USAF 1957, nome in codice "Project Pluto", dal nome del dio greco degli inferi: era un ramjet che utilizzava la fissione nucleare per surriscaldare l'aria in entrata invece del combustibile chimico. Due motori sperimentali furono testati presso il Nevada Test Site (NTS) nel 1961 e nel 1964. Nel contempo, il missile supersonico "Lingo Temco Vought SLAM" era un’arma spinta da un motore nucleare, concepito intorno al 1955 e poi annullato nel 1964.

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Il “Project Pluto” era un programma del governo degli Stati Uniti per sviluppare motori a ramjet a propulsione nucleare per l’utilizzo sui missili da crociera. Due motori sperimentali furono testati presso il Nevada Test Site (NTS) rispettivamente nel 1961 e nel 1964.

Il 1° gennaio 1957, l’USAF e la Commissione statunitense per l’energia atomica aveva selezionato il Lawrence Radiation Laboratory per studiare la fattibilità di applicare il calore prodotto da un reattore nucleare per alimentare un “ram-jet” per un missile supersonico a bassa quota. Questo avrebbe consentito molti vantaggi rispetto ad altri sistemi contemporanei d’attacco nucleare: operando a Mach 3, o circa 3.700 chilometri all'ora (2.300 mph), e volando fino a 150 metri (500 piedi), sarebbe stata invulnerabile all'intercettazione da parte delle difese aeree dell’epoca; avrebbe trasportato più testate nucleari e con maggiore precisione di quanto fosse possibile con i missili balistici intercontinentali (ICBM) all'epoca e, a differenza di essi, poteva essere richiamato in qualsiasi momento.

Questa ricerca divenne nota come Project Pluto ed è stata diretta da Theodore Charles (Ted) Merkle, leader della divisione R del laboratorio. Originariamente effettuato a Livermore, in California, i test furono spostati in nuove strutture costruite per 1,2 milioni di dollari (equivalenti a 9 milioni di dollari nel 2023) su 21 chilometri quadrati (8 miglia quadrate) presso il sito NTS 401, noto anche come Jackass Flats. I reattori di prova sfurono spostati su di un varo ferroviario che poteva essere controllato a distanza. La necessità di mantenere la velocità supersonica a bassa quota e ognitempo significava che il reattore doveva sopravvivere ad alte temperature e a radiazioni intense. Furono utilizzati elementi di combustibile nucleare che contenevano combustibile altamente arricchito di ossido di uranio e ossido di berillio come moderatore di neutroni.

Dopo una serie di test preliminari per verificare l'integrità dei componenti in condizioni di deformazione e vibrazione, il Tory II-A, il primo motore a reazione nucleare al mondo, fu fatto funzionare a piena potenza (46 MW) il 14 maggio 1961. Venne poi sviluppato un motore a reazione a ram più grande e perfettamente funzionante chiamato Tory II-C. Questo fu attivato a piena potenza (461 MW) il 20 maggio 1964, dimostrando così la fattibilità di un motore a reazione nucleare. Nonostante questi e altri test riusciti, la tecnologia ICBM si era già sviluppata più velocemente del previsto e questo aveva ridotto la necessità di missili da crociera. All'inizio degli anni '60, vi era già una maggiore sensibilità sui pericoli delle emissioni radioattive nell'atmosfera, e l'elaborazione di un piano di prova appropriato per i necessari test di volo era difficile. Il 1° luglio 1964, sette anni e sei mesi dopo il suo inizio, Project Pluto fu cancellato.

Origini

Durante gli anni '50, l'United States Air Force (USAF) considerò l'uso di aerei e missili a propulsione nucleare come parte del suo progetto di propulsione nucleare aeronautica, coordinato dall'Ufficio di propulsione nucleare degli aeromobili.  La ricerca sui missili fu coordinata dalla sua Branch Missile Projects. Il concetto di utilizzare un reattore nucleare per fornire una fonte di calore per un ramjet venne esplorato da Frank E. Rom e Eldon W. Sams presso il Comitato consultivo nazionale per l'Aeronautics Lewis Research Center nel 1954 e nel 1955. Il principio alla base del ramjet nucleare era relativamente semplice: il movimento del veicolo spingeva l'aria attraverso la parte anteriore del veicolo (l'effetto ram). Se un reattore nucleare riscaldava l'aria, l'aria calda si espandeva ad alta velocità attraverso un ugello nella parte posteriore, fornendo spinta.

All'epoca, la Commissione per l'energia atomica degli Stati Uniti (AEC) stava conducendo studi sull'uso di un razzo nucleare come stadio superiore di un missile balistico intercontinentale (ICBM) per conto dell'USAF. L'AEC mise a punto questo lavoro presso i suoi due laboratori rivali di armi atomiche, il Los Alamos Scientific Laboratory (LASL) a Los Alamos, New Mexico, e il Lawrence Radiation Laboratory di Livermore, in California. Entro la fine del 1956 i miglioramenti nella progettazione delle armi nucleari avevano ridotto la necessità di uno stadio superiore nucleare e lo sforzo di sviluppo era concentrato al LASL, dove divenne noto come Project Rover.

Il 1° gennaio 1957, l'USAF e l'AEC selezionarono il Livermore Laboratory per studiare la progettazione di un reattore nucleare per alimentare i motori a reazione. Questa ricerca divenne nota come “Progetto Plutone”, diretto da Theodore C. (Ted) Merkle, leader della Divisione R del Laboratorio.

Sviluppo

L'uso proposto per i ramjet a propulsione nucleare era quello di alimentare un missile da crociera, chiamato SLAM, per il missile supersonico a bassa quota. Avrebbe fornito molti vantaggi rispetto ad altri sistemi di attacco con armi nucleari. 

Si stimava che il reattore avrebbe pesato tra 23.000 e 91.000 Kg (50.000 e 200.000 libbre), consentendo un carico utile di oltre 23.000 Kg (50.000 libbre). Operando a Mach 3, o circa 3.700 chilometri all'ora (2.300 mph) e volando fino a 150 metri (500 piedi), sarebbe risultato invulnerabile all'intercettazione da parte delle difese aeree dell’epoca. Poteva trasportare più testate nucleari rispetto ai sedici a bordo di un sottomarino missilistico balistico Polaris, e potevano essere più potenti, con rese di armi nucleari fino a 10 megatonnellate di TNT (42 PJ), e consegnati con maggiore precisione. Inoltre, a differenza di un ICBM, l’arma poteva essere richiamata se necessario.

Fu stimato che il costo unitario di ogni missile sarebbe stato inferiore a 5 milioni di dollari (equivalenti a 39 milioni di dollari nel 2023), rendendoli molto più economici di un bombardiere Boeing B-52 Stratofortress. Anche i costi operativi sarebbero stati bassi, poiché tenerli in prontezza sarebbe stato più economico di un sottomarino o di un bombardiere e paragonabile a un ICBM basato su silos missilistici. L’autonomia non sarebbe illimitata, ma sarebbe stata determinata dal carico di carburante. Merkle aveva calcolato che un MW-giorno di energia avrebbe bruciato circa un grammo di uranio altamente arricchito. Un reattore da 490 MW con 50 Kg di uranio avrebbe esaurito quindi l'1% del suo combustibile ogni giorno. Supponendo che si potesse evitare un accumulo di veleni di neutroni, il missile avrebbe potuto volare per diversi giorni. Il successo del progetto dipendeva da una serie di progressi tecnologici nella metallurgia e nella scienza dei materiali. I motori pneumatici necessari per controllare il reattore in volo dovevano funzionare mentre erano roventi e in presenza di intense radiazioni ionizzanti. La necessità di mantenere la velocità supersonica a bassa quota e ogni-tempo significava che il missile avrebbe dovuto volare attraverso un'aria molto più densa. A sua volta, ciò significava che avrebbe incontrato una resistenza dell'aria molto maggiore e avrebbe dovuto generare più potenza per superarla. Il reattore, nome in codice "Tory", doveva quindi sopravvivere alle alte temperature in grado di sciogliere i metalli utilizzati nella maggior parte dei motori a reazione e a razzo.

La soluzione raggiunta fu l'uso di elementi di combustibile in ceramica. Il nucleo del reattore sarebbe fatto di ossido di berillio (BeO), l'unico materiale moderatore di neutroni disponibile in grado di resistere alle alte temperature richieste. Oltre l'80% dei tubi alimentati erano lunghi 9,97 centimetri (3,925 pollici); il resto variava in lunghezza in modo da ottenere la lunghezza e la disposizione corrette della colonna. I tubi consistevano in una matrice BeO con una granulometria compresa tra 5 e 20 micrometri (0.00020 e 0,00079 in) di diametro contenente una soluzione solida di uranio (UO2), zirconia (ZrO2) andyttria (Y2O3). 

Il reattore Tory II-A utilizzava una miscela di uranio-berillio, ma quando Tory II-C fu costruito zirconia e yttria fu aggiunto in un rapporto di 1,06:1:1 di uranio:zircone:ittria. La zirconia e l'ittria avrebbero stabilizzato l'urania contro la transizione di fase all'ottossido di triuranio (U
3O8) a temperature intorno a 1.200°C (2.190°F). Le particelle di combustibile della miscela di urania-zirconia-yttria (nota come "rafano") erano per lo più di dimensioni da 0,5 a 1 micrometro (da 2,0×10−5 a 3,9×10−5 pollici), anche se alcune erano più piccole o più grandi.  L'uranio era sotto forma di oralloy: uranio arricchito al 93,2 per cento di uranio-235.

I tubi avevano una sezione trasversale esagonale che misurava 7,5 millimetri (0,297 in) da un lato piatto all'altro, con un foro di 5,8 millimetri (0,227 in) di diametro al centro. Erano strettamente imballati per formare un motivo a nido d’ape. Le aste metalliche erano realizzate in René 41 e Hastelloy R235 e sono state raffreddate in modo da non superare i 760 °C (1.400 °F). I tubi di ceramica che circondano le aste di fissaggio (noti come tubi di guardia) erano senza carburante e avevano fori più piccoli di 3,3 millimetri (0,130 in) di diametro. Il nucleo era circondato da riflettori di neutroni su tutti i lati. Il riflettore anteriore aveva uno spessore di 250 millimetri (9,7 in) e il riflettore di parte di 61 millimetri (2,4 in) di spessore. Entrambi erano composti da tubi BeO. Il riflettore laterale consisteva in 51 millimetri (2 in) di tubi BeO intorno ai quali c'erano 25 millimetri (1 in) di shim in nichel. Il reattore era controllato attraverso il movimento delle aste di controllo dell'afnio che si muovevano assialmente all'interno delle aste di reazione. Dodici delle aste, note come aste di spessore, si trovavano a circa 230 millimetri (9 in) dall'asse centrale del nucleo, mentre due erano situate più vicino al riflettore; una era un'asta di vernier e l'altra come un'asta di sicurezza. Normalmente il movimento delle aste era limitato a 7,6 centimetri al secondo (3 pollici/s), ma in caso di scram potevano essere spostati in 1,5 secondi. Le aste dello spessore sono state spostate da quattro attuatori, ognuno dei quali ha gestito tre aste di spessore. Le aste dello spessore erano lunghe 1.607 millimetri (63,25 in) e 25 millimetri (1,0 in) di diametro, con una corsa di 100 centimetri (40 in).

Il contratto per la produzione degli elementi di combustibile è stato assegnato alla Coors Porcelain Company. Il processo di produzione del rafano prevedeva la miscelazione di polvere di BeO sinterzabile con nitrato di uranile orale, nitrato di ittrio e nitrato di zirconio per formare una leva che veniva coprecipitata aggiungendo nitrato di ammonio. Poiché il processo prevedeva l'oralloy, la sicurezza della criticità richiedeva una geometria lunga e stretta per i serbatoi di miscelazione. La miscela è stata filtrata, essiccata e calcinizzata a 538°C (1.000°F). È stato poi miscelato con una miscela di legame contenente alcool polivinilico, metilcellulosa e acqua ed espulso attraverso uno stampo da 55.000 a 69.000 kilopascal (da 8.000 a 10.000 psi) per formare i tubi. I tubi sono stati essiccati, il legante è stato bruciato riscaldando a 820°C (1.500°F) e sono stati cotti con idrogeno a 1.700°C (3.090°F) per addensarli.  L'effetto massimo consentito sulla reattività dovuta alle impurità nei tubi è stato dal 2 al 3%. In pratica era solo lo 0,5%.

Strutture di prova

I test furono condotti in nuove strutture costruite per 1,2 milioni di dollari (equivalenti a 9 milioni di dollari nel 2023) su 21 Km2 (8 miglia quadrate) di Jackass Flats presso il Nevada Test Site (NTS) dell'AEC, noto come Sito 401. Le strutture erano condivise con Project Rover. Il complesso comprendeva 10 Km (6 miglia) di strade, edifici di assemblaggio critico, edificio di controllo, edifici di assemblaggio e negozi e servizi pubblici.

Una miniera aggregata fu acquistata per fornire il calcestruzzo per le pareti dell'edificio di smontaggio, Building 2201, che avevano uno spessore da 1,8 a 2,4 metri (da 6 a 8 piedi). L'edificio 2201 venne progettato per consentire ai componenti radioattivi di essere regolati, dissimulati o sostituiti a distanza. Le operazioni nella baia di smontaggio principale potevano essere visualizzate attraverso finestre di visualizzazione in vetro al piombo da 1,2 metri (4 piedi). Le celle "calde" adiacenti al vano di smontaggio furono utilizzate per monitorare gli attuatori dell'asta di controllo. I caveau all'interno di ogni cella erano dotati di manipolatori remoti.

Tutti i controlli si trovavano nella sala di controllo centrale, che era climatizzata con una pressione positiva in modo che l'aria scorresse sempre verso la vano di smontaggio e le celle calde, e l'aria usata da esse passava attraverso i filtri. La baia di smontaggio principale e le celle calde erano accessibili attraverso aperture normalmente coperte da piastre di piombo. C'erano docce e una stanza di sicurezza dalle radiazioni per i lavoratori. L'edificio 2201 conteneva anche un posto di manutenzione, una camera oscura, uffici e magazzini per attrezzature. Gli scienziati avrebbero monitorato i test a distanza tramite un collegamento televisivo da un capannone di latta situato a distanza di sicurezza che aveva un rifugio di caduta rifornito di due settimane di cibo e acqua in caso di una grave catastrofe.

Circa 40 Km (25 miglia) di 25 centimetri (10 in) di pozzo petrolifero furono necessari per immagazzinare i circa 540.000 Kg (1.200.000 libbre) di aria compressa a 25.000 kilopascal (3.600 psi) utilizzati per simulare le condizioni di volo del ramjet per Plutone. Tre compressori giganti vennero presi in prestito dalla base sottomarina navale di New London a Groton, Connecticut che potrebbe rifornire la fattoria in cinque giorni. Un test di cinque minuti a piena potenza ha coinvolto 910 chilogrammi al secondo (2.000 libbre/s) di aria forzati su 14 milioni di sfere d'acciaio di 2,5 centimetri (1 in) di diametro tenute in quattro serbatoi di acciaio che venivano riscaldati a 730°C (1.350°F).

Poiché i reattori di prova erano altamente radioattivi una volta avviati, furono trasportati da e verso il sito di prova su vagoni ferroviari. Si diceva che la "Jackass and Western Railroad", come veniva descritta con leggerezza, fosse la ferrovia più corta e lenta del mondo. C'erano due locomotive, l'L-1 elettrica telecomandata e l'L-2 diesel/elettrico, che era controllato manualmente ma aveva una schermatura dalle radiazioni intorno alla cabina. Il primo era normalmente usato; il secondo era come backup. La Cold Assembly Bay (stanza 101) nell'edificio 2201 fu utilizzata per lo stoccaggio e l'assemblaggio dei componenti del veicolo di prova del reattore. Conteneva anche una fossa di manutenzione e un caricabatterie per le locomotive.

Tory II-A

Nel 1957, il Livermore Laboratory iniziò a lavorare su di un prototipo di reattore chiamato Tory II-A per testare il progetto proposto. Inizialmente era destinato a costruire due reattori di prova Tory II-A, che sono stati designati IIA-1 e IIA-2; alla fine ne fu costruito solo uno. Il suo scopo era quello di testare il progetto in condizioni simili a quelle di un motore a getto d'aria. Per risparmiare tempo, denaro e ridurne la complessità, Tory II-A aveva un diametro di circa un terzo di quello richiesto per il motore, un diametro molto più piccolo rispetto al design finale. Per consentirgli di raggiungere ancora la criticità con combustibile ridotto, il nucleo era circondato da uno spesso riflettore di neutroni di grafite nucleare.

Il processo di progettazione Tory II-A fu completato all'inizio del 1960. Durante l'estate e l'inizio dell'autunno di quell’anno, il nucleo venne assemblato a Livermore all'interno di un apparecchio speciale in un edificio di contenimento schermato. Raggiunse la criticità il 7 ottobre con le valvole di controllo ruotate di 90° dalla posizione di spegnimento completo. Fu poi effettuato un test con i passaggi di raffreddamento del nucleo e del riflettore di neutroni riempiti d'acqua. Invece del previsto aumento della reattività, vi fu un calo e il reattore non poté affatto essere critico. L’acqua fu sostituita con acqua pesante, ma era a malapena in grado di raggiungere la criticità. Si concluse che sarebbe stato necessario carburante aggiuntivo per raggiungere il margine di errore richiesto quando fossero stati installati più componenti.

Il reattore venne spedito al Nevada Test Site per una serie di corse a secco e test a potenza zero o bassa. Fu aggiunto un altro strato di elementi di combustibile da 10 centimetri (4 in).  Il reattore venne montato sul veicolo di prova e, con acqua pesante per il refrigerante, raggiunse la criticità durante una corsa di prova il 9 dicembre, con le valvole di controllo a 65°. Si è stimato che senza l'acqua pesante, sarebbe stato necessario 71°. Le aste di boro furono poi inserite nei sei tubi di reazione centrali. Questo aveva abbassato la reattività del nucleo e le alette dovevano essere girate a 132° prima che si raggiungesse la criticità. Le lamine di Oralloy vennero posizionate nei tubi principali e il reattore fu atticvato a 150 W per dieci minuti.

La serie successiva di test prevedeva di soffiare aria attraverso il reattore mentre era subcritico testare l'integrità dei componenti in condizioni di deformazione e vibrazione. Il 17 e 18 dicembre, portate d'aria di 27, 34, 45 e 150 chilogrammi al secondo (60, 75, 100 e 330 libbre/s) per 30 secondi. Durante quello che doveva essere il test di qualificazione finale dell'11 gennaio 1961, con una portata d'aria di 330 chilogrammi al secondo (720 libbre/s) e una temperatura interna di 571°C (1.060°F), il morsetto che teneva l'ugello di uscita al condotto dell'aria sul veicolo di prova si è rotto e l'ugello ha volato 150 metri (480 piedi) attraverso l'aria. A seguito di questo inconveniente, venne deciso di condurre un test di disconnessione radio-controllata e rimozione del reattore dal veicolo di prova. Durante questo test, l'accoppiatore a controllo elettrico tra la locomotiva e il veicolo di prova si è improvvisamente aperto, e il veicolo di prova ha percorso lungo la pista e ha colpito violentemente la faccia di cemento del bunker del pad di prova alla fine. Il veicolo di prova è stato ampiamente danneggiato e ha dovuto essere spogliato e ricostruito. Tutti i componenti del reattore dovevano essere controllati per le crepe.

Con le riparazioni completate, il Tory II-A fu restituito al pad di prova per un'altra serie di test. Si è scoperto che senza acqua di raffreddamento, il reattore ha raggiunto la criticità con le alette di controllo a 75°; con acqua pesante per il refrigerante è stata raggiunta con loro a 67°. Con l'aria calda che scorre attraverso il reattore, la temperatura del nucleo è stata aumentata a 220°F (104°C), poi a 440°F (227°C) e infine a 635°F (335°C). È stato poi utilizzato a 10 KW per 60 secondi a 643°F (339°C).  Un test finale è stato condotto il 3 maggio, con una portata d'aria di 54 chilogrammi al secondo (120 lb/s), una temperatura interna di 204°C (400°F) e nessun incidente.

Tory II-A venne gestito al suo valore progettato il 14 maggio, quando aveva raggiunto una potenza di 46 MW con una temperatura interna di 1.420°C (2.580°F). Tre test ad alta potenza vennero condotti il 28 settembre, il 5 ottobre e il 6 ottobre. Questi raggiunsero livelli di potenza di 144, 166 e 162 MW con temperature di base rispettivamente di 1.280, 1.260 e 1.450°C (2.330, 2.300 e 2.640°F). Con i test condotti con successo, il reattore fu smontato tra dicembre 1961 e settembre 1962.

Tory II-C

Tory II-A ha poi testato il progetto del reattore e l'integrità degli elementi di combustibile sotto una simulazione delle condizioni operative. Livermore produsse un secondo reattore, Tory II-C, che sarebbe stato un motore completamente funzionale per un missile a getto d'aria. I problemi che erano stati ignorati nel design di Tory II-A dovevano essere risolti in quello di Tory II-C. Il nuovo progetto fu completato nell'agosto 1962. Il reattore Tory II-C aveva una forma cilindrica, 2,6 metri (8,5 piedi) di lunghezza e 1,45 metri (4,75 piedi) di diametro. Conteneva circa 293.000 tubi di ossido di berillio alimentati che occupavano il 55% del suo volume. Il carico di combustibile variava attraverso il reattore per ottenere il giusto profilo di potenza. In funzione, il nucleo ha generato 350 megawatt per metro cubo (10 MW/cu ft).

Il checkout delle strutture di test per i test Tory II-C iniziò il 17 novembre 1962. Le strutture erano incomplete quando iniziò questo test, quindi molti dei test erano a sostegno del programma di costruzione. Questi test rientravano in quattro categorie: test del sistema di alimentazione dell'aria; test degli altri componenti delle strutture; qualificazione del veicolo di prova; e formazione degli operatori. Il check-out delle strutture si è concluso il 5 marzo 1964, a quel punto erano stati effettuati 82 test.

Prima di tentare un test del reattore ad alta potenza, furono eseguiti cinque test importanti. Il primo test, condotto il 23 marzo, fu un test subcritico delle dodici aste di arresto ausiliarie inserite a mano e sei attivate elettricamente. Lo scopo del test era quello di verificare che le aste operative potessero essere rimosse in modo sicuro finché le aste ausiliarie fossero in posizione. Ciò avrebbe significato che il personale non dovrebbe essere rimosso dall'area del bunker di prova durante il checkout. Il test v enne condotto come se fosse critico, con tutto il personale evacuato dall'area di prova e il test gestito a distanza dalla sala di controllo. Il test verificò le previsioni fatte a Livermore; le aste operative potevano essere ritirate in sicurezza. Un test critico a freddo fu poi condotto il giorno successivo per verificare che la strumentazione funzionasse correttamente.

I test a energia zero furono condotti il 9 e 23 aprile. Questi hanno comportato il test del nucleo in condizioni di flusso d'aria che si avvicinano a quelle di una corsa a piena potenza. Il piano di prova per il primo test prevedeva la gestione dell'aria a 427°C (800°F) a una velocità di 270 Kg al secondo (600 lb/s) per 60 secondi. Il test venne interrotto e le aste dello spessore si bloccarono (spento il reattore) quando la vibrazione aveva superato un livello pre-impostato. Si è poi scoperto che la vibrazione del nucleo non era il problema: i Trasduttori utilizzati per misurare le vibrazioni che non funzionavano correttamente. Le connessioni allentate furono riparate e è stato programmato un secondo test. Questa volta era previsto di operare successivamente a 91, 181, 272, 363, 544 e 816 Kg al secondo (200, 400, 600, 800, 1.200 e 1.800 libbre/s). Questo fu fatto e non si vericò alcuna vibrazione. Il test aveva anche qualificato le termocoppie utilizzate per monitorare la temperatura del nucleo.

Il passo successivo fu quello di condurre un test a bassa potenza con 454°C (850°F) di aria a 820 Kg al secondo (1.800 lb/s) il 7 maggio. Mentre il flusso d'aria stava raggiungendo il suo massimo, l'attuatore dello spessore B2 divenne rumoroso e fu messo in attesa. Poi, subito dopo aver raggiunto il massimo, l'attuatore A1 rilevò una perdita di pressione dell'aria. Gli attuatori A2 e B1 iniziarono a muoversi per compensare la perdita di reattività. Fu quindi ordinato uno scram manuale, anche se col senno di poi non era necessario. Il problema con B2 era stato riconducibile ad un filo difettoso e il problema con A1 a un pressostato difettoso. Poiché non c'erano problemi in sospeso, fu presa la decisione di procedere con un test di potenza intermedio il 12 maggio. Questo test mirava a simulare le condizioni di un volo Mach 2.8 a 3.000 metri (10.000 piedi). Il reattore venne preso in modo critico e la potenza era aumentata a 750 kW. Il flusso d'aria fu poi aumentato a 570 Kg al secondo (1.260 lb/s) a una temperatura media di 1.091°C (1.995°F). Il nucleo aveva raggiunto i 1.242°C (2.268°F). Il test fu poi concluso dopo un'ora e 45 minuti.

Il palcoscenico era ora impostato per un test di piena potenza il 20 maggio 1964. Ciò avrebbe simulato un volo di Mach 2,8 in una giornata calda di 38°C (100°F) a livello del mare. Il reattore venne avviato e la potenza fu aumentata a 700 kW. L'aria era stata introdotta a 91 Kg al secondo (200 lb/s) e poi aumentata a 190 Kg al secondo (410 lb/s). La potenza del reattore fu poi aumentata a circa 76 MW, a quel punto la temperatura del nucleo era di 940°C (1.730°F). Tutti i sistemi funzionavano normalmente, quindi il flusso d'aria era stato aumentato a 754 Kg al secondo (1.663 lb/s) e la potenza è aumentata fino a quando la temperatura del nucleo ha raggiunto 1.242°C (2.268°F), a quel punto la potenza di uscita era di circa 461 MW. Il reattore fu fatto funzionare per cinque minuti, dopo di che venne avviato uno scram manuale e il flusso d'aria si era ridotto a 91 Kg al secondo (200 libbre/s) per due minuti. L'intero test era durato circa un'ora. L'ispezione del reattore in seguito fu fatta senza averla smontato. Non furono rilevati blocchi o anomalie. Le aste di controllo erano tutte in posizione e non c'erano prove di danni o corrosione.

Cessazione del programma

Nonostante i test riusciti, il Dipartimento della Difesa, lo sponsor del progetto Pluto, ebbe dei ripensamenti. La tecnologia ICBM si era sviluppata più rapidamente del previsto, riducendo la necessità di tali missili da crociera ad alta capacità. C'erano preoccupazioni sul fatto che qualcosa di così rumoroso, caldo e radioattivo potesse passare inosservato, e sarebbe stato pericoloso per chiunque e per qualsiasi cosa sul suo cammino. Un ICBM viaggiava più velocemente verso il suo obiettivo ed era meno vulnerabile all'intercettazione da parte delle difese aeree sovietiche.  Il vantaggio principale dello SLAM era la sua capacità di trasportare un carico utile maggiore, ma il valore di questo era stato diminuito dai miglioramenti nella progettazione delle armi nucleari che le avevano rese più piccole e più leggere e dal successivo sviluppo di molteplici capacità di testate negli ICBM.

L'altro grande problema con il concetto SLAM era il danno ambientale causato dalle emissioni radioattive durante il volo e lo smaltimento del reattore alla fine della missione. Merkle aveva stimato che sarebbero stati prodotti circa 100 grammi di prodotti a fissione, di cui si aspettava che alcuni grammi sarebbero stati rilasciati e dispersi su di una vasta area. I test nucleari atmosferici erano ancora in corso nei primi anni '60, quindi le emissioni radioattive non erano considerate un grosso problema in confronto. Anche se piccolo rispetto a quello prodotto da un'esplosione nucleare, fu un problema per i test. Il livello di rumore venne stimato in un assordante 150 decibel. C'era anche la possibilità che il missile andasse fuori controllo.

L'idea di testarlo in Nevada fu rapidamente scartata. Venne proposto di condurre voli di prova nelle vicinanze di Wake Island, pilotando un percorso a forma di otto. Il reattore sarebbe stato poi scaricato nell'Oceano Pacifico dove era profondo 6.000 metri (20.000 piedi). All'inizio degli anni '60 c'era una crescente consapevolezza pubblica degli impatti ambientali indesiderabili della contaminazione radioattiva dell'atmosfera e dell'oceano, e le emissioni radioattive del missile erano considerate inaccettabili ovunque fossero condotti i test.

L'AEC aveva richiesto 8 milioni di dollari (equivalenti a 60 milioni di dollari nel 2023) nell'anno fiscale 1965 per i continui test di Tory II-C e lo sviluppo di Tory III, una versione migliorata. Nell'aprile del 1964, il Comitato congiunto per l'energia atomica raccomandò di tagliare 1,5 milioni di dollari da questa richiesta. Ciò aveva fornito finanziamenti continui per Tory II-C, ma non per lo sviluppo di Tory III. Il direttore della ricerca e dell'ingegneria del Dipartimento della Difesa, Harold Brown, favorì la continuazione del Progetto Pluto a un basso livello di finanziamento per far progredire la tecnologia. Questo fu respinto dal Comitato per gli stanziamenti della Camera; la tecnologia era stata dimostrata dai test di successo Tory II-C, e se non c'era più un requisito militare per questo, non c'era motivo di continuare il finanziamento. Vennero quindi tagliati altri 5,5 milioni di dollari dalla richiesta di finanziamento, lasciando solo 1 milione di dollari per "mothball" il progetto.

Il 1° luglio 1964, sette anni e sei mesi dopo il suo inizio, Project Pluto fu cancellato. Merkle ospitò una cena celebrativa in un vicino country club per i partecipanti al progetto dove le chiare SLAM e le bottiglie di acqua minerale "Pluto" furono regalate come souvenir. Al suo apice, il Progetto Pluto aveva impiegato circa 350 persone a Livermore e 100 al Sito 401, e l'importo totale speso era stato di circa 260 milioni di dollari (equivalenti a 2 miliardi di dollari nel 2023).

Pulizia

Il reattore Tory II-C non fu smontato dopo il test ad alta potenza ed è rimasto a Jackass Flats fino al 1976, quando è stato disassemblato nell'edificio Engine Maintenance, Assembly, and Disassembly (E-MAD). Nel 1971 e nel 1972, l'edificio 2201 è stato utilizzato dal Fuel Repackaging Operations Project. Gli elementi di combustibile dei reattori Tory II sono stati rimossi dalle celle calde nell'edificio 2201 e portati nell'area 6, da dove sono stati spediti al Laboratorio Nazionale dell'Idaho. L'edificio 2201 è stato utilizzato negli anni '70 e '80 per ospitare l'Hydrogen Content Test Facility. A partire dal 1986, il Sandia National Laboratory lo ha utilizzato per una serie di progetti classificati relativi alle armi nucleari, e nel 1998 un'organizzazione non identificata lo ha utilizzato per un altro progetto classificato. L'edificio 2201 è stato “pulito e decontaminato” tra il 2007 e il 2009 per renderlo sicuro per una futura demolizione. Nel settembre 2013, è stato riferito che era stato demolito.

Il missile supersonico a bassa quota con propulsione nucleare “SLAM”

Il missile supersonico a bassa quota o SLAM era un Progetto di armi nucleari dell’USAF concepito intorno al 1955 e annullato nel 1964. 

Gli SLAM avrebbero dovuto essere spinti da energia nucleare senza equipaggio Ramjet in grado di portare su di un bersaglio testate termonucleari in profondità nel territorio nemico. Lo sviluppo degli ICBM negli anni '50 ha reso obsoleto il concetto dello SLAM. I progressi nei radar di terra difensivi hanno anche reso inefficace lo stratagemma dell'attacco a bassa quota. Anche se non è mai andato oltre la fase iniziale di progettazione e test prima di essere dichiarato obsoleto, il progetto conteneva diverse innovazioni radicali come sistema di attacco nucleare.

Ruolo concepito

Lo SLAM fu progettato per integrare la dottrina della distruzione reciprocamente assicurata e come possibile sostituzione o aumento del sistema di comando aereo strategico. In caso di guerra nucleare, aveva lo scopo di volare sotto la copertura dei radar nemici a velocità supersonica e consegnare testate termonucleari contro 16 diversi obiettivi.

Innovazioni

L'utilizzo di un motore nucleare nel cellula consentiva di dare al missile un raggio d’azione a bassa quota sbalorditivo e senza precedenti, stimata in circa 113.000 miglia (182.000 km) (oltre 4,5 volte la circonferenza equatoriale della Terra). Nonostante l'opinione pubblica disinformata, l'idea che il motore potesse fungere da arma secondaria per il missile non era pratica. Secondo il dott. Theodore C. Merkle, il capo del Progetto Pluto, sia nella sua testimonianza al Congresso che in una pubblicazione riguardante il sistema di propulsione nucleare a reazione, rassicurò sia il Congresso che il pubblico su questo fatto. In particolare, affermò: "Le radiazioni del reattore, sebbene intense, non portano a problemi con il personale che si trova sotto una tale centrale elettrica che passa sopra la testa a velocità di volo anche per altitudini molto basse”.   In entrambi i documenti, descrisse calcoli che dimostravano la sicurezza del reattore e il suo rilascio trascurabile di prodotti di fissione rispetto allo sfondo. Sulla stessa scia di questi calcoli, il missile si sarebbe mosso troppo velocemente per esporre qualsiasi essere vivente a radiazioni prolungate necessarie per indurre una malattia da radiazioni. Ciò era dovuto alla popolazione relativamente bassa di neutroni che avrebbero raggiunto il suolo per chilometro, per un veicolo che viaggiava a diverse centinaia di metri al secondo. Qualsiasi elemento di combustibile radioattivo all'interno del reattore stesso sarebbe stato contenuto per raggiungere il terreno.

Un altro aspetto rivoluzionario dello SLAM era la sua dipendenza dall'automazione. La missione di un bombardiere a lungo raggio sarebbe stata completamente senza equipaggio: accettando comandi radio fino al suo punto di sicurezza, dopodiché si sarebbe affidato ad un sistema radar di corrispondenza del contorno del terreno (TERCOM) per navigare verso obiettivi pre-programmati.

Sviluppo

L'innovazione primaria era il motore dell'aereo, che fu sviluppato sotto l'egida di un progetto separato con nome in codice Project Pluto, dal nome del dio greco degli inferi. Era un ramjet che utilizzava la fissione nucleare per surriscaldare l'aria in entrata invece del combustibile chimico. Il progetto Pluto ha prodotto due prototipi funzionanti di questo motore, il Tory-IIA e il Tory-IIC, che sono stati testati con successo nel deserto del Nevada. Le ceramiche speciali dovevano essere sviluppate per soddisfare il peso rigoroso e le enormi tolleranze al calore richieste dal reattore dello SLAM. Questi sono stati sviluppati dalla Coors Porcelain Company. Il reattore stesso è stato progettato presso il Lawrence Radiation Laboratory.[

Anche se non è mai stato costruito un prototipo della cellula, lo SLAM sarebbe stato un aereo senza ali e guidato tramite alette; il suo aspetto gli dava il soprannome di "Flying Crowbar". A parte l'aspirazione ventrale ram-aria, era molto in linea con il tradizionale design missilistico. La sua velocità stimata a 30.000 piedi (9.100 m) era Mach 4,2.

Il programma SLAM fu demolito il 1° luglio 1964. A quel tempo erano state sollevate serie domande sulla sua fattibilità, come ad esempio come testare un dispositivo che avrebbe emesso abbondanti quantità di scarico radioattivo dal nucleo del reattore non schermato in volo, nonché la sua efficacia e il suo costo. Gli ICBM promettevano una consegna più rapida agli obiettivi e, a causa della loro velocità (l'IRBM Thor poteva raggiungere il suo obiettivo in 18 minuti, mentre lo SLAM avrebbe preso molto più tempo) e la traiettoria, erano considerati praticamente inarrestabili. Lo SLAM era anche superato dai progressi nel radar di terra difensivo, che minacciavano di rendere inefficace il suo sistema di evasione a bassa quota.

Progettazione del reattore

Il reattore aveva un diametro esterno di 57,25 pollici (1,454 m) e una lunghezza di 64,24 pollici (1.632 m); le dimensioni del nucleo del reattore erano di 47,24 pollici (1.200 m) di diametro e 50,70 pollici (1.288 m) di lunghezza. La massa critica dell'uranio era di 59,90 kg e la densità di potenza del reattore era in media di 10 megawatt per piede cubo (350 MW/m3), con una potenza totale di 600 megawatt.

Gli elementi del combustibile nucleare furono realizzati in ceramica refrattaria basata su ossido di berillio, con arricchito biossido di uranio come combustibile e una piccola quantità di biossido di zirconio per la stabilità strutturale. Gli elementi di combustibile erano tubi esagonali cavi lunghi circa 4 pollici (10 cm) con una distanza di 0,3 pollici (7,6 mm) tra i piani paralleli esterni, con un diametro interno di 0,227 pollici (5,8 mm). Erano stati fabbricati mediante l'estrusione ad alta pressione del compatto verde, quindi la sinterizzazione quasi al suo teorico densità. Il nucleo consisteva in 465.000 singoli elementi impilati per formare 27.000 canali di flusso d'aria; il design con piccoli elementi non attaccati riduceva i problemi legati alle sollecitazioni termiche. Gli elementi sono stati progettati per una temperatura media di funzionamento di 2.330°F (1.277°C); la temperatura di autoaccensione delle piastre di base del reattore era solo superiore di 150°C. Il flusso di neutroni era stato calcolato in 9×1017 neutroni/(cm2·s) nella parte a pia e 7×1014 neutroni/(cm2·s) nel naso. Il livello di radiazione gamma era abbastanza alto a causa della mancanza di schermatura; l'indurimento delle radiazioni per l'elettronica di guida doveva essere progettato.

I reattori furono testati con successo a Jackass Flats nel Sito di prova del Nevada. Il reattore Tory II-A, la variante ridimensionata, fu testato a metà del 1961 e fu provato con successo per diversi secondi il 14 maggio 1961. Una variante su larga scala, il Tory II-C, fu fatto operare per quasi 5 minuti a piena potenza. Quest'ultimo test, limitato dalla capacità dell'impianto di stoccaggio dell'aria, andò in esecuzione per 292 secondi. L'aria immessa al reattore venne preriscaldata a 943°F (506°C) e compressa a 316 psi (2,18 MPa), per simulare le condizioni di volo del ramjet.

Ripensare la guerra, e il suo posto

nella cultura politica europea contemporanea,

è il solo modo per non trovarsi di nuovo davanti

a un disegno spezzato

senza nessuna strategia

per poterlo ricostruire su basi più solide e più universali.

Se c’è una cosa che gli ultimi eventi ci stanno insegnando

è che non bisogna arrendersi mai,

che la difesa della propria libertà

ha un costo

ma è il presupposto per perseguire ogni sogno,

ogni speranza, ogni scopo,

che le cose per cui vale la pena di vivere

sono le stesse per cui vale la pena di morire.

Si può scegliere di vivere da servi su questa terra, ma un popolo esiste in quanto libero, 

in quanto capace di autodeterminarsi,

vive finché è capace di lottare per la propria libertà: 

altrimenti cessa di esistere come popolo.

Qualcuno è convinto che coloro che seguono questo blog sono dei semplici guerrafondai! 

Nulla di più errato. 

Quelli che, come noi, conoscono le immense potenzialità distruttive dei moderni armamenti 

sono i primi assertori della "PACE". 

Quelli come noi mettono in campo le più avanzate competenze e conoscenze 

per assicurare il massimo della protezione dei cittadini e dei territori: 

SEMPRE!

….Gli attuali eventi storici ci devono insegnare che, se vuoi vivere in pace, 

devi essere sempre pronto a difendere la tua Libertà….

La difesa è per noi rilevante

poiché essa è la precondizione per la libertà e il benessere sociale.

Dopo alcuni decenni di “pace”,

alcuni si sono abituati a darla per scontata:

una sorta di dono divino e non, 

un bene pagato a carissimo prezzo dopo innumerevoli devastanti conflitti.…

…Vorrei preservare la mia identità,

difendere la mia cultura,

conservare le mie tradizioni.

L’importante non è che accanto a me

ci sia un tripudio di fari,

ma che io faccia la mia parte,

donando quello che ho ricevuto dai miei AVI,

fiamma modesta ma utile a trasmettere speranza

ai popoli che difendono la propria Patria!

Violenza e terrorismo sono il risultato

della mancanza di giustizia tra i popoli.

Per cui l'uomo di pace

si impegna a combattere tutto ciò 

che crea disuguaglianze, divisioni e ingiustizie.

Signore, apri i nostri cuori

affinché siano spezzate le catene

della violenza e dell’odio,

e finalmente il male sia vinto dal bene…

Come i giusti dell’Apocalisse scruto i cieli e sfido l’Altissimo: 

fino a quando, Signore? Quando farai giustizia?

Dischiudi i sette sigilli che impediscono di penetrare il Libro della Vita 

e manda un Angelo a rivelare i progetti eterni, 

a introdurci nella tua pazienza, a istruirci col saggio Qoelet:

“””Vanità delle vanità: tutto è vanità”””.

Tutto…tranne l’amare.

(Fonti: https://svppbellum.blogspot.com/, Web, Google, RID, Wikipedia, You Tube)