårighetsgrad på 0,26, mätt i förlorade dagar per tusen arbetade timmar. Detta var klart lägre än då siffrorna för olyckor i industrin. 1946 vann Hanford Engineer Works ett pris för 144 dagar i sträck utan en arbetsplatsolycka som involverade tidsförlust på grund av skada; det gick så småningom utan en i 235 dagar.

Läkarprogrammet vid Hanford Engineer Works leddes av William Dagett Norwood. Han fick tjänsterna av Herbert M. Parker , en fysiker från Metallurgical Laboratory i Chicago, som blev hälsofysiker. Norwood övervakade byggandet av Kadlec-sjukhuset , som var bemannat av civila, och hanterade ett utbrott av hjärnhinneinflammation bland byggnadsarbetarna som resulterade i två dödsfall. Arbetare i produktionsanläggningarna bar filmmärkesdosimetrar och två små joniseringskammare som kallas "pennor". Pennorna lästes och deras resultat registrerades dagligen; dosimetrarna på en veckovis. Urinprover togs för att upptäcka radioaktiva isotoper, särskilt plutonium. En del upptäcktes, upp till mängder av 0,004 mikrocurie (0,15 kBq ). Mellan januari och augusti 1944 enbart i 200-området bearbetades mer än en miljon pennor och 170 000 dosimetrar.

Faciliteter

Flygfoto över 300-området 1944

Utformningen av Hanford Engineer Works i december 1942 gav tre reaktorer och två separationsenheter, med möjlighet att lägga till ytterligare tre reaktorer och en tredje separationsenhet. De tre reaktorerna skulle placeras nära Columbia River i närheten av White Bluffs i tre områden betecknade 100-B, 100-D och 100-F. Var och en befann sig 6 miles (9,7 km) från alla andra installationer. Tre separationsområden, 200 W, 200 N och 200 E låg 16 km söderut. Två separationsenheter var belägna på 200-W, med cirka 1 mil (1,6 km) mellan dem, och en vid 200-E. Det fanns en annan produktionsanläggning, 300, som låg norr om Richland.

Tillverkning

Den högsta prioriteringen för konstruktion var området för metalltillverkning och testning (500), för det innehöll anläggningar utan vilka de andra inte kunde fungera. Dess 41 permanenta byggnader och 19 anläggningar inkluderade de för att testa material som ska användas i konstruktion och drift, och för att tillverka de uranbränsleelement som används av reaktorerna. Endast tre eller fyra av dess byggnader behövdes dock brådskande. Det uppstod stora svårigheter med att hålla tidsfristerna. Det största problemet var att funktionen för Hanford Engineer Works var ny, och det fanns lite tidigare erfarenheter att dra på. Planerna var föremål för förändringar under byggprocessen eftersom mer lärdes. Detta gällde särskilt laboratorietestområdena.

Monterad uransnigel

Uran anlände till Hanford Engineer Works i form av ämnen som var ungefär 4 + 1 2 tum (11 cm) i diameter och 12 till 20 tum (30 till 50 cm) långa. I området för metalltillverkning och testning (500) värmdes de till 1 700 °F (930 °C) i en ugn med en inert argongasatmosfär och extruderades genom ett munstycke med hjälp av en hydraulisk press för att bilda stavar 1 + 1 2 tum (3,8 cm) i diameter och cirka 12 fot (3,7 m) lång. De släcktes sedan i vatten och värmdes igen i en argonatmosfär för att förhindra bildning av gasfickor eller föreningar av uran och väte. Stavarna rätades ut och bearbetades med svarvar till bitar, kända som "sniglar", 1,569 tum (3,99 cm) i diameter och 8 tum (20 cm) långa. Den initiala laddningen av de tre reaktorerna krävde mer än tjugo tusen ämnen, och ytterligare två tusen krävdes varje månad.

Det var nästa steg som orsakade mest problem. Uranet måste skyddas från korrosion av kylvattnet och kylvattnet från förorening av radioaktiva klyvningsprodukter . Det ideala konserveringsämnet hade hög motståndskraft mot korrosion av vatten, låg förmåga att absorbera neutroner och kunde överföra värme till kylvattnet. Detta minskade materialvalet till aluminium och aluminium-kisellegering . Uran var mycket reaktivt med vatten, så burken måste vara vattentät. Faktum är att den måste vara lufttät för att förhindra att gasformiga klyvningsprodukter läckte ut. Och den måste vara stark, för en sprängburk skulle inte bara frigöra fissionsprodukter, den kunde fastna i reaktorn, stoppa flödet av kylvatten och tvinga fram en fullständig avstängning av reaktorn.

DuPont undersökte problemet vid Hanford Engineering Works, medan Metallurgical Laboratory studerade det i Chicago. Uran var så reaktivt att oxidation skedde oavsett hur snabbt konserveringsprocessen applicerades. Flera tekniker prövades utan framgång, eftersom de inte lyckades få den exakta passformen. Ett kontrakt hyrdes ut för obundna sniglar i fall ingen konserveringsprocess kunde hittas, men detta var onödigt. En kväll försökte DuPonts Raymond Grills och hans assistent Ed Smith utföra konserveringsoperationen i ett bad av smält lod, vilket höll syret borta. De fann att detta skapade en jämn uppvärmning av snigeln och en tät passform av aluminiumburken, även om värmen smälte ett hål i den. Tekniken innebar därför att doppbelägga snigeln, först i ett smält bad av 50–50 koppar-tennlegering, sedan i ett av aluminium-kisellegering. Aluminiumburken värmdes och rengjordes kemiskt och placerades i en skyddande stålhylsa och sedan i en press, med en liten mängd smält aluminium-kisellegering tillsatt. Den heta pluggen och aluminiumlocket pressades sedan in i burken vid förhöjd temperatur, vilket förflyttade det mesta av den smälta aluminium-kisellegeringen men lämnade tillräckligt för att fylla eventuella tomrum. Locket bågsvetsades sedan på burken i en argonatmosfär.

Snigelproduktionen började i juni 1944 och i september hade tillräckligt med konserverade sniglar ackumulerats för att börja ladda den första reaktorn. I augusti 1944 förbättrades processen genom att sänka temperaturen på koppar-tennlegeringen med 50 °F (10 °C). Detta höjde antalet acceptabla konserverade sniglar från några procent till mer än 75 procent. I september övergavs de hydrauliska pressarna till förmån för en process där sniglar, burkar och toppar monterades manuellt i lödbadet. Detta ökade antalet acceptabla konserverade sniglar till över nittio procent. De konserverade sniglarna inspekterades visuellt för varp eller defekter. De utsattes sedan för frosttestet. Detta involverade rengöring av snigeln med koltetraklorid och besprutning med en nästan mättad lösning av acenaften för att producera en jämn vit film på ytan. Om det fanns en defekt var den inducerade värmen över 95 °C (203 °F) smältpunkten för acenaften och den smälte vid punkten för defekten. Sniglar testades sedan genom att exponeras för ånga vid 175 °C (347 °F) och 100 pund per kvadrattum (690 kPa) under fyrtio timmar. Mindre än en defekt snigel hittades för varje 2 000 testade. De som visade sig vara defekta fick sina beläggningar upplösta med en blandning av kaustiksoda och natriumnitrat , följt av en nedsänkning i fluorvätesyra och en slutlig tvätt med salpetersyra.

Bestrålning

B-reaktor under uppbyggnad den 9 januari 1944

Byggnadsarbetet på reaktorerna kunde inte påbörjas förrän Wilmington släppte planerna, vilket inte inträffade förrän den 4 oktober 1943, men ingenjörerna var medvetna om att de skulle vattenkylas och drivas med 250 MW. Byggnationen av kylvattenanläggningarna i område 100-B påbörjades därför den 27 augusti. Reaktorerna skulle normalt köras vid 65 °C (149 °F), långt under vattnets kokpunkt, både för säkerhets skull och eftersom aluminium korroderar vid höga temperaturer. Nittiofyra procent av värmen fanns i de konserverade sniglarna, med det mesta av resten i grafitmoderatorn.

Det uppskattades att varje reaktor skulle kräva 30 000 US gallon per minut (1 900 L/s) och de tre separationsområdena skulle kräva ytterligare 5 000 US gallon per minut (320 L/s) mellan dem. Detta skulle normalt räcka för en stad med en miljon människor. Men även om reaktorn kunde stängas av på två och en halv sekund, skulle den fortsätta att generera ungefär en femtedel av värmen med full effekt på grund av sönderfallet av klyvningsprodukter, som långsamt skulle minska. Det var därför viktigt att vattenflödet inte upphörde. Av denna anledning installerades fyrtio pumpar med en total kapacitet på 355 000 US gallon per minut (22 400 L/s). Om strömmen avbröts, skulle ångpumparna automatiskt koppla in och fortsätta att leverera vatten med full kapacitet tillräckligt länge för att tillåta en ordnad avstängning.

Man övervägde att använda grundvatten, vilket skulle spara kostnaderna för att bygga filtreringsanläggningar, men tester visade att tillgången var otillräcklig även för en reaktor. Vatten måste därför hämtas från Columbiafloden. Vattenintag utformades för att skydda fisken. Det måste finnas faciliteter för att avlägsna alger, fasta ämnen, gaser och lösta mineraler från vattnet. På sommaren skulle vattnet vara för varmt, så kylning krävdes. För att spara tid utelämnades detta från den första reaktorn som skulle byggas, B Reactor, som till en början skulle fungera under vintermånaderna när vattnet inte krävde någon kylning.

Helium cirkulerades genom reaktorerna för att tillhandahålla ett ytterligare icke-neutronabsorberande kylmedel och ett sätt att minska temperaturskillnaderna i delar av reaktorn. Fukt avlägsnades från heliumet med användning av silikagel och föroreningar avlägsnades genom att passera det genom ett kolfilter. Den kom in i reaktorn genom en kanal i golvet och passerade genom reaktorn via ett horisontellt grenrör framtill, och samlades så småningom upp genom ett horisontellt grenrör på baksidan.

Framsidan av B-reaktorn 2013

Den 1 februari 1944, med det 28 fot (8,5 m) tjocka betonggolvet i reaktorbyggnaden utgjutet, började arbetare montera själva reaktorn. Arbetarna satte gjutjärnsblock som skulle bilda den termiska skölden, och de 726 laminerade stål- och masonitblocken , som var och en vägde 10 korta ton (9,1 t) som skulle bilda den biologiska skölden på framsidan (laddning) och baksida (urladdning). Stålet absorberade gammastrålar och gav strukturell styrka. Träet, som är rikt på väte, absorberade gammastrålar och neutroner. Stålet kom i plåtar 1 + 7 8 tum (4,8 cm) tjocka och masoniten i plåtar 1 8 tum (0,32 cm) tjocka. Varje vägg innehöll 26 tum (66 cm) stål och 24 tum (61 cm) masonit. Den biologiska skölden använde 20 000 korta ton (18 000 t) stål och 7 600 000 kvadratfot (710 000 m 2 ) masonit. Den termiska skölden absorberade också strålning, men dess primära syfte var att förhindra att betongfronten sönderdelade under neutronbombardement. Den bestod av 15 000 10-tums (250 mm) gjutjärnsblock och placerades mellan grafiten och den biologiska skölden.

Därefter lades gjutjärnsbasen . Detta skulle svetsas till de liknande sektionerna fram-, bak- och sidosektioner för att helt omsluta reaktorn och göra den lufttät. Topp-, botten-, fram- och baksidorna var 10 tum (250 mm) tjocka och de på sidorna var 8 tum (200 mm) tjocka. De främre och bakre ytorna innehöll 2004 hål för aluminiumrören. I Metallurgiska Laboratoriets ursprungliga design fanns 1 500 rör arrangerade i en cirkel i mitten av ansiktena. DuPonts George Graves ändrade detta för att fylla i hörnen samt en säkerhetsfaktor, vilket resulterade i 2 004 hål. Det fanns 29 hål i toppen för vertikala styrstavar och nio i sidorna för horisontella styrstavar. Fram- och utloppsytan innehöll också 208 hål för kylvattenrören. En hiss på framsidan stödde en maskin för att placera laddningarna. Den termiska skölden hade nära toleranser: basen måste bearbetas med en noggrannhet av 0,008 tum (0,20 mm) och ha en planhet efter injektering i betongen på ±0,005 tum (0,13 mm). Basen stod klar den 19 maj.

B Reaktorns automatiska rörlastare

Sedan kom grafiten. Detta kom från tillverkaren i 10-till-40-tum (25 till 102 cm) långa block med ett 4 + 3 16 -tum (10,6 cm) kvadratiskt tvärsnitt. Baserat på erfarenhet av X-10 grafitreaktorn vid Clinton Engineer Works färdigställdes blocken på plats. En löpande process användes för detta. Varje block rengjordes noggrant och numrerades. Precision och renlighet betonades; arbetarna bar speciella uniformer och placerade grafitblocken med handskar. Varje lager dammsugdes för att avlägsna smuts och damm. Det sista blocket lades den 11 juni och den övre skölden monterades. Resultatet blev en massa av grafit 36 ​​fot (11 m) tvärs över, 36 fot (11 m) hög och 24 fot (7,3 m) framifrån och bak. Reaktorerna innehöll inga rörliga delar; de enda ljuden var pumparnas.

Compton, Fermi, Greenewalt, Matthias, Williams och personal från Wilmington och Metallurgical Laboratory fanns på plats för uppstarten av B Reactor den 13 september 1944. Den dagen tog Operations Department ansvar för 100-B-området från Construction Department, bl.a. några mindre arbeten som var oavslutade. Fermi satte in den första snigeln 17:43. En kedjereaktion påbörjades utan kylvatten i reaktorn (torrkritisk) klockan 02:30 den 15 september med 400 rör laddade. Med vatten som strömmade genom rören uppnåddes våtkritisk kl. 17:30 den 18 september, med 834 rör laddade. Produktionen startade i lågeffektläge kl. 22:48 den 26 september. Effekten ökades till 9 megawatt, men efter en timme märkte operatörerna att strömmen hade börjat falla och vid 18:30 den 27 september hade reaktorn stängts av helt. Följande morgon startade reaktorn plötsligt, men den stängdes av igen när effektnivån höjdes.

Möjligheten att det fanns kylvätskeläckage eller en förorening i vattnet undersöktes, men inga bevis hittades. Misstanken föll då på att ett okänt neutrongift genererades som en klyvningsprodukt. Compton bad Walter Zinn att leta efter bevis i Chicago Pile-3- reaktorn i Argonne och Richard L. Doan för att undersöka med X-10 Graphite Reactor vid Clinton Engineer Works. Zinn hittade bevis. Fermi och Greenewalt fastställde oberoende av varandra att boven var Xenon-135 . Även om dess neutronabsorberande egenskaper – 70 gånger större än någon tidigare känd isotop – kom som en överraskning, hade möjligheten att ett neutrongift skulle skapas övervägts. Det beräknades att reaktorn kunde fungera på 14 megawatt med 1 000 rör laddade, 94 megawatt med 1 600 rör och 216 megawatt med 2 004 rör. Detta visade fördelen med de extra rören. Det hjälpte också att reaktorn hade nio styrstavar istället för bara tre, vilket möjliggjorde en ordnad avstängning med det extra bränslet.

Separation

Nästa fas i produktionsprocessen var att separera plutoniumet i de bestrålade sniglarna från uran och fissionsprodukter. Separeringsanläggningarna innehöll en separationsbyggnad, där separationen skulle genomföras; en ventilationsbyggnad för bortskaffande av radioaktiva gaser; och ett avfallslagringsområde för bortskaffande av fast och flytande avfall. I den ursprungliga planen skulle det finnas åtta separationsanläggningar, men som ett resultat av erfarenheterna från pilotanläggningen vid Clinton Engineer Works reducerades detta till fyra och sedan, sommaren 1944, till tre: T- och U-anläggningar kl. 200-W och B-anläggning vid 200-E.

221-T byggnad under uppförande

Prioritet för byggnation gavs till anläggningar i 300- och 100-områdena, eftersom de skulle krävas först, och det fanns inte tillräckligt med kvalificerad arbetskraft för att arbeta på alla områden samtidigt. Lite arbete gjordes på de 200 områdena fram till januari 1944. Även om byggandet påbörjades den 26 juni 1943, var arbetet vid 200-W endast tre procent färdigt i slutet av året. Konstruktionen av separationsbyggnaden, 221-T, påverkades också av förseningar i leveransen av kritisk utrustning som rostfritt stålrör och 10-tonskranen. Det gjordes också några sena designändringar. Tempot ökade i mitten av 1944 och 100-W färdigställdes i december. Mark bröts i 100-E-området den 2 augusti 1943, men arbetet var endast sex procent färdigt i slutet av april 1944. Det färdigställdes i februari 1945. Mark bröts vid 200-N den 17 november 1943 och slutfördes i november 1944. T-anläggningen började bearbeta bestrålade sniglar den 26 december 1944; B Plant följde den 13 april 1945. U plant gjorde det aldrig och användes som träningsanläggning.

Mängden plutonium i varje konserverad snäcka var beroende av tiden som tillbringades i reaktorn, positionen i reaktorn och reaktorns effektnivå. Historiken för var och en av de 70 000 sniglarna i varje reaktor registrerades och spårades med en automatisk registerkortsmaskin. Rör kan selektivt tömmas. Utsläppet skedde samtidigt med omladdningen: när nya snäckor fördes in i röret, föll de bestrålade ut från utloppssidan på en neoprenmadrass och rullade sedan in i den vattenfyllda utloppsbassängen. Vattnet var tillräckligt djupt för att skydda arbetsområdet ovanför från strålning. Sniglarna sorterades manuellt med långa tänger och placerades i hinkar upphängda i ett överliggande monorailsystem. Hinkarna vägdes, placerades i blyfodrade vattenkylda fat och transporterades till lagringsutrymmet (200-N) på en speciell järnvägsvagn som manövreras med fjärrkontroll. Varje tankbil bar två fat. Här lagrades de under vattnet för att kortlivade men mycket radioaktiva klyvningsprodukter kunde sönderfalla.

Inne i 221-T-byggnaden

Separationsbyggnaderna var massiva fönsterlösa betongkonstruktioner, 800 fot (240 m) långa, 80 fot (24 m) höga och 65 fot (20 m) breda, med betongväggar 3 till 5 fot (0,91 till 1,52 m) tjocka. Inuti var byggnaderna kanjoner och gallerier. Gallerierna innehöll rörledningar och utrustning. Kanjonerna var uppdelade i 22 sektioner i T-anläggning och 20 i B-anläggning. Varje sektion innehöll två betongceller. Sektionerna var 40 fot (12 m) långa, förutom sektionerna 1, 2 och 20, som var 44 fot (13 m) långa. De flesta av cellerna var 15 fot (4,6 m) kvadratiska och 20 fot (6,1 m) djupa och var separerade från varandra av 6 fot (1,8 m) tjocka betongblock. Föremål kunde flyttas med en 60 fot (18 m) lång traverskran . När kanjonerna väl började bearbeta bestrålade sniglar skulle maskineriet bli så radioaktivt att det skulle vara osäkert för människor att någonsin komma i kontakt med det. Ingenjörerna var tvungna att ta fram metoder för att byta ut vilken komponent som helst via fjärrkontroll. De kom fram till ett modulärt cellkoncept, som gjorde att huvudkomponenter kunde tas bort och ersättas av en operatör som satt i en tungt avskärmad traverskran.

Periskop och sluten TV gav kranföraren bättre överblick över processen. Man fann att strålning svärtade periskopens glaslinser, så man använde istället plast. Operatörerna föredrog i allmänhet periskopen, designade av Metallurgical Laboratory och DuPont i Chicago och byggda av DuPont i Wilmington, framför sluten krets-TV, eftersom bildkvaliteten på den senare var dålig. Raymond Genereaux, chefen för separationsanläggningarna, lät operatörerna montera all utrustning inuti med fjärrkontroll som om området redan var radioaktivt.

Byggnad 224-T i december 1944

En serie kemiska bearbetningssteg separerade plutoniumet från det återstående uranet och klyvningsavfallsprodukterna. Sniglarna dumpades i en upplösare, täcktes med natriumnitratlösning och kokades upp, följt av långsam tillsats av natriumhydroxid . Efter att ha tagit bort avfallet och tvättat sniglarna användes salpetersyra för att lösa upp dem. Vismutnitrat och fosforsyra tillsattes, vilket gav vismutfosfat, som fälldes ut och förde med sig plutonium. Fällningen avlägsnades från lösningen med en centrifug och vätskan utmatades som avfall. Detta minskade gammastrålningen med 90 procent. Fällningen placerades i en annan tank och löstes i salpetersyra. Natriumvismutat eller kaliumpermanganat tillsattes för att oxidera plutoniumet. Vismutfosfatet fälldes ut och plutoniumet lämnades kvar i lösning. Detta steg upprepades sedan.

Den plutoniumhaltiga lösningen hade nu 100 000-del av den ursprungliga gammastrålningen. Den överfördes från de 221 byggnaderna till de 224 Bulk Reduction-byggnaderna genom underjordiska rör. Dessa var 40 fot (12 m) höga, tre våningar betongkonstruktioner placerade 150 fot (46 m) på baksidan av de 221 byggnaderna. Fosforsyra tillsattes och vismutfosfatet fälldes ut och avlägsnades. I "crossover"-steget användes en lantanfluoridprocess. Lantansalter och vätefluorid tillsattes och lantanfluorid fälldes ut, vilket lämnade plutoniumet i lösning. Detta avlägsnade lantanider som vismutfosfatprocessen inte kunde. Processen upprepades sedan. Denna gång tillsattes kaliumhydroxid för att metatesisera lösningen. Vätska avlägsnades med en centrifug och den fasta substansen löstes i salpetersyra för att bilda plutoniumnitrat. Vid denna tidpunkt skulle en 330-US-gallon (1 200 L) sats som skickades till 224-T-byggnaden ha koncentrerats till 8 US gallon (30 L). Det sista steget utfördes i byggnaden 231-Z Isolation, där väteperoxid, sulfater och ammoniumnitrat sattes till lösningen och plutoniumet fälldes ut. Det löstes i salpetersyra och lades i fraktburkar, som kokades i varm luft för att producera en plutoniumnitratpasta.

Radioaktivt avfall från den kemiska separationsprocessen deponerades i tankfarmar bestående av 64 enkelskaliga underjordiska avfallstankar (241-B, 241-C, 241-T och 241-U).

Operationer

Den 19 juli 1944 informerade Charles A. Thomas Williams och Greenewalt om att Robert Oppenheimer , chefen för Manhattanprojektets Los Alamos Laboratory , hade gett upp allt hopp om att få kärnvapnet av Thin Man -typ att fungera. Los Alamos-laboratoriet skulle nu koncentrera sig på utvecklingen av Fat Man -kärnvapen av implosionstyp . Ett möte med Groves och James B. Conant i Washington, DC, arrangerades den 21 juli. Vid denna tidpunkt var Reactor B nästan färdig, men Reactor D låg flera månader efter den, och Reactor F var inte ens en kvart färdig. Om Los Alamos-laboratoriet på något sätt kunde designa och bygga ett fungerande implosionsvapen på bara några månader, skulle varje bomb bara kräva några kilogram plutonium, och det kanske inte skulle behövas reaktor F. Om inte, då skulle det behöver inte någon av reaktorerna alls. Groves och Conant var inte övertygade om att siffrorna de hade var tillräckligt tillförlitliga för att ta ett så drastiskt steg som att avbryta Reactor F, och de föreslog att Williams och Greenewalt skulle diskutera frågan med Fermi när de kom tillbaka till Hanford. Det gjorde de, och Fermi bekräftade att ett vapen av implosionstyp verkligen skulle kräva mycket mindre plutonium.

Reaktorstart
Reaktor
Laddningen påbörjades

Laddningen är klar
I drift Full styrka
B 13 september 1944 28 december 1944 26 september 1944 4 februari 1945
D 5 december 1944 10 december 1944 17 december 1944 11 februari 1945
F 15 februari 1945 19 februari 1945 25 februari 1945 8 mars 1945

Den första omgången plutonium förädlades i 221-T-fabriken mellan 26 december 1944 och 2 februari 1945. Partier av plutoniumnitrat skickades i en liten lastbil i tjugo metallcontainrar inuti trälådor, eskorterade av två patrullbilar. Matthias skickade den personligen med tåg från Portland till Los Angeles, där han levererade den för hand till kuriren från Los Alamos Laboratory . Han valde att skicka den på väg eftersom han ansåg att luften var för riskabel och järnvägen för långsam. Den 28 mars var alla tre reaktorerna i drift med full effekt, 250 megawatt, för första gången, och i april var tåg som innehöll kilogram-kvantitetstransporter av plutonium på väg till Los Alamos var femte dag. Vägkonvojer ersatte tågen i maj, och i slutet av juli började transporter skickas med flyg från flygplatsen i Hanford. Plutoniumet som fraktades till Los Alamos var minst 98 procent rent. Det enda klagomålet från Los Alamos var närvaron av kiseldioxidfibrer som blev över från filtreringsprocessen; dessa minskade eftersom produktionsprocessen förfinades och färre filtreringar krävdes.

Den 10 mars 1945 träffade en japansk ballongbomb en högspänningslinje mellan Grand Coulee och Bonneville. Detta orsakade en elektrisk överspänning i ledningarna till reaktorerna. Ett scram initierades automatiskt och säkerhetsanordningarna stängde av reaktorerna. Bomben misslyckades med att explodera och transmissionsledningen skadades inte särskilt mycket. Hanford Engineer Works var den enda amerikanska kärnkraftsanläggningen som kom under fiendens attack.

På Oppenheimers begäran producerade Hanford Engineer Works också polonium-210 . Greenewalt protesterade mot avledningen av plutoniumproduktionskapaciteten till Compton, men utan resultat; polonium krävdes för neutroninitiatorerna , och att koncentrera all produktion till X-10 grafitreaktorn vid Oak Ridge skulle äventyra hela ansträngningen om det inträffade ett missöde där. Den 1 maj laddades fyra rör i D-reaktorn med 264 sniglar innehållande vismut . De bestrålade vismutsniglarna skeppades till Los Alamos för bearbetning. Det fanns ett intensivt tryck i juni och början av juli för att producera mer plutonium för Trinity-testet den 16 juli 1945 och i slutet av juli för operativt bruk. Experiment utfördes för att öka satsstorleken. Detta var farligt, eftersom det inte var känt hur mycket plutoniumhaltig vätska som säkert kunde hanteras utan risk för en kritisk olycka . Förändringar gjordes i rutinerna i juli och augusti för att minimera risken. Längden på kylperioden skars ned till mindre än trettio dagar, och möjligen så kort som femton dagar.

Efterkrigstiden

Projektkostnadsöversikt fram till 31 december 1946

Under hela kriget upprätthöll Manhattan-projektet en topphemlig klassificering. Tills nyheterna kom om atombombningen av Hiroshima visste färre än en procent av Hanfords arbetare att de arbetade med ett kärnvapenprojekt. Groves noterade att "Vi försäkrade oss om att varje medlem i projektet grundligt förstod sin del i den totala ansträngningen; det och inget mer." Orden "uran" och "plutonium" var förbjudna; den förra var "oädel metall" och den senare "produkt". Affischer och tecknade serier med "Security Jane" och "Corporal Paddy" uppmanade arbetarna att undvika att prata om det arbete de utförde.

Existensen och syftet med Hanford avslöjades offentligt genom pressmeddelanden den 7 och 9 augusti 1945, efter bombningen av Hiroshima men innan Hanford plutonium i en Fat Man- bomb användes vid bombningen av Nagasaki den 9 augusti. Ytterligare detaljer kom med publiceringen av Smyth-rapporten den 12 augusti 1945. Allmänheten informerades nu om Hanford, även om rapporten inte avslöjade många av Hanfords hemligheter. Groves överlämnade Hanford Engineer Works med Army-Navy "E" Award den 20 oktober 1945. Han ordnade så att senatorerna Hugh Mitchell , Homer S. Ferguson och Harley M. Kilgore fick en guidad rundtur i Hanford Engineer Works. De var de första civila som inte var direkt kopplade till Manhattan-projektet som gick in i en processbyggnad.

Matthias efterträddes som områdesingenjör av överste Frederick J. Clarke i januari 1946. DuPont skulle också snart vara borta. Manhattandistriktets ursprungliga kontrakt med DuPont var under krigets varaktighet plus sex månader därefter. Ett tilläggsavtal förlängde detta till 30 juni 1946, med en option att förlänga ytterligare ett år, vilket Groves utövade. Groves försökte förhandla fram en långsiktig förlängning, men Carpenter avböjde. Han gick med på att stanna kvar till den 31 oktober 1946, men han insisterade på att DuPont skulle gå därifrån. Den 11 mars 1946 informerade Groves Patterson, som hade efterträtt Stimson som krigsminister den 21 september 1945, att DuPont skulle behöva ersättas. Eftersom DuPont lämnade innan kontraktet löpte ut, bad regeringen om 33 cent av en dollaravgift tillbaka.

Groves val av ersättare var General Electric . Dess president, Charles Wilson , var till en början motvillig, men den 28 maj 1946 accepterade han uppdraget. Kontraktet föreskrev att General Electric skulle driva Hanford Engineer Works, designa och bygga ändringar och tillägg samt bedriva forskning och utveckling i samband med arbetet i Hanford. Det gjorde det möjligt för General Electric att ensidigt dra sig ur om lagstiftning inför kongressen för att skapa Atomic Energy Commission inte föll i smaken. Det föreskrev också etableringen av Knolls Atomic Power Laboratory , ett nytt statligt ägt laboratorium där General Electric skulle bedriva forskning och utveckling. General Electric tog över verksamheten i Hanford den 1 september 1946 och accepterade formell kontroll den 30 september.

Den 31 december 1946 avslutades Manhattan-projektet och kontrollen över Hanford-platsen övergick till Atomic Energy Commission. Den totala kostnaden för Hanford Engineer Works fram till den tiden var 348 101 240 $ (motsvarande 4 837 181 565 $ 2021). Projektet hade byggt 386 miles (621 km) vägar, 158 miles (254 km) järnväg och fyra elektriska transformatorstationer, med mer än 50 miles (80 km) överföringsledningar och 780 000 kubikyard (600 000 m 3 ) av betong och 40 000 korta ton (36 000 ton) konstruktionsstål gick in i dess konstruktion.

Anteckningar

Vidare läsning

externa länkar

Koordinater :