Mặt trước lõi lò phản ứng B ở cơ sở Hanford. Ảnh: Flickr
Nằm chính giữa cơ sở Hanford, tổ hợp sản xuất nguyên liệu hạt nhân đã giải thể trên sông Columbia gần Richland, Washington, là Lò phản ứng B, lò phản ứng hạt nhân quy mô lớn đầu tiên được xây dựng trên thế giới. Trong hơn 40 năm, Lò phản ứng B cùng với 8 lò khác, sản xuất đủ plutonium để tạo ra hơn 60.000 vũ khí hạt nhân, bao gồm phần lớn kho vũ khí hạt nhân đồ sộ của Mỹ. Lò phản ứng B nằm trong số vài hệ thống ra đời trong Dự án Manhattan bí mật vẫn tồn tại và cho phép công chúng tiếp cận, theo Amusing Planet.
Uranium-235 và plutonium-239 là hai vật liệu phân hạch được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện hạt nhân và vũ khí hạt nhân. Nhưng chúng không dễ thu thập. Uranium-235 rất khan hiếm, vì vậy để chế tạo vũ khí, uranium có sẵn trong tự nhiên cần được làm giàu bằng một loạt quá trình khó khăn và tốn kém.
Ngược lại, plutonium-239 thậm chí không tồn tại trong tự nhiên. Chu kỳ bán rã của plutonium-239 là 24.000 năm, do đó nếu đồng vị này từng tồn tại khi Trái Đất hình thành, nó đã phân rã từ lâu trước các nguyên tố khác. Nhưng plutonium-239 có thể sản xuất. Nếu chiếu neutron vào uranium-238, một số hạt nhân uranium sẽ hấp thụ neutron và trở thành uranium-239. Nhưng hạt nhân này chứa quá nhiều neutron để ổn định và nhanh chóng phân rã thành neptunium (nguyên tố tiếp theo trong bảng tuần hoàn). Neptunium tiếp tục phân rã sau hai giờ thành plutonium-239.
Plutonium-239 có một lợi thế khác so với uranium. Nó có khối lượng tới hạn nhỏ nhất trong số mọi vật liệu phân hạch, chỉ 11 kg so với 56 kg của uranium-235. Điều này cho phép các kỹ sư chế tạo vũ khí hạt nhân nhỏ gọn, có thể đặt vừa ở mũi tên lửa. Do đó, plutonium là lựa chọn nhiên liệu trong nhiều lò phản ứng và vũ khí hạt nhân.
Kế hoạch của nhà chức trách Mỹ là xây 3 lò phản ứng hạt nhân ở cơ sở Hanford, mỗi lò cách nhau khoảng 9,7 km ở bờ nam sông Columbia với tên gọi Lò phản ứng B, D và F. Địa điểm được lựa chọn tuy xa xôi nhưng không trống trải, có nhiều thị trấn nông nghiệp và khu dân cư nhỏ dọc sông được sơ tán.
Lò phản ứng B khởi động vào tháng 9/1944, tiếp theo là Lò phản ứng D vào tháng 12 cùng năm và Lò phản ứng F vào tháng 2/1945. Thiết kế của chúng giống hệt nhau với phần lõi là hộp graphite 11 x 8,5 m có hơn hai nghìn ống nhôm đâm xuyên qua, chứa nhiên liệu hạt nhân là uranium và thanh điều khiển cắm theo chiều dọc. Phần hộp được bao quanh bởi tấm chắn bằng gang và bê tông. Nước bơm từ sông Columbia được sử dụng để làm mát lò phản ứng trong khi nước xả đổ trở lại sông sau khi hết hoạt động phóng xạ trong bồn lắng.
Lò phản ứng B có công suất nhiệt điện ban đầu 250 megawatt, được thiết kế để sản xuất đủ plutonium cho một kho vũ khí hạt nhân, lò D và F cũng cung cấp thêm công suất sản xuất. Ba tháng sau, lượng plutonium được xử lý và chuyển tới Los Alamos, dùng trong vụ thử Trinity. Trong nhiều tháng sau đó, Lò phản ứng B, D, và F sản xuất plutonium dùng trong quả bom "Fat Man" thả xuống Nagasaki. Trong suốt thời kỳ này, chỉ một nhóm nhân viên tại Hanford biết họ đang làm việc trong một dự án vũ khí hạt nhân. Việc thả bom xuống thành phố Nhật Bản trở thành cú sốc đối với nhân viên tại Hanford.
Sau Thế chiến II, thêm 6 lò phản ứng nữa được xây dựng tại Hanford để sản xuất vật liệu cho chương trình vũ khí hạt nhân của Mỹ. Những lò phản ứng này vận hành hơn 40 năm, sản xuất 63 tấn plutonium trong suốt thời gian hoạt động, chiếm đa số vật liệu phân hạch mà 60.000 vũ khí trong kho của Mỹ sử dụng.
Lò phản ứng B hoạt động hơn 20 năm, cuối cùng ngừng chạy vào năm 1968. Lò phản ứng cuối cùng đóng cửa năm 1987. Sau khi đóng cơ sở Hanford, chính phủ Mỹ chi hơn 113 tỷ USD để dọn dẹp chất thải phóng xạ. Dự kiến quá trình sẽ tiếp tục đến năm 2046, tiêu tốn khoảng 2 tỷ USD mỗi năm cho tới khi hoàn thành.
An Khang (Theo Amusing Planet)
