אוק רידג' (אתר גרעיני)
מפעלים ומתקנים > כור הגרפיט X-10

ב-2 בפברואר 1943 החלה דופונט בבניית מפעל הרצה קטן לייצור פלוטוניום באתר מבודד בשטח של 112 אקר (כ-0.5 קמ"ר) בעמק בית-אל, כ-16 ק"מ דרומית-מערבית לאוק רידג'. המפעל נועד להיות מתקן ניסוי והרצה למפעלי הייצור הגדולים שתוכננו להיבנות באתר הנפורד. הוא כלל כור גרפיט מקורר באוויר, ממתן נייטרונים העשוי גרפיט, וכונה בשם הקוד X-10. היו בו גם מפעל להפרדה כימית, מעבדות מחקר, שטח לאחסון פסולת, מתקן הדרכה לצוותים מהנפורד, ומתקני שירות שכללו מכבסה, קפטריה, מרכז עזרה ראשונה ותחנת כיבוי אש. בגלל ההחלטה שהתקבלה לאחר מכן לבנות בהנפורד כורים מקוררים במים (ולא באוויר), רק מפעל ההפרדה הכימית פעל כמתקן ניסוי והרצה אמיתי. המתקן היה ידוע בשם "מעבדות קלינטון", והופעל על ידי אוניברסיטת שיקגו במסגרת המעבדה המטלורגית שלה.
כור הגרפיט X-10 היה הכור הגרעיני השני שנבנה בעולם, אחרי כור "שיקגו פייל-1" שבנה אנריקו פרמי במעבדה המטלורגית של אוניברסיטת שיקגו, והיה הכור הראשון שתוכנן ונבנה להפעלה רציפה. הוא כלל גוש גדול העשוי מקוביות גרפיט גרעיניות, שאורכו 7.3 מטר מכל צד (אורך, רוחב ועומק), משקלו היה כ-1,400 טון, והוא הוקף בבטון בצפיפות גבוהה בעובי של 2.1 מטר ששימש כמגן נגד קרינה רדיואקטיבית. היו בו 36 שורות אופקיות עם 35 חורים בכל שורה. כל חור היה פתח של תעלת מתכת שלתוכה ניתן להכניס את גלילי דלק האורניום. מערכת קירור האוויר פעלה באמצעות שלושה מאווררים חשמליים גדולים.
לאחר שדופונט סיימה את התכנון, היא החלה לבנות את הכור ב-27 באפריל 1943. היו עיכובים בבנייה כתוצאה מהיתקלות בקרקע חימר רכה בזמן חפירת היסודות, מקשיים באספקת חומרי בניין בשל המלחמה, ממחסור בפועלים, מתחלופה גבוהה, מהיעדרויות עובדים, ומקשיי הגעה בבקרים בשל בעיות מגורים והסעה. העיירה אוק רידג' הייתה עדיין בבנייה, וצריפים הוקמו לעובדי הבניין. בנוסף, ירדו באותו קיץ גשמים כבדים באופן יוצא דופן (ביולי 1943 ירדו 240 מ"מ, יותר מפי שניים מהממוצע, 110 מ"מ).
640 טונות של קוביות גרפיט נרכשו מחברת נשונל קרבון, וצוותי הבנייה החלו לערום אותם למבנה הכור בספטמבר 1943. מטילי אורניום יצוקים הגיעו מספקים שונים, רוקעו לגושי אורניום גליליים, וצופו באלומיניום בחברת אלקואה החל מ-14 ביוני 1943. ג'נרל אלקטריק והמעבדה המטלורגית של שיקגו פיתחו טכניקת ריתוך חדשה, ששולבה בפס הייצור של אלקואה באוקטובר 1943. בפיקוח קומפטון, מרטין ויטקר ואנריקו פרמי, נכנס הכור לשלב קריטי ב-4 בנובמבר, עם כ-27 טון אורניום. שבוע לאחר מכן הוגדל העומס ל-33 טון אורניום, והייצור גדל ל-500 קילוואט. עד סוף החודש יוצרו 500 מ"ג הראשונים של פלוטוניום. עד יולי 1944 עלה כושר הייצור של הכור לכ-4,000 קילוואט.
בניית מפעל ההפרדה החלה לפני שנבחר סופית התהליך הכימי להפרדת הפלוטוניום מהאורניום. במאי 1943 החליטו מנהלי דופונט להשתמש בתהליך פוספט-ביסמוט. המפעל כלל שישה תאים, המופרדים זה מזה ומחדר הבקרה על ידי קירות בטון עבים. מכשירי התהליך הופעלו מרחוק מחדר הבקרה. עבודות הבנייה הושלמו ב-26 בנובמבר 1943, אך המפעל לא היה יכול להתחיל לפעול עד שהחל ייצורם של גלילי האורניום ששימשו כדלק גרעיני. המנה הראשונה התקבלה ב-20 בדצמבר, ואפשרה את ייצור הפלוטוניום בתחילת 1944. בחודש פברואר הקרין הכור טון אחד של אורניום כל שלושה ימים. במהלך חמשת החודשים הבאים שופרה יעילות תהליך ההפרדה, ואחוז הפלוטוניום שהופרד ויוצר עלה מ-40 ל-90 אחוז. כור X-10 פעל כמפעל לייצור פלוטוניום עד ינואר 1945, כשאז עבר ייצור הפלוטוניום להנפורד, ו-X-10 עבר לפעילות מחקרית.
בספטמבר 1942 ביקש קומפטון ממרטין ויטקר (אנ') לתכנן את מבנה צוות ההפעלה של כור X-10. ויטאקר מונה למנהל מעבדות קלינטון, וצוות התפעול הקבוע הראשון הגיע ל-X-10 מהמעבדה המטלורגית של שיקגו באפריל 1944, כשאז החלה דופונט להעביר את הטכנאים שלה לאתר. הם תוגברו על ידי 100 טכנאים במדים מיחידה צבאית טכנולוגית מיוחדת. במרץ 1944 עבדו ב-X-10 ‏1,500 אנשים בסך הכול.
לאחר המלחמה, באפריל 1946, נוספו למתחם X-10 בניין רדיואיזוטופים, מפעל אדים ומבנים אחרים, כדי לתמוך בתוכניות החינוך והמחקר של המעבדה בזמן שלום. כל העבודות הסתיימו עד דצמבר 1946, והוסיפו כמיליון דולר לעלות הבנייה של X-10. ההשקעה הכוללת במתחם הסתכמה בכ-13 מיליון דולר בעלויות בנייה וציוד, ועוד כ-22.25 מיליון דולר של הוצאות תפעול.