Этот вариант компоновки активной зоны реактора «Аннушки» (с вертикальными каналами) сыграет с реактором злую шутку чуть позже, но и одновременно послужит лекалами для почти всех энергетических реакторов будущего. Вертикальные каналы позволят очень легко в будущем нагревать воду внутри корпуса реактора. Однако пока про мегаватты ядерных станций еще никто не думал. Стране надо было собрать бомбу.
Игорь Курчатов в молодости. Потом его будут звать просто — Борода.
Основной «полезностью» такого реакторного энергетического непотребства на момент конца 1940-х годов была возможность быстрого превращения в таких реакторах-наработчиках природного изотопа урана 238U в изотоп плутония 239Pu. «Толстого парня в тапках» там вовсю мутировали в военного террориста Джокера.
Как мы помним, процесс разделения изотопов урана на высокопроизводительных центрифугах был освоен гораздо позднее, только в 1960-е годы. В 1940-е же годы изотопы урана приходилось разделять жутко непроизводительными химическим, электромагнитным и газодиффузионным способами.
Даже сам природный очищенный уран был в СССР тогда безумной редкостью — к середине 1946 года, в основном на территории оккупированной Европы, под руководством заместителя Берии по атомному проекту генерала Авраамия Завенягина, было найдено всего около 220 тонн различных соединений урана в пересчете на чистый металл. Собственные запасы урана в СССР к тому моменту все еще исчислялись лишь единицами тонн.
Урана у страны было столь мало, и давался он столь трудно, что, когда 19 июня 1948 года первый промышленный реактор «Аннушка» наконец-то был выведен на проектную тепловую мощность в 100 МВт, казалось, можно было вздохнуть спокойно.
Но практически сразу же на новом реакторе произошло «козление» урановых блоков внутри активной зоны. В вертикальных каналах урановые сборки начало гнуть и ломать от радиационных эффектов внутри графита и топливных сборок. О существовании такой проблемы тогда никто и не предполагал, поэтому винить конструкторов было не в чем. Руководители работ на «Аннушке» академик Курчатов и генерал Завенягин, приняли на себя личное руководство ремонтными работами.
«Протолкнуть» закозлившиеся рабочие блоки вниз, как это запланировано в проектной схеме реактора, не удавалось. Сборку потянули вверх, и трубка лопнула: заклиненная часть сборки застряла в ячейке реактора. Автоматизированные работы закончились, и пошла «ручная разборка» — с заходом людей в активную зону реактора. Выдавить снизу домкратом не получилось. Трубку высверливали специальной фрезой. Пирофорный уран при этом загорался и сплавлялся с графитом, образуя карбиды. Курчатов на все это смотрел лично и решил заблокировать дефектную ячейку каналами с водой. После чего Завенягин с Курчатовым на пару снова включили реактор. 25 июня, через неделю, закозлило еще один канал. Вскорости новые проблемы с экспериментальным, по сути, реактором пошли косяком: началась коррозия топливных трубок и утечка воды в графитовую кладку. В конце 1948 года реактор стал глохнуть. К 20 января 1949 года выбора уже не было — начался капитальный ремонт «Аннушки».
[68]
Работа шла 66 дней. Работали под облучением — урановое топливо уже набрало радиоактивность в ходе цепных реакций распада ядер. Нормой было не более 100 рентген на человека, но Курчатов с Завенягиным и многие физики уже были с громадным перебором по дозе. Технологию извлечения труб присосками делали на ходу. Выкинуть плохие трубки просто так было нельзя: страна вложила туда весь имевшийся тогда уран. Значит, надо было работать с уже облученными и сильно активными блоками урана. Нормальный ремонт занял бы как минимум год. А года у страны не было.
Генерал Авраамий Завенягин сидел и наблюдал за работой слесарей на месте, если не успокаивая их, то невольно подгоняя своим присутствием. Не за свинцовой стенкой…
Полученный с таким трудом в ходе цепной реакции в реакторе «А-1» плутоний тут же отгружался на расположенное рядом радиохимическое производство по выделению 239Pu, которое получало из облученных трубок концентрат плутония, состоявший в основном из фторидов плутония и лантана. Уже в феврале 1949 года первая партия оружейного плутония была готова.
В начале августа 1949 года в СССР был получен высокочистый металлический плутоний. Первая советская атомная бомба взорвалась уже 29 августа 1949 года, всего через четыре года после Хиросимы.
В это не верил никто, ведь, по расчетам американцев, СССР должен был угробить на атомный проект минимум 15 лет. Справились за четыре года. С перпендикулярными к американским технологиям оригинальными решениями.
Рис. 83. «СССР делает сам» — РДС-1.
Генерал Завенягин умер через 7 лет от лучевой болезни. Ему было всего 55 лет. Вот такой он был, «железный строитель Норильска». Мемуаров, в отличие от генерала Гровса, он нам не оставил. Не успел. Именно на таких людях держался тогда весь советский атомный проект.
Академик Игорь Васильевич Курчатов умер 7 февраля 1960 года. Но в последние годы своей жизни он успел подарить миру еще две вещи, каждая из которых была гораздо важнее всех ядерных и термоядерных бомб, которые были им разработаны. Это были ядерная станция и идея управляемой термоядерной реакции.
После испытания первой атомной бомбы академик Курчатов на встречах с профессором Долежалем, который был одним из проектировщиков злополучной, но архиважной для страны «Аннушки», и с профессором Фейнбергом обсудил возможность создания атомной электростанции, ориентируясь на опыт конструирования и эксплуатации первых военных реакторов.
Страна испытывала недостаток в электроэнергии, и идея использовать для ее производства возможности военных по наработке ядерного топлива просто-таки «витала в воздухе». Недостаток электроэнергии в стране доходил до такой степени, что обогатительные производства вынуждено включали в сеть по графику, координируя их работу с другими предприятиями, которые тоже нельзя было остановить. Ведь газовые диффузоры тогда требовали просто уйму энергии. Но в то же время вопрос энергетического использования самого урана встречал противодействие даже в среде участников атомных разработок в СССР, ведь тогда еще толком не был решен не то что вопрос паритета с американцами в зарядах — даже производство атомных бомб еще только налаживалось.
Американцы же в то время вообще рассматривали ядерную электроэнергетику как нечто экзотическое и отстоящее в некое абстрактное и отдаленное будущее. У Америки была нефть собственных месторождений, нефть Латинской Америки и Аравийского полуострова, а до начала масштабного нефтяного импорта еще было далеко, и в него никто не верил. Ведь Кинг Хабберт озвучит свои идеи о «пике нефти» еще только через шесть долгих лет.[69]
Подготовительные работы по советской АЭС начались в рамках военного проекта лишь благодаря авторитету Курчатова. Обычные урановые блоки военных реакторов были непригодны для АЭС, поскольку все понимали, что мало нагреть воду в реакторе — надо еще превратить ее в каналах реактора в перегретый пар под давлением, который уже сможет своей энергией крутить турбины и генераторы. Для этих целей пришлось сконструировать специальные технологические каналы, состоящие из системы тонкостенных трубок небольшого диаметра, на наружных поверхностях которых размещалось ядерное топливо. Технологические каналы в несколько метров длиною загружались в ячейки графитовой кладки реактора мостовым краном реакторного зала и присоединялись к трубопроводам первого контура съемными деталями. Имелось и много других отличий, значительно усложнявших сравнительно небольшую военную атомную установку и доводивших ее для целей производства электроэнергии.
