Техника - молодёжи 1998-10, страница 62

из истории современно: т^

СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНЫЙ

1. Упрощенная схема графито-водного реактора «А», наработавшего оружейный плутоний для первой советской атомной бомбы. В расположенных в активной зоне технологических каналах загружено 150 т урана и 1050 т графита, замедляющего нейтроны.

Ровно 50 лет назад вышел на проектную мощность первый советский реактор по производству оружейного плутония, и началось сооружение атомной бомбы. Многие детали этой атомной эпопеи становятся известны только сейчас.

«Главный момент» по Эдварду Теллеру

Вызов американцев, взорвавших над мирными городами атомную бомбу, не оставил СССР выбора. Разработка, причем в кратчайшие сроки, этого вида оружия — стала основной задачей страны.

Здесь уместно напомнить слова знаменитого физика Эдварда Телле-ра:«Главный момент в создании атомной бомбы — накопление делящихся веществ...»

Перед руководителем проекта И.В.Курчатовым встал вопрос: какой путь выбрать? Что использовать в качестве заряда бомбы? Если уран-235, то надо организовывать мощную промышленность по разделению этого изотопа и урана-238. Если же заряд делать из плутония, то какого типа реактор по его наработке строить? Тяжеловодный, где тяжелая вода используется и для охлаждения активной зоны, и для замедления нейтронов? Или графито-водный, в котором графит является замедлителем, а вода — охладителем?

Основываясь на данных советской разведки, а также опубликованных в открытой печати материалах, Курчатов выбрал последний вариант (рис.1).

И вот в 1945 г. началось проектирование реактора, который назвали объект «А»,

а в просторечии «Аннушкой». Его мощность выбиралась из следующих соображений. Сталин полагал, что американцы затратят лет 5 на подготовку к большой ядерной войне, а значит, именно за это время и надо было создать советскую атомную бомбу.

Простой расчет показывал, что при критической массе плутониевой бомбы примерно в 5-6 кг и производительности графито-водного реактора 100 г в сутки его мощность должна составлять 100 МВт.

Уже 1 июля 1946 г. специальная комиссия во главе с Курчатовым рассматривала варианты конструкции объекта»А». Игорь Васильевич выбрал разработку Н.А.Доллежаля с вертикальным расположением в активной зоне технологических каналов с урановым топливом. Это было смелое решение. Дело в том, что американцы на уже действующих реакторах применяли горизонтальное расположение. Наверное, под давлением их авторитета большинство членов комиссии склонялись к такому способу.

Курчатов взял ответственность на себя, и, как показало время, был прав: наши графито-водные аппараты в конечном итоге оказались намного надежнее (почему, поясним ниже). Скоро стало

ясно: используй мы американский вариант, опоздали бы с бомбой по меньшей мере, на год.

Дело двигалось споро, и к концу 1946 г. рабочие чертежи объекта «А» поступили на заводы — началось изготовление оборудования.

А параллельно, прямо на территории нынешнего «Курчатовского института», начал действовать маломощный реактор Ф-1, прообраз будущей «Аннушки».

Первый и важнейший этап программы — научиться производить особо чистые уран и графит. Дело в том, что самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция протекает в активной зоне только в том случае, если материалы, находящиеся в ней, не содержат сильных поглотителей нейтронов. К примеру, в графите посторонних веществ должно быть меньше, чем в бриллианте «чистой воды». И эту сложнейшую задачу советская промышленность успешно решила. Первые же испытания реактора Ф-1 показали, что уран и графит отечественного производства пригодны для строительства мощного промышленного реактора. Пуск объекта «А»

Сердцевина атомного котла — активная зона, где установлены 1124 технологических канала (ТК) с ядерным топливом. Остановимся на конструкции подробнее. Это 20-метровая алюминевая труба с толщиной стенки 1 мм (рис.2). В нее загружаются около 70 блочков с ураном, каждый весом примерно 2 кг. Чтобы блочки не касались трубы, они в ней центрированы с помощью специальных выступов. В образовавшемся зазоре циркулирует охлаждающая вода.

Несколько слов надо сказать о самом блочке — пожалуй, наиболее важном элементе реактора. Он представляет собой кусок урана, плотно обтянутый алюминиевой оболочкой. Причем контакт металлов между собой должен быть очень прочным. Иначе нагрев оболочки будет неравномерным, и она разрушится.

Создание блочка оказалось сложнейшей научно-технической задачей, решением которой занимались коллективы нескольких институтов и заводов.

ПИКА-МОЛОДЕЖИ