2004.05.17. – М.Е.Минашин, О.В.Комиссаров. ПУТЬ К ВЫЖИВАНИЮ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Эта статья написана участниками разработки и освоения Первой АЭС в мире М.Е.Минашиным и О.В.Комиссаровым. Статья была опубликована в середине 90-х годов в специализированном издании. В нашей газете публикуется сокращенный вариант.
Название города Обнинска долгое время, особенно в первые десятилетия своего существования, ассоциировалось с Первой в мире АЭС. "Днем ее официального рождения", т.е. днем пуска считается 27 июня 1954 г. Об этом сообщила газета "Правда" 1 июля 1954 г. Начало ее создания отделяло от окончания Великой отечественной войны около пяти лет. Прошедшая война, прогремевшая и на земле современного Обнинска, принесла разрушения на значительную территорию европейской части страны. И в период послевоенного возрождения городов и селений появилось недалеко от Москвы новое, до этого не существовавшее в природе, техническое сооружение, производившее электрическую энергию на основе использования энергии деления ядер урана.
До этого уже в США были созданы первые атомные подводные лодки и в ряде стран имелись первые промышленные атомные реакторы, производящие плутоний для атомного оружия. В противовес этому готовилось открытие мирного использования атомной энергии. В Обнинске было начато создание Первой АЭС.
Ведущие представители науки в нашей стране и за рубежом понимали, что использование нового вида энергии только в военных целях приведет человечество к гибельной ситуации возможной ядерной войны. Поэтому когда проблема создания "Ядерного щита" для нашей страны близилась к завершению, И.В.Курчатов выступил инициатором выделения части научного и технического потенциала для решения задачи мирного использования атомной энергии. Это было в 1948 г. К 1950 г. уже были разработаны несколько различных проектов атомных реакторов для будущей АЭС.
В мае 1950 г. вышло Постановление правительства страны о начале работ по строительству Первой АЭС, а через год был решен вопрос о месте ее сооружения. В 1951 г. вышло второе Постановление СМ СССР о разработке всех мероприятий по сооружению первой АЭС на территории недавно организованного молодого научно-технического учреждения – будущего Физико-энергетического института (ФЭИ), расположенного на берегу небольшой, быстрой и чистой реки Протвы примерно в 100 км от Москвы вблизи остановки Обнинское Московско-Киевской железной дороги.
В то время все, связанное с атомной проблемой, было секретным во всех странах. Это было время "холодной войны", и государства стремились обезопасить себя от утечки имевшихся научных и технических сведений.
Для молодого коллектива ФЭИ это вносило элемент некоторой романтики, делало работу более важной, значительной.
При выборе типа реактора учитывалось наличие опыта, который был накоплен при создании и эксплуатации промышленных реакторов, производивших плутоний.
Окончательное решение по выбору типа первого энергетического реактора принадлежало академикам И.В.Курчатову и Н.А.Доллежалю. К строительству был принят проект уран-графитового реактора канального типа с трубчатыми тепловыделяющими элементами (твэлами) с теплосъемом не кипящей водой под давлением 100 атмосфер.
Для лучших физических показателей реактора требуется, чтобы в реакторе кроме топлива (и замедлителя, например, для реакторов на тепловых нейтронах типа реактора Первой АЭС) не было бы посторонних материалов. В то же время для выработки энергии с высоким коэффициентом полезного действия нужно в реакторе генерировать тепло при высокой температуре среды, т.е. материалов реактора, и В первую очередь его тепловыделяющих элементах.
Строительство здания АЭС началось в 1952 г. на месте бывшей деревни Пяткино. Незадолго перед пуском реактора в феврале 1954 г. в ФЭИ был сооружен "реактор нулевой мощности", т.н. критический стенд. Он был собран в одной из лабораторных комнат, расположенных на первом этаже главного корпуса ФЭИ под кабинетом Д.И.Блохмнцева. Целью создания стенда по мнению руководителя физических расчетов реактора Первой АЭС М.Е.Минашина была необходимость экспериментальной проверки пригодности расчетных методик, использовавшихся пои определении характеристик реактора Первой АЭС. На этом стенде 3 марта 1954 года впервые в ФЭИ (и на территории Калужской области) была осуществлена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана. Активное участие по созданию стенда принимали А.К.Красин, Г.Н.Ушаков, А.В.Камаев, М.Н.Ланцов, Е.И.Инютин. Пусковую группу возглавлял Б.Г.Дубовский, уже имевший опыт пуска первого в нашей стране реактора, осуществленного под руководством И.В.Курчатова 26 декабря 1946 года.
Перед пуском реактора было составлено штатное расписание и укомплектованы 4 смены персонала. Начальниками смен были: Ю.В.Архангельский, Г.Н.Ушаков, Б.Б.Батуров, В.А.Ремизов. Старшими инженерами управления были назначены: В.А.Парфирьев, А.В.Карпов, В.И-Вьюнников, В.М.Шмелев, а инженерами управления стали: Л.А.Кочетков, С.А.Болонкин, Г.В.Мерзликин, Ю.В.Евдокимов. Директором Первой АЭС был назначен Н.А.Николаев. Первыми пусковыми дежурными научными руководителями были А.К.Красин, Б.Г.Дубовский и М.Е.Минашин.
В начале мая 1954 года началась загрузка активной зоны реактора топливным каналами (ТК), в которых содержался уран. 9 мая в 19 часое 7 мин. при загрузке примерно 60 ТК было достигнуто критическое состояние. В дальнейшем была загружена полностью активная зона, поместившая 128 ТК.
В этих условиях обеспечение надежного теплоотвода и гарантирования жаропрочности материалов, которые зачастую бесполезно поглощают нейтроны и, следовательно, ухудшают физические и экономические показатели при выработке энергии.
При создании Первой АЭС оказалось недостаточно опыта, накопленного при разработке и сооружении упоминавшихся промышленных ректоров. Переход от промышленного реактора, в котором уровень температур материалов в активной зоне реактора относительно низкий к энергетическому реактору с более высоким уровнем температур материалов, необходимому для получения высокотемпературного тепла, потребовал проведения большого и разностороннего объема экспериментальных и расчетных исследований.
Следует отметить одну важную особенность, связанную с созданием Первой АЭС. При ее создании шел параллельный процесс научных экспериментов, разработки проекта, заказ оборудования и его создание, строительство здания и монтаж оборудования. Это обстоятельство требовало постоянной координации работ и четкого их выполнения. В итоге такой подход обеспечил сжатые сроки создания Первой АЭС (1951–1954 годы). Это оказалось возможным при активном и непосредственном участии в создании станции видных и ответственных деятелей науки, промышленности и правительства. Но в 1951 году научное руководство разработкой проекта АЭС, строительством, пуском и эксплуатацией Первой АЭС было передано от Института атомной энергии (Москва) Фиэико-энергетическому институту.
Научным руководителем проекта Первой АЭС был назначен ненадолго до этого ставший директором ФЭИ Дмитрий Иванович Блохинцев – известный физик-теоретик, проректор Московского университета. Коллектив ФЭИ внес большой вклад в дело создания Первой АЭС. В частности, был создан один из сложнейших конструктивных элементов реактора – тепловыделяющий элемент. Работами по его созданию руководил В.А.Малых.
К октябрю 1954 года станция была выведена на проектные параметры. В первый период работы она рассматривалась как опытная энергетическая станция. Но, начиная с 1956 г., на ней стали проводиться различные исследования, в частности, необходимые для создания более мощных станций.
За участие в разработке, пуске и освоении Первой АЭС была присуждена Ленинская премия Д.И.Блохинцеву, Н.А.Доллежалю, А.К.Красину, В.А.Малыху. Большая группа разработчиков и эксплуатационников была награждена орденами и медалями СССР.
С 1956 года станция была открыта для посещения советских и зарубежных делегаций. Десятки тысяч экскурсантов почти из всех стран мира посетили Первую АЭС. Этим Первая АЭС способствовала изменению взгляда людей на атомную проблему, она дала начало мирному использованию атомной энергии – это ее главный вклад в мировую цивилизацию.
Кроме этого, АЭС имела значение в решении большого круга задач расширенного использования атомной энергии в мирных целях. На ней экспериментально отрабатывались и испытывались многие новые технические решения реакторостроения и проходили стажировку сотни первых специалистов для вновь сооружаемых и уже имеющихся АЭС.
Представляет интерес обстоятельство, определившее значение проектной мощности Первой АЭС. В послевоенный период в стране был большой недостаток станционного оборудования. Н.А.Доллежаль знал, что в Москве хранится давно снятая с эксплуатации старая турбина небольшой мощности. Было решено ее использовать на строящейся АЭС. Именно ее мощность и определила мощность станции и реактора, тепловая мощность которого была определена равной 30 МВт, а число каналов с топливом –128 штук.
Активная зона реактора Первой АЭС, т.е. объем, где размещается урановое топливо, имеет форму цилиндра, высота которого равна 170 см, а радиус около 80 см. Для управления реактором, т.е. подъемом в нем мощности до заданного уровня, удержания этой мощности неизменной при работе реактора и для его останова (заглушения) наряду с топливными каналами в активной зоне установлены 22 канала, в которых могут размещаться стержни, выполненные из материала, хорошо поглощающего нейтроны и, следовательно, влияющие на процесс деления урана.
При нарушении нормальных условий работы реактора, происходящих от выхода из строя существенных элементов реактора или от неправильных действий персонала, поглощающие стержни автоматически входят в активную зону и глушат процесс цепной реакции деления урана.
Такие автоматические системы являются непременной составной частью конструкции любой АЭС. Это один из основных элементов безопасной работы АЭС.
В начале XXI века широко используются АЭС доя выработки энергии.
"Эпоха развития" атомной энергетики приближается к 50 годам. За истекшие годы изменились требования к обеспечению безопасной работы АЭС и соответственно изменилось и качество самих АЭС. Станции, построенные в ранние годы, часто не удовлетворяют всем современным требованиям по безопасности. В ряде случаев производится их модернизация, другие останавливаются и закрывается. Это естественный процесс развития.
Особое место в истории атомной энергетики занимает авария на Чернобыльской АЭС. Эта авария отозвалась во всех странах. Обостренно встал вопрос о повышении безопасности атомных реакторов.
По данным МАГАТЭ в настоящее время во всем мире действует более четырёхсот АЭС, которые вырабатывают около 20% всей потребляемой в мире электроэнергии.
В нашей стране на душу населения вырабатывается примерно в два раза меньше энергии, чем в развитых странах Запада. Достижение более высокого уровня развития страны возможно только при коренном изменении в вопросах экологии.
Атомная энергетика с реакторами нового поколения будет удовлетворять этим требованиям. Тогда удастся решить многие экологические проблемы и обеспечить выживание человечества. Так высвечиваются две грани проблемы использования атомной энергетики: с одной стороны (при недостойном к ней отношении), возможность бедственных проявлений и, с другой стороны, это – практически единственный путь к выживанию человечества. Такой громадный шаг проделала атомная энергетика за несколько десятилетий от того исторического дня пуска Первой АЭС в Обнинске.
(гор. газета "Час пик – Регион" №15 (284) 14 мая 2004 г.)
