Техника - молодёжи 1976-03, страница 24

ЛЕОНИД ЯКИМЕНКО

Как был получен первый эшелон

тяжелой воды

Одним из неотложных дел, требовавших срочного решения в рамках «урановой эпопеи», было промышленное получение тяжелой воды. Этот продукт был нужен и для исследовательских целей, и для постройки атомного реактора в Институте экспериментальной и теоретической физики.

Когда в 1947 году настало время отправлять физикам первый эшелон, нагруженный 10-литровыми алюминиевыми бидонами с тяжелой водой, у коллектива работников этого производства был большой праздник. Ведь само проектирование промышленных установок большой мощности началось только в 1944 году. И вот уже завершен крупный этап рабо; ы: продукт, который так ждут физики, мы шлем заказчику.

Производство тяжелой воды ' в нашей стране удалось наладить в очень сжатые сроки. Конечно, это потребовало больших усилий целого коллектива ученых, проектировщиков, технологов, рабочих. Но главный секрет успеха, пожалуй, в том, что совершенно новое для нашей промышленности дело выросло не на пустом месте. В годы довоенных пятилеток были проведены научно-технические разработки производства тяжелой воды электролитическим методом, создана 'промышленная база.

Годы первых пятилеток... На устах у всех слово «индустриализация». Тогда-то и принимается решение о создании в стране крупного предприятия, которому в больших количествах нужен был водород. Его решили получать электролитическим разложением воды. Технологией

электролиза воды наша страна в то время не владела, никаких, даже маломощных, аппаратов для электролиза воды никто не строил.

Представители иностранных фирм— немецкой «Бамаг», итальянской «Фаузер» — заявили, что могут поставить оборудование, но запросили непомерно высокие цены в валюте. Выделить такие средства лравитель-стео не могло. И тогда группе молодых специалистов поручили разработать технологию электролиза воды и конструкцию мощного советского электролизера. Конструкция была создана и налажен выпуск таких аппаратов целиком из отечественных материалов.

Аппарат, о котором идет речь, ныне изв-естен в научной литературе под индексом ФВ-500. В нем объединено 160 электролитических ячеек на эквивалентную нагрузку 1,5 млн. а. Производительность установки 500 м³ водорода в час.

У меня сохранился фотоснимок, сделанный в 1937 году: группа инженеров и рабочих у только что собранного опытного агрегата на 56 ячеек, то есть на одну треть проектной мощности. Вскоре цех электролиза воды вступил в строй. Он был тогда крупнейшим в мире.

Впервые вопрос об организации производства тяжелой воды для исследовательских целей на очень малую мощность — 8—10 кг в год — возник в 1939 году.

К тому времени было известно, что при разложении воды электрическим током скорость выделения водорода заметно выше, чем его тяжелого изотопа — дейтерия, содержание которого в водороде, оказывается, в 5—7 раз ниже, чем в воде. В результате оставшаяся неразложенной жидкость оказывается богаче дейтерием.

Если процесс вести лериодически, без добавления воды, то в четыре-пять стадий можно достичь довольно высокой концентрации дейтерия в остатке. Именно так в начале 30-х годов были получены первые, еще очень небольшие порции тяжелой воды за рубежом, а у нас в стране — под руководством академика АН УССР А. Бродского.

Но для промышленного производства этот способ не годился из-за громоздкости аппаратуры и высокого расхода электроэнергии. Тогда и разработали комбинированный полупериодический метод. Проект не был реализован в связи с начавшейся войной. Однако поиски рационального метода производства тяжелой воды не были прекращены. Выход из положения был в совмещении двух производств: старого, предназначенного для получения водорода и кислорода, и нового, дающего тяжелую воду.

Для совмещения следовало разделить электролизеры на группы так, чтобы каждая из последующих была бы менее мощной, чем предыдущая. Если первую группу непрерывно питать обычной природной водой и вести электролиз, то концентрация дейтерия в электролите начнет повышаться. Пары воды, уносимые газами, надо сконденсировать и направить во вторую группу электролизеров, где произойдет новое повышение концентрации и т. д. По этому способу получение тяжелой воды с концентрацией 1— 5% (против 0,015% в природных условиях) требовало сравнительно небольшой дополнительной затраты электроэнергии.

Оформление заявки на изобретение происходило в необычных условиях. Шла война с белофиннами, я командовал ротой. Атаки на доты противника, сильные морозы... Обстановка для научней работы не очень-то подходящая. Использовал короткие часы передышек, урывал время от сна, но 7 февраля 1940 года из штаба батальона в деревне Видлица, севернее Ладоги, направил заявку в Ленинград в бюро изобретений. В том же году получил авторское свидетельство.

Разработанная технология была использована для организации промышленного производства тяжелой воды. Но вскоре началась Великая Отечественная война, атомные исследования на какое-то время прервались. И как только они возобновились, сразу же встал вопрос о налаживании этого производства, причем в гораздо больших масштабах, чем предусматривалось в 1939 году.

В 1944 году были начаты работы по организации производства тяжелой воды большой мощности. О ходе дел я неоднократно докладывал наркому. Многочисленные вопросы материально-технического снабжения, несмотря на трудное время, решались быстро и оперативно.

Большую помощь оказал нам И. Курчатов. Его сотрудники во главе с профессором М. Корнфельдом помогли группе работников лаборатории, возглавляемой В. Калиначен-ко, освоить методы определения

На рисуниах:

Схема электролизера ФВ-500 на 160 ячеек для получения 500 м³ водорода в час. Аппарат сконструирован в Советском Союзе еще в 30-е годы.

Двухступенчатая схема ионцентри-рования тяжелой воды на ионечной стадии ее получения; 1 — электролизеры, 2 — холодильные элементы, 3 — отделители гремучего газа от жидиости, 4 — баки для элентролита, 5. — указатели уровня, б — печи для сжигания газов, 7 — нонденсаторы, 8 — приемные бани, 9 — насосы, 10 — нейтрализаторы, 11 — котлы, 12 — тара для тяжелой воды.

22