Уолтер Зинн

Уолтер Зинн (англ. Walter Zinn; 10 декабря 1906, Берлин, Канада — 14 февраля 2000, Клируотер, Флорида, США) — американский физик-ядерщик канадского происхождения, один из пионеров в области разработки ядерных реакторов. Наиболее известен как создатель первого в мире экспериментального реактора-размножителя на быстрых нейтронах (EBR-I) и первый директор Аргоннской национальной лаборатории (1946—1956). Внёс значительный вклад в проектирование реакторов для атомных подводных лодок и первых коммерческих атомных электростанций.

Биография

Ранние годы и образование

Уолтер Генри Зинн родился 10 декабря 1906 года в Берлине (провинция Онтарио, Канада) в семье немецкого происхождения. В 1927 году окончил Университет Куинс в Кингстоне (Онтарио) со степенью бакалавра математики. Продолжил обучение в Колумбийском университете (Нью-Йорк), где в 1930 году получил степень магистра, а в 1934 году — докторскую степень (Ph.D.) по физике. Его диссертация была посвящена исследованию ядерных реакций под действием нейтронов.

Работа в Металлургической лаборатории (1942—1946)

В 1942 году Зинн был приглашён в Металлургическую лабораторию Чикагского университета (предшественницу Аргоннской национальной лаборатории) для участия в Манхэттенском проекте. Под руководством Энрико Ферми он участвовал в создании Чикагской поленницы-1 (Chicago Pile-1) — первого в мире искусственного ядерного реактора, запущенного 2 декабря 1942 года. Зинн отвечал за измерения нейтронного потока и контроль цепной реакции.

После успешного запуска CP-1 Зинн занимался проектированием более мощных реакторов для наработки плутония. В 1943—1944 годах он курировал строительство и эксплуатацию реактора CP-3 (Chicago Pile-3) — первого в мире тяжеловодного реактора, который начал работу в 1944 году на территории Аргоннского леса (штат Иллинойс).

Директор Аргоннской национальной лаборатории (1946—1956)

В 1946 году, после реорганизации Металлургической лаборатории в Аргоннскую национальную лабораторию (ANL), Зинн был назначен её первым директором. Под его руководством лаборатория стала ведущим центром по разработке гражданских ядерных реакторов. Основные достижения этого периода:

• Создание EBR-I (Experimental Breeder Reactor I) — первого в мире реактора-размножителя на быстрых нейтронах. 20 декабря 1951 года EBR-I впервые выработал электроэнергию, зажёг четыре лампочки накаливания, а на следующий день — обеспечил энергией всё здание реактора. Это событие считается началом атомной энергетики.
• Разработка реактора BORAX (Boiling Water Reactor Experiment) — серии экспериментальных кипящих реакторов, которые легли в основу конструкции коммерческих реакторов с водой под давлением (PWR) и кипящих реакторов (BWR).
• Проектирование реактора для атомной подводной лодки — на основе наработок ANL был создан реактор S1W, установленный на первой атомной подводной лодке USS Nautilus (спущена на воду в 1954 году).

Деятельность после ухода из ANL (1956—2000)

В 1956 году Зинн покинул пост директора ANL и основал частную консалтинговую компанию «Зинн энтерпрайзис» (Zinn Enterprises), специализировавшуюся на вопросах ядерной безопасности и проектирования реакторов. Он выступал экспертом по ядерной энергетике в США и за рубежом, участвовал в разработке стандартов безопасности для АЭС.

В 1960—1970-х годах Зинн был членом Консультативного комитета по ядерной безопасности (Advisory Committee on Reactor Safeguards) при Комиссии по атомной энергии США. Он также консультировал правительства Канады, Японии и ряда европейских стран по вопросам развития атомной энергетики.

Умер 14 февраля 2000 года в Клируотере (Флорида) в возрасте 93 лет.

Научные достижения

Реактор-размножитель EBR-I

EBR-I, созданный под руководством Зинна, стал первым реактором, который не только производил тепло, но и нарабатывал больше делящегося материала (плутония-239), чем потреблял. Это доказало принцип бридинга (расширенного воспроизводства ядерного топлива). Реактор работал на уран-плутониевом топливе и охлаждался жидким натрий-калиевым сплавом. В 1953 году на EBR-I была проведена первая демонстрация саморегулирования реактора при аварийном отключении.

Тяжеловодный реактор CP-3

CP-3, построенный в 1944 году, стал первым в мире реактором, использующим тяжёлую воду (D₂O) в качестве замедлителя. Он позволил проводить эксперименты по наработке трития и изучению свойств нейтронов. Реактор был выведен из эксплуатации в 1954 году.

Реакторы BORAX

Серия экспериментов BORAX (1953—1964) была направлена на изучение безопасности кипящих реакторов. В ходе испытаний намеренно создавались аварийные ситуации (например, выброс регулирующих стержней), чтобы проверить способность реактора к самогашению цепной реакции. Результаты этих экспериментов легли в основу конструкции современных реакторов BWR.

Награды и признание

• 1952 — Премия «Атом для мира» (Atomic Energy Commission Award).
• 1956 — Медаль «За заслуги» (Merit Award) от Американского ядерного общества.
• 1960 — Избран членом Национальной академии наук США.
• 1970 — Почётный доктор наук Университета Куинс (Канада).
• 1998 — Включён в Зал славы ядерной энергетики (Nuclear Energy Hall of Fame).

В его честь назван кратер Зинн на Луне (диаметр 20 км, координаты 22° ю. ш., 140° з. д.).

Критика

Деятельность Зинна в области разработки реакторов-размножителей и натриевого охлаждения подвергалась критике со стороны экологов и некоторых специалистов по ядерной безопасности. В 1955 году на EBR-I произошла частичная авария с расплавлением части активной зоны из-за ошибки оператора, что привело к временной остановке программы. Однако Зинн настаивал на необходимости экспериментальных аварий для отработки систем безопасности. Впоследствии его подход к «испытанию до разрушения» стал стандартом в ядерной инженерии.

Память

В 2001 году Аргоннская национальная лаборатория учредила премию имени Уолтера Зинна (Walter Zinn Award) за выдающиеся достижения в области ядерной энергетики. В 2011 году, к 60-летию первого запуска EBR-I, на площадке реактора в Айдахо был открыт памятный знак.

Источники

• Hewlett, R. G., & Anderson, O. E. (1962). The New World, 1939—1946: A History of the United States Atomic Energy Commission. University Park: Pennsylvania State University Press.
• Stacy, S. M. (2000). Proving the Principle: A History of the Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, 1949—1999. Washington, D.C.: U.S. Department of Energy.
• Walter Zinn. — Argonne National Laboratory Archives. — URL: https://www.anl.gov (дата обращения: 2023).
• Некролог Уолтера Зинна. — The New York Times, 19 февраля 2000.