Reactivul F-1 a rămas și a rămas primul
"Bunicul" al reactoarelor nucleare domestice, faimosul prim reactor fizic F-1, a primit statutul de monument de știință și tehnologie, funcționează corect de la prima lansare de peste 60 de ani. Particulele de „foc atomice“ sale au fost, de asemenea, în miezul primei centrale nucleare din Obninsk în lume (1954) și în „inima unei nucleare“ primul submarin sovietic (1958) și primul spărgător de gheață alimentat-nucleare (1959). Între timp, istoria creării F-1 este plină de evenimente dramatice și este legată de numele unor oameni de știință care au dezvoltat prima bombă atomică în URSS. Ivan Larin, veteran al industriei rurale a reactoarelor, povestește despre evenimentele din acea vreme.
Ca exploziv nuclear, a fost posibil să se utilizeze izotopul uraniu-235 sau elementul de plutoniu, care este practic absent în natură. Acest element a fost găsit în produsele de iradiere de neutroni de uraniu-238. Uraniul-235 a fost izolat dintr-un amestec izotopic natural prin separare, iar plutoniul se obține în dispozitive speciale, care apoi sunt numite cazane atomice (termenul „reactor nuclear“ au fost utilizate cu 1955 ani). În cazan, reacția în lanț a fisiunii de uraniu-235 continuă cu eliberarea unei cantități mari de căldură, care este acum utilizată în centralele nucleare. Plutoniul de la centrala nucleară este, de fapt, un produs secundar.
Kurchatov a înțeles că a fost mai rapid și mai ieftin să se facă o bombă atomică cu umplutură de plutoniu. Prin urmare, este nevoie de un cazan, în care să se producă plutoniu de arme.
Au existat și ciocniri de idei și personaje, deoarece proiectul a fost condus de tineri și ambițioși oameni de știință care nu doreau să renunțe la preferințele științifice. Așadar, cunoscutul fizician nuclear Academicianul AI Alikhanov, care inițial a lucrat la Laboratorul 2, a propus utilizarea apei grele ca moderator al neutronilor, care practic nu le-a absorbit. Kurchatov a fost de gând să profite de experiența americană și de a construi un cazan moderat de grafit, susținând, în special, că reactorul de uraniu-grafit va fi mai ieftin și timp pentru a crea aceasta va avea nevoie de mai puțin.
În controversa științifică, nimeni nu voia să se dărui, iar Kurchatov a fost forțat să profite de poziția sa oficială superioară. Potrivit memoriile șefului Ministerului Mediu Construcțiilor de Mașini, supravegheat industria nucleară, EP Slavskogo, Kurchatov a declarat la o întâlnire: un număr de laborator 2 dezvoltă un reactor de uraniu-grafit, sau el refuză să management de proiect. Cei mai înalți conducători ai statului au acceptat punctul de vedere al lui Kurchatov. Apropo, pile de apă grea atomic construit în 1949 la Laboratorul termic (în prezent -. Institutul de Fizică teoretică și experimentală Alikhanov), care a mutat Alikhanov. Cazanul nuclear de acest tip a jucat, de asemenea, un rol important în crearea armelor nucleare: a produs tritiu pentru o bomba cu hidrogen.
Experimentele de construcție a dispozitivelor, cum ar fi un cazan atomic, nu erau disponibile oamenilor de știință și inginerilor sovietici. Totul sa făcut pentru prima dată. Pentru cazan, au fost necesare uraniu, grafit și materiale de construcție noi. Toate componentele au fost prezentate cu cerințe nesemnificative pentru puritatea chimică la momentul respectiv, deoarece cele mai mici impurități au absorbit neutronii și reacția în lanț a fost întreruptă.
Teoria și metodele de calcul trebuiau să fie dezvoltate în deplasare, deci ar fi frivol să se întreprindă construcția unui cazan care să producă plutoniu în cantități suficiente pentru a crea o bombă. Am decis să construim mai întâi un cazan mic - un prototip de reactoare industriale viitoare.
Munca a mers în toate direcțiile în același timp. Prin soluționarea eficientă a problemelor de multe institute de cercetare și proiectare academice și instituționale au fost implicate (inclusiv Institutul Moscova de probleme fizice, Institutul de Fizica, Institutul de Chimie Fizica, Institutul de metale rare, grafit SRI), precum și mai multe plante, în special numărul de plante 12 în Elektrostal, unde erau cuptoare de topire potrivite.
Proiectul Academic, condus de binecunoscutul arhitect A. V. Shchusev, a fost însărcinat să proiecteze o clădire pentru un cazan atomic. Fizicienii s-au așteptat ca boilerul să aibă radiații puternice, astfel încât cea mai mare parte a clădirii a fost decisă să fie situată sub nivelul solului. Montarea structurii a început la începutul anului 1946, pentru care au atras părțile de construcție ale Ministerului Afacerilor Interne.
Uraniul, care a necesitat sute de tone, a fost practic inexistent în țară și a fost adunat literalmente în grame. Din Germania ocupată, au înlăturat rămășițele uraniului și minereurile sale găsite acolo (vracul a căzut în largul americanilor). Urgent în toată țara, s-au organizat expediții geologice pentru a căuta depozite de uraniu. Minele au apărut în Uzbekistan, Tadjikistan, Kârgâzstan, Ucraina. Minele din regiunile muntoase din Asia Centrală până la calea ferată au fost adesea livrate pe măgari.
Din uraniul metalic de la uzina din Elektrostal au început să producă blocuri - cilindri cu diametrul de 32 mm și lungimea de 100 mm. În dezvoltarea tehnologiei au participat specialiști germani. Ulterior, unul dintre ei, N. Riehl, a primit titlul de erou al muncii socialiste.
Clădirea pentru centrala nucleară din motive de confidențialitate, a fost numit în documentele și în viața de zi cu zi „magazin de asamblare“. În general, toate documentele referitoare la proiectul nuclear au fost clasificate drept „top secret“, „fișier special“. A fost folosit și un sistem special de criptare: de exemplu, cazanul numit „electroliză“, în loc de cuvântul „uraniu“ a scris „siliciu“, etc Oamenii de la sosirea la numărul de laborator 2 a luat mai multe luni de testare și să semneze un angajament de strict secret ...
Din moment ce teoria proceselor care au avut loc în boiler nu a avut o confirmare experimentală, IV Kurchatov a decis să se deplaseze la diametrul calculat al cazanului, care era de aproximativ 6 m, cu trepte, începând cu un mic model. Ansamblul sferic prima uraniu-grafit are un diametru de 1,8 m, iar penultima, a patra -. 5.6 m Toate lucrările se efectuează echipa manual, așa-numitul număr sector 1 din aproximativ 30 de persoane, dintre care aproximativ un sfert au fost femei. Angajații au trebuit să colecteze și să dezasambleze sfera de cinci ori. Prismele de grafit și blocurile de uraniu au fost trase literal "pe burtă". Dar acestea sunt câteva sute de tone! Uneori Igor Vasilievici însuși a luat parte la rigging.
Specialiștii din laboratorul nr. 2 IS Panasyuk, BG Dubovsky, IF Zhezherun, KN Shlyagin, NV Makarov, EN Babulevich și alții au proiectat și fabricat instrumente pentru sisteme de control și monitorizare și dozimetrie.
Zona activă a cazanului, care în documentele numite F-1 (primul fizice) echipate absorbante tije cadmiu pentru controlul reacției în lanț, precum și senzorii și dispozitivele care controlează fluxul de neutroni. După montarea următorului strat, tijele absorbante au fost îndepărtate și fluxul de neutroni măsurat, care a crescut pe măsură ce înălțimea structurii a crescut.
Panoul de control avea numai NI Pavlov, responsabil pentru funcționarea sistemelor principale de cazane și autorizat de Consiliul de Miniștri. Igor Vasileevici se afla în spatele telecomenzii și începu să scoată tijele de cadmiu din miez. Contorul de radiații, "tortul cu clic", a înregistrat fluxul de neutroni, care a crescut exponențial. Atunci când, în conformitate cu indicațiile galvanometrului, căldura eliberată în capacitatea cazanului a ajuns la câteva zeci de wați, Kurchatov stabilizate cu ajutorul unor tije de control al procesului Roval și în curând, folosind protecția baghetă de urgență, reacție înecat. În total, în această zi boilerul a funcționat timp de aproximativ patru ore.
Cu privire la punerea în funcțiune cu succes a cazanului, Igor Vasilievici a informat imediat pe curatorul șef al Proiectului Atomic, LP Beria. El, care nu avea încredere în oamenii de știință și dorea să vadă totul înaintea ochilor, la rugat pe Kurchatov să lanseze o reacție nucleară a doua zi în prezența sa. Porniți boilerul, desigur, repetat.
În zona activă a cazanului au fost 400 tone de grafit și 50 de tone de uraniu. Practic, începând cu prima zi, boilerul a început să funcționeze într-un mod non-stop, la o putere de la 100 W la 1000 kW. Nu a existat un sistem special de radiator, iar când lucra la putere mare, căldura a fost acumulată într-o mare cantitate de grafit. Apoi zidaria de grafit a fost răcită de un curent de aer din ventilator.
Astfel, au trecut mai puțin de patru ani de la organizarea Laboratorului nr. 2 al Academiei de Științe a URSS înainte de a fi comandat primul cazan F-1. Pe parcursul acestei perioade de timp relativ scurt, oamenii de știință au reușit să creeze bazele teoriei proceselor nucleare în gramada atomice, creat producția de elemente de combustibil uraniu și proiectarea ultrapură grafit și dispozitive de fabricație pentru reacția în lanț de monitorizare și control, și în cele din urmă să se construiască cazan.
Cazanul F-1 au fost obținute semnificative, așa-numitele cantități de greutate de plutoniu (înainte de fizică posedat doar foarte mici, indicatorul, cantitatea acestui element, suficient doar pentru identificare, a fost preparat în laborator, folosind sursa de neutroni). Blocurile, în care o parte din uraniu-238 transformat în plutoniu, a fost livrat la NII-9, condus de AA Bochvar. Angajații Institutului au identificat un nou element și au început să exploreze proprietățile sale nucleare și fizico-chimice, fără de care era imposibil să se proiecteze o bombă atomică.
Pentru a obține cantitatea necesară de plutoniu pentru chimiști, boilerul a trebuit să fie produs cel puțin periodic la o putere de câteva sute de kilowați. Dar, deoarece nu exista practic o protecție biologică la boiler, în apropierea clădirii sa observat o radiație de fond foarte înaltă. În timpul funcționării cazanului în regim forțat, el a fost controlat dintr-o cameră situată la o distanță de aproximativ 500 m, iar pe acoperișul "atelierelor de asamblare" a apărut un lanternă roșie mare. Acest semnal a avertizat personalul laboratorului despre pericolul că clădirea nu poate fi abordată.
Chiar și atunci când nevoia practică a reactorului F-1 a scăzut, sa decis să nu se dezasambleze, așa cum au făcut-o americanii cu primul reactor Fermi. Și, așa cum sa dovedit, nu în zadar. Veteranul continuă să lucreze în vechiul loc și datorită stabilității ridicate a fluxului de neutroni este utilizat ca standard pentru calibrarea echipamentelor destinate reactorilor noilor centrale nucleare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: