Атомная энергетика сегодня – пик развития энергетических технологий, управляемая ядерная реакция является самым мощным источником энергии из всех освоенных цивилизацией. Переход от использования химической реакции горения и энергии падающей воды к энергии атомного ядра – настоящая революция, позволившая физикам «победить» химиков. Использование управляемых атомных реакций стало переходом на новый, более глубокий уровень знаний и технологий.
Напомним: сжигание 1 кг каменного угля обеспечивает производство 7 кВт*часов электроэнергии, 1 кг природного газа дает 14 кВт*часов, а 1 кг изотопа урана – 620’000 кВт*часов. Концентрация энергии в уране просто колоссальна, такой переход был не только количественным, но и качественным. Следующий качественный переход возможен только за счет освоения термоядерной энергии, но тут все пока на начальном этапе и относится к технологиям мега-сайенс (mega science), а не к практически реализуемым энергетическим. Атомная энергетика – это полное отсутствие вредных выбросов, необходимости строительства транспортных путей, затопленных территорий. И, конечно, атомная энергетика – научно-техническая дисциплина, стремящаяся к своему дальнейшему развитию и совершенствованию. Атомные реакторы становятся все более безопасными, идет постоянная работа над улучшением экономических показателей, в том числе и за счет перехода к АЭС малой мощности, которые не будут требовать огромных капиталовложений и времени на строительство.
Эволюция, а не калейдоскоп
В наши дни атомные технологии развиваются не только как энергетические, они востребованы во многих других отраслях – в медицине, в производстве сверхчистых химических элементов, композитных материалов и так далее. Во многом это стало возможным за счет событий, происходивших на самых первых этапах атомного проекта, когда его развитие было необычайно быстрым, стремительным. На заре атомной эры ученые имели возможность проверять самые разные теории на практике – в странах «атомного клуба» создавались реакторы с графитовым, водным, тяжеловодным и металлическими замедлителями нейтронов, с нейтронами тепловыми и нейтронами быстрыми, строились реакторы проточные и реакторы с замкнутыми контурами, реакторы с большой мощностью и с мощностью малой. Не все появившиеся в те годы направления получили дальнейшее развитие, но эти наработки не забыты, на сегодняшнем уровне науки и технологии они вполне могут оказаться востребованы.
Потому иметь представление о том, что происходило на первых этапах становления атомного проекта – не помешает. Полезно это еще и потому, что наши с вами знания о развитии нашего отечественного атомного проекта почти у всех весьма фрагментарны, мозаичны. Вот Игорь Курчатов со товарищи создает первый реактор в своей знаменитой Лаборатории № 2. Вот на Урале, на будущем комбинате «Маяк» строится первый промышленный реактор, на котором будет наработан плутоний для РДС-1, первой атомной бомбы СССР. А вот уже и Обнинск, где идет запуск Первой АЭС, а следующий эпизод относится уже к рубежу 60-70-х годов, когда друг за другом начинают работать реакторы ВВЭР-440 и РБМК-1000. Думаем, мы не сильно ошибаемся, перечисляя факты, которые считаются общеизвестными, не так ли?
Сложился такой калейдоскоп не по нашей с вами вине, эта фрагментарность знания – своеобразная печать разных времен. В советские времена атомная тема едва ли не полностью была засекречена, и на страницы учебников не попадала. После того, как секретность была снята, «лирики» окончательно победили «физиков» – СМИ с удовольствием рассказывают про новости шоу-бизнеса, культуры, спорта, политики, а всякие там скучные нейтроны с протонами рейтинг не увеличивают. На самом деле между упомянутыми эпизодами «атомной биографии СССР» – годы, а порой и десятилетия, в густой тени которых остаются имена творцов, пионеров атомной эпохи, вне поля нашего зрения остаются огромные организационные усилия, потребовавшиеся для создания первенцев атомной индустрии. Конечно, рассказать-припомнить абсолютно все, что происходило в первые годы атомной эры – работа огромная, требующая энциклопедического подхода и нашему Аналитическому онлайн-журналу Геоэнергетика.ruтакое вряд ли под силу, но кое-что мы обязательно попробуем рассказать.
Таинственная Сибирская АЭС
Всего с десяток лет назад были окончательно остановлены реакторы Сибирской АЭС, а сегодня о самом факте ее существования практически не вспоминают. А ведь эта АЭС была первой промышленной АЭС в нашей стране, ее мощность составляла 1’600 МВт – это и в наше-то время вполне солидно, а уж в 50-е годы прошлого века это было очень серьезным достижением. Да, к этому времени уже работала, давала ток в Единую Энергетическую Систему Первая АЭС в Обнинске, но реактор АМ-1 («Атомный, Мирный, Первый»), который был ее «сердцем», имел электрическую мощность всего в 5 МВт. Польза АМ-1 для науки, для отработки технологий несомненна и огромна, но 5 МВт его мощности – это 50 тысяч лампочек мощностью 100 Ватт, несколько многоэтажных домов в современном мегаполисе и не более того. А вот Сибирская АЭС – это уже миллиарды киловатт*часов в год, это электроэнергия для мощных предприятий и для атомградов, тут все было совершенно серьезно.
Сибирская АЭС
Почему мы так мало знаем об этом? Да уж больно интересными были те мощные предприятия – интересными настолько, что на обычных географических картах их найти было невозможно, а про выпускаемую ими продукцию узнать можно было только из совершенно секретных документов. Комбинат-816 в Томске-7 так назывался «якорный потребитель» Сибирской АЭС, производивший теллур-120 и олово-115. Да и само название этой атомной станции звучит необычно – в нем нет названия города. «Сибирская АЭС»? Значит, она находится в Сибири…
Демократия без румян
Начнем с раскрытия секрета Полишинеля, с ответа на вопрос «Почему в первые годы атомных реакторов строилось так много, почему они были такими разными?». Специальный комитет по атомной энергетике в 1945 году был создан в Советском Союзе для того, чтобы как можно быстрее дать ответ Соединенным Штатам – стране, которой первой удалось создать атомное оружие, стране, которая без колебаний применила его для уничтожения Хиросимы и Нагасаки. В сентябре 1945 года США приняли доктрину «Первого удара», предусматривающую возможность нанесения внезапного атомного удара по городам тогда СССР, а сейчас – по городам России. К июню 1946 года Объединенный комитет военного планирования на основании директив 20/1 и 20/4 разработал план Pincher – план нападения на СССР с использованием атомного оружия. 133 атомные бомбы на 70 городов СССР, в том числе 8 на Москву и 7 на Ленинград – такой могла прийти к нам «демократия и свобода».
Разведка СССР действовала быстро и точно, планы наших «западных партнеров» становились известны высшему руководству страны, поэтому все сотрудники Спецкомитета прекрасно понимали – время сжалось в пружину, арсенал собственного атомного оружия и предприятия, способные производить его, должны были быть созданы как можно быстрее. О том, как функционировал Спецкомитет, за счет чего справлялся с огромными задачами в столько краткие сроки, мы обязательно поговорим отдельно, а пока ограничимся ровно одним бухгалтерским фактом. За период с момента создания Спецкомитета в 1945 году, до лета 1953 года, когда он был расформирован, в атомный проект было инвестировано около 300 млрд современных долларов (пересчет – по стоимости золота). Для сравнения – затраты бюджета за все годы Великой отечественной войны были чуточку меньше. Государство финансировало все изобретения, все усовершенствования, которые вели к ускорению наработки плутония и урана оружейной чистоты, к наращиванию скорости создания ядерного щита. Атомная индустрия создавалась с нуля, в предельно сжатые сроки, пробы и ошибки никто исключать не мог, но нужно отдать должное Спецкомитету – здесь умели учитывать каждую ошибку, чтобы не повторять ее в дальнейшем, умели учитывать каждый результативный навык, чтобы масштабировать его в новых проектах. Именно такому стилю работы и обязана своим возникновением Сибирская АЭС.
Атомные водные потоки
Первый промышленный реактор СССР, реактор «А», он же «Аннушка», был успешно запущен на проектную мощность 19 июня 1948 года в составе комбината-817, нынешнего производственного объединения «Маяк». Мы рассказывали об этом подробно в ранее, где в статье имеется фраза «будем использовать проточную воду для охлаждения урана и графита».
В тот раз мы не стали ее «расшифровывать», хотя она того явно стоит. Ядерная реакция деления идет с выделением энергии, в результате растет температура и ядерного топлива и графита. Конечной целью работы реактора «А» было получение плутония, для этого реакция должна была непрерывно идти несколько месяцев – только тогда концентрация плутония-239 становилась максимальной. Если бы графит и уран в течение этого времени непрерывно грелись, результат очевиден – уран бы просто расплавился, графита стал бы растрескиваться, раскалываться, он мог бы просто загореться. Следовательно, необходимость постоянного охлаждения активной зоны – «встроенная» потребность любого уран-графитового реактора. Самый удобный вариант охлаждения – поток воды, причем поток мощный. Для охлаждения реактора «А» через его активную зону прокачивали 2’500 воды в час, и никакой другой полезной работы эта вода не производила – графит нагревался только до 220 градусов. Воду набирали в водоеме, очищали от примесей, прогоняли через реактор и отправляли в другую часть водоема – остужаться. Нагревалась вода незначительно – до 80-90 градусов Цельсия, то есть ниже температуры кипения. Поскольку вода просто протекала сквозь активную зону реактора, такую схему реактора так и назвали – проточная.1
Реакторы набирают мощь
Прошел всего месяц после запуска реактора «А», но этого времени Спецкомитету хватило для того, чтобы подвести итоги, учесть ошибки и спланировать дальнейшую работу. 13 июля 1948 года Совмин СССР издал постановление № 2561-1055сс:
«Приступить к проектированию реактора АВ по проекту, аналогичному реактору А, с внесением в этот проект конструктивных улучшений, позволяющих упростить и удешевить сооружение реактора и одновременно поднять его мощность по техническим условиям Лаборатории №2 АН СССР (Курчатов И.В., Александров А.П.)».
Оцените темп работы ученых и конструкторов: строительство реактора АВ-1 по новому проекту началось в декабре 1948 года – там же, на «Маяке». 1 апреля 1950 года под личным руководством Курчатова началась загрузка урановых блочков в активную зону АВ-1, 4 апреля произошел физический пуск реактора. Работы по строительству реактора АВ-2 шли параллельно, он был запущен 13 апреля 1951 года – и тоже на «Маяке», на котором с этого момента наработка плутония стала идти уже на трех реакторах, ядерная гонка вооружений набирала темп. Плановый ресурс АВ-1 и АВ-2 составлял пять лет, в реальности они были остановлены 12 августа 1989 года и 14 июля 1990 года.
Основное отличие этих реакторов от реактора «А» – их тепловая мощность, которая по проекту составляла 300 МВт. Но конструкция реакторов серии «АВ» оказалась очень удачной – она позволяла наращивать тепловую мощность, причем наращивать очень серьезно. Одним из шагов для этого стала замена воздуха, которым продували технологические каналы, на азот, который предохранял графит от окисления, за счет чего мощность реакторов в 1954 году удалось поднять на 25%. В 1961 году уран природный заменили на обогащенный по содержанию изотопа-235 и снова нарастили мощность. В 1964 году за счет изменения диаметров технологических каналов удалось снизить их гидравлическое сопротивление, и снова подняли мощность – и так далее. Итог – 1’000 МВт мощности реакторов всей серии, более, чем трехкратное превышение по сравнению с проектной. Это не только обеспечило возможность увеличить производство плутония, но и дало практический опыт усовершенствования водного режима, который многократно использовался на реакторах следующих поколений.
Обогащенный уран в реакторах – новый этап
Следующий шаг в эволюции реакторов – переход на работу с обогащенным ураном, был сделан уже 12 ноября 1951 года, когда произошел физический пуск реактора «АИ» – «Атомного, Изотопного». Уран был обогащен по содержанию изотопа-235 до 2%, но отнюдь не из-за любви к искусству – для создания термоядерного оружия требовался сверхтяжелый изотоп водорода, тритий. О том, как шла работа с «АИ», мы рассказали ранее в нашей статье «В шаге от рождения атомной энергетики».
Отметим, что при эксплуатации «АИ» были использованы компетенции, полученные при работе реакторов серии «АВ» – использование водяных насосов новых конструкций, азота для продувки технологических каналов и так далее. В активную зону «АИ» загружалось всего 3,5 тонны ядерного топлива, но использование обогащенного урана привело к повышению температуры графита до 550 градусов, поэтому требования к системе охлаждения стали более жесткими. Этот реактор работал в составе «Маяка» до 1987 года – почти 40 лет вместо проектных пяти, что характерно для всех наших промышленных уран-графитовых реакторов.
Осенью 1949 года главный конструктор всех перечисленных уран-графитовых реакторов Николай Доллежаль, по заданию заместителя Игоря Курчатова Анатолия Александрова, обобщил все имевшиеся наработки в докладе «О проектах реакторов с графитом» – именно этот документ стал основой «разветвления» развития проектов реакторов этого типа на несколько направлений. Достаточно большое неудобство при описании этих направлений – темп, с которым работал Спецкомитет, из-за чего ряд событий происходил синхронно, а порой и наслаиваясь друг на друга.
Следующим реактором, в котором использовался обогащенный уран, стал реактор «И-1», «изотопный, первый», который был построен по той же схеме, что и реактор «АИ», но никакой работы с литием и тритием уже не было – «И-1» предназначался исключительно для наработки плутония. Научным руководителем этого проекта стал Анатолий Александров, главным конструктором – Николай Доллежаль, а вот строили «И-1» уже не для «Маяка». Этот реактор стал первенцем комбината-816, нынешнего Сибирского Химического Комбината (СХК), который в 1949 году стали возводить неподалеку от Томска – в поселке Томск-7, который позже стал городом Северском. 300 МВт тепловой мощности, обогащение по урану-235 снова 2% (как и у «АИ»), снова проточная схема. СХК – производственное объединение, к истории которого мы еще вернемся, она того заслуживает, поскольку именно здесь впервые на одной площадке были объединены производство плутония («теллура-120») и урана («олова-115») оружейной чистоты, здесь же изготавливались компоненты атомного и ядерного оружия. Но сейчас нам важно то, что 20 ноября 1955 года состоялся физический пуск реактора «И-1», нам он интересен прежде всего тем, что на его основе был разработан первый уран-графитовый промышленный реактор двойного назначения – реактор ЭИ-2 обеспечивал и производство оружейного плутония, и генерацию электроэнергии.
Реактор имени Лаврентия Берии
Но осень 1949 года была богата на события, мимо еще одного пройти невозможно. 18 ноября 1949 года руководитель Спецкомитета Лаврентий Берия получил на свое имя письмо за подписью Анатолия Александрова, заместителя Игоря Курчатова:
«… Лаборатория №2 разработала техническое задание на агрегат «ЛБ-120» мощностью 600 МВт, в котором по сравнению с «АВ» диаметр увеличен на 1,6 метра и добавлено 600 технологических каналов. Расчеты показывают, что скорость наработки теллура-120 на новом агрегате будет увеличена вдвое. Прошу Ваших указаний о срочном рассмотрении технического задания и проектирования агрегата».
«Теллур-120» в секретных документах того времени – оружейный плутоний, литеры «ЛБ» – инициалы Лаврентия Берии, человека, который не был корифеем ядерной физики, но при этом целиком и полностью доверял опыту и знаниям ученых, собранных Игорем Курчатовым в единую команду. Заседание научно-технического совета Спецкомитета Берия провел уже 29 ноября 1949 года, еще через две недели Лаборатория №2 приступила к разработке проекта, в начале 1950 года научным руководителем был назначен А.П. Александров, а конструкторская разработка была поручена ОКБ Горьковского машиностроительного завода. Главным конструктором этого ОКБ с 1951 года стал Игорь Иванович Африкантов, чье имя теперь носит Опытно-Конструкторское Бюро Машиностроения (ОКБМ). После смерти Лаврентия Берии индекс нового реактора был изменен на «АД», проект был завершен в 1953 году, но строительство началось только через год. Причина – то, что местом строительства стал комбинат-815, который возводился в Красноярске-26. Комбинат-815 в наши дни называется Горно-химическим комбинатом (ГХК), Красноярск-26 стал городом Железногорском. Причиной задержки начала строительства реактора «АД» было то, что сам комбинат-815 строился под землей, в скальных породах на правом берегу Енисея, в 50 км ниже Красноярска. «АД» – реактор проточного типа, но Александров и Африкантов уже видели, что дальнейшее развитие этой серии пойдет по новому пути.
Второй контур
«Подсказкой» для Анатолия Александрова стало главное событие атомного проекта 1954 года – 27 июня начала свою работу Первая АЭС. Реактор «АМ-1», «Атомный, Мирный, Первый» стал первым, в котором были использованы два водных контура. Вода первого контура подавалась в активную зону под давлением в 12,5 атмосфер, что и позволило поднять ее температуру до 260 градусов. Эта вода уже никуда не сбрасывалась, первый контур стал замкнутым, свою температуру его вода отдавала в теплообменнике воде второго контура, давление в котором было обычным. Образовывавшийся пар подавался на турбину, которая и обеспечивала генерацию 5 МВт электроэнергии. Инициатором и разработчиком проекта реактора «АМ-1» был Савелий Моисеевич Фенйберг, который, конечно же, прекрасно понимал два важных момента. 5 МВт мощности не могли заинтересовать энергетическую отрасль – это раз. Два – выпросить у Министерства среднего машиностроения, которое пришло на смену Спецокмитету, финансирование на немедленное продолжение работ по «АМ-1» было маловероятно. В апреле 1954 года Фейнберг написал докладную записку Курчатову, в которой обосновал необходимость возвращения к идее промышленных двухцелевых реакторов – реакторов, при помощи которых можно одновременно производить так необходимый стране оружейный плутоний и пар, обеспечивающий производство электроэнергии в объемах, кратно превышающих достигнутый на реакторе АМ-1.
«Стрела попала в цель» – уже летом того же 1954 года Минсредмаш приняло решение о проектировании двухцелевого реактора большой мощности. Первым среагировал Николай Доллежаль, предложивший взять за основу проект «И-1», оснастить его двумя водными контурами и дополнить его энергетической частью – электростанцией. Начало проектирования реактора ЭИ-2 («Энергетический, Изотопный, второй») стало и началом работ по созданию Сибирской АЭС – электростанции, которая долгие годы вырабатывала не только электроэнергию, но и оружейный плутоний. Проект ЭИ-2 действительно удалось разработать в сжатые сроки – в 1956 году в Северске уже началось его строительство. Графитовая кладка из 2’725 колонн, в каждой – по 14 графитовых блоков сечением 20 на 20 см, в каждом из них – отверстие диаметром 66 мм под технологический канал. Проектная мощность – 100 МВт электрическая и 500 МВт тепловая, при этом Николай Доллежаль запланировал два физических пуска реактора – сначала в проточном режиме, чтобы перепроверить всю конструкцию и устранить недочеты, и только после этого – переход в энергетический режим. Для этого нужно было замкнуть первый контур и увеличить в нем давление до проектного и соединить его с теплообменником.
Уверенность в том, что этот план удастся реализовать, дала основание руководству СССР сообщить всему миру, что наша страна приступает к строительству АЭС уже промышленного масштаба. При этом было заявлено, что электрическая мощность первой очереди Сибирской АЭС составит 600 МВт, электрическая мощность второй очереди – еще 1’000 МВт. Да, речь шла уже не о том, что будет продолжена серия реакторов «ЭИ» – планировалось задействовать проект, развивавшийся в Железногорске, где Анатолий Александров и Иван Африкантов вели работы с реакторами «АД».
Сибирская АЭС – «ключ на старт»
К январю 1958 года «ЭИ-2» смонтировали без паротурбинной части энергоблока, провели все подготовительные процедуры. 30 января 1958 года произошел физический пуск «ЭИ-2», в феврале он вышел на проектную мощность, но пока – в проточном режиме. Срок перехода в энергетический режим был выверен с точностью до одного дня: в первых числах сентября 1958 года в Женеве должна была начаться II Международная конференция по мирному использованию атомной энергии, где планировалось показать документальный фильм о пуске первого энергоблока Сибирской АЭС. Однако вылезшие недочеты заставляли откладывать энергопуск, потому было принято «волевое решение» снимать фильм при аккуратной имитации рабочего состояния реактора. Решили – и сняли, покусившись на лавры профессионалов Голливуда. В Женеве фильм стал настоящей сенсацией, а пока там звучали аплодисменты, в Северске продолжалась работа. Энергопуск «ЭИ-2» состоялся 24 сентября 1958 года, во время которого был поставлен под загрузку турбогенератор №1 – этот день и можно считать «днем рождения» Сибирской АЭС, нашей первой промышленной атомной электростанции, пусть и двойного назначения.
«ЭИ-2» оказался своеобразным экспериментальным полигоном – на нем отрабатывали новые материалы, сплавы твэлов и технологических каналов, технологию разгрузочных блоков, оптимизировали химический состав охлаждающей воды и многое другое. Энергетики, конечно, по поводу режима работы турбины и генератора высказывались матерно – частые остановки реактора превращали получение электроэнергии в «азбуку Морзе», но реакторных дел мастера знали, как отбиваться: производство плутония шло в штатном режиме, а именно оно было основной задачей «ЭИ-2». Но через 3-4 года с генерацией все было уже в полном порядке – технологии удалось довести до ума. Вместо расчетных 10 лет реактор «ЭИ-2» проработал 32 года, да и его полная остановка 28 декабря 1990 года была связана не с техническими проблемами, а с международными договорами по разоружению. Но самое удивительное в «биографии» этого реактора – то, что он продолжал приносить существенную пользу не только для российского, но и для мирового атомного проекта и после полной остановки, но это уже совсем другая история.
В это же время «где-то в Сибири»
В составе ГХК планировалось построить три уран-графитовых реактора для наработки оружейного плутония – именно так выглядело техническое задание, по которому ГСПИ-11 (Государственный Строительно-Проектный институт №11) разрабатывал проект комбината и все выемки в скальных породах, которые предстояло разрабатывать строителям комбината. Три реактора, соответствующее радиохимическое предприятие – все это, разумеется, требовало бесперебойного обеспечения электроэнергией, в том числе и на случай войны. Да, 200 с лишним метров скальной породы – надежная защита для самого ГХК, но гипотетический ядерный удар мог разрушить все ЛЭП, по которым электроэнергия шла от внешних источников, поэтому ГСПИ стал проектировать и автономную угольную электростанцию мощностью 75 МВт. Но еще до начала ее строительства у сотрудников ГХК и руководителей Минсредмаша появилась идея создания электростанции, которая работала бы на базе сбросного тепла реакторов. Результат всех обсуждений привел к принятию решения о внесении изменений в конструкцию реактора «АД», чтобы два следующих реактора могли обеспечивать электроэнергией и комбинат, и строившийся поселок Красноярск-26. ОКБМ под научным руководством Анатолия Александрова приступило к разработке проекта реакторов серии «АДЭ», «лишняя» буква означала, что они будут двух целевыми – на них предстояло производить плутоний и электроэнергию.
Одновременно продолжались гигантского масштаба работы по выемке скального грунта – только для самих реакторов АДЭ-1 и АДЭ-2 предстояло извлечь более 200 тысяч кубометров породы. Строительство реактора АДЭ-1 началось в 1961 году, при этом со строительством электростанции шла ощутимая задержка, в силу чего АДЭ-1 решили запускать по тому же алгоритму, что и «ЭИ-2» – сначала в проточном режиме, а после того, как будет готова электростанция, перевести реактор в энергетический режим. Турбинный зал для АДЭ-1 и АДЭ-2 решили строить общим, чтобы разместить в горной выработке одну мощную турбину, которая могла бы использовать пар из обоих реакторов. 27 июля 1961 года АДЭ-1 был введен в работу в проточном режиме, после чего специалисты стали уточнять параметры его работы. Расчеты показали, что электрическая мощность реактора может быть доведена до 500 МВт, но именно такой была мощность турбины. В результате реактор АДЭ-1 так и остался «чистым» наработчиком плутония, электроэнергию вырабатывал только АДЭ-2.
Уточнение расчетов, выполненных для АДЭ-1 и АДЭ-2, пригодились практически мгновенно – при строительстве третьего реактора этой серии, АДЭ-3, которое началось в Северске еще до пуска реактора «ЭИ-2». И уже на этом этапе было определено, что для этого реактора потребуется турбина мощностью 500 МВт – немаловажная деталь, которая позволила работникам СХК «идти ноздря в ноздрю» со строителями реактора АДЭ-2 в Железногорске. Физический пуск реактора АДЭ-3 в проточном режиме произошел 8 июля 1961 года, аналогичное событие на АДЭ-2 состоялось только 25 декабря 1963 года. Но вот после этого энергетики Северска подвели: переход в энергетический режим железногорского АДЭ-2 – 31 января 1964 года, а этот же этап на АДЭ-3 – только 10 мая того же 1964 года. Переход реактора АДЭ-3 в энергетический режим работы означал и окончание строительства первой очереди Сибирской АЭС, которая вышла на проектную электрическую мощность в 600 МВт.
Сибирская атомная теплоэлектроцентраль
АДЭ-2, который обеспечивал Горно-химический комбинат и Железногорск электроэнергией, официально АЭС никогда не числился, но фактически был именно ею – условной Сибирской АЭС-2. Впрочем, даже такая аббревиатура вряд ли подходит на все сто процентов – реактор АДЭ-2 уже в отопительный сезон 1964/1965 стал не двух, а трех целевым. Наверняка многие из вас, уважаемые читатели, помнят «бородатый» анекдот: «Что-то сегодня совсем холодно, пойду-ка я урана в реактор подброшу»? В каждой шутке, как известно, только доля шутки, а мужики в Сибири люди суровые и шутят редко. Объем воды первого контура в АД-2 оказался больше, чем требовалось для обеспечения работы 500 мегаваттной турбины. Сотрудники ГХК быстро и точно вычислили, что часть пара, образовавшегося в теплообменнике, можно отправлять не на турбину, а во второй теплообменник, в котором происходил нагрев сетевой воды для отопления комбината и жилых домов Железногорска. Так что, пожалуй, самое точное название для АДЭ-2 – Сибирская АТЭЦ-1, «атомная теплоэлектроцентраль №1». Ни одной современной АЭС КПД, который был достигнут на реакторе АДЭ-2, даже не снится – этот реактор обеспечивал производство до 500 кг оружейного плутония в год, 500 МВт электрической генерации и 400 гигакалорий в час тепловой генерации.
Мирный атом – в каждый дом
И даже такой опыт, кажущийся сейчас невероятным, был не только использован еще раз, но еще и усилен. В августе 1957 года министр среднего машиностроения Ефим Славский принял решение о строительстве в составе СХК еще двух реакторов двойного назначения – темп ядерной гонки и не думал снижаться, стране был нужен плутоний. Для Северска были спроектированы ставшие уже серийными реакторы АДЭ-4 и АДЭ-5. В 1959 году на СХК началось строительство второго реакторного цеха, вдоль которого возводилось еще одно здание – электростанция, которая и стала второй очередью Сибирской АЭС. 31 марта 1964 года реактор АДЭ-4 был выведен на проточный режим, а вот при запуске АДЭ-5 был сделан «шаг вперед» – 8 августа 1965 года его запустили сразу в энергетическом режиме. Дело, конечно, хорошее, однако не все пошло гладко с переводом АДЭ-4 в энергетический режим – этого удалось добиться только 2 февраля 1968 года. Эта дата считается днем, когда Сибирская АЭС вышла на полную мощность, но на этом ее развитие не прекратилось.
Посмотрите еще раз на дату запуска реактора АДЭ-2 на ГХК в режиме АТЭЦ – зима 1964/65 года, то есть за три года до выхода на проектную мощность Сибирской АЭС. Три отопительных сезона на ГХК отрабатывался режим работы атомной теплоэлектроцентрали, набирался соответствующий опыт. Разумеется, СХК не мог пройти мимо, но вторая очередь Сибирской АЭС состояла из двух реакторов, а не одного, потому и возможностей для творческого приложения инженерной мысли тут было больше. К работе подошли с размахом – на территории СХК к декабрю 1973 года появилось еще одно здание, с аббревиатурой БОЦ, бойлерная областного центра. От нее до границы областного центра, города Омска, было всего 16 км – трубопровод такой длины не позволял остыть воде, которую обогревал в БОЦ пар, который шел не на турбины электростанции, а на обогрев сетевой воды. Объема воды, которую нагревали при помощи двух реакторов, вполне хватало для обеспечения теплом всех заводов СХК, жилого сектора Северска и для обеспечения 40% теплового баланса Томска. Мирный атом пришел не только во многие дома – он заодно еще и городской воздух в Томске почистил, поскольку благодаря атомщикам в городе закрыли за ненадобностью около 200 допотопных, неистово чадивших котельных.
Томск (Россия)
Сибирская АЭС была действительно крайне необычна – до момента ее полной остановки она совершенно исправно снабжала заводы СХК оружейным плутонием, электроэнергией, обогревала Северск и немалую часть Томска. Реакторы АДЭ 3, 4 и 5 – это 1’500 кг оружейного плутония в год или 250 атомных бомб, аналогичных американскому «Толстяку», в августе 1945 года разрушившему японский город Нагасаки. Конечно, такая вот, сибирская трехцелевая атомная технология не имела никаких перспектив для дальнейшего развития – не входило в планы Советского Союза производство бесконечного количества плутония. После подписания международных договоров, на основании которых СССР и США прекратили наработку этого оружейного боеприпаса, реакторы Северска и Железногорска один за другим были остановлены, но при этом проработали они до того момента, когда были введены в строй совершенно новые, современные ТЭЦ. Сроки, предусмотренные в договорах – это одно, а вот сибирские морозы – совсем другое, не могли же три города замерзать ради соблюдения «буквы закона»!
Реакторы «уходили» друг за другом. 1990 год был последним для реакторов «И-1» и «ЭИ-2», в 1992 году окончательно остановили «АД», «АДЭ-1» и «АДЭ-3». Реакторы, обеспечивавшие сибирские города теплом, «продержались» значительно дольше: 20 апреля и 5 июня 2008 года вместе с реакторами «АДЭ-4» и «АДЭ-5» выключился атомный обогрев Северска и Томска, 15 апреля 2010 года последние киловатт-часы и гигакалории отдал Железногорску «АДЭ-2». Вместе с этими реакторами ушла в прошлое и эпоха ядерной гонки двух супердержав, в распоряжении которых и сейчас находится количество оружейного плутония достаточное для неоднократного полного уничтожения друг друга.
Статья, несмотря на ее немалый объем – всего лишь беглый обзор событий, когда-то разворачивающихся в двух сибирских атомградах, на двух комбинатах, работа которых обеспечила России ядерный паритет с рассадником подлинной демократии. США так и не отказались от доктрины превентивного ядерного удара, несмотря на все произошедшие с 1991 года изменения в нашей стране. Все рассказы о том, что отказ от коммунистической идеологии, от социалистической плановой экономики приведут Россию в «единую семью цивилизованных народов», которыми нас потчуют все эти годы, скажем мягко – преждевременны. Эта мечта поклонников либерального мировоззрения вполне может сбыться, но Геоэнергетика имеет все основания сказать, что произойти это может не ранее, чем через 24 тысячи лет: именно такова длительность периода полураспада плутония-239, а против фундаментальных законов физики не попрешь.
Потому куда разумнее, на наш взгляд, не предаваться странным мечтаниям, а в пояс поклониться всем творцам нашего атомного проекта – ученым, конструкторам, инженерам, технологам и техникам, монтажникам, простым строителям. Это их труд, шедший порой в невероятно тяжелых условиях, сопровождавшийся огромным риском для здоровья и жизни, обеспечил создание ядерного щита России – оружия невероятной мощи, которое только и обеспечивает наше с вами существование. Все прочие слова, которых много: коммунизм, социализм, капитализм, глобальный мир, либерализм, империализм – вторичны. И повода не помнить об этом – нет.