Первая контролируемая цепная ядерная реакция - Манхэттенский проект
Чикагская поленница-1 — первый в мире искусственный ядерный реактор. Был построен в 1942 году в Чикагском университете под руководством Энрико Ферми в рамках работ, позднее ставших основой Манхэттенского проекта, по экспериментальной проверке возможности осуществления управляемой самоподдерживающейся цепной ядерной реакции и подготовки к созданию промышленных реакторов для наработки оружейного плутония.
2 декабря 1942 г. состоялся первый опыт по достижению надкритического состояния с развитием самоподдерживающейся цепной ядерной реакции.
В 9:35 стержень аварийной защиты был извлечён, и начались осторожные измерения зависимости нейтронного потока от положений регулирующих стержней, пока ещё в подкритическом состоянии. Ближе к полудню сработала система аварийной защиты, оказавшаяся установленной на слишком низкий уровень.
После перерыва на обед эксперимент был продолжен. Запись интенсивности нейтронного потока с автоматического регистратора с подписями о положении стержней показана на рисунке. В начале видно характерное экспоненциальное приближение к равновесному уровню интенсивности для каждого положения поглощающего стержня в подкритическом состоянии реактора. Чем больше извлечён стержень, тем ближе реактор к критическому состоянию, и, соответственно, выше равновесная интенсивность. В конце, с 15:36, отчётливо виден экспоненциальный рост интенсивности, соответствующий нарастающей цепной реакции в надкритическом реакторе. С 15:53 виден резкий спад интенсивности — реактор был заглушён автоматической системой.
Пиковая мощность в этом эксперименте составила лишь около половины ватта, однако сама возможность управляемой самоподдерживающейся реакции была убедительно продемонстрирована.
12 декабря реактор проработал 35 мин. на мощности около 200 Вт. При этом радиационный фон составлял 3 Р/ч непосредственно вблизи реактора и около 360 мР/ч в дальних углах зала.
В феврале 1943 г. реактор был разобран, и его части перевезены в будущую Аргоннскую лабораторию, где они были использованы для сборки реактора CP-2.
Небольшие части графита из первого реактора выставлены в чикагском Музее науки и промышленности и музее науки Брэдбери Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Научная статья о реакторе была опубликована в American Journal of Physics лишь спустя 10 лет, в 1952 г., после снятия секретности. В 1955 г. Ферми и Силарду был выдан патент США № 2708656 на «нейтронный реактор».
Место, на котором был построен CP-1, внесено в списки исторических достопримечательностей США и г. Чикаго. В 1967 г., к 25-й годовщине осуществления первой цепной ядерной реакции, на нём установлен памятник «Nuclear Energy».