меню
главная
История отечественной атомной отрасли
Укрощение атома: фантастика, ставшая реальностью

У истории отрасли есть несколько начальных точек отсчета.

И. В. Курчатов

В сентябре 1942 года Государственный комитет обороны (ГКО) обязал Академию наук начать «работы по исследованию осуществимости использования атомной энергии путем расщепления ядра урана и представить доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива». Была создана лаборатория атомного ядра при Ленинградском физико-техническом институте, находившемся в эвакуации в Казани.

В феврале 1943 года ГКО перевел эту лабораторию в Москву, назначив профессора И. В. Курчатова научным руководителем работ по урану. Из состава высшего руководства урановую проблему стал курировать первый зам. председателя СНК, зам. председателя ГКО В. М. Молотов.

В 1942-45 гг. ядерной проблематикой в СССР непосредственно занималось около ста человек. Сравните: в США в это время над разработкой атомной бомбы трудилось пятьдесят тысяч человек!

В эти годы в СССР проходил анализ разведданных, изучались вопросы физики деления урана, разделения изотопов, радиохимии и металлургии урана. Продолжавшаяся война требовала высочайшего напряжения сил всех отраслей экономики, поэтому внимание к урановой проблеме было тогда минимальным. И только вскоре после первого испытания атомной бомбы США (июль 1945 г.) высшее руководство страны дает старт работам общегосударственного масштаба по атомной проблеме в целом и разработке атомной бомбы в особенности.

Л. П. Берия

20.08.45 г. создается Специальный комитет из высших государственных деятелей и ученых физиков. Общее административное руководство проблемой переходит от В. М. Молотова к Л. П. Берии. Руководит исследованиями внутриатомной энергии урана 1-е Главное управление при Совете народных комиссаров СССР во главе с Б. Л. Ванниковым.

И вот с сентября 1945 года начала зарождаться и бурно развиваться будущая гигантская атомная отрасль. В ней начали трудиться сотни тысяч человек. За 70 лет сменилось более десяти руководителей отрасли – новые назначения происходили в переломные моменты истории государства или при смене высшего руководства страны.

Так, начальник Первого Главного управления Б. Л. Ванников прекратил работу в этой должности в 1953 году в связи с реорганизацией управления после смерти И. В. Сталина. Министр среднего машиностроения В. А. Малышев в 1955 году был смещен как «человек Маленкова», которого стали убирать на вторые роли в управлении государством. Причиной отставки Е. П. Славского, почти 30 лет руководившего отраслью, стала Чернобыльская трагедия 1986 года, уход с поста министра В. Ф. Коновалова был спровоцирован путчем 1991 года.

История отрасли тесно связана с историей страны. Минсредмаш СССР был своего рода «государством в государстве», министерство обладало гигантским кадровым, научным, производственным, оборонным и строительным потенциалом.

В 70-80 гг. на предприятиях министерства работало более полутора миллиона человек. Именно Минсредмаш построил 10 закрытых и десятки открытых городов в стране. Его военно-строительные части обустраивали шахты пусковых установок ракетных войск стратегического назначения. Научно-исследовательские, проектные организации и промпредприятия Минсредмаша разрабатывали и производили ядерные боеприпасы, атомные реакторы подводных и надводных кораблей, возводили атомные электростанции в СССР и за рубежом. Бывали годы, когда Минсредмаш попутно с добычей урана производил химические удобрения и добывал золото в количествах, сравнимых с объемом продукции Минхимудобрений и Минцветмета.

В период распада СССР потребовались усилия патриотов отрасли для ее сохранения, выживания и дальнейшего развития. В 1992 году Министерство атомной энергии и промышленности СССР (преемника Минсредмаша) было преобразовано в Министерство по атомной энергии РФ, первым министром стал Виктор Никитович Михайлов.

А сегодня уже Госкорпорация «Росатом» во главе с Сергеем Владиленовичем Кириенко продолжает и развивает традиции отрасли, сохраняя и укрепляя позиции сплоченного объединения ученых, конструкторов, проектантов, инженерно-технических работников, рабочих и служащих, отдающих свои знания и энергию делу укрепления обороноспособности и развития экономики нашего Отечества.

Первая атомная бомба
Ю. Б. Харитон

Одними из первых практических шагов Спецкомитета и ПГУ были решения о создании производственной базы ядерного оружейного комплекса. 9 апреля 1946 года Совет Министров СССР принял постановление о создании КБ-11, которому предстояло начать разработку ядерного оружия, создать «изделие», т.е. атомную бомбу. Начальником КБ-11 был назначен П. М. Зернов, главным конструктором – Ю. Б. Харитон.

Была поставлена задача создать два варианта атомных бомб – плутониевую с использованием сферического обжатия и урановую с пушечным сближением. Длина бомбы не должна была превышать 5 метров, диаметр – 1,5 метра, а вес – 5 тонн.

Одновременно предусматривалось строительство испытательного полигона, аэродрома, опытного завода.

Создание атомной бомбы потребовало проведения обширной программы расчетно-теоретических исследований, проектно-конструкторских и экспериментальных работ. Требовались методики определения критической массы, разработка теории эффективности, теории ядерного взрыва и мн. др.

Понадобились усилия не только отечественных ученых-физиков, эта задача была совершенно новой и для конструкторов. Они не знали физических основ заряда, новых материалов, их физико-механических свойств, допустимость совместного хранения и т.п. Необходимость использовать сложную систему автоматики – вот еще одно принципиальное отличие от разработки обычных авиабомб.

Для реализации советского атомного проекта было решено приблизиться к американским прототипам, работоспособность которых была уже доказана на практике. К тому же научно-техническую информацию об американских атомных бомбах удалось получить разведывательным путем. Впрочем, сведения, доставлявшиеся разведкой, были немногочисленны и зачастую противоречивы.

Разработка конструкции собственно атомного заряда – «РД-1» – (позднее, во второй половине 1946 года, названного «РДС-1») была начата в НИИ-6.

Макет РДС-1

Название РДС-1 произошло от правительственного постановления, где бомба была зашифрована как «реактивный двигатель специальный». Обозначение РДС-1 широко вошло в жизнь после испытания первой атомной бомбы и расшифровывалось по-разному: «Реактивный двигатель Сталина», «Россия делает сама» и т.д.

В начале 1946 года модель была разработана, а к лету изготовлена в двух экземплярах. Это был совместный, большой успех, в этом заслуга не только технологов, но и металлургов, и радиохимиков и т.д. Благодаря их стараниям уже первые плутониевые детали содержали небольшое количество примесей и высокоактивных изотопов.

Был определен и самолет-носитель – ТУ-4 (по приказу И.В.Сталина воспроизведена американская «летающая крепость» Б-29).

Полигон - до испытаний
Опытное поле

Место для испытательного полигона было выбрано в районе города Семипалатинска Казахской ССР в безводной степи. На опытном поле установили сооружения с измерительной аппаратурой, в центре полигона – башню для установки РДС-1. Для изучения воздействия ядерного взрыва здесь были построены отрезки тоннелей метро, фрагменты аэродромов, размещены самолеты, танки, артиллерия, корабельные надстройки.

Научным руководителем испытания был назначен И. В. Курчатов, который по указанию Л. П. Берии отдал распоряжение об испытании РДС-1.

Ровно в 7 часов утра 29 августа 1949 года вся местность озарилась ослепительным светом, который ознаменовал, что СССР успешно завершил разработку и испытание первой атомной бомбы.

Взрыв РДС-1

По воспоминаниям участника испытания Д. А.Фишмана:

«…В моменты «ноль» все увидели очень яркое освещение земли и облаков. Яркость превышала солнечную в несколько раз. Все выбежали из помещения и взбежали на бруствер. Перед ними открылась чарующая по своим масштабам картина образования огромного облака из пыли и дыма, в центре которого полыхало пламя!

Но вот из репродуктора раздались слова: «Всем немедленно войти в здание командного пункта! Приближается ударная волна» (по расчетам, она должна была подойти к КП через 30 секунд).

Войдя в помещение, Л. П. Берия всех тепло поздравил с успешным испытанием, а И. В. Курчатова и Ю. Б. Харитона расцеловал.

Полигон - после испытаний

Сталин, узнав об успешном испытании, сразу же позвонил Б. Л. Ванникову и поздравил его с успешным испытанием. По воспоминаниям Бориса Львовича, он в ответ стал говорить, что это заслуга партии… Но Сталин его прервал: «Да бросьте, товарищ Ванников, эти формальности. Вы лучше подумайте, как нам в самое короткое время начать изготовление этих изделий».

Через 20 минут после взрыва к центру поля были направлены два танка со свинцовой защитой для проведения радиационной разведки и осмотра центра поля. Все сооружения в центре полигона были снесены. На месте башни образовалась воронка, почва в центре поля оплавилась и образовалась сплошная корка шлака. Гражданские здания и промышленные сооружения были полностью или частично разрушены. Очевидцам представилась страшная картина великого побоища.

Энерговыделение первой советской атомной бомбы составило 22 килотонны тротилового эквивалента.

Первый промышленный реактор

Строительство первого промышленного реактора для наработки плутония было одним из важнейших этапов Советского атомного проекта.

Строить объект решили у озера Кызыл-Таш на Южном Урале, в Челябинской области, причем не один реактор, а целый реакторный завод с несколькими установками. А рядом еще два предприятия: радиохимическое – для получения плутония и завод по производству деталей для атомной бомбы.

Строительные работы на площадке будущего плутониевого завода и главного его объекта атомного реактора были возложены на Главпромстрой НКВД СССР.

К концу 1947 года здание атомного реактора было достроено, и начался монтаж оборудования, механизмов и систем контроля.

Монтаж атомного реактора представлял собой технически сложный процесс. Предъявлялись высочайшие требования по качеству работ, точности изготовления и монтажа, да еще в жесточайшие сроки и в условиях строжайшей секретности. Особые условия, диктуемые законами ядерной физики, предъявлялись к исполнителям и организаторам работ при сборке графитовой кладки.

Первый реактор

1 июня 1948 года строительство промышленного реактора, на сооружение которого потребовалось 5 000 тонн металлоконструкций и оборудования, 230 километров трубопроводов, 165 километров электрических кабелей, 3 800 приборов, было завершено. Госкомиссия приняла комплекс первого промышленного атомного реактора «А» в эксплуатацию. С этого дня вся ответственность и тяжесть ложится на плечи ученых и эксплуатационный персонал.

В 0 часов 30 минут 8 июня сам И. В. Курчатов встал к пульту управления и провел физический пуск первого в Советском Союзе промышленного атомного реактора. Наступил долгожданный момент – реактор ожил, началась незатухающая цепная реакция. А после этого – непрерывная круглосуточная работа объекта, выработка реактором энергии, а также плутония для первой атомной бомбы.

Первый промышленный реактор - пульт управления

Не все шло гладко. На каждом шагу в этом новом сложном процессе подстерегали неожиданности. По мере работы реактора на мощности возникли явления коррозии, радиационное распухание графита, сбои в водоснабжении технологических каналов и множество других инцидентов. Все это требовало снижения мощности или остановки реактора. А время не ждало. Каждый час работы реактора был на счету правительства, ПГУ, Спецкомитета.

Перечисление наиболее частых или наиболее тяжелых неполадок и отказов в работе не дадут полного представления о том, что преодолели первопроходцы атомной промышленности на опыте эксплуатации первого реактора.

В тяжелейших социальных условиях, многого еще не зная, в условиях дефицита урана, что требовало максимально возможного накопления плутония, персонал первого реактора находил решения всех проблем.

По проекту первый промышленный реактор «А» должен был проработать 3 года, фактически он действовал 39 лет – до 1987 года.

Первая водородная бомба

Первые образцы термоядерного оружия были созданы в СССР и США практически одновременно. Создание термоядерного оружия означало возможность неограниченного увеличения мощности ядерных арсеналов. Это событие явилось переломным моментом в середине ХХ века – была осознана невозможность широкомасштабных мировых войн. Пожалуй, впервые в истории человечества.

Хотя возможности американского производства и позволили США в конце 50-х годов добиться существенного роста мегатоннажа ядерного арсенала по сравнению с СССР, впоследствии этот разрыв был ликвидирован, и фундаментом для этого явились достижения СССР в разработке первых термоядерных зарядов.

Если бы нам не удалось создать собственные образцы термоядерных зарядов или если бы этот процесс существенно затянулся, США вернули бы себе ядерную монополию, и возможность СССР в военном противостоянии с США была бы сведена практически к нулю. Тогда история второй половины XX века могла быть совершенно другой.

С июня 1946 года теоретические исследования возможности использования ядерной энергии легких элементов начали проводиться в Москве в Институте химической физики группой под руководством Я.Б.Зельдовича. С 1948 года к решению проблемы присоединилась группа И. Е. Тамма, где работал А. Д. Сахаров. Общее руководство работами осуществлялось И. В. Курчатовым. Главным конструктором и непосредственным руководителем работ был Ю. Б. Харитон.

Громадных усилий с участием большого количества людей и больших материальных затрат требовали производство входящих в изделие веществ, другие производственные и технологические работы. Особую роль во всей подготовке к испытаниям первого термоядерного играли теоретические группы. Над проектом трудилось множество групп ученых сразу нескольких НИИ.

  РДС-6с

Разработанный в 1950-53 гг. в КБ-11 заряд РДС-6с, явившийся первым термоядерным зарядом СССР, представлял собой сферическую систему из слоев урана и термоядерного горючего, окруженных химическим взрывчатым веществом. Для увеличения энерговыделения заряда в его конструкции был использован тритий. К апрелю 1953 года все элементы термоядерного заряда РДС-6с были отработаны.

К началу 1953 года, к моменту испытания РДС-6с на Семипалатинском полигоне США провели уже 34 ядерных испытания. Для обеспечения безопасности населения были приняты чрезвычайные меры: из зоны возможного радиоактивного загрязнения были выселены тысячи жителей, вывезены десятки тысяч голов скота.

Руководил испытаниями, как и в прежние годы, И. В. Курчатов. К работам на полигоне были привлечены лучшие ученые и специалисты страны. На опытном поле располагались сооружения, техника и другие объекты для изучения воздействия взрыва.

  Взрыв РДС-6с

Сигнал на подрыв РДС-6с был подан в 7.30 утра 12 августа 1953 года. Горизонт озарила ярчайшая вспышка, которая слепила глаза даже через тёмные очки. Необычные явления, сопутствующие развитию взрыва, описали наблюдатели:

«Явление наблюдал с аэродрома, в 65 км от взрыва. Ослепительная вспышка мгновенно превратилась в огромную бушующую и с каждой секундой увеличивающуюся на горизонте огненную массу. Высоко над горизонтом появился шар красно-оранжевого цвета, который взорвался, и на его месте образовалось плотное белое облако, имеющее форму гриба… Огненный полушар всплыл, образуя светящуюся головку «гриба» на тёмной ножке. Резко бросалось в глаза быстрое движение во всей массе облака… Общее впечатление от взрыва очень сильное. В боевых условиях, несомненно, взрыв морально подействует на людей. В жизни я много видел взрывов, но этот не имеет с ними ничего общего. Незабываемы также впечатления о разрушениях на полигоне».

Успешное испытание РДС-6с 12 августа 1953 года полностью подтвердило физические и конструкторские принципы водородной бомбы. Полный тротиловый эквивалент равнялся 400 кт и совпал с расчетной мощностью.

Первая АЭС

Как считает академик А. П. Александров, 27 июня 1954 года энергетика мира вступила в новую эпоху, причем человечество еще далеко не осознало всей важности этой новой эпохи. Началось стратегическое развитие от военного атома к мирному.

Покорение атома и создание Первой в мире АЭС были подготовлены всем предыдущим развитием физики и стали одними из грандиозных достижений отечественной и зарубежной науки в познании мира и проникновении в тайны природы. Ученые прошли сложнейший путь от опасений, что, занимаясь исследованиями атома, можно невзначай взорвать весь мир, до уверенности, что управляемая цепная ядерная реакция осуществима и может служить во благо человека.

  Первая в мире АЭС

Мощность Первой АЭС, сооруженной на площадке Лаборатории «В», как тогда назывался ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт» в Обнинске, была небольшой. Тем не менее для нашей страны ее пуск стал уникальным технологическим достижением. Велико было и политическое значение этого события – на фоне набиравшей обороты безудержной гонки вооружений страна создала не только ядерное оружие сдерживания, но и предложила миру альтернативу – мирное применение атомной энергии.

В 1945 года, когда усилия ученых и ресурсы были направлены на создание атомной бомбы, академик П.Л.Капица писал: «Когда атомную энергию расценивают первым делом как средство уничтожения людей, так же мелко и нелепо, как видеть главное значение электричества в возможности постройки электрического стула». Он считал важнее дать «в руки человечеству новый могущественный источник энергии». Капица первым поставил вопрос о необходимости работ по мирному использованию атомной энергии.

18 ноября 1949 года председатель Спецкомитета Л. П. Берия поручает ПГУ дать предложения о «возможности разработки проектов силовых установок и двигателей с применением атомной энергии».

После анализа экспертных заключений для реализации был рекомендован проект реактора «Шарик» – проект «реактора на обогащенном уране только для энергетических целей» с графитом и водным теплоносителем. Это первое упоминание о реакторе АМ – реакторе будущей Первой АЭС.

Позднее И. В. Курчатов объяснял выбор реактора АМ тем, «что в нем может быть использован опыт обычной котельной практики: общая относительная простота агрегата облегчает и удешевляет строительство».

Впрочем, «простота» эта условная: требовалось обеспечить химическую совместимость и размерную стабильность будущей композиции ядерного топлива при температуре выше 300°С в условиях интенсивного нейтронного излучения и изменения состава топлива в процессе выгорания.

Конечно, роль Курчатова, осуществлявшего общее научное руководство советским «атомным проектом», была высокой, а иногда решающей. Как рассказывают очевидцы, одно время, когда АЭС уже строилась, весь смысл проекта был внезапно поставлен под вопрос. Авторитетная группа ученых предложила… прекратить работы на том основании, что станция будет «неэкономичной». К счастью для большого дела, Курчатов не согласился с этим мнением.

  Реактор первой в мире АЭС

Первый ковш земли на строительной площадке был вынут экскаватором в сентябре 1951 года, а в марте 1954 года уже была начата обкатка оборудования. Учитывая уникальный и принципиально новый характер установки, при монтаже АЭС, а в особенности реактора, были проведены беспрецедентные режимные и технологические мероприятия. 26 июня 1954 года было решено перейти к энергетическому пуску АЭС – есть «атомное» электричество! Первая в мире АЭС встала под промышленную нагрузку.

27 июня потребители близ станции уже получали электроэнергию от турбины, впервые в мире работавшей за счет сжигания ядерного топлива. С тех пор этот день по существу стал считаться днем рождения атомной энергетики.

Первая АЭС представляла собой однореакторную установку, электрическая мощность – 5000 кВт, тепловая – 30000 кВт.

  Пульт управления реакторной установки первой в мире АЭС

В апреле 2002 года Первая АЭС была остановлена. Станция находилась в эксплуатации на энергетических режимах почти 48 лет. Срок для реакторной установки пока рекордный.

Вклад Первой АЭС в мировую цивилизацию заключается в том, что она дала начало мирному использованию атомной энергии. Это был первый шаг в реализации широкомасштабной программы по строительству новых АЭС в СССР.

Кроме того, многие тысячи людей, посетивших за эти годы атомную электростанцию, смогли воочию убедиться в ее эффективности и безопасности. Это позволило преодолеть и психологический барьер, связанный с неукротимостью атомного взрыва, с опасением, что всепроникающая радиация будет тихо и незаметно отнимать здоровье у людей, работающих в атомной энергетике.

Сюда приезжали и продолжают приезжать атомщики, ученые, экологи и писатели, государственные деятели со всего мира, чтобы увидеть своими глазами созданное на Обнинской земле мирное «чудо» энергетики.

Первый атомный ледокол
  Первый атомный ледокол

Явлением в истории атомной отрасли стали первый ледокол с атомной энергетической установкой, который также был впервые построен в нашей стране.

В ноябре 1953 года Совет Министров СССР принял постановление о разработке мощного арктического ядерного ледокола. Корабль предназначался для проводки судов по Северному морскому пути, а также для экспедиционного плавания в Арктике. Это был еще один убедительный шаг СССР по использованию атомной энергии в мирных целях.

Строительство ледокола поручили ленинградскому «Адмиралтейскому заводу». Были определены параметры ледокола: водоизмещение – 16 000 т, длина – 134 м, максимальная скорость на чистой воде – 19,5 узлов, автономность плавания – 1 год. Мощность главных гребных двигателей – 44000 л.с. Такая фантастическая мощность была важна для форсирования тяжелых льдов, движения в условиях Арктики. Для обеспечения надежности судна предусматривались: три реактора, четыре главных турбогенератора и резервный дизель-генератор.

  Реакторный отсек ледокола

При разработке проекта впервые решался целый ряд сложных научно-технических задач. Одна из них – существенное увеличение длительности кампании активной зоны и экономичное использование ядерного топлива.

Атомный ледокол «Ленин» был заложен на верфи в Ленинграде 27 июля 1956 года, а уже 5 декабря 1957 года ледокол был спущен на воду. Правда, затем еще два года на нем монтировали и испытывали саму атомную установку, и это был самый напряженный этап строительства.

Четкая организация работ и самоотверженный труд многочисленных коллективов способствовали рекордной по срокам сдаче атомного ледокола «Ленин». В декабре 1959 года ледокол был передан в эксплуатацию Мурманскому морскому пароходству. Ледокол стал первым в мире надводным судном с атомной энергетической установкой и по мощности не имел равных среди ледоколов всего мира.

  Капитан перового атомного ледокола

С навигации 1960 года атомный ледокол «Ленин» работал в Арктике, осуществлял проводку судов на самых тяжелых участках Северного морского пути. За шесть навигаций работы ледокола провел по этому пути 457 судов, прошел во льдах более 62 000 миль. Атомная энергетическая установка безотказно проработала около 26 000 часов, показав свою работоспособность в самых тяжелых условиях – при порывистой качке, ударах судна о лед и частых изменениях нагрузки.

Опыт эксплуатации ледокола «Ленин» подтвердил возможность создания судовых атомных энергоустановок, их высокую безопасность и эффективность. Удачно была выбрана сама область применения ядерной энергии – мощные ледоколы, где уникальные свойства мирного атома давали бесспорные преимущества.

В СССР создание первого атомного ледокола положило начало развитию новой высокотехнологичной отрасли производства – атомного судостроения – и появлению целого флота атомных судов.