Kärnteknik

Historia

Kärnteknik föddes på 1900-talet när de tyska kemisterna Otto Hahn och Fritz Strassmann 1939 upptäckte kärnklyvning. Man insåg nästan omedelbart att ett vapen med enorm explosiv energi skulle vara möjligt genom att använda fission, och under andra världskriget ledde kapplöpningen om att bli först med att bygga detta vapen till att Manhattanprojektet skapades i USA. Det viktigaste arbetet inom Manhattanprojektet, som leddes av den italienske fysikern Enrico Fermi, var byggandet av den första kärnreaktorn 1942 vid University of Chicago. Denna reaktor, som fick namnet Chicago Pile No. 1 (CP-1), demonstrerade den vetenskapliga teorin om en kontrollerad nukleär kedjereaktion, och den följdes av byggandet av reaktorer i Hanford, Washington, som användes för att producera plutonium för kärnvapen. Produktionsreaktorerna i Hanford var komplexa system som krävde talanger och insatser från ett stort antal traditionella ingenjörer från alla discipliner, men ingenjörerna kompletterades av fysiker och matematiker som förstod de komplexa kärntekniska fenomen som var inblandade och som kunde samarbeta med ingenjörerna för att utforma och analysera tidiga reaktorsystem. Dessa fysiker-matematiker-ingenjörer var förfäderna till dagens kärnkraftsingenjörer.

Tryckkärlet för USA:s första kommersiella kärnkraftverk sänks ner på plats vid Shippingport Atomic Power Station, nära Pittsburgh, Pennsylvania, den 10 oktober 1956.

Library of Congress, Washington, D.C. (file no. HAER PA,4-SHIP,1–87)

Den framgångsrika utvecklingen av atomubåtar i den amerikanska flottan efter kriget var en viktig drivkraft för den då namnlösa disciplinen kärnteknik. Utformning och analys av kärnreaktorer, oavsett om de finns på land eller i en ubåt, kräver en förståelse för de komplexa kärntekniska fenomen som pågår i reaktorerna samt en praktisk kunskap om hur man ska gå till väga för att utforma och sätta ihop bränslesamlingar, kylsystem, tryckkärl, kontrollsystem och otaliga andra system som behövs för reaktoranläggningen. En växande förståelse för kärnfysiken i reaktorn och för strålningstransporten inom och utanför reaktorn ledde till att en ny ingenjörsvetenskaplig disciplin, kärnteknik, föddes, som kompletterade de traditionella (och nödvändiga) ingenjörsvetenskapliga discipliner som behövdes för att konstruera, analysera, bygga och driva en kärnreaktoranläggning.

I slutet av 1940-talet och i början av 1950-talet, när kärnenergins många potentiella fredliga användningsområden blev uppenbara, inrättades skolor för reaktorteknik vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee och vid Argonne National Laboratory i närheten av Chicago. Dessa skolor var föregångare till de första akademiska avdelningar och examensprogram som inrättades på 1950- och 60-talen av högskolor och universitet runt om i USA, bland annat North Carolina State University, Pennsylvania State University och University of Michigan.

Skaffa dig en Britannica Premium-prenumeration och få tillgång till exklusivt innehåll. Prenumerera nu

Den framgångsrika tillämpningen av kärnreaktorer på fartygsframdrivning ledde direkt till den snabba utvecklingen av kommersiella kärnkraftverk på 1960- och 70-talen, och denna utveckling ökade i sin tur efterfrågan på akademiker med utbildning i kärnteknik. I dag finns det mer än 40 avdelningar och program som erbjuder kurser i kärnteknik och relaterade områden i USA och Kanada, och mer än 60 sådana program har inrättats på andra håll i världen.

Men även om den främsta drivkraften för kärnteknikens tillväxt har varit kärnkraften, är disciplinen mycket bredare än denna enda tillämpning. Kärnteknik omfattar också områden som strålningsmätning och avbildning, kärnfusion och plasmafysik, kärnmaterial samt medicinsk fysik och hälsofysik. För att representera detta bredare spektrum av verksamheter har vissa kärntekniska avdelningar utökat sina titlar till att inkludera ”kärnvetenskap”, ”radiologiska vetenskaper” eller ”strålningsvetenskaper”

.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.