芝加哥一號堆是人類第一臺(可控)核反應堆,由費米、康普頓領導的冶金實驗室(Metallurgical Laboratory)小組在芝加哥大學 Stagg Field Stadium 內建成,1942年12月2日內部成功產生可控鈾核裂變的鏈式反應,成功開啟了人類的原子能時代,為1945年美國第一顆原子彈的成功爆炸奠基。這臺核反應堆沒有防輻射或冷卻系統(tǒng),費米描述它為”一堆簡陋的黑磚和木頭“(a crude pile of black bricks and wooden timbers)。芝加哥一號堆的遺跡存在于芝加哥大學校園內,已經成為一個美國國家歷史地標(National Historic Landmark)和芝加哥地標(Chicago Landmark)。
芝加哥一號堆于1943年停止運行,并被拆卸運輸到芝加哥紅門森林(Red Gate Woods),在那里被重新組裝并安裝了防輻射系統(tǒng),成為了后來的芝加哥二號堆(Chicago Pile-2, CP-2)。二號堆所在的位置就是后來著名的美國第一個國家實驗室阿貢國家實驗室所在地。