Первая в мире

Посреди самого обычного леса, наполненного щебетанием птиц и шепотом листьев, стоит это белое, сверкающее в лучах солнца здание — здание, у входа в которое висит скромная дощечка с надписью: «Академия наук СССР. Атомная электростанция».

И, несмотря на то, что в царство пернатых вторглась техника, ничто не омрачает их беззаботную жизнь. Белое здание не дымит — воздух леса по-прежнему свеж. К белому зданию не тянутся линии железных дорог — паровозные гудки не тревожат лесных жителей. Возле белого здания нет угольных насыпей, нет холмов из гари и золы, — ветер не разносит черную пыль, не одевает нежную листву в траурный наряд. И всё потому, что в белом здании размещается не обычная тепловая электростанция, а электростанция, работающая на атомной энергии.

Дым? Но откуда же ему взяться? Ведь ядерное «горючее» «горит» без огня и дыма.

Железная дорога? Но даже если бы она была, то что, собственно, подвозить к атомной электростанции, если загрузка «атомного горючего» в котел производится только 3–4 раза в год, примерно через каждые 100 дней?

Каких-нибудь 100–200 килограммов урана, потребных к очередной загрузке для замены разрушившихся стержней, можно доставить не только на грузовике, но даже и на легковой автомашине. А ведь уголь пришлось бы непрерывно подвозить тоннами.

Первая в мире атомная электростанция Академии наук СССР, развивая мощность в 5000 киловатт, потребляет в сутки всего 30 граммов урана.

Первая в мире атомная электростанция Академии наук СССР.

А угольная электростанция той же мощности потребляла бы за то же время 70–80 тонн угля.

Быть может, кто-нибудь из любителей арифметики, подсчитав расход урана за 100 суток работы и определив его лишь в размере 3 килограммов, окажется в недоумении: почему через 100 дней приходится загружать в котел значительно больше урана? Да потому, что урановые стержни, долго пробывшие в котле, несколько портятся, разрушаются и, хотя они еще не «сгорели», то есть не превратились в продукты деления, их приходится заменять новыми.

Но познакомимся несколько подробнее с первой в мире промышленной электростанцией, работающей на атомной энергии. Познакомимся с устройством и работой первой атомной электрической установки, первого «атомного двигателя», разработанного и построенного советскими учеными и инженерами.

Атомный котел (реактор) первой в мире атомной электростанции Академии наук СССР.

Внутри белого здания размещены все агрегаты электростанции. Главным из этих агрегатов является, конечно, атомный котел, или реактор. В круглом графитовом блоке определенным образом размещаются 128 стержней из урана-238. Общий вес загрузки реактора — 550 килограммов. Надо заметить, что природный уран для реактора несколько обогащается ураном-235, содержание которого доводится до 5 %. Стержни заранее закладываются в особые графитовые футляры, внутренняя стенка которых выложена стальной тонкостенной трубой.

Такой «футляр» вместе со стержнем вставляется в вертикальное сверление, идущее сверху вниз вдоль графитового блока. Стальная труба сверху и снизу соединяется с особыми резервуарами — водосборниками. Через водосборники и трубы подается охлаждающая вода под давлением в 100 атмосфер.

Если вода при обычном атмосферном давлении закипает при 100 °C, то под давлением в 100 атмосфер воду можно нагревать более чем до 300 °C.

В реакторе охлаждающая вода нагревается до 270 °C и несет тепло в теплообменники. Здесь по трубам второго контура циркуляции проходит «рабочая» вода, нагнетаемая насосами под давлением в 12,5 атмосферы. Это давление позволяет воде нагреваться в теплообменнике до 200 °C и превращаться в пар. Пар, продолжая далее соприкасаться с трубами «атомной» воды первого контура, перегревается до температуры 260 °C. Затем пар поступает в турбину и далее, по известной уже нам схеме, конденсируется, превращаясь в воду.

Реактор сверху и с боков защищен графитом, бетоном, водой, сталью. Вокруг графитового блока идет водяная стена толщиной в 1 метр и далее — бетонная стена толщиной в 3 метра.

Советские инженеры сделали всё необходимое, чтобы обеспечить безопасность людей, работающих на станции.

Кроме толстых стен вокруг реактора, все переходы, по которым люди должны приближаться к установке, сделаны в виде зигзагообразных коридорчиков. Это необходимо для того, чтобы прямые излучения не распространялись далеко.

Над реакторами помещается главный зал атомной электростанции. Это пустой зал. Круглая стальная плита — крышка — закрывает люк, через который может быть осуществлен доступ к реактору.

На рисунке видно, как человек в белом халате стоит возле легкой ограды, окружающей реактор. Но не всегда человек может здесь стоять. Может оказаться, что бурная реакция в котле вызовет проникновение радиоактивных излучений даже через защиту. Тогда вспыхнут специальные красные сигнальные лампы и зазвучат звуковые сигналы. Это и будет означать опасность: людям надо спешно покидать зал.

Но в этом зале людям, собственно, и делать нечего. Всю работу по обслуживанию котла (вдвигание стержней безопасности — здесь они, кстати, сделаны из карбида бора, — смена урановых стержней) выполняют механизмы.

Управление этими механизмами ведется на расстоянии, а наблюдение за тем, как они работают, производится через иллюминаторы со специальными толстыми стеклами.

Управление не только этими работами, но и всеми операциями по обслуживанию станции здесь ведется дистанционно, с центрального пульта.

Пульт управления атомной электростанцией Академии наук СССР.

Десятки чувствительных, «умных» приборов позволяют двум дежурным инженерам, не сходя со своего места, наблюдать за жизнью всей станции и, если надо, управлять тем или иным механизмом.

А механизмов здесь не так-то мало. Вот, например, зал насосов. Для того, чтобы нагнетать «атомную» и «рабочую» воду, требуется целая система насосных агрегатов. А ведь есть еще и главные машины: турбина и электрический генератор. Кроме того, есть электромоторы, связанные со стержнями безопасности — вдвигающие и выдвигающие их, — и ряд других механизмов.

Зал насосов атомной электростанции Академии наук СССР.

* * *

О первой в мире атомной электростанции советские ученые рассказали ученым всех стран на Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, которая происходила в городе Женеве в августе 1955 года. Атомной электростанции был посвящен специальный кинофильм, который назывался «Первая в мире». В Советском павильоне выставки была представлена модель, воспроизводящая реактор атомной электростанции Академии наук СССР.

Сообщение советских ученых, их откровенный рассказ о своих научных достижениях доказали всему миру, что советская наука далеко шагнула в деле мирного использования атомной энергии, что советские ученые не собираются делать секреты из своих достижений, а хотят способствовать широкому научному наступлению на тайны атома фронтом ученых всех стран. Недаром даже в такой американской газете, как «Нью-Йорк Таймс», которая не отличается особыми симпатиями к Советскому Союзу, было написано:

«Как все и ожидали, внимание привлекает главным образом та роль, которую русские играют в Женеве. Их поведение полностью отвечает духу конференции, и они подробно описывают устройство своей электростанции мощностью в 5 тысяч киловатт, которая успешно производит электроэнергию в течение года с лишним, являясь первой атомной электростанцией за всю историю»[1]

В те же дни одна датская газета писала: «Есть серьезные основания полагать, что атомный век придет в Советский Союз довольно скоро».

Первая в мире атомная электростанция — это первенец энергетики атомного века. Необъятные просторы нашей страны, населенные советскими людьми, строящими новое, коммунистическое общество, нуждаются в широкой сети энергетических установок. Наряду с мощными гидроэлектростанциями, нашей стране нужны станции тепловые, снабжающие электроэнергией районы, удаленные от крупных рек. До сих пор тепловые электростанции строятся на угольном или торфяном топливе. Подвоз этого топлива представляет сложную задачу, — слишком много потребляют паровые двигатели угля и торфа. Поэтому тундры, степные просторы, тайга, крайний север остаются еще лишенными энергии, — сюда доставлять топливо трудно. Какие же колоссальные возможности откроются для освоения и этих районов, когда там заработают атомные электростанции! Ведь для годовой работы такой электростанции окажутся достаточными два-три рейса транспортного самолета.

А когда «атомного горючего» будет достаточно и можно будет все существующие теплоэлектростанции перевести на атомную энергию, то как много полезных продуктов человечество сможет получить из нефти и угля путем химической переработки! Атомные электростанции можно будет строить и под землей, — им не нужен воздух. Воздух городов очистится от дыма и гари.

Советские ученые и инженеры продолжают успешно работать над развитием атомной энергетики.

XX съезд Коммунистической партии Советского Союза в своих директивах по шестому пятилетнему плану наметил уже в ближайшие годы развернуть широкий фронт работ по строительству атомных электростанций. К 1960 году 2–2,5 миллиона киловатт электроэнергии страна наша будет получать от атомных двигателей. Это равносильно строительству еще одной Куйбышевской гидростанции. Однако, как уже говорилось выше, атомные электростанции должны прежде всего утолить энергетический голод тех районов, где гидростанции строить нельзя, а обычные тепловые станции строить трудно из-за плохих или очень дальних путей подвоза топлива. Поэтому в текущем пятилетии намечено, например, построить две атомные электростанции с общей мощностью в один миллион киловатт в районах Урала и две большие станции в Москве и Ленинграде.

Итак, от 5 тысяч киловатт в 1954 году до 2,5 миллиона киловатт в 1960 году — таков тот скачок, который должна проделать советская атомная энергетика за несколько лет.

Развивается атомная энергетика и в других странах. В Англии идут работы по пуску электростанции на 60 тысяч киловатт, разрабатывается ряд проектов атомных электростанций и в США и во Франции.

Атомный двигатель с урановым котлом, вырабатывающий электроэнергию, становится двигателем наших дней. Еще много, конечно, придется вложить ученым и инженерам труда, умения, знаний, чтобы сделать его таким же совершенным и привычным, как другие двигатели, но и это время не за горами.

Много предстоит сделать ученым и инженерам для овладения еще более перспективным атомным двигателем, использующим не урановый котел, а какой-то источник тепла в виде «искусственного солнца». Научиться управлять термоядерными реакциями, поставить на службу человеку и те неиссякаемые запасы энергии, которые беспрестанно питают Солнце, — над этим упорно работают наши советские ученые.