مشروع بلوتو

كان مشروع بلوتو برنامجًا حكوميًا أمريكيًا لتطوير محركات نفاثة تعمل بالطاقة النووية لاستخدامها في صواريخ كروز . تم اختبار محركين تجريبيين في موقع اختبار نيفادا (NTS) في عامي 1961 و1964 على التوالي.

في الأول من يناير عام 1957، اختارت القوات الجوية الأمريكية وهيئة الطاقة الذرية الأمريكية مختبر لورانس للإشعاع لدراسة جدوى استخدام حرارة مفاعل نووي لتشغيل محرك نفاث لصاروخ أسرع من الصوت منخفض الارتفاع . كان لهذا النظام مزايا عديدة مقارنةً بأنظمة إيصال الأسلحة النووية الأخرى في ذلك الوقت: إذ كان سيعمل بسرعة 3 ماخ ، أي حوالي 3700 كيلومتر في الساعة (2300 ميل في الساعة) ، ويحلق على ارتفاع منخفض يصل إلى 150 مترًا (500 قدم) ، مما يجعله محصنًا ضد اعتراض الدفاعات الجوية المعاصرة، كما كان سيحمل عددًا أكبر من الرؤوس الحربية النووية ذات قوة تدميرية أكبر ، ويطلقها بدقة أعلى مما كان ممكنًا مع الصواريخ الباليستية العابرة للقارات آنذاك، وعلى عكسها، كان من الممكن استدعاؤه.  

عُرف هذا البحث باسم مشروع بلوتو، وأشرف عليه ثيودور تشارلز (تيد) ميركل، رئيس قسم الإشعاع في المختبر. أُجريت الاختبارات في الأصل في ليفرمور، كاليفورنيا ، ثم نُقلت إلى مرافق جديدة بُنيت بتكلفة 1.2  مليون دولار (ما يعادل 10 ملايين دولار في عام 2024 ) على مساحة 21 كيلومترًا مربعًا (8 أميال مربعة ) في موقع NTS 401، المعروف أيضًا باسم جاكاس فلاتس . نُقلت مفاعلات الاختبار بواسطة عربة سكة حديدية يُمكن التحكم بها عن بُعد. ولأن الحفاظ على سرعة تفوق سرعة الصوت على ارتفاعات منخفضة وفي جميع الأحوال الجوية استلزم أن يتحمل المفاعل درجات حرارة عالية وإشعاعًا مكثفًا. احتوت عناصر الوقود النووي الخزفية على وقود أكسيد اليورانيوم عالي التخصيب ، واستُخدم أكسيد البريليوم كمُهدئ للنيوترونات وعاكس لها .  

بعد سلسلة من الاختبارات الأولية للتحقق من سلامة المكونات في ظل ظروف الإجهاد والاهتزاز، تم تشغيل محرك توري 2-أ، أول محرك نفاث نووي في العالم، بكامل طاقته (46 ميغاواط) في 14 مايو 1961. ثم طُوّر محرك نفاث أكبر وأكثر كفاءة يُسمى توري 2-ج، والذي تم تشغيله بكامل طاقته (461 ميغاواط) في 20 مايو 1964، مما أثبت جدوى استخدام محرك نفاث نووي. على الرغم من هذه الاختبارات الناجحة وغيرها، تطورت تقنية الصواريخ الباليستية العابرة للقارات بوتيرة أسرع من المتوقع، مما قلل الحاجة إلى صواريخ كروز. وبحلول أوائل الستينيات، ازداد الوعي بمخاطر الانبعاثات الإشعاعية في الغلاف الجوي، وأصبح وضع خطة اختبار مناسبة لاختبارات الطيران اللازمة أمرًا صعبًا. في 1 يوليو 1964، وبعد سبع سنوات وستة أشهر من بدء المشروع، أُلغي مشروع بلوتو.

خلال خمسينيات القرن العشرين، نظر سلاح الجو الأمريكي في استخدام الطائرات والصواريخ التي تعمل بالطاقة النووية كجزء من مشروع الدفع النووي للطائرات ، والذي تولى تنسيقه مكتب الدفع النووي للطائرات. ^{[ 1 ]} وتولى فرع مشاريع الصواريخ التابع له تنسيق الأبحاث المتعلقة بالصواريخ. ^{[ 2 ]} وقد استكشف فرانك إي. روم وإلدون دبليو. سامز، في مركز لويس للأبحاث التابع للجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية، مفهوم استخدام مفاعل نووي بدون درع لتوفير مصدر حرارة لمحرك نفاث تضاغطي في عامي 1954 و1955. ^{[ 3 ] [ 4 ]} وكان مبدأ عمل المحرك النفاث التضاغطي النووي بسيطًا نسبيًا: إذ تدفع حركة المركبة الهواء إلى الداخل عبر مقدمتها (تأثير الصدم). وإذا سخّن المفاعل النووي الهواء، يتمدد الهواء الساخن بسرعة أكبر ويخرج عبر فوهة في الخلف، مما يوفر قوة الدفع. ^{[ 5 ]}

في ذلك الوقت، كانت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية تُجري دراساتٍ حول استخدام صاروخٍ نووي حراري كمرحلةٍ عليا لصاروخٍ باليستي عابرٍ للقارات لصالح القوات الجوية الأمريكية. وقد أوكلت الهيئة هذا العمل إلى مختبريها المتنافسين للأسلحة الذرية، وهما مختبر لوس ألاموس العلمي في لوس ألاموس، نيو مكسيكو ، ومختبر لورانس للإشعاع في ليفرمور، كاليفورنيا . وبحلول أواخر عام 1956، أدت التحسينات في تصميم الأسلحة النووية إلى تقليل الحاجة إلى مرحلةٍ نوويةٍ عليا، وتركزت جهود التطوير في مختبر لوس ألاموس العلمي، حيث عُرف المشروع باسم مشروع روفر . ^{[ 6 ]}

في الأول من يناير عام 1957، اختارت القوات الجوية الأمريكية وهيئة الطاقة الذرية مختبر ليفرمور لدراسة تصميم مفاعل نووي لتشغيل محركات الدفع النفاث. ^{[ 7 ]} عُرف هذا البحث باسم مشروع بلوتو. ^{[ 5 ]} أشرف عليه ثيودور سي. (تيد) ميركل، رئيس قسم الأبحاث في المختبر. ^{[ 7 ]}

يتمثل الاستخدام المقترح للمحركات النفاثة التي تعمل بالطاقة النووية في تشغيل صاروخ كروز يُسمى صاروخ SLAM ( الصاروخ الأسرع من الصوت منخفض الارتفاع ). وسيتمتع هذا الصاروخ بمزايا عديدة مقارنةً بأنظمة إيصال الأسلحة النووية الأخرى. وتشير التقديرات إلى أن وزن المفاعل سيتراوح بين 23,000 و91,000 كيلوغرام (50,000 و200,000 رطل) ، مما يسمح بحمل حمولة تزيد عن 23,000 كيلوغرام (50,000 رطل) . وبسرعة ماخ 3، أي حوالي 3,700 كيلومتر في الساعة (2,300 ميل في الساعة) ، وعلى ارتفاع منخفض يصل إلى 150 مترًا (500 قدم) ، سيكون الصاروخ محصنًا ضد اعتراضات الدفاعات الجوية الحالية. ويمكنه حمل رؤوس نووية أكثر من الرؤوس الستة عشر الموجودة على متن غواصة بولاريس الصاروخية الباليستية، كما يمكن أن تكون هذه الرؤوس أكبر حجمًا، بقوة نووية تصل إلى 10 ميغا طن من مادة TNT (42 بيتاجول ) ، وبدقة أعلى. علاوة على ذلك، وعلى عكس الصاروخ الباليستي العابر للقارات، يمكن استدعاؤه. ^{[ 8 ]}     

قُدِّر أن تكلفة الوحدة الواحدة من الصواريخ ستكون أقل من 5  ملايين دولار (ما يعادل 40 مليون دولار في عام 2024 )، مما يجعلها أرخص بكثير من قاذفة بوينغ بي-52 ستراتوفورتريس . كما ستكون تكاليف التشغيل منخفضة، إذ أن الحفاظ عليها في حالة جاهزية سيكون أرخص من غواصة أو قاذفة، ومقاربًا لتكلفة صاروخ باليستي عابر للقارات يُطلق من صوامع. ^{[ 8 ]} لن يكون المدى غير محدود، بل سيتحدد بكمية الوقود. وقد حسب ميركل أن ميغاواط-يوم من الطاقة سيحرق حوالي غرام واحد من اليورانيوم عالي التخصيب . وبالتالي، فإن مفاعلًا بقدرة 490 ميغاواط مزودًا بـ 50 كيلوغرامًا من اليورانيوم سيحرق 1% من وقوده يوميًا. وبافتراض إمكانية تجنب تراكم السموم النيوترونية ، يمكن للصاروخ أن يحلق لعدة أيام. ^{[ 9 ]} اعتمد نجاح المشروع على سلسلة من التطورات التكنولوجية في علم المعادن وعلوم المواد . كان على المحركات الهوائية اللازمة للتحكم في المفاعل أثناء الطيران أن تعمل وهي في حالة سخونة شديدة وفي وجود إشعاع مؤين مكثف . ونظرًا لضرورة الحفاظ على سرعة تفوق سرعة الصوت على ارتفاعات منخفضة وفي جميع الأحوال الجوية، كان على الصاروخ أن يطير عبر هواء أكثر كثافة. وهذا بدوره يعني أنه سيواجه مقاومة هواء أكبر بكثير، وسيحتاج إلى توليد طاقة أكبر للتغلب عليها. لذا، كان على المفاعل، المسمى "توري"، أن يتحمل درجات حرارة عالية كفيلة بإذابة المعادن المستخدمة في معظم محركات الطائرات النفاثة والصواريخ . ^{[ 5 ]}

كان الحل الذي تم التوصل إليه هو استخدام عناصر وقود خزفية ، تُبثق على شكل قضبان سداسية مجوفة. ^{[ 10 ]} سيُصنع قلب المفاعل من اليورانيوم المخصب المُشتت في أكسيد البريليوم ( BeO )، ^{[ 11 ]} وهو المادة الوحيدة المتاحة لتهدئة النيوترونات التي يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية المطلوبة. ^{[ 12 ]} استخدم مفاعل توري 2-أ تشتتًا لليورانيوم المخصب في BeO، ولكن بحلول وقت بناء توري 2-ج، أُضيف الزركونيا والإيتريا بنسبة مولية 1.06:1:1 من اليورانيوم:الزركونيا:الإيتريا. ^{[ 13 ]} تتكون الأنابيب من مصفوفة BeO تحتوي، في محلول صلب، على تشتت من اليورانيوم ( UO₂).₂ )،الزركونيا(ZrO₂ )والإيتريا(Y₂ O₃ ) بحجم حبيباتيتراوح قطرها5 و20 ميكرومترًا (200 و790ميكروبوصة) ^{. [ 11 ]} عمل الزركونيا والإيتريا على تثبيت اليورانيا ضدالتحول الطوريإلىأكسيد ثلاثي اليورانيوم(U). ₃ O_٨ ) عند درجات حرارة تقارب١٢٠٠درجة مئوية (٢١٩٠درجة فهرنهايت). كانت جزيئات الوقود المتناثرة من خليط اليورانيوم-الزركونيا-الإيتريا (المعروف باسم "الفجل الحار") تتراوح أحجامها في الغالب بين٠.٥ و ١ ميكرومتر (٢٠ إلى ٣٩ميكروبوصة)، على الرغم من أن بعضها كان أصغر أو أكبر. ^{[ ١٤ ]} كان اليورانيوم على شكليورانيوم مخصببنسبة ٩٣.٢٪من اليورانيوم-٢٣٥(المعروف باسم "السبائك المعدنية"). ^{[ ١٥ ]}   

كانت الأنابيب ذات مقطع عرضي سداسي الشكل، يبلغ طوله 7.5 مليمترات (0.297 بوصة) من أحد جوانبه المسطحة إلى الجانب المقابل، مع وجود فتحة قطرها 5.8 مليمترات (0.227 بوصة) في المنتصف. ^{[ 16 ]} رُصّت الأنابيب بإحكام لتشكيل نمط يشبه خلية النحل. ^{[ 17 ]} كان طول أكثر من 80% من الأنابيب المزوّدة بالوقود 9.97 سنتيمترات (3.925 بوصة) ؛ أما الباقي فكانت أطوالها متفاوتة لتحقيق الطول والترتيب الصحيحين للعمود. ^{[ 18 ]} صُنعت قضبان الربط المعدنية من فولاذ رينيه 41 وهاستيلوي R235، وتم تبريدها بحيث لا تتجاوز درجة حرارتها 760 درجة مئوية (1400 درجة فهرنهايت) . ^{[ 19 ]} كانت الأنابيب الخزفية المحيطة بقضبان الربط (المعروفة بأنابيب الحماية) غير مزوّدة بالوقود، وتحتوي على فتحات أصغر قطرها 3.3 مليمترات (0.130 بوصة) . ^{[ 18 ]} كان قلب المفاعل محاطًا بعواكس نيوترونية من جميع الجهات. بلغ سمك العاكس الأمامي 250 مليمترًا (9.7 بوصة) ، بينما بلغ سمك العاكس الخلفي 61 مليمترًا (2.4 بوصة) . وكلاهما مصنوع من أنابيب أكسيد البريليوم (BeO). أما العاكس الجانبي، فكان يتألف من 51 مليمترًا ( بوصتين) من أنابيب أكسيد البريليوم، محاطة بـ 25 مليمترًا ( بوصة واحدة) من حشوات النيكل . ^{[ 20 ]} كان يتم التحكم في المفاعل عن طريق حركة قضبان تحكم من الهافنيوم تتحرك محوريًا داخل قضبان الربط. وُضعت اثنا عشر قضيبًا، تُعرف بقضبان الحشوات، على بُعد حوالي 230 مليمترًا (9 بوصات) من المحور المركزي للقلب، بينما وُضع اثنان أقرب إلى العاكس؛ أحدهما قضيب تحكم دقيق، والآخر قضيب أمان. كانت حركة القضبان عادةً محدودة بـ 7.6 سنتيمترات في الثانية (3 بوصات/ثانية)، ولكن في حالة الطوارئ، يمكن تحريكها في غضون 1.5 ثانية. وكانت قضبان الضبط تُحرّك بواسطة أربعة مشغلات ، كل منها يُشغّل ثلاثة قضبان. ^{[ 18 ]} يبلغ طول قضبان الضبط 1607 مليمترات (63.25 بوصة) وقطرها 25 مليمترًا (1.0 بوصة) ، مع مسافة حركة تبلغ 100 سنتيمتر (40 بوصة) . ^{[ 21 ]}               

رُسّيَ عقد تصنيع عناصر الوقود على شركة كورس للخزف . ^{[ 5 ]} تضمنت عملية تصنيع الفجل الحار خلط مسحوق أكسيد البريليوم القابل للتلبيد مع نترات اليورانيل ونترات الإيتريوم ونترات الزركونيوم لتكوين معلق، ثم ترسب هذا المعلق بإضافة نترات الأمونيوم . ^{[ 22 ]} ولأن العملية تضمنت استخدام نترات اليورانيل ، فقد استلزمت سلامة التفاعل النووي تصميمًا طويلًا وضيقًا لخزانات الخلط. رُشِّح الخليط وجُفِّف وكُلِّس عند درجة حرارة 538 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) . بعد ذلك، مُزج الخليط مع خليط رابط يحتوي على كحول البولي فينيل وميثيل السليلوز والماء، ثم بُثق من خلال قالب عند ضغط يتراوح بين 55000 و69000 كيلوباسكال (8000 إلى 10000 رطل لكل بوصة مربعة) لتشكيل الأنابيب. جُففت الأنابيب، ثم أُحرق المادة الرابطة بتسخينها إلى 820 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) ، ثم سُخنت في جو من الهيدروجين عند 1700 درجة مئوية (3090 درجة فهرنهايت) لزيادة كثافتها. ^{[ 22 ] [ 23 ]} كان الحد الأقصى المسموح به لتأثير الشوائب في الأنابيب على التفاعلية من 2 إلى 3 بالمئة. أما عمليًا، فكان 0.5 بالمئة فقط. ^{[ 24 ]}       

أُجريت الاختبارات في منشآت جديدة شُيّدت بتكلفة 1.2  مليون دولار (ما يعادل 10 ملايين دولار في عام 2024 ) على مساحة 21 كيلومترًا مربعًا (8 أميال مربعة ) من أرض جاكاس فلاتس في موقع اختبار نيفادا التابع لهيئة الطاقة الذرية الأمريكية ، والمعروف باسم الموقع 401. ^{[ 7 ]} وقد تقاسمت هذه المنشآت مشروع روفر. ^{[ 25 ]} وشمل المجمع 10 كيلومترات (6 أميال) من الطرق، ومبنى التجميع الحرج، ومبنى التحكم، ومباني التجميع والورش، والمرافق. ^{[ 5 ]}   

تم شراء منجم مواد خام لتوفير الخرسانة اللازمة لجدران مبنى التفكيك، المبنى رقم 2201، والتي تراوحت سماكتها بين 1.8 و2.4 متر (6 إلى 8 أقدام) . ^{[ 7 ]} صُمم المبنى رقم 2201 بحيث يسمح بضبط المكونات المشعة أو تفكيكها أو استبدالها عن بُعد. ويمكن مراقبة العمليات في حجرة التفكيك الرئيسية من خلال نوافذ زجاجية رصاصية بقياس 1.2 متر (4 أقدام) . واستُخدمت خلايا ساخنة مجاورة لحجرة التفكيك لمراقبة مشغلات قضبان التحكم. وزُودت الخزائن داخل كل خلية بأجهزة تحكم عن بُعد. ^{[ 26 ]}  

كانت جميع أجهزة التحكم موجودة في غرفة التحكم المركزية، وهي مكيفة الهواء بضغط موجب، بحيث يتدفق الهواء باستمرار نحو حجرة التفكيك والخلايا الساخنة، ويُمرر الهواء المُستعمل منها عبر مرشحات. ويمكن الوصول إلى حجرة التفكيك الرئيسية والخلايا الساخنة عبر فتحات مغطاة عادةً بألواح رصاص. كما احتوى المبنى 2201 على حمامات وغرفة أمان إشعاعي للعاملين. وضمّ المبنى أيضًا ورشة صيانة، وغرفة مظلمة، ومكاتب، وغرف تخزين معدات. ^{[ 26 ]} وراقب العلماء الاختبارات عن بُعد عبر وصلة تلفزيونية من سقيفة معدنية تقع على مسافة آمنة، تحتوي على ملجأ من الإشعاع النووي مُجهز بمؤن تكفي لمدة أسبوعين من الطعام والماء في حال وقوع كارثة كبرى. ^{[ 7 ]}

استلزم تخزين ما يقارب 540,000 كيلوغرام من الهواء المضغوط عند ضغط 25,000 كيلوباسكال (3,600 رطل/ بوصة مربعة) لمحاكاة ظروف طيران المحرك النفاث لكوكب بلوتو، استخدام حوالي 40 كيلومترًا (25 ميلًا) من أنابيب تغليف آبار النفط بقطر 25 سنتيمترًا (10 بوصات) . وقد تم استعارة ثلاثة ضواغط عملاقة من قاعدة نيو لندن البحرية للغواصات في غروتون، كونيتيكت، قادرة على إعادة تزويد المحطة بالهواء المضغوط في غضون خمسة أيام. وشمل اختبارٌ بكامل الطاقة لمدة خمس دقائق دفع 910 كيلوغرامات في الثانية (2,000 رطل/ثانية) من الهواء فوق 14 مليون كرة فولاذية بقطر 2.5 سنتيمتر ( بوصة واحدة) موضوعة في أربعة خزانات فولاذية تم تسخينها إلى 730 درجة مئوية (1,350 درجة فهرنهايت) . ^{[ 7 ] [ 27 ]}        

نظرًا لأن مفاعلات الاختبار كانت شديدة الإشعاع بمجرد تشغيلها، فقد نُقلت من وإلى موقع الاختبار بواسطة عربات السكك الحديدية. ^{[ 5 ]} وقيل إن "سكك حديد جاكاس والغربية"، كما وُصفت على سبيل المزاح، هي أقصر وأبطأ سكة حديد في العالم. ^{[ 28 ]} كان هناك قاطرتان، الأولى كهربائية L-1 يتم التحكم فيها عن بُعد، والثانية تعمل بالديزل/الكهرباء L-2، والتي كانت تُتحكم يدويًا ولكنها مزودة بدرع واقٍ من الإشعاع حول كابينة القيادة . ^{[ 29 ]} كانت الأولى تُستخدم عادةً، بينما كانت الثانية احتياطية. ^{[ 30 ]} استُخدمت منطقة التجميع البارد (الغرفة 101) في المبنى 2201 لتخزين وتجميع مكونات مركبة اختبار المفاعل. كما احتوت على حفرة خدمة صيانة وشاحن بطاريات للقاطرات. ^{[ 26 ]}

في عام ١٩٥٧، بدأ مختبر ليفرمور العمل على مفاعل نموذجي يُدعى توري ٢-أ لاختبار التصميم المقترح. ^{[ ٣١ ]} كان من المُخطط في البداية بناء مفاعلين تجريبيين من طراز توري ٢-أ، أُطلق عليهما اسمي IIA-١ وIIA-٢؛ ولكن في نهاية المطاف، بُني واحد فقط. كان الغرض منه اختبار التصميم في ظروف مشابهة لتلك الموجودة في محرك نفاث تضاغطي. ولتوفير الوقت والمال وتقليل تعقيده، كان قطر توري ٢-أ يُعادل ثلث القطر المطلوب للمحرك، وهو قطر أصغر بكثير من التصميم النهائي. وللسماح له بالوصول إلى حالة التفاعل الحرجة مع تقليل كمية الوقود، أُحيط قلب المفاعل بعاكس نيوتروني سميك من الجرافيت النووي . ^{[ ٣٢ ]}

اكتملت عملية تصميم مفاعل توري 2-أ بحلول أوائل عام 1960. وخلال صيف وأوائل خريف ذلك العام، ^{[ 32 ]} جُمع قلب المفاعل في ليفرمور داخل هيكل خاص في مبنى احتواء محمي. ووصل المفاعل إلى حالة التفاعل الحرجة في 7 أكتوبر/تشرين الأول بعد تدوير ريش التحكم 90 درجة من وضع الإيقاف الكامل. ثم أُجري اختبارٌ بملء ممرات التبريد في قلب المفاعل وعاكس النيوترونات بالماء. وبدلًا من الزيادة المتوقعة في التفاعل، حدث انخفاض، ولم يتمكن المفاعل من الوصول إلى حالة التفاعل الحرجة على الإطلاق. استُبدل الماء بالماء الثقيل ، لكنه بالكاد استطاع الوصول إلى حالة التفاعل الحرجة. ولذلك، استُنتج أنه ستكون هناك حاجة إلى وقود إضافي لتحقيق هامش الخطأ المطلوب عند تركيب المزيد من المكونات. ^{[ 33 ]}

نُقل المفاعل إلى موقع اختبار نيفادا لإجراء سلسلة من التجارب الجافة واختبارات الطاقة المنخفضة أو المعدومة. أُضيفت طبقة أخرى من عناصر الوقود بسمك 10 سنتيمترات (4 بوصات) . ^{[ 33 ]} رُكّب المفاعل على مركبة الاختبار، وباستخدام الماء الثقيل كمبرد، وصل إلى حالة التفاعل الحرجة خلال تجربة تشغيل في 9 ديسمبر، مع ضبط ريش التحكم على 65 درجة. وقُدّر أنه بدون الماء الثقيل، كان سيلزم ضبطها على 71 درجة. ثم أُدخلت قضبان البورون في أنابيب الربط المركزية الستة. أدى ذلك إلى خفض تفاعلية قلب المفاعل، وكان لا بد من تدوير الريش إلى 132 درجة قبل الوصول إلى حالة التفاعل الحرجة. وُضعت رقائق تنشيط اليورانيوم-235 في أنابيب ربط قلب المفاعل لقياس كثافة الطاقة المحلية، وشُغّل المفاعل بقدرة 150 واط لمدة عشر دقائق. ^{[ 33 ]} 

تضمنت المجموعة التالية من الاختبارات نفخ الهواء عبر المفاعل أثناء تشغيله دون درجة الحرارة الحرجة لاختبار سلامة مكوناته في ظل ظروف الإجهاد والاهتزاز. في 17 و18 ديسمبر، تم استخدام معدلات تدفق هواء بلغت 27 و 34 و 45 و150 كيلوغرامًا في الثانية (60 و 75 و 100 و330 رطل/ثانية) لمدة 30 ثانية. ^{[ 34 ]} خلال ما كان من المفترض أن يكون اختبار التأهيل النهائي في 11 يناير 1961، بمعدل تدفق هواء بلغ 330 كيلوغرامًا في الثانية (720 رطل/ثانية) ودرجة حرارة قلب المفاعل 571 درجة مئوية (1060 درجة فهرنهايت) ، انكسر المشبك الذي يثبت فوهة الخروج بقناة الهواء في مركبة الاختبار، وطارَت الفوهة لمسافة 150 مترًا (480 قدمًا) في الهواء. بعد هذا الحادث، تقرر إجراء اختبار لفصل المفاعل وإزالته من مركبة الاختبار عن طريق التحكم اللاسلكي. أثناء هذا الاختبار، انفتح فجأةً الموصل الكهربائي بين القاطرة ومركبة الاختبار، فانحرفت مركبة الاختبار على السكة واصطدمت بعنف بالجدار الخرساني لملجأ منصة الاختبار في نهايتها. تضررت مركبة الاختبار بشدة، واضطرت إلى تفكيكها وإعادة بنائها. كما تم فحص جميع مكونات المفاعل بحثًا عن الشقوق. ^{[ 34 ]}         

بعد إتمام الإصلاحات، أُعيد مفاعل توري 2-أ إلى منصة الاختبار لإجراء سلسلة أخرى من الاختبارات. وُجد أنه بدون ماء تبريد، وصل المفاعل إلى حالة التشغيل الحرجة مع ضبط ريش التحكم على 75 درجة مئوية؛ ومع استخدام الماء الثقيل كمبرد، وصل إليها عند 67 درجة مئوية. ومع تدفق الهواء الساخن عبر المفاعل، رُفعت درجة حرارة قلب المفاعل إلى 104 درجة مئوية ، ثم إلى 227 درجة مئوية ، وأخيرًا إلى 335 درجة مئوية . بعد ذلك، شُغّل المفاعل بقدرة 10 كيلوواط لمدة 60 ثانية عند درجة حرارة 339 درجة مئوية . ^{[ 34 ]} أُجري اختبار نهائي في 3 مايو، بمعدل تدفق هواء 54 كيلوغرامًا في الثانية ، ودرجة حرارة قلب 204 درجة مئوية ، دون وقوع أي حوادث. ^{[ 35 ]}           

تم تشغيل مفاعل توري 2-أ بكامل طاقته التصميمية في 14 مايو 1961، حيث بلغت قدرته الإنتاجية 46 ميغاواط، ووصلت درجة حرارة قلبه إلى 1420 درجة مئوية (2580 درجة فهرنهايت) . وأُجريت ثلاث تجارب تشغيلية عالية الطاقة في 28 سبتمبر، و5 أكتوبر، و6 أكتوبر. وبلغت مستويات الطاقة فيها 144، و166، و162 ميغاواط على التوالي، مع درجات حرارة قلب بلغت 1280، و 1260، و1450 درجة مئوية (2330، و 2300، و2640 درجة فهرنهايت) على التوالي. ^{[ 36 ]} وبعد نجاح هذه التجارب، تم تفكيك المفاعل بين ديسمبر 1961 وسبتمبر 1962. ^{[ 32 ]}      

اختبرت تجربة توري 2-أ تصميم المفاعل وسلامة عناصر الوقود في ظل ظروف محاكاة للتشغيل. أنتج مختبر ليفرمور مفاعلاً ثانياً، توري 2-ج، والذي كان من المفترض أن يكون محركاً كاملاً لصاروخ نفاث. كان لا بد من معالجة المشكلات التي تم تجاهلها في تصميم توري 2-أ في تصميم توري 2-ج. اكتمل التصميم الجديد بحلول أغسطس 1962. ^{[ 15 ]} كان مفاعل توري 2-ج أسطواني الشكل، بطول 2.6 متر (8.5 قدم) وقطر 1.45 متر (4.75 قدم) . احتوى على حوالي 293,000 أنبوب من أكسيد البريليوم مملوء بالوقود و16,000 أنبوب غير مملوء بالوقود، والتي شغلت 55% من حجمه. تم تغيير كمية الوقود في المفاعل لتحقيق توزيع الطاقة المطلوب. أثناء التشغيل، ولّد قلب المفاعل 350 ميغاواط لكل متر مكعب (10 ميغاواط/قدم ^مكعب ) . ^{[ 37 ]} تم تزويد مفاعل توري 2-سي بـ 63.5 كيلوغرام (140 رطلاً) من اليورانيوم المخصب. ^{[ 10 ]}    

بدأ فحص مرافق اختبار توري II-C في 17 نوفمبر 1962. كانت المرافق غير مكتملة عند بدء هذه الاختبارات، لذا كان العديد منها لدعم برنامج الإنشاء. صُنفت هذه الاختبارات إلى أربع فئات: اختبار نظام إمداد الهواء؛ اختبار مكونات المرافق الأخرى؛ تأهيل مركبة الاختبار؛ وتدريب المشغلين. انتهى فحص المرافق في 5 مارس 1964، بعد إجراء 82 اختبارًا. ^{[ 38 ]}

قبل الشروع في اختبار مفاعل عالي الطاقة، أُجريت خمسة اختبارات رئيسية. كان الاختبار الأول، الذي نُفِّذ في 23 مارس، اختبارًا دون حرج لاثني عشر قضيب إيقاف تشغيل مساعد يتم إدخالها يدويًا وستة قضبان يتم تشغيلها كهربائيًا. كان الغرض من الاختبار هو التحقق من إمكانية إزالة قضبان التشغيل بأمان طالما بقيت قضبان الإيقاف المساعدة في مكانها. وهذا يعني عدم الحاجة إلى إخلاء الموظفين من منطقة ملجأ الاختبار أثناء عملية الفحص. أُجري الاختبار كما لو كان اختبارًا حرجًا، حيث تم إخلاء جميع الأفراد من منطقة الاختبار وإدارته عن بُعد من غرفة التحكم. وقد أكد الاختبار صحة التوقعات التي وُضعت في ليفرمور؛ إذ أمكن سحب قضبان التشغيل بأمان. ثم أُجري اختبار حرج بارد في اليوم التالي للتحقق من سلامة عمل أجهزة القياس. ^{[ 39 ]}

أُجريت اختبارات تشغيلية ساخنة بدون طاقة في 9 و23 أبريل. تضمنت هذه الاختبارات فحص قلب المفاعل في ظروف تدفق هواء تُقارب ظروف التشغيل بكامل الطاقة. نصّت خطة الاختبار الأول على تشغيل هواء بدرجة حرارة 427 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت) بمعدل 270 كيلوغرامًا في الثانية (600 رطل/ثانية) لمدة 60 ثانية. أُوقف الاختبار وأُغلق المفاعل تلقائيًا عندما تجاوزت الاهتزازات مستوىً مُحددًا مسبقًا. تبيّن أن اهتزاز قلب المفاعل لم يكن هو المشكلة، بل كانت المشكلة في محولات الطاقة المستخدمة لقياس الاهتزازات، والتي لم تكن تعمل بشكل صحيح. أُصلحت الوصلات غير المُحكمة، وجُدول اختبار ثانٍ. هذه المرة، خُطط للتشغيل بالتتابع عند معدلات تدفق هواء 91، 181، 272، 363، 544، و816 كيلوغرامًا في الثانية (200، 400، 600، 800، 1200، و1800 رطل/ثانية) . تم ذلك، ولم يحدث أي اهتزاز. كما أثبت الاختبار صلاحية المزدوجات الحرارية المستخدمة لمراقبة درجة حرارة القلب. ^{[ 39 ]}            

كانت الخطوة التالية إجراء اختبار طاقة منخفضة باستخدام هواء بدرجة حرارة 454 درجة مئوية (850 درجة فهرنهايت) وتدفق 820 كيلوغرامًا في الثانية (1800 رطل/ثانية) في 7 مايو. عندما بلغ تدفق الهواء أقصى حد له، أصبح مشغل الضبط B2 يصدر ضجيجًا وتم إيقافه مؤقتًا. بعد ذلك بوقت قصير من بلوغ أقصى حد، رصد المشغل A1 انخفاضًا في ضغط الهواء وتوقف عن العمل. بدأ المشغلان A2 وB1 بالتحرك لتعويض انخفاض التفاعل. ثم صدر أمر بإيقاف التشغيل يدويًا، على الرغم من أنه تبين لاحقًا أن ذلك غير ضروري. تبين أن مشكلة B2 ناتجة عن سلك معيب، ومشكلة A1 ناتجة عن مفتاح ضغط معيب. نظرًا لعدم وجود مشاكل أخرى، تقرر المضي قدمًا في اختبار طاقة متوسط ​​في 12 مايو. هدف هذا الاختبار إلى محاكاة ظروف رحلة بسرعة 2.8 ماخ على ارتفاع 3000 متر (10000 قدم) . تم تشغيل المفاعل حتى وصل إلى الحالة الحرجة وزادت الطاقة إلى 750 كيلوواط. ثم زاد تدفق الهواء إلى 570 كيلوغرامًا في الثانية (1260 رطلًا/ثانية) عند متوسط ​​درجة حرارة 1091 درجة مئوية (1995 درجة فهرنهايت) . ووصلت درجة حرارة اللب إلى 1242 درجة مئوية (2268 درجة فهرنهايت) . وانتهى الاختبار بعد ساعة و45 دقيقة. ^{[ 40 ]}         

تم تجهيز الظروف الآن لإجراء اختبار كامل الطاقة في 20 مايو 1964. كان من المفترض أن يحاكي هذا الاختبار رحلة بسرعة 2.8 ماخ في يوم حار بلغت فيه درجة الحرارة 38 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) عند مستوى سطح البحر. تم تشغيل المفاعل ورفع طاقته إلى 700 كيلوواط. تم إدخال الهواء بمعدل 91 كيلوغرامًا في الثانية (200 رطل/ثانية) ثم رُفع إلى 190 كيلوغرامًا في الثانية (410 رطل/ثانية) . بعد ذلك، زادت طاقة المفاعل إلى حوالي 76 ميغاواط، وعندها بلغت درجة حرارة قلب المفاعل 940 درجة مئوية (1730 درجة فهرنهايت) . كانت جميع الأنظمة تعمل بشكل طبيعي، لذا زاد تدفق الهواء إلى 754 كيلوغرامًا في الثانية (1663 رطل/ثانية) وزادت الطاقة حتى وصلت درجة حرارة قلب المفاعل إلى 1242 درجة مئوية (2268 درجة فهرنهايت) ، وعندها بلغ ناتج الطاقة حوالي 461 ميغاواط. تم تشغيل المفاعل لمدة خمس دقائق، ثم تم إيقافه يدويًا، وخُفِّض تدفق الهواء إلى 91 كيلوغرامًا في الثانية (200 رطل/ثانية) لمدة دقيقتين. استغرق الاختبار بأكمله حوالي ساعة. أُجري فحص المفاعل بعد ذلك دون تفكيكه. لم تُكتشف أي انسدادات أو أعطال. كانت قضبان التحكم جميعها في مكانها، ولم تكن هناك أي دلائل على التلف أو التآكل. ^{[ 41 ]}          

على الرغم من نجاح الاختبارات، إلا أن وزارة الدفاع الأمريكية ، الجهة الراعية لمشروع بلوتو، أعادت النظر في الأمر. فقد تطورت تكنولوجيا الصواريخ الباليستية العابرة للقارات بوتيرة أسرع من المتوقع، مما قلل الحاجة إلى صواريخ كروز عالية القدرة. وبرزت مخاوف بشأن إمكانية مرور شيء بهذه الضوضاء والحرارة والإشعاع دون رصد، فضلاً عن خطورته على كل من يقع في طريقه. كان الصاروخ الباليستي العابر للقارات يصل إلى هدفه بسرعة أكبر، وكان أقل عرضة للاعتراض من قبل الدفاعات الجوية السوفيتية. ^{[ 7 ]} تمثلت الميزة الرئيسية لصاروخ SLAM في قدرته على حمل حمولة أكبر، إلا أن قيمة هذه الميزة تضاءلت مع تحسينات تصميم الأسلحة النووية التي جعلتها أصغر حجماً وأخف وزناً، والتطور اللاحق لقدرة الصواريخ الباليستية العابرة للقارات على حمل رؤوس حربية متعددة. ^{[ 42 ]}

تمثلت المشكلة الرئيسية الأخرى في مفهوم SLAM في الضرر البيئي الناجم عن الانبعاثات الإشعاعية أثناء الطيران، والتخلص من المفاعل في نهاية المهمة. ^{[ 43 ]} بالإضافة إلى انبعاث الغازات المشعة أثناء الطيران، ^{[ 10 ]} قدّر ميركل أن حوالي 100 غرام من نواتج الانشطار ستنتج، وتوقع أن ينطلق منها بضعة غرامات وتنتشر على مساحة واسعة. ^{[ 9 ]} كانت التجارب النووية الجوية لا تزال جارية في أوائل الستينيات، لذا لم تُعتبر الانبعاثات الإشعاعية مشكلة كبيرة بالمقارنة. على الرغم من صغر حجمها مقارنةً بما ينتج عن انفجار نووي، إلا أنها كانت تُشكّل مشكلة للاختبار. ^{[ 44 ] [ 45 ]} قُدّر مستوى الضوضاء بـ 150 ديسيبل ، وهو مستوى صاخب للغاية . ^{[ 43 ]} كان هناك أيضًا احتمال خروج الصاروخ عن السيطرة. ^{[ 7 ]}

تم التخلي سريعًا عن فكرة اختبار الصاروخ فوق ولاية نيفادا. واقتُرح إجراء رحلات تجريبية بالقرب من جزيرة ويك ، على مسار على شكل الرقم ثمانية. ثم يُلقى المفاعل في المحيط الهادئ على عمق 6000 متر (20000 قدم) . وبحلول أوائل الستينيات، ازداد الوعي العام بالآثار البيئية السلبية للتلوث الإشعاعي للغلاف الجوي والمحيط، واعتُبرت الانبعاثات الإشعاعية من الصاروخ غير مقبولة أينما أُجريت الاختبارات. ^{[ 7 ]} 

طلبت هيئة الطاقة الذرية 8  ملايين دولار (ما يعادل 62 مليون دولار في عام 2024 ) في السنة المالية 1965 لمواصلة اختبارات صاروخ توري 2-سي وتطوير توري 3، وهو نسخة محسّنة منه. في أبريل 1964، أوصت اللجنة المشتركة للطاقة الذرية بخفض 1.5 مليون دولار من هذا الطلب. وفّر هذا الخفض تمويلًا مستمرًا لتوري 2-سي، لكنه لم يوفّر تمويلًا لتطوير توري 3. كان هارولد براون ، مدير قسم الأبحاث والهندسة  بوزارة الدفاع ، يفضّل استمرار مشروع بلوتو بتمويل منخفض لتطوير التكنولوجيا. ^{[ 8 ]} إلا أن لجنة المخصصات بمجلس النواب رفضت هذا الاقتراح ؛ إذ أثبتت اختبارات توري 2-سي الناجحة جدوى التكنولوجيا، وإذا لم يعد هناك حاجة عسكرية لها، فلا مبرر لمواصلة التمويل. لذلك، خفّضت اللجنة 5.5 مليون دولار أخرى من طلب التمويل، ليتبقى مليون دولار فقط لتجميد المشروع. ^{[ 8 ]}  

في الأول من يوليو عام ١٩٦٤، وبعد سبع سنوات وستة أشهر من انطلاقه، أُلغي مشروع بلوتو. ^{[ ٥ ] [ ٤٦ ]} أقام ميركل حفل عشاء احتفالي في نادٍ ريفي قريب للمشاركين في المشروع، حيث وُزِّعت دبابيس ربطات عنق تحمل شعار SLAM وزجاجات مياه معدنية تحمل اسم "بلوتو" كتذكارات. في ذروة نشاطه، وظّف مشروع بلوتو حوالي ٣٥٠ شخصًا في ليفرمور و١٠٠ شخص في الموقع ٤٠١، وبلغ إجمالي الإنفاق حوالي ٢٦٠  مليون دولار (ما يعادل ملياري دولار في عام ٢٠٢٤ ). ^{[ ٧ ]}

لم يُفكك مفاعل توري 2-سي بعد اختبار الطاقة العالية، وبقي في جاكاس فلاتس حتى عام 1976، حين فُكك في مبنى صيانة وتجميع وتفكيك المحركات (E-MAD) هناك. ^{[ 47 ]} في عامي 1971 و1972، استُخدم المبنى 2201 من قِبل مشروع عمليات إعادة تغليف الوقود.  أُزيلت عناصر الوقود من مفاعلات توري 2 من الخلايا الساخنة في المبنى 2201 ونُقلت إلى المنطقة  6، ومنها شُحنت إلى مختبر أيداهو الوطني . استُخدم المبنى 2201 في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي لإيواء مرفق اختبار محتوى الهيدروجين. ابتداءً من عام 1986، استخدمه مختبر سانديا الوطني لسلسلة من المشاريع السرية المتعلقة بالأسلحة النووية، وفي عام 1998 استخدمته منظمة غير مُحددة لمشروع سري. ^{[ 48 ]} ​​تم تنظيف المبنى رقم 2201 وتطهيره بين عامي 2007 و2009 لجعله آمناً للهدم مستقبلاً. ^{[ 49 ]} في سبتمبر 2013، أفيد بأنه قد تم هدمه. ^{[ 50 ]}

• 9M730 Burevestnik هو مشروع روسي مماثل

 تتضمن هذه المقالة مواد متاحة للعموم من تاريخ موقع الأمن القومي لولاية نيفادا: صحيفة حقائق مشروع بلوتو (ملف PDF) . وزارة الطاقة الأمريكية .

• دليل الصواريخ والقذائف العسكرية الأمريكية
• صفحات Vought SLAM
• تقرير مرحلي عن المركبة النووية الأسرع من الصوت على ارتفاع منخفض LASV-N1 (LASV-N1)، فيلم 1963، محفوظ في الأرشيف الوطني وإدارة السجلات.