驯服钚：钚冶金学与曼哈顿计划
物理学史与哲学
2021-03-11 v1 材料科学
物理与社会
摘要
我们描述了为制造三位一体装置的核芯所必需的钚化学与冶金学快速发展中所面临的战时挑战。1943 年末仅有微克量的钚金属，初始测量显示出密度及其他性质上广泛而令人困惑的差异。这些令人困惑的结果正是钚惊人复杂性的首批线索。随着这一复杂性被揭示，它为千克级部件的制造引入了新的挑战。在 1944 年 1 月至 1945 年 6 月这一非凡时期内，曼哈顿计划的科学家在理解钚化学与冶金学方面取得了迅速进展。到 1945 年初，他们已发现了非合金钚六种常压相中的五种，并报道了这些相的密度，与当今公认值之差在 0.1 g/cm^3 以内。他们通过一项快速的合金开发计划解决了这些相所带来的稳定性问题，该计划最终确定镓为稳定 δ 相的首选元素，所制得的钚合金至今仍具科学和技术意义。我们以对这些领域战后发展的描述作结，包括战时钚冶金学在核反应堆民用方面的应用。我们将本文献给 Ed Hammel 的纪念，这位曼哈顿计划的钚冶金学家此前对战时钚历史的记述与文献整理在我们的研究中至关重要。
引用
@article{arxiv.2103.06226,
title = {The Taming of Plutonium: Pu Metallurgy and the Manhattan Project},
author = {J. C. Martz and F. J. Freibert and D. L. Clark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06226},
year = {2021}
}