Атомный век Игоря Курчатова - Александр Анатольевич Цыганов

Вот и теперь, при строительстве АЭС, одна из проблем была истинно серьёзной. Как раз из тех, которые при общем взгляде не видны.

Пусть здешний котёл и есть улучшенная «Аннушка»… Но с нею что происходило? Вода, которая охлаждает реактор, на выходе нагревается лишь до 80–90 °C. Для тех условий – даже замечательно, от многих технических проблем производство избавлено.

Но «Аннушка» турбин не крутила. А здесь, в Обнинмке, это главная задача котла. Только чтобы закрутить турбину хотя бы до КПД паровоза, температура воды должна быть под 300 градусов. С соответствующим давлением – под 100 атмосфер. И трубки из алюминиевого сплава, загруженные блочками урана, тут уже не годятся…

Значит, нужно разработать соответствующие ТВЭЛы, тепловыделяющие элементы, отличные от их чахлого прототипа в Базе-10.

Занялись решением сразу все: ЛИПАН, бочваровский НИИ-9, Харьковский физтех. И… не нашли, хотя сам Сталин в курсе и требует результата. И Блохинцев успел перенести на другой берег реки Протвы деревню Пяткино, начал строительство плотины и береговой насосной станции. В 1951 году уже заложил фундамент самой АЭС. И такой афронт: у главных научных институтов Атомного проекта ТВЭЛы никак не могут пройти даже стендовых испытаний!

Как нередко случалось в Атомном проекте, вновь помог неведомо откуда взявшийся нежданный гений. Когда после всех неудач «больших дядек» к работам над ТВЭЛами подключилась Лаборатория «В», один из её сотрудников, приглашённый в Обнинск лично Александром Лейпунским и быстро выросший до одного из ведущих конструкторов и технологов, предложил до гениальности простую и надёжную конструкцию.

Владимиру Малых и тридцати не исполнилось, но он успел повоевать, комиссоваться по контузии, поработать в НИИ физики МГУ, еще не завершив высшего образования. Исходил он из следующего. Нам нужно что? Обеспечить условия для недопущения большого нагревания урана и, напротив, для большого нагрева воды. Следовательно, нужно добиться как можно более плотного контакта между ураном и водою. Чтобы она его охлаждала, а он её нагревал.

Соприкасаться им, понятно, нельзя. Значит, берём урановые втулки, ставим друг на друга, в совмещённые центральные отверстия вставляем трубку, с внешней стороны урановых втулок наносим защитное покрытие – и готово. Осталось только по центральной трубке прокачивать воду, которая от урана нагревается и превращается в пар. Остальное – детали.

Курчатов самокритично признавал: это куда технологичнее и дешевле, нежели представленный в середине 1951 года ЛИПАНом вариант, построенный на контакте с ураном жидкометаллического теплоносителя.

Правда, и у Малых в его прекрасной схеме обнаружилась проблема. Контактный слой на месте соединения урановых втулок с центральной трубкой быстро перегорал и нарушал контакт всего тепловыделяющего элемента с теплоносителем.

Плюс коррозия на нержавейке.

Задачу передали исключительно Лаборатории «В», и в начале 1953 года Малых пришёл к ещё одному выдающемуся решению: уран разбить в крупу, а зазоры между крупинками заполнить металлическим магнием, с его высочайшей теплопроводностью. Заодно это предотвращало распухание урана при нагреве. Установку для заливки магнием тоже сделали под его руководством. В 1957 году Владимир Малых получил за эту работу Ленинскую премию.

НИИ-9 для исключения распухания урана предложил добавлять молибден, и теперь крупка из уран-молибденового сплава отдавала через магний тепло воде самым прекрасным образом. Проблема была решена, осенью 1953 года испытания завершились положительным результатом. В Электростали быстро соорудили цех по изготовлению таких ТВЭЛов, и станция побежала к своему открытию. Каковое и произошло всего через семь месяцев.

Физический пуск котла первой в мире АЭС состоялся 9 мая 1954 года. Всё работало. В первом контуре происходило нагревание (тепловая мощность станции должна была составить 30 000 кВт), во втором перегретый пар давлением 12,5 атмосферы и температурой 2600 градусов подавался в турбину, на валу которой был установлен электрогенератор.

В 17.30 26 июня получаемый пар через открытую задвижку был переведён на турбину. Уже синхронизированный с сетью «Мосэнерго» генератор дал первый ток. Курчатов, руководивший пуском, переглянулся с Александровым, и они буквально в унисон выдохнули: «С лёгким паром!»

В.А. Малых в 1954 г.

[Из открытых источников]

Это была победа. Реализация ещё одной мечты – той, что появилась после того памятного заглядывания в Бездну на испытании изделия РДС-6. Чтобы атом был не только солдатом, но и рабочим.

В 17.45 станция стала под промышленную нагрузку.

Официальное сообщение ТАСС возвестило об этом событии весь мир 1 июля 1954 года обыденной, но полной скрытого торжества новостью:

В Советском Союзе усилиями ученых и инженеров успешно завершены работы по проектированию и строительству первой промышленной электростанции на атомной энергии полезной мощностью 5000 киловатт. 27 июня 1954 года атомная электростанция была пущена в эксплуатацию и дала электрический ток для промышленности и сельского хозяйства прилежащих районов [437].

Станцию осторожно запустили на 57 % мощности, но… Даже в этом режиме стали одно за другим выявляться слабые места. Вытекала через трещины в каналах СУЗ вода, окислялся и терял свои качества графит, корродировали трубки из нержавеющей стали и пр.

Блохинцев волновался, пару раз слал тревожные сигналы. В июле Игорь Васильевич даже устроил у него в Обнинске выездную сессию НТС.

Привёл всех к общему знаменателю Ефим Славский. Он напомнил о начале работы «Аннушки» и предложил примерно такое же решение: закрыть станцию на капитальный ремонт, разобраться с причинами, устранить их и снова запустить АЭС. Мол, первая в мире атомная станция – не эксперимент, который можно запросто списать в неудачи и закрыть. Это дело политическое.

АЭС в Обнинске.

[Из открытых источников]

Так и сделали. На полную мощность вышли 25 октября 1954 года.

А в декабре 1958 года на основе полученного в Обнинске опыта в Томске-7 была запущена первая очередь Сибирской АЭС начальной мощностью 100 Мвт. И хотя реактор ЭИ-2, ставший «сердцем» этой станции, создавался как двухцелевой – для наработки в первую очередь оружейного плутония, а электричество шло к этому приятным дополнением, – именно её можно справедливо считать первой промышленной АЭС в России. Позднее, в 1961 году, на базе реактора АДЭ-3 мощность была доведена до 600 Мвт.

Правда, Игорь Васильевич Курчатов и этого уже не увидел. Как и мощного развития атомной энергетики в СССР…

Глава 3

Управляемый термояд

Начиналось всё почти стандартно – с возникновения идеи, параллельной основной задаче. С тех пор как в ходе создания водородной бомбы столкнулись с проблемой ядерного горючего, Курчатова не оставляла мысль, как использовать его для получения энергии. Не взрывать, а жечь, наподобие того как жгут уран в котлах, получая тепло и электроэнергию.

При реакции деления выделяется в 10 раз больше энергии, нежели при синтезе. Зато в реакции синтеза суммарно участвуют всего 5 элементарных частиц, а в одной реакции деления – 236. То есть по массе на одну и ту же величину