Владимир Губарев - Зарево над Припятью
К тому же это небезопасно. Где выход? Помог жидкометаллический теплоноситель – натрий, который кипит примерно при 900 градусах.
Реактор на быстрых нейтронах – это очередной шаг вперед в атомной энергетике. Но он требовал скрупулезных расчетов, большой изобретательности ученых и инженеров. И когда конструктивные трудности остались позади и первенец получил путевку в жизнь, стало понятно, почему в адрес его создателей посыпались многочисленные поздравления.
– Это опытная установка, – говорили в 1965 году Д. С. Пинхасик и О. Д. Казачковский. – Впереди новые работы, новые исследования, новые реакторы…
Вот почему, памятуя эти слова, уже в Димитровграде я не удержался и задал Казачковскому вопрос:
– А как же любимые быстрые реакторы?
Олег Дмитриевич улыбнулся.
– Я расскажу вам сначала о городе и институте.
Наш атомный центр очень молод. Очень молод… Уже несколько лет действовала"первая атомная электростанция в Обнинске. Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова завоевал себе вполне заслуженную славу, а здесь, на берегу Волги, шумел нетронутый лес.
Только в 1957 году появились первые строители. Они заложили поселок на окраине Мелекесса. Институт же существовал лишь на листах ватмана.
Неузнаваемо изменился Мелекесс за минувшие годы.
На его окраине вырос новый поселок. А в десяти километрах поднялись корпуса НИИАРа.
Сразу же после завершения первого реактора начались исследования. Физики, приехавшие сюда из самых разных уголков страны, приступили к первым своим работам. Вводились в строй новые лаборатории, стремительно расширялся фронт исследований.
Мы непосредственно связаны и с Обнинском, и с Институтом атомной энергии имени И. В. Курчатова. И не только потому, что «переманили» оттуда много сотрудников. А потому, что наши научные интересы тесно переплетаются. Да и научные кадры там пока сильнее, опытных ученых у нас еще не хватает. Вначале помощь шла в одном направлении – от них к нам. Но институт рос, появился в Мелекессе реактор СМ-2, который занимает первое место в мире по интенсивности нейтронного потока. Физики из Обнинска и Института атомной энергии все чаще посещают Димитровград. Теперь у нас есть уникальнейшая радиохимическая лаборатория, материаловедческий корпус, будет несколько энергетических реакторов.
В институт потянулась молодежь. Новые направления исследований в ядерной физике, рождающиеся в стенах НИИАРа, открывают перед ними огромные возможности. Правда, маловато пока людей с учеными степенями. Это естественно, все только начинается. Но во главе лабораторий, установок, групп стоят талантливые инженеры. Я уверен, что они прекрасно сумеют показать себя. Желание работать и любовь к науке сделают свое дело. Будут и свои доктора наук, и члены-корреспонденты, и академики.
У нас создаются условия и для отдыха. Построены широкоэкранный кинотеатр и Дом культуры. Можем приглашать к себе профессиональные театральные коллективы. Я думаю, что и столичные артисты не откажутся приехать.
В Мелекессе отличный стадион, футбольная и баскетбольная команды. Оборудован и палаточный городок на берегу Волги. Здесь можно отдохнуть в выходные дни, половить рыбу, покупаться, позагорать. Оборудована и водная станция… Институт молодой, молоды его сотрудники, большинство из них спортсмены, поэтому так и заботимся о спортивных сооружениях.
Олег Дмитриевич замолчал.
– Вы понимаете, почему я перевелся сюда? – неожиданно спросил он.
Я кивнул.
– А реактор на быстрых нейтронах у нас будет! Я в это верю!
Сегодня НИИАР располагает несколькими различными типами реакторов, институт превратился в экспериментальную базу атомной энергетики.
Именно в Димитровграде работает БОР-60 – «отец» мощных станций на быстрых нейтронах, которые строятся в пашей стране.
Все больше гостей бывает в Димитровграде. Им нравится и легендарная ширь Волги, и новый город, выросший в сосновом бору, ну и, конечно, Научно-исследовательский институт атомных реакторов. А особенно – первенец института, реактор СМ-2. СМ значит сверхмощный, в данном случае этот термин означает нейтронный поток высокой плотности. Установка предназначена для научно-исследовательских работ. Вот почему тянутся в Димитровград физики. Где еще в мире найдешь такой реактор?!
Три ценных качества у СМ. Во-первых, очень высокая плотность нейтронных потоков; во-вторых, на аппарате есть любые нейтроны: тепловые, промежуточные и быстрые; в-третьих, хоть он и называется сверхмощным, «сила» его не так уж велика, то есть могучие потоки рождаются при сравнительно малой мощности самого реактора – 50 тысяч киловатт.
Каким же образом? Дело в том, что в реакторе удалось эффективно использовать ядерное горючее. Хорошее охлаждение активной зоны и материалы, выдерживающие высокие температуры, позволили «снимать» огромное количество энергии, а в итоге – поток нейтронов высокой плотности.
В активной зоне образуются нейтроны всех энергий – от быстрых до тепловых. Но тепловых нейтронов мало. Чтобы «добывать» их, там есть полость, заполненная водой или другим замедлителем. Быстрые и промежуточные нейтроны, попадая в воду, тормозят свой "бег".
Как раз в водной полости и концентрируются необходимые для исследований и экспериментов тепловые нейтроны, их приблизительно в 25 раз больше, чем в самой активной зоне.
Чем дальше проникают нейтроны в толщу отражателя, тем больше энергии теряют. Количество быстрых нейтронов уменьшается, но зато возрастают потоки тепловых.
Активная зона набирается из кассет. Каждая из них представляет собой пакет из тепловыделяющих пластин.
Вода под давлением 50 атмосфер с большой скоростью протекает через щели пластин, интенсивно охлаждая активную зону, и здесь облучается. Часть ее разлагается на водород и кислород – образуется гремучий газ. Поэтому предусмотрена специальная система, в которой гремучий газ сгорает.
Для сборки активной зоны служит перегрузочная машина, находящаяся в самом корпусе реактора. Такой принцип осуществлен впервые в мире. В корпусе устроен своеобразный склад кассет. Если одна из кассет в активной зоне, выгорает, машина вытаскивает ее и отправляет на этот склад, там берет новую кассету и ставит ее на место выбывшей. Только когда отработаны все кассеты, производится большая перегрузка.
В реакторе много исследовательских каналов. В самом центре активной зоны, там, где вода, проложен большой канал. Он нужен для облучения материалов тепловыми нейтронами. 15 других каналов сделаны в отражателе на разном расстоянии от активной зоны. В них можно облучать образцы быстрыми и промежуточными нейтронами.
Есть еще в реакторе, кроме этих 16 вертикальных каналов, – 5 горизонтальных, предназначенных для физических экспериментов. Эти каналы проходят от активной зоны через отражатель, биологическую защиту и заканчиваются за пределами установки. Нейтронные пучки идут в боксы, где с ними работают. Один из них – стометровый – даже выходит за пределы здания. Его также используют для различных физических исследований.
Все управление реактором сосредоточено на пульте.
Один человек наблюдает за аппаратом, контролирует автоматы.
Стержни автоматического регулирования и здесь выполнены из кадмия, хорошо поглощающего нейтроны.
Сначала они опущены вниз. По мере того как горючее выгорает и нейтронный поток ослабляется, стержни чутьчуть поднимаются: поглощение нейтронов уменьшается, поток их вновь усиливается. "Ядерный огонь" горит равномерно… Если бы не было этих стержней, количество нейтронов неуклонно сокращалось, облучить образцы в строго постоянном потоке было бы невозможно.
Как только стержни-регуляторы займут верхнее положение, вмешивается оператор. Он несколько приподнимает компенсирующие стержни в активной зоне реактора. При этом поток нейтронов резко увеличивается, стержни-регуляторы вновь опускаются, чтобы стабилизировать поток нейтронов. Только после того как все стержни окажутся наверху, реактор останавливается.
Ядерное горючее полностью выгорело. Предстоит большая перегрузка. Из активной зоны и со склада убирают использованные кассеты. Их отправляют на выдержку и затем на переработку, а аппарат загружают новой порцией топлива.
– Мне хотелось бы подчеркнуть, – говорит начальник установки СМ Владимир Андреевич Цыканов, – что не только сам реактор является уникальным – множество конструкций решено принципиально иначе. СМ создавала большая группа ученых, конструкторов, инженеров. И в целом все новое складывалось из сотен различных новшеств, одни из которых вполне можно назвать открытиями, другие – изобретениями, третьи рационализаторскими предложениями… Да и сейчас мы постоянно совершенствуем наш реактор…
Несколько секунд мне довелось пробыть под реактором. Наверху, в зале, тихо, там не ощущаешь, что под ногами бушует "атомный огонь". Но внизу, у днища реактора, где по трубопроводам подается к активной зоне вода для охлаждения, впечатление совершенно иное.
