Александр Матанцев - Как русская смекалка обеспечила первенство России по атомной энергетике

Изначальная идея уран-графитового реактора с водяным охлаждением была признана наиболее доведенной для практической реализации и на её основе решено было строить первый блок Первой АЭС. Это оказался первый реализованный в мире проект одноконтурного канального уран-графитового реактора с водяным охлаждением. То есть, Обнинская АЭС ещё оказалась прабабушкой РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный), который через сорок лет будет печально знаменит в связи с грустным словом «Чернобыль».

Обнинская АЭС, первая в мире атомная электростанция была запущена в промышленную эксплуатацию 27 июня 1954 года. На станции действовал один энергоблок с реактором АМ-1 мощностью 5 МВт. Начало строительства – январь 1951 г., начало эксплуатации – 27 июня 1954 г. В апреле 2002 года выведена из эксплуатации. Но её «родители» – Курчатов, Доллежаль, Фейнберг, Берия, Сталин прекрасно понимали, что этот их «ребёнок» в чём-то даже важнее первой советской ядерной бомбы.И всячески помогли ему появиться на свет.

[8].

Рис. 1. Первая в мире АЭС в Обнинске [8]

В августе 1950 года на совещании под руководством И. В. Курчатова, после рассмотрения данных по проекту реактора и вариантов технологических схем станции, принимается решение о реализации двухконтурной схемы отвода тепла от реактора. В качестве топлива берется обогащенный до 3—5% уран в количестве 300 кг (для сравнения, в первом промышленном реакторе «А» проектом предусматривалась загрузка 120—150 тонн урана). Такое решение обосновывалось ограниченностью «ресурсов расщепляющихся материалов», а также тем, что важнейшей задачей проекта является «принципиальное подтверждение практической возможности преобразования тепла ядерных реакций атомных установок в механическую и электрическую энергии».

Параллельно со строительством решались многие проблемы нового объекта, главной из которых была проблема атомного топлива. Идея проекта реактора АМ состояла в применении трубчатого тепловыделяющего элемента – ТВЭЛа, в котором поток воды для теплосъема движется внутри трубки, а уран находится снаружи. Тепловыделяющие элементы являлись самой напряженной частью атомного реактора, так как должны были работать в условиях большой плотности энерговыделения (до 1 кВт/см 3топлива) под воздействием нейтронного потока плотностью до 5х10 13нейтрон/см 2сек. Согласно расчетам, для надежной работы реактора необходимо было обеспечить отвод выделяющегося в твэле тепла так, чтобы температура урана не превышала 450°С, что требовало применения высокотеплопроводной топливной композиции, тонкостенных высокой точности оболочечных труб и надежного, сохраняющегося во времени теплового контакта оболочки твэла с топливом.

Отечественные ученые намного опередили ученых других стран, создав высокоэффективные тепловыделяющие ТВЭЛы на основе самых современных металлов и их сплавов.

В первой партии топливных каналов, загруженных в реактор, содержалось 546 кг урана 5% обогащения ураном-235. Отношение числа ядер замедлителя (углерода и водорода) к числу ядер урана в рабочем состоянии составляло соответственно 174 и 4,2. В качестве конструкционного материала для топливных каналов, каналов системы управления и защиты и оболочек ТВЭЛов была использована нержавеющая сталь 1Х18Н9Т. Всего в активной зоне содержалось 204 кг стали, 54,3 кг молибдена и 62 кг магния.

Первая в мире АЭС встала под промышленную нагрузку. Этот день по праву стал считаться днем рождения атомной энергетики. В сообщении ТАСС от 1 июля 1954 года говорилось: «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». 29 апреля 2002 года в соответствии с приказом министра по атомной энергии №132 от 13.03.2002 года реактор Первой АЭС был остановлен, точнее – была прекращена его эксплуатация с генерацией мощности за счет цепного процесса деления ядер урана.

Останов реактора произошел в 11 час. 34 мин. В торжественной обстановке заместитель генерального директора, главный инженер ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт им. А. И. Лейпунского В. В. Кузин зачитал приказ, и ветеран атомной энергетики, советник генерального директора Л. А. Кочетков нажал кнопку на пульте управления, прекратив цепную реакцию. Так завершилась 48-летняя безаварийная эксплуатация первой в мире атомной электростанции, что является рекордным сроком эксплуатации реакторной установки.