พลังงานนิวเคลียร์
ประวัติศาสตร์ > ต้นกำเนิด

การแสวงหาพลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าได้เริ่มทันทีหลังจากการค้นพบในต้นศตวรรษที่ 20 ที่ธาตุกัมมันตรังสี, เช่น เรเดียม, ปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมหาศาลตามหลักการของความเท่าเทียมกันของมวลกับพลังงาน (อังกฤษ: mass–energy equivalence) อย่างไรก็ตาม วิธีการใช้ประโยชน์จากพลังงานดังกล่าวก็ยังทำไม่ได้ในทางปฏิบัติ เพราะธาตุที่มีกัมมันตรังสีอย่างเข้มข้น โดยธรรมชาติของพวกมัน มีอายุสั้น (การปลดปล่อยพลังงานสูงมีความสัมพันธ์กับครึ่งชีวิตสั้น) อย่างไรก็ตาม ความฝันของการใช้ประโยชน์ "พลังงานปรมาณู" ค่อนข้างเข้มแข็ง แม้ว่าจะถูกเมินเฉยจากบิดาของฟิสิกส์นิวเคลียร์เช่น Ernest Rutherford ว่าเป็นแค่ "แสงจันทร์"  อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้เปลี่ยนแปลงไปในปลายปี 1930s เมื่อมีการค้นพบนิวเคลียร์ฟิชชัน
ในปี 1932 เจมส์ แชดวิกค้นพบนิวตรอน ซึ่งได้รับการยอมรับในทันทีว่าเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสำหรับการทดลองนิวเคลียร์เพราะมันไม่มีประจุไฟฟ้า การทดลองด้วยการระดมยิงวัสดุด้วยนิวตรอนทำให้ Frédéric และ Irène Joliot-Curie ได้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีที่ถูกสร้างขึ้นในปี 1934 ซึ่งยอมให้ทำการสร้างองค์ประกอบที่เหมือนเรเดียมด้วยราคาน้อยกว่าเรเดียมธรรมชาติ งานต่อไปโดย Enrico Fermi ในปี 1930s เน้นการใช้นิวตรอนช้าในการเพิ่มประสิทธิภาพของกัมมันตภาพรังสีที่เกิด การทดลองที่ระดมยิงยูเรเนียมด้วยนิวตรอนทำให้ Fermi เชื่อว่าเขาได้สร้างองค์ประกอบ transuranic ขึ้นใหม่ซึ่งได้รับการขนานนามว่า hesperium
แต่ในปี 1938 นักเคมีเยอรมันอ็อตโต ฮาห์น และฟริตซ์ Strassmann พร้อมกับนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลีซ ไมต์เนอ และหลานชายของไมต์เนอร์, อ็อตโต โรเบิร์ต Frisch ดำเนินการทดลองกับผลิตภัณฑ์ของยูเรเนียมที่ถูกรุมยิงด้วยนิวตรอน เพื่อเป็นวิธีการตรวจสอบไกลออกไปของสิ่งที่ Fermi อ้างถึง พวกเขาเชื่อว่านิวตรอนค่อนข้างเล็กได้แยกนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมขนาดใหญ่ออกเป็นสองชิ้นที่เท่ากันอย่างหยาบ ๆ ที่ขัดแย้งกับ Fermi สิ่งนี่เป็นผลที่น่าแปลกใจอย่างยิ่ง: รูปแบบอื่น ๆ ทั้งหมดของการสลายตัวของนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ เท่านั้นกับมวลของนิวเคลียส ในขณะที่กระบวนนี้ - ถูกขนานนามว่า "ฟิชชัน" เมื่ออ้างอิงถึงทางชีววิทยา - เกี่ยวข้องกับการแตกออกที่สมบูรณ์ของนิวเคลียส นักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก รวมถึง Leó Szilárd ที่เป็นหนึ่งในคนแรก ที่ยอมรับว่าถ้าปฏิกิริยาฟิชชันปล่อยนิวตรอนเพิ่มเติม ปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่อย่างยั่งยืนด้วยตนเองได้เกิดขึ้น ทันทีที่การทดลองได้รับการยืนยันและประกาศออกไปโดย Frédéric Joliot-Curie ในปี 1939 นักวิทยาศาสตร์ในหลายประเทศ (รวมทั้งสหรัฐอเมริกา, สหราชอาณาจักร, ฝรั่งเศส, เยอรมนี, และสหภาพโซเวียต) เรียกร้องรัฐบาลของพวกเขาเพื่อให้การสนับสนุนการวิจัยนิวเคลียร์ฟิชชัน แค่บนยอดของสงครามโลกครั้งที่สอง เพื่อการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์
ในประเทศสหรัฐอเมริกา ที่ทั้ง Fermi และ Szilárd ได้อพยพเข้าไป นี้นำไปสู่​​การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ด่วยมือมนุษย์เป็นครั้งแรก ที่รู้จักกันในชื่อ Chicago Pile-1 ซึ่งประสบความสำเร็จเกี่ยวกับสารวิกฤตในเดือน 2 ธันวาคม 1942 งานชิ้นนี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแมนฮัตตัน ซึ่งทำให้ได้ยูเรเนียมสมรรถนะสูงและได้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่จะก่อให้เกิดพลูโตเนียมสำหรับใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก ซึ่งต่อมาถูกนำมาใช้ในการทำลายเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิ
ค่าใช้จ่ายที่สูงอย่างไม่คาดคิดในโครงการอาวุธนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกา อีกทั้งการแข่งขันกับสหภาพโซเวียตและความปรารถนาที่จะกระจายการปกครองระบอบประชาธิปไตยทั่วโลก ได้สร้าง "... ความกดดันให้กับเจ้าหน้าที่ของรัฐบาลกลางในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์พลเรือนที่จะช่วยแสดงให้เห็นความจำเป็นที่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายที่สูงมากของรัฐบาล" ในปี 1945 หนังสือพ็อกเก็ตบุ๊กชื่อ ยุคปรมาณู (อังกฤษ: The Atomic Age) ประกาศอำนาจของอะตอมที่ไม่ได้เปิดออกให้ใช้ในชีวิตประจำวันและวาดภาพอนาคตที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะไม่ได้ถูกนำมาใช้ นักเขียนวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่ง เดวิด Dietz เขียนว่าแทนที่จะเติมถังน้ำมันรถยนต์ของคุณสองหรือสามครั้งต่อสัปดาห์ คุณจะเดินทางทั้งปีด้วยเม็ดของพลังงานปรมาณูขนาดเท่ายาเม็ดวิตามิน เกลน Seaborg ประธานคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูเขียนว่า "จะมีกระสวยระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ หัวใจเทียมขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์ สระว่ายน้ำให้ความร้อนด้วยพลูโตเนียมสำหรับนักดำน้ำสกูบา และอื่น ๆ อีกมากมาย" การคาดการณ์ที่ดีเกินไปเหล่านี้ยังไม่ได้รับการเติมเต็ม
สหราชอาณาจักร, แคนาดา, และรัสเซียดำเนินการในช่วงปลายปี 1940s และต้นปี 1950s ไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮ ซึ่งเริ่มผลิตประมาณ 100 กิโลวัตต์ งานวิจัยยังได้ทำกันอย่างเข้มข้นอย่างมากในสหรัฐอเมริกาในการขับเคลื่อนทางทะเลด้วยนิวเคลียร์ ที่มีเครื่องปฏิกรณ์เพื่อการทดสอบที่ได้รับการพัฒนาในปี 1953 (ในที่สุด USS Nautilus เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกที่จะเปิดตัวในปี 1955) ในปี 1953 ประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา ไอเซนฮาว, กล่าวในสุนทรพจน์เรื่อง "ปรมาณูเพื่อสันติ" ของเขาที่องค์การสหประชาชาติ ได้เน้นความจำเป็นในการพัฒนาการใช้ประโยชน์ "เพื่อสันติ" จากพลังงานนิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว ตามด้วยการแก้ไขพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณูปี 1954 ซึ่งอนุญาตให้เปิดเผยอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ของสหรัฐและการสนับสนุนการพัฒนาโดยภาคเอกชน เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการเรียนรู้อย่างมีนัยสำคัญ ที่มีหลาย ๆ การหลอมละลายของแกนกลางขั้นต้นบางส่วนและอุบัติเหตุที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวทดลองและสิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัย