Первая в мире атомная станция. Верхом на реакторе

Еще далеко не все разрушенные войной города и деревни восстали из руин, а в сотне километров от Москвы уже началось строительство первой в мире атомной электростанции.

Фото iobninsk.ru

Как «морской» атом стал «мирным»

Изначально вблизи станции Обнинское в 105 км от Москвы по Московско-Киевской железной дороге в середине 1940-х годов возникла Лаборатория «В», занимавшаяся исследованием атомной энергии. Со временем лаборатория стала Физико-энергетическим институтом (ФЭИ), а станция — городом Обнинском.

16 мая 1950 года постановлением Совета министров СССР «О научно-исследовательских, проектных и экспериментальных работах по использованию атомной энергии для мирных целей» на Лабораторию «В» была возложена задача по созданию АЭС с водяным охлаждением. Ранее создавались реакторы только для наработки оружейных материалов.

Реактор, который работал на Обнинской АЭС, получил название АМ. Расшифровывается эта аббревиатура по-разному. В наиболее распространенной версии говорится, что вначале это расшифровывалось как «Атом морской», то есть реактор для подводных лодок, но затем, когда этот тип реакторов признали неподходящим для лодок (из-за больших размеров), стали называть «Атом мирный».

Первая в мире АЭС была создана в рекордный даже по современным меркам срок — с момента выхода правительственного постановления до момента пуска прошло всего четыре года. В создании первой АЭС принимали участие ведущие на то время в области ядерной физики ученые Курчатов, Красин, Александров, Доллежаль (создатель «чернобыльского» реактора РБМК-1000) и другие.

Основной проблемой перед создателями было то, что до них мирным применением атомной энергии (термин, который в то время еще не стал популярным) никто не занимался — все технологии (выбор материала, сплавы, их толщина, взаимодействие, способы соединения) разрабатывались с нуля, а расчеты проводились не на ЭВМ, а мозгами и логарифмической линейкой.

Реактор и турбина на Обнинской АЭС находятся в разных зданиях. Пар на турбину подается по подземной трубе. Турбина — производства 1930-1940-х годов из Германии, трофейная.

Реактор первой советской атомной электростанции работал на обогащенном естественном уране, в котором содержание урана-235 было доведено до 5%. Реактор находился в стальном баке диаметром 3 м и высотой 4,6 м. Он был заполнен графитом, в центральной его части было 128 рабочих каналов, туда опускались стержни урановых тепловыделяющих элементов. Эти стержни были окружены длинными графитовыми цилиндрами и образовывали активную зону диаметром 150 см и высотой 170 см.

Работа реактора начиналась лишь после того, как в него опускали более 60 стержней. Общая загрузка урана в реактор составляла 550 кг. Суточный расход урана — примерно 30 г, что эквивалентно 100 т угля. Регулировка мощности реактора осуществлялась при помощи стержней из карбида бора, активно поглощающего нейтроны. В качестве теплоносителя в первичном контуре применялась циркулирующая вода, имевшая давление 100 атмосфер и температуру 280-290°C.

В теплообменнике (парогенераторе) образовывался перегретый пар с давлением 12-13 атмосфер и температурой 260-270°C, поступавший в турбину электростанции. Полный КПД электростанции — 17-19%.

9 мая 1954 года в лаборатории началась загрузка активной зоны реактора АЭС топливными каналами. При внесении 61-го топливного канала было достигнуто критическое состояние, в 19:40 в реакторе началась цепная самоподдерживающаяся реакция деления ядер урана. Состоялся физический пуск атомной электростанции. Тогда реактор заработал на минимальной мощности.

26 июня 1954 года в 17:30 была открыта задвижка подачи пара на турбогенератор, а генератор синхронизирован с сетью Мосэнерго, давая мощность 1,5 мегаватта.

«С лёгким паром!» — поздравил коллег Игорь Курчатов.

Уже на следующий день промышленные и сельскохозяйственные потребители близлежащих районов начали получать электроэнергию от турбины, впервые в истории человечества работавшей за счет сжигания ядерного топлива.

Стопроцентная мощность станции, на которую по соображениям безопасности вышли только в октябре 1954 года, была небольшой — 5 мегаватт.

За первые два года эксплуатации Обнинская АЭС израсходовала несколько килограммов урана. Тепловая электростанция такой же мощности сожгла бы за тот же период более 75 тысяч тонн угля.

На мощности 5 мегаватт АЭС проработала всего несколько лет, остальное время реактор в основном использовался в исследовательских целях.

Все расчеты и качество работы оказались таковыми, что запущенная в 1954 году АЭС проработала почти полвека и была окончательно заглушена лишь в 2002 году, когда из реактора была извлечена последняя ТВЭЛ-сборка. Станция безаварийно проработала на 18 лет больше первоначально запланированного срока.

Атомный музей

Поскольку российское законодательство не разрешает использовать для формально радиационно-опасного объекта слово «музей», первая АЭС признана отраслевым мемориальным комплексом, который в обиходе всё равно именуют музеем.

Формально на первую АЭС проводятся экскурсии. Но прийти как в обычный мемориальный комплекс или музей, купив билет, не получится. Дело в том, что АЭС находится на территории Государственного научного центра Российской Федерации «Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», который занимается исследованиями атомной энергии, в числе прочего, для военных и космических нужд. Поэтому визит необходимо согласовывать заранее. Мне не разрешили взять с собой свою видео- и фототехнику (заверив, что сделают для меня фотоснимки своей техникой) и радиометр (в простонародье — дозиметр).

ФЭИ — серьезная структура. Это заметно уже с проходной. Бетонные блоки на въезде, мощные ворота, обилие камер наблюдения. На проходной за бронестеклом сидят не пенсионеры-вахтеры, а военнослужащие внутренних войск.

За проходной садимся в автобус — корпус АЭС находится в глубине немалой территории ФЭИ. Через несколько минут останавливаемся около известного по фотоснимкам здания промышленной архитектуры 1950-х годов с высокой трубой.

Фото iobninsk.ru

Проходим в здание. В гардеробе все надевают белые халаты, колпаки и бахилы — стандартная одежда для АЭС. В коридоре на стенах — небольшая музейная экспозиция фотоснимков и документов.

В зале управления — пульт, на котором нет ни одного монитора — только стрелочные и световые индикаторы. В числе прочих приборов — авиационные часы. Часть приборов выполнена явно по авиационному стандарту — черный циферблат со светящимися стрелками. Вместо привычной клавиатуры — мощные эбонитовые переключатели.

Поскольку сейчас к 60-летию АЭС в здании идут ремонтные работы, в зале управления на полу лежат ТВЭЛов (тепловыделяющие элементы) реакторов различных типов. Красиво переливаются на свету циркониевые трубки.

Также здесь стоят макеты реакторов, которые используются в космосе.

Затем направляемся к сердцу АЭС — в реакторный зал. Крышка реактора находится на уровне земли, а сам реактор с фундаментом уходят на глубину 14 метров.

Фото kaluga-poisk.ru

Проход в реакторный зал напоминает оборонительное сооружение — толстые бетонные стены, пульт управления с небольшими круглыми иллюминаторами из стекла с повышенным содержанием свинца. Толщина стекол около 20 см. Отсюда велось управление заменой ТВЭЛов.

разобраться в назначении приборов помогает
директор первой АЭС Андрей Журин (слева)

В зале несколько рабочих в белых костюмах меняли покрытие пола. Обычно посетителей дальше не пускают (большинство и не стремится), но для меня сделали исключение.

Спускаемся в зал. По современным меркам зал небольшой, длина стен — несколько десятков метров, под потолком висит мощный блок подъемного крана. Сам радиофобией не страдаю, но в реакторном зале испытываю волнение. Возможно, из-за толстых бетонных стен, изолирующих зал от внешнего мира.

По словам начальника АЭС, сейчас в зале уровень фона превышает естественный примерно в три раза. Это где-то 36 мкР/час. Для сравнения — в районе научной станции Масаны в Беларуси, в 14 километрах от ЧАЭС, где вахтовым методом живут и работают белорусские ученые, уровень фона достигает 5000 мкР/час и выше.

Мне даже разрешили постоять на крышке реактора, сказав, что таким образом я стал первым журналистом, кто стоял на реакторе на первой в мире АЭС. Для закрепления успеха я на нём немного посидел.

Выходим из реакторного зала, и направляемся в кабинет начальника АЭС. Здесь бережно сохранена обстановка 1950-х годов. Начальник АЭС выписывает памятный сертификат посетителя. На этом экскурсия окончена.

***

Первая в мире атомная станция — самый известный объект в Обнинске. Постройками в старой части Обнинск напоминает военный городок. Сосны, малоэтажные кирпичные дома офицерского состава, традиционно жёлтого цвета, кое-где — деревянные бараки и высокие заборы, через которые не рекомендуется перелазить.

Здание городской администрации Обнинска

Учебный центр ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия»,
где готовят экипажи для атомного подводного флота

Несмотря на удалённость от моря, на улицах Обнинска много военных моряков — здесь находится центр подготовки экипажей атомного подводного флота России.

Еще один символ города — вознесшаяся на высоту 310 метров (почти как Эйфелева башня) вышка. Она была построена в 1958 году для исследования радиоактивных частиц в атмосфере, а сегодня используется синоптиками.

Фото пресс-службы ГНЦ РФ ФЭИ и автора