Hanford Site era un impianto nucleare militare statunitense che si trovava sulle rive del fiume Columbia nello Stato di Washington ed era composto da una serie di stabilimenti per la produzione del plutonio (elemento attinide indispensabile per la costruzione delle moderne armi nucleari), servendosi di reattori nucleari autofertilizzanti e di impianti chimici di raffinazione dello stesso (tramite processo PUREX). Attualmente il sito di Hanford si trova nella fase terminale di smantellamento e viene gestito e operato dal Governo federale degli Stati Uniti d'America.
Il sito è menzionato con molti nomi e acronimi, tra cui Hanford Engineer Works, Hanford Nuclear Reservation (HNR) o Hanford Project. Istituito nel 1943 come parte del Progetto Manhattan nel villaggio di Hanford, nel centro di Washington, il sito ospitava il B-Reactor, il primo reattore nucleare al mondo per la produzione di plutonio per armi su scala industriale. Il plutonio ivi prodotto fu utilizzato come componente fondamentale nel primo test della bomba atomica, noto come Trinity test, e nella seconda bomba atomica "Fat Man" lanciata su Nagasaki, che storicamente contribuì alla resa dell'Impero giapponese e così fino alla fine della seconda guerra mondiale.
Storia Durante la Guerra Fredda, il progetto si espanse fino ad includere nove reattori nucleari e cinque massicci complessi per il riprocessamento nucleare, che giunsero a produrre il plutonio per la maggior parte delle 60.000 armi nel Arsenale nucleare degli Stati Uniti d'America. La tecnologia nucleare si sviluppò rapidamente durante questo periodo, e gli scienziati di Hanford raggiunsero notevoli traguardi.
Nonostante questo, molte tra le procedure iniziali di sicurezza e lo smaltimento dei rifiuti nucleari erano del tutto inadeguate. Documenti governativi portati alla luce grazie al Freedom of Information Act hanno confermato che i processi portati avanti a Hanford hanno portato al rilascio di quantità significative di materiali radioattivi nell'atmosfera del luogo e nel fiume Columbia, che ha diffuso i contaminanti fino alla sua foce, inquinando le coste degli Stati di Oregon e Washington, costituendo una minaccia per la salute dei residenti e dell'ecosistema.
I reattori per la produzione di armi vennero smantellati ("decommissioned") verso la fine della Guerra Fredda, lasciando 53 milioni di galloni (204.000m³) di rifiuti radioattivi classificati come di alto livello di pericolosità ("Rifiuti di alto livello") che rimangono nel sito, in parte interrati. Per volume questi rappresentano due terzi dei rifiuti radioattivi di alto livello ("high-level"). Al giorno d'oggi, Hanford è il sito nucleare più contaminato degli Stati Uniti e attualmente è stato designato come il punto dove concentrare il più grande sforzo nazionale di bonifica ambientale. Mentre la maggior parte dei lavori che attualmente si svolgono nel sito sono correlati alla bonifica, Hanford ospita anche un impianto nucleare civile, la Centrale elettronucleare di Columbia, e vari centri per la ricerca scientifica e lo sviluppo come il Pacific Northwest National Laboratory e il LIGO dell'Osservatorio di Hanford.
Geografia
Il Sito di Hanford Site occupa circa 1.518 km² della contea di Benton (con centro localizzato a ), quasi equivalenti alla metà dell'area totale dello Stato di Rhode Island. Queste terre sono attualmente disabitate e l'accesso interdetto al pubblico non addetto ai lavori o non prenotato (e autorizzato) per il giro turistico ufficiale. Si tratta di un ambiente con clima steppico, coperto principalmente da vegetazione del tipo macchia/prateria nordamericana con radi arbusti e cespugli. Il fiume Columbia scorre bordeggiando la zona per circa 80 km, delimitando il bordo nord ed est dell'area.
Una parte di queste terre sono state riconsegnate a privati e ospitano campi irrigati. Nel 2000, una buona porzione del sito è stata delegata in favore dello Hanford Reach National Monument.
Il sito era stato diviso funzionalmente in tre aree principali. I reattori nucleari si trovavano lungo il fiume Columbia in un'area designata come "Area 100"; i complessi per la separazione chimica, designati come "Area 200" si trovavano nell'entroterra nei pressi dell'altipiano "Central Plateau"; e alcune strutture di servizio si trovavano nell'angolo sudest di Hanford, designati come "Area 300".
A sud-est il sito confina con la piccola cittadina di Richland, considerata parte delle Tri-Cities, una piccola area metropolitana che include anche Kennewick, Pasco e altri abitati, per complessivi circa 200.000 residenti. Hanford costituisce la principale risorsa economica per queste città.
Progetto Manhattan
Durante la seconda guerra mondiale, il Comitato S-1 dell'agenzia federale ORDS sponsorizzava le ricerche sul plutonio. La ricerca venne affidata al "Metallurgy Lab" dell'Università di Chicago. A quei tempi il plutonio era un elemento raro che era stato isolato da poco in un laboratorio della Università della California. Questo laboratorio sviluppava il concetto di costruire "pile" di uranio, dove poter avviare la reazione a catena che lo trasmutava in plutonio. Nel 1942 il programma governativo subì una tumultuosa accelerazione, anche grazie alle lettere spedite da scienziati come Enrico Fermi e Albert Einstein, che paventavano i progressi della ricerca atomica fatti dalla Germania nazista.
Scelta del sito Nel settembre 1942, lo United States Army Corps of Engineers, nominava a capo del Progetto Manhattan il generale Leslie Groves, incaricandolo della costruzione di impianti industriali per la produzione e raffinamento di plutonio e uranio. Groves concedeva l'appalto alla compagnia DuPont, come principale contrattista per la costruzione del complesso per la produzione di plutonio. DuPont consigliava di collocare l'impianto molto lontano dall'allora esistente impianto per la produzione di uranio localizzato ad Oak Ridge (Tennessee). Il sito ideale veniva descritto da questi criteri: Una vasta e remota estensione di terra, possibilmente nel versante dell'Oceano Pacifico. Un luogo per la "manifattura di materiali pericolosi" di almeno 400 km quadri (In effetti era 19 km × 26 km) Aree per edifici di laboratori localizzate a non meno di 13 km dal più vicino reattore o impianto di separazione Nessun abitato con più di 1,000 persone a meno di 36 km dal rettangolo pericoloso Non doveva essere a meno di 16 km da alcuna autostrada, strada statale importante, ferrovia o villaggio vicino al quadrato o rettangolo pericoloso Una fonte idrica di acque chiare e abbondanti Energia da qualche impianto elettrico con grosse capacità di fornitura Terreni non cedevoli, capaci di sostenere carichi pesanti.
Nel dicembre 1942, l'assistente di Grooves, Franklin Matthias indica la località di Hanford come "ideale in quasi ogni aspetto", eccetto che per la presenza dei villaggi di White Bluffs e Hanford. Il generale Groves visitava la zona in gennaio e vi stabilì lo "Hanford Engineer Works", nome in codice "Site-W". Il governo federale acquistò la terra velocemente, servendosi della procedura d'esproprio "eminent domain" e deportò 1.500 residenti dagli insediamenti di Hanford, White Bluffs, e altri caseggiati, oltre alla tribù dei Wanapum che occupava l'area.
Inizia la costruzione Il gruppo Hanford Engineer Works (HEW) cominciò a smuovere il terreno nel marzo del 1943, avviando immediatamente un progetto di costruzione massiccio e tecnicamente impegnativo. Circa 50.000 operai lavoravano in un campo nei pressi del vecchio villaggio di Hanford, mentre gli amministratori e gli ingegneri vivevano nel villaggio governativo di Richland Village. La costruzione dell'installazione nucleare procedeva rapidamente. Prima della fine della guerra nell'agosto 1945, il gruppo HEW costruì 554 edifici a Hanford, includendo tre reattori nucleari (105-B, 105-D e 105-F) e tre impianti per la separazione e recupero del plutonio (i "canyons" 221-T, 221-B e 221-U), ognuno lungo 250 metri.
Per ricevere i rifiuti radioattivi provenienti dal processo di separazione chimica, il gruppo HEW realizzò le "tank farms", che consistono in 64 serbatoi sotterranei (a parete singola) per le scorie radioattive (denominati 241-B, 241-C, 241-T e 241-U). Il progetto richiese 621 km di strade, 254 km di ferrovie, e quattro sottostazioni elettriche. Il gruppo HEW si servì di 600000 metri cubi di cemento armato e di 36000 tonnellate metriche di acciaio strutturale, investendo 230 milioni di dollari USA tra il 1943 e il 1946.
Produzione di plutonio
Il reattore "B-Reactor" (105-B) di Hanford è stato il primo reattore nucleare per la produzione di plutonio su vasta scala. Progettato e costruito dalla DuPont, in base a un progetto sperimentale del fisico italiano Enrico Fermi, inizialmente erogava una potenza di 250 megawatt termici. Il reattore era moderato con blocchi di grafite e refrigerato ad acqua. Consisteva di cilindri di grafite per un peso complessivo di 1.100 tonnellate metriche che formavano un blocco di 8.5 m × 11 m, giacenti su di un fianco, ed erano penetrati orizzontalmente attraverso tutta la loro lunghezza, da 2.004 tubi in alluminio. 180 tonnellate di uranio in pile delle dimensioni simili a un rullo di monete da un quarto di dollaro, che erano sigillate all'interno di lattine di alluminio venivano introdotte dentro questi tubi. L'acqua naturale refrigerante (dal fiume Columbia) veniva continuamente pompata attraverso i tubi di alluminio, formando un velo attorno alle pile di uranio, con una portata di circa 1900 litri al secondo (30.000 galloni USA per minuto).
La costruzione del reattore "B-Reactor" iniziò nell'agosto 1943 e venne ultimata dopo un anno, il 13 settembre del 1944. Il reattore divenne critico nello stesso mese e dopo il "veleno neutronico", iniziò a produrre plutonio il 6 novembre del 1944. Il plutonio veniva prodotto nei reattori di Hanford tramite l'assorbimento di un neutrone da parte dell'atomo di uranio-238 nella barra di combustibile, formando uranio-239, questo va incontro rapidamente a decadimento beta per formare nettunio-239, che dopo un secondo decadimento beta si trasforma in plutonio-239. I pellet di combustibile irradiati venivano trasportati per ferrovia a tre enormi e lunghi impianti di separazione chimica sotto controllo remoto, denominati i "canyons", che si trovavano a circa 16 km dal reattore. Dopo una serie di processi chimici, la piccola quantità di plutonio prodotta veniva separata dall'uranio rimasto e da altri prodotti residui della fissione. Questo primo stock di plutonio è stato raffinato nell'impianto 221-T dal 26 dicembre del 1944 al 2 febbraio del 1945, e fu consegnato al Los Alamos laboratory del Nuovo Messico il 5 febbraio del 1945.
Plutonio per il "Trinity test" I reattori nucleari gemelli D-Reactor ed F-reactor, sono stati accesi rispettivamente nel dicembre del 1944 e nel febbraio del 1945. Verso la fine di aprile 1945, i carichi di plutonio destinati al laboratorio di Los Alamos partivano ogni cinque giorni, e Hanford presto riuscì a fornire sufficiente materiale per le bombe provate nel test di Trinity (Alamogordo) e nel luglio del 1945 per la bomba sganciata sopra Nagasaki. Durante questo periodo, l'intero "Progetto Manhattan" manteneva lo status di "top secret". Fino all'arrivo delle notizie riguardanti il Bombardamento atomico di Hiroshima e Nagasaki, meno del 1% dei lavoratori a Hanford sapevano di stare lavorando attorno a un progetto riguardante le armi nucleari. Il generale Groves scrisse nelle sue memorie che "Abbiamo la certezza che ogni membro del progetto conoscesse approfonditamente il suo compito e la sua mansione nello sforzo complessivo; soltanto quello, e null'altro oltre."
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