Обнинская АЭС (1954)

От бомбы к энергии

В 1949 году Советский Союз испытал свою первую атомную бомбу. Атомный проект, которым руководил Лаврентий Берия, а научно - Игорь Курчатов, создал огромную промышленность: урановые рудники, заводы по обогащению урана, промышленные реакторы для наработки плутония. Эти реакторы выделяли огромное количество тепла, которое просто сбрасывалось в водоемы. Ученые давно обсуждали, как превратить его в электричество.

Идею энергетического реактора выдвигали многие советские физики. Американцы в декабре 1951 года на экспериментальном реакторе-размножителе в Айдахо впервые получили электроэнергию из ядерного деления, которой хватило на освещение здания. Но промышленных атомных электростанций еще не было ни в одной стране.

16 мая 1950 года Совет министров СССР принял постановление о строительстве опытной атомной электростанции. Ее решили возводить на территории Лаборатории «В» - секретного научного центра в лесах Калужской области, у деревни Обнинское. В первые послевоенные годы в лаборатории работали вывезенные из Германии немецкие физики во главе с Хайнцем Позе, затем ее возглавили советские ученые, а в 1950-х годах научным руководителем стал физик-теоретик Дмитрий Блохинцев.

Люди проекта

Игорь Васильевич Курчатов, родившийся в 1903 году на Урале, до войны изучал атомное ядро в Ленинградском физико-техническом институте у Абрама Иоффе. В 1943 году Сталин поручил ему руководство советским атомным проектом. Высокий, с окладистой бородой, за которую его прозвали «Бородой», Курчатов сочетал талант физика и организатора. После создания бомбы он все больше думал о мирном применении атомной энергии и стал одним из главных сторонников строительства атомных электростанций. В 1956 году в английском Харуэлле он выступил с докладом о советских работах по управляемому термоядерному синтезу, впервые открыв западным ученым часть советских исследований. Он умер в 1960 году.

Николай Антонович Доллежаль, инженер-теплотехник, родившийся в 1899 году, до войны занимался химическим машиностроением. В атомный проект он пришел, ничего не зная о ядерной физике, и создал конструкцию первого советского промышленного реактора для наработки плутония. Затем его конструкторский коллектив разработал реакторы для атомных подводных лодок, электростанций и, позднее, реакторы РБМК. Доллежаль прожил больше ста лет и умер в 2000 году.

Дмитрий Иванович Блохинцев, физик-теоретик, автор известного учебника по квантовой механике, руководил Лабораторией «В» и отвечал за научную сторону строительства и пуска станции. Позднее он стал первым директором Объединенного института ядерных исследований в Дубне.

Как работает атомная станция

Атомная электростанция отличается от обычной тепловой лишь источником тепла. Вместо сжигания угля, газа или мазута в ней используется энергия деления ядер урана. Когда нейтрон попадает в ядро урана-235, ядро раскалывается на два осколка, выделяя большое количество энергии и несколько новых нейтронов, которые вызывают деление следующих ядер. Если количество нейтронов в каждом поколении остается постоянным, реакция идет с постоянной мощностью. Регулируют ее стержни из материалов, поглощающих нейтроны, которые вводят в активную зону или выводят из нее. Энергия деления превращается в тепло, нагревающее воду, а дальше, как на обычной электростанции, пар вращает турбину и генератор.

Главными трудностями были надежность материалов, работающих под сильным излучением и при высоких температурах, защита персонала от радиации и управление реакцией. Обнинская станция стала первой проверкой того, что такая установка может работать долго и устойчиво.

Реактор АМ

Реактор для станции разрабатывал коллектив главного конструктора Николая Доллежаля, будущего создателя многих советских реакторов. Первоначально реактор с индексом АМ, по одной из распространенных версий, проектировался как прототип судовой установки, и аббревиатуру расшифровывали как «Атом морской»; позднее за ним закрепилось название «Атом мирный».

Конструкция получилась сравнительно простой. Активная зона состояла из графитовой кладки - графит служил замедлителем нейтронов, - в которой были проделаны вертикальные каналы. В каналах находились тепловыделяющие элементы с ураном, обогащенным до 5 процентов по урану-235, а через них под давлением прокачивалась вода. Нагретая вода первого контура отдавала тепло в парогенераторе воде второго контура, превращая ее в пар, который вращал турбину. Тепловая мощность реактора составляла 30 мегаватт, электрическая - 5 мегаватт. Это примерно столько, сколько нужно небольшому городку.

Строили станцию в обстановке строжайшей секретности, в основном силами военных строителей; по имеющимся данным, на стройке использовался и труд заключенных. Над проектом работали многие институты, а научным руководителем всей работы был Курчатов.

«С легким паром»

9 мая 1954 года реактор достиг критического состояния - в нем началась самоподдерживающаяся цепная реакция. Затем последовали недели наладки. 26 июня 1954 года в 17 часов 30 минут пар впервые подали на турбину, и генератор станции начал выдавать ток в сеть местной энергосистемы. По рассказам участников, Курчатов поздравил коллег шуточной фразой «С легким паром!».

В начале июля 1954 года в советских газетах появилось краткое правительственное сообщение о том, что в Советском Союзе введена в действие первая промышленная электростанция на атомной энергии мощностью 5 тысяч киловатт. Сообщение произвело сенсацию в мире: СССР, лишь недавно создавший атомную бомбу, первым использовал атом для производства электроэнергии в промышленных масштабах.

Атом для мира

Пуск станции пришелся на время, когда атомная энергия впервые стала предметом мирной пропаганды. В декабре 1953 года президент США Дуайт Эйзенхауэр выступил в ООН с речью «Атом для мира», предложив делиться технологиями мирного использования атома. СССР ответил демонстрацией своей станции. В августе 1955 года на Первой международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве Блохинцев выступил с докладом об Обнинской АЭС, вызвавшим огромный интерес. Станцию начали показывать иностранным делегациям: в разные годы здесь побывали индийский премьер Джавахарлал Неру, государственные деятели и ученые со всего мира.

Соперники

Великобритания в октябре 1956 года запустила станцию Колдер-Холл мощностью 50 мегаватт - первую атомную электростанцию промышленного масштаба, которая одновременно производила плутоний для британского ядерного оружия. В США первая промышленная атомная электростанция Шиппингпорт заработала в декабре 1957 года. Обнинская АЭС была гораздо меньше, но опередила их.

Полвека работы

Обнинская АЭС проработала 48 лет. Ее значение было прежде всего не энергетическим, а научным и учебным. На ней испытывали новые виды топлива и материалов для будущих реакторов, нарабатывали изотопы для медицины и промышленности, обучали персонал для атомных станций, атомных подводных лодок и ледоколов. В 1958 году вступила в строй первая советская атомная подводная лодка К-3 «Ленинский комсомол», в 1959 году - атомный ледокол «Ленин», в 1964 году - Белоярская и Нововоронежская АЭС. Уран-графитовые канальные реакторы, родственные обнинскому, легли в основу реакторов большой мощности РБМК, один из которых в 1986 году взорвался на Чернобыльской АЭС.

Поселок при Лаборатории «В» в 1956 году получил статус города и название Обнинск. Лаборатория превратилась в Физико-энергетический институт, а город стал одним из главных научных центров страны и в 2000 году первым в России получил статус наукограда.

29 апреля 2002 года реактор был окончательно остановлен - по экономическим соображениям и в связи с исчерпанием ресурса. Сегодня станция превращена в мемориальный комплекс и музей.

Итоги

• Обнинская АЭС стала первой в мире атомной электростанцией, отдававшей электроэнергию в общую энергетическую сеть.
• Пуск станции 26 июня 1954 года открыл эпоху атомной энергетики и стал крупным пропагандистским успехом СССР в холодной войне.
• Станция служила научной и учебной базой для развития атомной энергетики, атомного флота и подготовки специалистов.
• Ее уран-графитовый реактор стал прототипом крупных советских реакторов, в том числе типа РБМК.
• Обнинск превратился в один из главных научных центров страны.