Техника - молодёжи 2004-08, страница 36

Форма реактора и его отражателя была близка к сферической. Кирпичи активной зоны имели отверстия для урановых блочков. Блочок представлял собой цилиндрический кусок урана весом около 2 кг, плотно обтянутых алюминиевой оболочкой. Было предусмотрено три вертикальные канала для одного регулирующего и двух останавливающих реакцию кадмиевых стержней. Кадмий интенсивно поглощает нейтроны. Прежде чем выкладывать 30-й слой графита, все три стержня на всякий случай опустили в будущий реактор.

При кладке 58-го слоя обнаружился всплеск нейтронного излучения, после 60-го плотность нейтронов вдвое превысила отмеченную на 58-м. «Еще два слоя, и будет цепь», — уверенно прокомментировал Игорь Васильевич. Наконец Курчатову докладывают два магических слова: «Все готово».

Внешне спокойный, Курчатов сел за пульт управления. Отдал команду поднять оба стоп-стержня и быть наготове немедленно их сбросить в реактор, если тот разбушуется. Начал осторожно поднимать из реактора регулирующий стержень. Наконец, прекратил подъем, посмотрел на отметку и сказал: «Две тысячи восемьсот!» Помощники поняли, что внутри осталось 2,8 м стержня. Прислушались к сигналам — редкие до этого момента звуковые щелчки в репродукторе участились, замелькали вспышки неоновых ламп, присоединенных к счетчикам нейтронов. «Опустим аварийные стержни. Поднимем регулятор повыше». Убедившись по отметке, что регулирующий стержень выдвинут из реактора еще на сто миллиметров, предложил: «Теперь отдохнем». Но долго сидеть он не мог и вскоре нарушил тишину: «Пробуем». Неторопливо начал подъем стоп-стержней. Щелчки зазвучали чаще, вспышки ламп замелькали в глазах. Реакция нарастала быстрее, но через час ее рост прекратился... «Еще отдохнем», — решил Игорь Васильевич. И через десяток минут снова команда: «Продолжим».

Реактор был запущен в 18.00 25 декабря 1946 г. «Атомное «пламя» мы зажгли, а теперь давайте попробуем погасить». Курчатов нажал кнопку сброса стоп-стержней. Мигание ламп прекратилось. В наступившей тишине торжественно прозвучали слова Курчатова: «Атомная энергия теперь подчинена воле советского человека». Грянуло приглушенное подземельем «ура!».

Это был первый в Европе действующий ядерный реактор Ф-1 (Физиче-ский-1). На нем отрабатывались условия ведения ядерных реакций, требования к будущим заводам по производству плутония, атомным электростанциям. Результаты научных исследований послужили основой проектирования и строительства гра-фито-водного реактора «А». 22 июня

1948 г. он был выведен на проектную мощность 100 МВт на комбинате «Маяк» в Челябинске-40. Также, как и при пуске «Ф-1», за пульт управления встал «Борода»...

АТОМНАЯ ЭРА. Прошло ровно 6 лет после пуска объекта «А». И.В. Курчатов пускает первую в мире АЭС, полувековой юбилей которой отмечает наша страна. К тому времени уже строилась на верфи атомная подводная лодка «Ленинский комсомол». Мысль о корабельном реакторе появилась у Игоря Васильевича в конце 1950 г., когда рабочие чертежи первой АЭС были переданы строителям. «Подумайте, Николай Антонович, какой тип реактора можно выбрать, — обратился Курчатов к Доллежалю: графито-водяной, наверное, будет слишком тяжел».

Тщательно сделанные расчеты показали, что наиболее подходящим окажется водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР). Водо-водяной означает, что замедлитель нейтронов — вода, а не графит, она же теплоноситель и производитель пара для турбин. Вода в ядерном котле позволила упростить конструкцию твэ-лов — тепловыделяющих элементов: вместо трубок с цилиндрическими брикетами обогащенного урана — стержни; упростить систему циркуляции воды: не сложный коллектор с подводом к каждой трубке, а несколько (по числу питающих насосов) патрубков.

Разработкой водо-водяного реактора совместно с Лабораторией № 2 занимался НИКИЭТ — Научно-исследо-вательский и конструкторский институт энергетической техники, руководимый Н.А. Доллежалем. Подготовил свой проект и Физико-технический институт, возглавляемый Д.И. Бло-хинцевым. Руководил этой работой А.И. Лейпунский (1903—1972). Он предложил жидкометаллический теплоноситель. Снова приняли решение работать над обоими проектами параллельно. На пути, избранном Лей-пунским, стояло еще много проблем, и коллектив НИКИЭТ обогнал его на несколько лет. Водо-водяной реактор был поставлен на подводную лодку «Ленинский комсомол». Атомоход вступил в строй в 1958 г. Главный конструктор корабля В.Н. Перегудов был удостоен звания Героя Социалистического Труда. Американская атомная подводная лодка «Наутилус», тоже с водо-водяным реактором, была спущена на воду в 1954 г.

17 сентября 1959 г. отправился в плавание первый в мире атомный ледокол «Ленин».

Современная ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) имеет корпусной реактор, размещенный в бетонном массиве (рис. 4). Корпусной потому, что выполняется стальным, очень прочным. Корпус должен выдерживать огромные тепловые и силовые нагрузки. Внутри него давление кипя

щей воды до 20 МПа. Представьте себе силищу в 2000 т на каждый квадратный метр, и вы получите представление о заточенном джине. Высота стального корпуса — 10 м, наружный диаметр — 4,5 м; высота активной зоны — 3,5 м, ее диаметр — 3,1 м.

Реакторный зал находится под защитной оболочкой из предварительно напряженного железобетона (см. рис. 4). Сам реактор расположен в шахте бетонного массива, имеющего бассейн выдержки топлива, помещения для оборудования, теплообменников. На нижнем горизонте в радиальных штреках расположены насосы. Их галереи выходят в кольцевой тоннель, по которому, при необходимости ремонта, насос выводят в открытую шахту. Из нее с помощью мостового крана в реакторном зале насос поднимают и переносят в помещение технического осмотра (ревизии) и ремонта. Такое исполнение ЯЭУ, разработанной в Опытном конструкторском бюро машиностроения (патент РФ № 2093909, 1997 г.), существенно уменьшает ее размеры, а также упрощает ремонт и замену насосов и теплообменников.

Часто используется интегральная компоновкатеплоотводных устройств, при которой реактор вместе с трубопроводами помещается внутри большого бака, заполненного водой (рис. 5, а). Отсюда и интегральный, единый с реактором, контур теплообмена, в отличие от независимых — в виде замкнутых в кольца — контуров петлевой компоновки (рис. 5, б).

Интегральная система теплоотво-да не требует трубопроводов большого диаметра. Это уменьшает возможные утечки теплоносителя и повышает ремонтопригодность оборудования. Вода в реакторе снижает охрупчивание металла корпуса под действием нейтронного облучения, уменьшает дозовое воздействие на персонал.

В воскресенье, 7 февраля 1960 г., И.В. Курчатов едет в подмосковный санаторий, навестить своего старого друга еще по Ленинградскому физи-ко-техническому институту, академика Ю.В. Харитона. Приехал веселый: «Физкульт-привет! Самочувствие отличное! Теперь обойдусь без врачей». Взяв Ю.В. Харитона под руку, идет прогуляться в сад. «Давайте поговорим о последних результатах ваших работ, а я расскажу об идеях, которые надо осуществить. Сядем на скамейку». Смахнув со скамейки снег, сели. Курчатов молчит, опершись на спинку скамьи. Голова его склонилась на грудь... Остановилось сердце.

«Никто на свете не разбудит

Души, ушедшей на покой.

Но на Земле, тебе чужой,

Твои скитаться песни будут» — написал научный руководитель первой АЭС, а затем Объединенного института ядерных исследований в Дубне академик Д.И. Блохинцев. п Продолжение следует.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 8' 2 0 0 4

34