«Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества.
Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, источник огромной силы».
В.И.Вернадский 1922 г.
Обнинская АЭС - первая в мире атомная электростанция, введенная в экcплуатацию в 1954 году. Ее мощность составляла всего 5 МВт, однако для своего времени это был невероятный научный прорыв.
Предпосылки к созданию
Создание целой новой отрасли было предсказано и теоретически обосновано еще в начале 20-го века, однако это было не самое удачное время для столь долгих и масштабных проектов. Мир готовился к большой войне, и вкладывал средства в то, что могло ездить, летать и работать уже завтра, но не через 10-15 лет. У истоков же нашей атомной энергетики стоял не только Курчатов, а так же такие видные ученые как Вернадский, Капица, Йоффе, Вавилов, которые видели в энергии атома не только военный, но и мирный потенциал. Именно их заслуга в том, что атомная энергетика очень быстро прошла этап «от теории к практике».
Советский Союз долгое время отставал от Америки в освоении энергии ядерного деления, отставание это составляло примерно 3-4 года. Если в Америке демонстрация управляемого цепного процесса деления ядер урана состоялась в 1942 году, то в СССР только 1946. Однако Американцы бросили все силы в создание только лишь атомного оружия, в Советском же Союзе после создания атомной бомбы, работы повелись сразу во всех направлениях, и к слову мы первые построили не только первую в мире атомную станцию, но и первый атомоход - атомный ледокол "Ленин" в 1956 году. Справедливости ради надо сказать, что в США первыми спустили на воду подводную лодку с атомной силовой установкой, однако это было скорее экспериментальное судно, уровень шума от нее был запредельным даже для 50-ых годов.
Первый в мире атомоход, ледокол "Ленин"
От бомбы к реактору.
Еще во время войны усилия многих советских ученых были направлены на атомный проект. В 1942 году научным руководителем проекта был назначен Курчатов. Однако во время войны решались в первую очередь другие задачи и все силы на освоение энергии атома удалось бросить только в 1945 году. Именно тогда были созданы факультеты при Московском механическом и энергетических институтах для подготовки столь необходимых и ценных кадров, а также 4 лабораторных центра, в которых набирался ценный опыт для освоения этого амбициозного проекта.
В 1948 году был создан первый промышленный реактор для получения оружейного плутония. В 1949 году атомная бомба была создана, а вместе с ней и материальная база, которая позволит запустить через пять лет первую в мире атомную электростанцию. Основой для создания Обнинской АЭС стал промышленный реактор на объекте Челябинск-40, который использовался для создания оружейного плутония. На нем не только получали столь необходимые материалы, но и весь состав исследовательской группы и персонала приобретал ценнейший опыт в сфере атомной энергетики.
Первый расчет будущих характеристик реактора был получен в 1950 году и подписан лично Курчатовым. Всего через год началось проектирование и создание реактора.
Объект Челябинск-40
Постройка
16 мая 1949 вышло постановление правительства о создании электростанции с атомным реактором. Главным конструктором был назначен Николай Доллежаль. За проект отвечал Ленинградский проектный институт, за саму конструкцию НИИХИММАШ. На создание не жалели средств и результат был достигнут в очень быстрые сроки, и это несмотря на то, что в начале проектирования практически не было многих экспериментальных данных, и многие элементы проектировались на основе теоретических работ. Так же не было и точных данных об оборудовании, которое в последствии было установлено на АЭС.
Основой для типа реактора опять послужил объект Челябинск-40 и практически без споров был принят реактор уран-графитовый канального типа. Он получил название АМ-1 – «Атом Мирный 1». В 1951 увидело свет постановление о разработке мероприятий по сооружению АЭС. Строительство началось в 1952 году неподалеку от Обнинска в деревне Пяткино и уже спустя два года все было готово к запуску.
Запуск первого реактора
Знаменательная дата пришлась на 26 июня 1954 года, когда в первой в мире атомной электростанции был дан пар на турбину за счет выделения энергии атома. Запуск прошел удачно и уже на следующий день 27 июня, электростанция была запущена в постоянную эксплуатацию, а эта дата стала днем рождения атомной энергетики.
Первое время реактор работал в экспериментальном режиме, его постоянно останавливали для проверки работы всех систем, а система защиты часто давала ложный аварийный сигнал. В сентябре 1954 года реактор был остановлен на ремонт и устранение всех неполадок, выявленных в первые три месяца эксплуатации. 25 октября он был запущен вновь и вышел на проектируемую мощность в 5 МВт.
Общее описание и принцип работы
Принцип работы атомного реактора очень прост, однако сложна сама реализация проекта. Как и в любой электростанции, электроэнергию вырабатывает генератор. Вращение генератор приобретает за счет энергии пара, который образуется от выделения энергии тепловыделяющим веществом. В нашем случае парогенератором выступает реактор на обогащенном Уране.
Первый в мире атомный реактор работал на обогащённом Уране. В нем содержалось до 5% столь необходимого для реакции Урана-235. Сам реактор был небольшого размера, четыре с половиной метра в высоту и 3 метра в диаметре, и находился в стальном баке. Внутри он полностью был заполнен графитом, в котором были специальные круглые каналы, в которые помещались урановые элементы. Активная зона составляла всего полтора метра в диаметре и 1,7 метра высотой. Теплосъем в реакторе производился водой с давлением в доходящим до 100 атмосфер, благодаря чему она не закипала и при 300 градусах тепла, хотя температура редко превышала 280-290 градусов по цельсию
Несмотря на то, что всего рабочих каналов было 128, в него достаточно было загрузить половину элементов для нормальной работы. Один стержень весил 4,2 кг, а суточный расход составлял всего 30 грамм вещества. Вода подавалась на парогенератор, температура пара на выходе достигала 270 градусов и давление 13 атмосфер. КПД Обнинской АЭС составлял 19%. Мощность электростанции 5 МВт. Для сравнения самая мощная в России сейчас Балаковская АЭС имеет 4 реактора, каждый по 4000 МВт мощности.
Важные события и даты
Практически все время работы после запуска реактор использовался как исследовательский благодаря наличию петлевых установок и экспериментальных устройств. Обнинская АЭС принимала самое активное участие в следующих проектах:
- Испытания твэлов для ледокола «Ленин»
- Полный цикл испытания для 1-го и 2-го блоков Белоярской АЭС, строительство которой началось в 1958 году
- При помощи экспериментов на Обнинской АЭС создана первая транспортабельная атомная энергетическая установка ТЭС-3
- Важнейшая экспериментальная база для Ядерных энергетических установок для подводных лодок.
- Разработка реакторов ФЭИ – БР-5, БР-10 и БОР-60
- Активное участие в разработке реакторов на быстрых нейронах БН-350, БН-600 и БН-800
- Производились испытания для космических атомных установок «Топаз» и «Бук», и в 1970 именно на основе этих исследования создали первый в мире реактор-преобразователь «Топаз»
- Исследовательский реактор БОР-60 и исследовательский реакторы на быстрых нейронах БР
- Производились эксперименты для Билибинской АЭС, работающей в условиях крайнего севера.
- Создание нейтронного спектрометра
- Так же на станции осуществлено более десятка важных открытий и измерений в ядерной отрасли.
Обнинская АЭС сейчас
Несмотря на всю важность события, Обнинская АЭС так и осталась экспериментальной. 29 апреля 2002 года она была остановлена, так как ее эксплуатация была экономически не выгодна. В настоящее время здание переоборудовано и в ней находится музей атомной энергетики.
