世界第一台可控核反应堆是怎么建成的？
是为了验证费米的“中子扩散理论”而建造的，这个理论是所有基于“链式裂变核反应”的装置的理论基础，包括原子弹与核反应堆。后来发展成为“中子输运理论”，现在还在广泛应用。
由于是“验证理论”，特别是验证所谓的“k大帝”（中子增殖系数）计算的准确性，所以这个核反应堆是一个所谓的“零功率堆”，它只是要达到“临界状态”（核反应堆芯中，中子产生等于中子消失的状态）就行了，不需要对外输出功率。所以，该核反应堆只需要“中子慢化剂”，而不需要核反应堆芯的“冷却剂”。采用高纯石墨作为慢化剂，核燃料是“天然铀”。
将“控制棒”一点一点的从核反应堆芯中抽出时，仪器测量显示，堆芯内部的“中子通量”在不断的上升，表明这时核反应堆处在“缓发超临界”的状态。在核反应堆“达到临界”后，保持控制棒不动，中子通量就不再上升了。“k大帝”等于1，表明中子产生等于中子消失，充分证明了费米理论的正确。也表明原子弹肯定可以成功，只要达到“瞬发超临界”状态就可以。
这个核反应堆的成功建造，表明“大规模释放裂变能”的技术原理完全成功。
文：许相攸
1952年，原子能科学家在芝加哥大学举行纪念会，纪念1942年12月2日第一次核试验十周年。图片来源：芝加哥大学摄影档案馆
今年是世界第一台可控核反应堆建成75周年，就在美国纪念这一历史突破性的核反应实验成功这一壮举时，朝鲜那边却又发射了新的弹道导弹，使美朝关系更加紧张。战争与和平？先放到一边，来看看75年前第一台可控核反应堆是怎么建成的。
二战时期，在欧洲的科学家们证实了核裂变后，1939年科学家们开始探究核能的应用。当时美国和德国是核能研究最前沿的两个国家，美国有很多科学家都是在欧洲受到纳粹的种族迫害而流亡美国的，其中一个匈牙利科学家Leó Szilárd第一次提出了链式裂变的想法：放射性原子核释放的中子击中其他重核，使其分裂（裂变）为较小的原子核，每一次裂变就会释放出一些能量。他认识到如果将其应用于炸弹，会造出威力无比的炸弹，造成不可估量的后果。
美国的一些科学家们意识到德国可能利用核能来制造炸弹，于是他们劝说当时最著名的科学家爱因斯坦给美国总统罗斯福写信，说服罗斯福开展原子弹的研究计划，爱因斯坦在给罗斯福的信中阐述了原子弹的威力，并写道“如果我们不研制原子弹，德国一定会率先研制出的”，罗斯福总统一听，要让德国先研制出核弹还了得，于是启动了美国研制原子弹的计划也就是著名的曼哈顿计划。
1942年的核试验是曼哈顿计划的第一步。那年12月2日，芝加哥大学物理学教授、 1938年诺贝尔物理学奖得主——恩利克.费米，带领他的团队在一个足球场看台下的壁球场上进行了芝加哥一号堆的实验。
图片来源：美国阿贡国家实验室
实验的核反应堆非常简陋，它由接近40,000块石墨砖组成，每块重20磅，共嵌入了近10万磅的铀，反应堆高20英尺。从堆中伸出的13英尺的控制棒，可以根据中子数量被推入或者推出。在整个实验过程中，费米冷静地从壁球场上方的阳台下达命令。
芝加哥一号反应堆，图片来源：美国阿贡国家实验室
49名参加会议的科学家和观察员完全信任这位诺贝尔奖获得者，他甚至因为在科研上从来没有出过错，而被同龄科学家称为“物理学教皇”。下午3时25分，在将最后一根控制杆拉到一半的时候，费米宣布这反应堆“达到临界状态了”。链式反应逐渐加快，变得越来越危险，下午3点49分中子数量急剧增强后，费米让实验又继续了5分钟，然后才停止实验。
这次核试验释放的能量还不足以点亮一个电灯泡，但是却改变了世界。实验表明，释放一个原子核能量所产生的能量还不够，释放许多许多原子核的能量才能创造出核电产品所需的足够的能量。费米的实验为现代核反应堆实验提供了框架，为原子弹的研制奠定了基础，3年之后美国就成功研制了原子弹，并且投到了日本的广岛和长崎，促成了日本的投降。
原子弹真正使用之后，一些科学家们就感到了后悔，因为原子弹的威力大到可以毁灭全人类，爱因斯坦本人就挺后悔的。民众也很担心万一遇到了不靠谱的政治领袖，而造成毁灭地球的后果， 世界主要国家也认识到了这一点，陆续通过了《核不扩散条约》，目前世界大部分国家都已经签署了这一条约，包括所有拥有核武器的国家。现在还有在研制核武器的国家，嗯，希望他们永远造不出来。
不过核能也为人类带来了一些好处的，比如核能发电厂和其他核能材料。科技从来都是双刃剑，我们要正确地使用科技来造福人类而不是发展武器，让世界铸剑为犁。
原子能反应堆别称？
1.核反应堆，又称为原子能反应堆或反应堆，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。
核反应堆通过合理布置核燃料，使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。严格来说，反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆，但一般情况下仅指裂变堆。 核反应堆原理： 核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是这样的： 原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。
当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。
链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动汽轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。但是只有这两项是不能工作的。
因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子慢化增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施；核反应堆发生事故时，要防止各种事故工况下辐射泄漏，所以反应堆还需要各种安全系统。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料+慢化剂+载热体+控制设施+防护装置+安全设施。 还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。
