Обнинская АЭС. Атомные электростанции Первая в мире аэс начала работать

Производство электроэнергии с использованием цепной ядерной реакции в Советском Союзе впервые произошло на Обнинской АЭС. По сравнению с сегодняшними гигантами первая атомная электростанция имела всего лишь 5 МВт мощности, а самая большая в мире на сегодняшний день действующая АЭС "Касивадзаки-Карива" (Япония) - 8212 МВт.

Обнинская АЭС: от пуска до музея

Советские ученые во главе с И. В. Курчатовым по окончании военных программ сразу приступили к созданию атомного реактора с целью использования тепловой энергии для преобразования ее в электричество. Первая атомная электростанция была разработана ими в кратчайшие сроки, и в 1954 году состоялся пуск промышленного ядерного реактора.

Высвобождение потенциала, как промышленного, так и профессионального, после создания и испытания ядерного вооружения позволило И. В. Курчатову заняться порученной ему проблемой получения электричества путем освоения тепловыделений при протекании управляемой ядерной реакции. Технические решения по созданию ядерного реактора были освоены еще при пуске самого первого опытного уран-графитового реактора Ф-1 в 1946 году. На нем была проведена первая цепная ядерная реакция, подтверждены практически все теоретические наработки за последнее время.

Для промышленного реактора нужно было найти конструктивные решения, связанные с непрерывной работой установки, съемом тепла и подачи его на генератор, циркуляцией теплоносителя и защитой его от радиоактивного загрязнения.

Коллективом лаборатории № 2, возглавляемой И. В. Курчатовым, совместно с НИИхиммаш под руководством Н. А. Доллежаля были проработаны все нюансы сооружения. Физику Е. Л. Фейнбергу была поручена теоретическая разработка процесса.

Пуск реактора (достижение критических параметров) был произведен 9 мая 1954 года, 26 июня этого же года атомная электростанция подключена в сеть, а уже в декабре выведена на проектную производительность.

После того как Обнинская АЭС безаварийно проработала как промышленная электростанция почти 48 лет, она была остановлена в апреле 2002 года. В сентябре этого же года закончена выгрузка ядерного топлива.

Еще во время работы на АЭС приезжало множество экскурсий, станция работала как учебный класс для будущих ядерщиков. Сегодня на ее базе организован мемориальный музей атомной энергетики.

Первая зарубежная АЭС

Атомные электростанции по примеру Обнинской не сразу, но начали создаваться за рубежом. В США решение о строительстве своей атомной электростанции было принято лишь в сентябре 1954 года, и только в 1958 году состоялся пуск АЭС "Шиппингпорт" в Пенсильвании. Мощность атомной электростанции "Шиппингпорт" составила 68 МВт. Зарубежные эксперты называют ее первой коммерческой атомной электростанцией. Строительство атомных электростанций достаточно дорого, АЭС обошлась казне США в 72,5 млн долларов.

Через 24 года, в 1982-м, станция была остановлена, к 1985 году было выгружено топливо и начат демонтаж этого огромного сооружения весом 956 тонн для последующего захоронения.

Предпосылки создания мирного атома

После открытия деления ядер урана немецкими учеными Отто Ганом и Фрицем Штрассманом в 1938 году начали проводиться исследования цепных реакций.

И. В. Курчатов, подталкиваемый А. Б. Иоффе, совместно с Ю. Б. Харитоном составили записку в Президиум Академии наук о ядерной проблематике и важности работ в этом направлении. И. В. Курчатов работал в это время в ЛФТИ (Ленинградском физико-техническом институте), возглавляемом А. Б. Иоффе, над проблемами физики ядра.

В ноябре 1938 года по результатам изучения проблемы и после выступления И. В. Курчатова на Пленуме АН (Академии наук) была составлена записка в Президиум АН об организации работ в СССР по физике атомного ядра. В ней прослеживается обоснование обобщения всех разрозненных лабораторий и институтов в СССР, принадлежащих разным министерствам и ведомствам, занимающихся, по сути, одной проблематикой.

Приостановка работ по физике ядра

Часть из этих организационных работ удалось сделать еще до ВОВ, но основные подвижки начали происходить только с 1943 года, когда И. В. Курчатову было предложно возглавить атомный проект.

После 1 сентября 1939 года начал постепенно образовываться своеобразный вакуум вокруг СССР. Это не тотчас почувствовали ученые, хотя агенты советской разведки сразу стали предупреждать о засекречивании форсирования работ по изучению ядерных реакций в Германии и Великобритании.

Великая Отечественная война немедленно внесла коррективы в работу всех ученых страны, в том числе и физиков-ядерщиков. Уже в июле 1941 года ЛФТИ был эвакуирован в Казань. И. В. Курчатов стал заниматься проблемой разминирования морских судов (защиты от морских мин). За работы по этой тематике в условиях военного времени (три месяца на судах в Севастополе до ноября 1941-го, когда город был почти полностью в осаде), за организацию в Поти (Грузия) службы размагничивания он был награжден Сталинской премией.

После тяжелого простудного заболевания по приезде в Казань только к концу 1942 года И. В. Курчатов смог вернуться к теме ядерной реакции.

Атомный проект под руководством И. В. Курчатова

В сентябре 1942 года И. В. Курчатову было всего 39 лет, по возрастным меркам науки он был молодым ученым рядом с Иоффе и Капицей. Именно в это время состоялось назначение Игоря Васильевича на пост руководителя проекта. Все атомные электростанции России и плутониевые реакторы этого периода создавались в рамках атомного проекта, которым до 1960 года руководил Курчатов.

С точки зрения сегодняшнего дня невозможно представить, что именно тогда, когда 60% промышленности было разрушено на оккупированных территориях, когда основное население страны работало для фронта, руководством СССР было принято решение, предопределившее развитие ядерной энергетики в будущем.

После оценки донесений разведки о положении дел с работами по физике атомного ядра в Германии, Великобритании, США Курчатову стал ясен размах отставания. Он начал собирать по стране и действующим фронтам ученых, которых можно было задействовать в вопросах создания ядерного потенциала.

Нехватка урана, графита, тяжелой воды, отсутствие циклотрона не остановили ученого. Работы, как теоретические, так и практические, возобновились в Москве. Высокий уровень секретности был определен ГКО (Государственным комитетом обороны). Для наработки оружейного плутония был построен реактор («котел» по терминологии самого Курчатова). Велись работы по обогащению урана.

Отставание от США в период с 1942 по 1949 год

2 сентября 1942 года в США, на первом в мире ядерном реакторе, была осуществлена управляемая ядерная реакция. В СССР к этому времени, кроме теоретических наработок ученых и данных разведки, не было практически ничего.

Становилось ясно, что догнать США в короткое время страна не сможет. Подготовить (сберечь) кадры, создать предпосылки к быстрому освоению процессов по обогащению урана, созданию ядерного реактора по производству оружейного плутония, восстановить работу заводов по производству чистого графита - это задачи, которые нужно было сделать за военное и послевоенное время.

Протекание ядерной реакции связано с выделением колоссального количества тепловой энергии. Ученые США - первые создатели атомной бомбы использовали это как дополнительный поражающий эффект при взрыве.

Атомные электростанции мира

На сегодняшний день ядерная энергетика хоть и вырабатывает колоссальное количество электроэнергии, но распространена в ограниченном количестве стран. Связано это с огромными капиталовложениями при возведении АЭС, начиная с геологоразведки, строительства, создания защиты и заканчивая обучением сотрудников. Окупаемость может произойти через десятки лет при условии постоянной, непрекращающейся работы станции.

Целесообразность строительства АЭС определяется, как правило, правительствами стран (естественно, после рассмотрения различных вариантов). В условиях развития промышленного потенциала, при отсутствии собственных внутренних запасов энергоносителей в больших количествах или их дороговизны предпочтение отдается строительству АЭС.

К концу 2014 года атомные реакторы работали в 31 стране мира. Строительство атомных электростанций начато в Белоруссии и ОАЭ.

Атомные электростанции России

На сегодняшний день в РФ работают десять атомных электростанций.

Сегодня атомные электростанции России входят в Госкорпорацию «Росатом», объединившую все структурные подразделения отрасли от добычи-обогащения урана и производства ядерного топлива до эксплуатации и сооружения атомных электростанций. По генерируемой атомными электростанциями мощности Россия находится на втором месте в Европе после Франции.

Атомная энергетика в Украине

Атомные электростанции Украины построены во времена Советского Союза. Совокупная установленная мощность украинских АЭС сравнима с российскими.

До распада СССР атомная энергетика Украины была интегрирована в единую отрасль. В постсоветский период до событий 2014 года на Украине работали промышленные предприятия, выпускающие комплектующие и для российских АЭС. В связи с разрывом промышленных отношений между РФ и Украиной задержаны запланированные на 2014 и 2015 годы пуски энергоблоков, строящихся в России.

Атомные электростанции Украины работают на ТВЭЛах (тепловыделяющих элементах с ядерным топливом, где происходит реакция деления ядер), изготовляющихся в РФ. Желание Украины перейти на американское топливо чуть не привело в 2012 году к аварии на Южно-Украинской АЭС.

К 2015 году госконцерн «Ядерное топливо», в состав которого входит Восточный горно-обогатительный комбинат (добыча урановой руды), пока не смог организовать решение вопроса о производстве собственных ТВЭЛов.

Перспективы атомной энергетики

После 1986 года, когда произошла авария на Чернобыльской АЭС, во многих странах были остановлены атомные электростанции. Повышение уровня безопасности вывело атомную энергетику из состояния стагнации. До 2011 года, когда произошла авария на японской АЭС "Фукусима-1" в результате цунами, атомная энергетика развивалась стабильно.

На сегодняшний день постоянные (как мелкие, так и крупные) аварии на атомных электростанциях будут тормозить принятие решений о строительстве или расконсервации установок. Отношение населения Земли к проблеме получения электроэнергии путем ядерной реакции можно определить как настороженно-пессимистичное.

Побывал на первой в мире атомной электростанции. Еще раз восхитился гениями советских ученых и инженеров, сумевших в тяжелые послевоенные годы создать и ввести в эксплуатацию невиданные ранее энергетические установки.

Строили атомную электростанцию в обстановке строжайшей секретности. Расположена он на территории бывшей секретной лаборатории «В», сейчас это Физико-энергетический институт.

Физико-энергетический институт — не просто режимный объект, а особо режимный. Охрана строже чем в аэропорту. Всю аппаратуру и мобильные телефоны пришлось оставить в автобусе. Внутри люди в военной форме. Поэтому фотографий будет не очень много, только те, что предоставлены штатным фотографом. Ну, и парочка моих, снятых перед проходной.

Немного истории.
В 1945 году США впервые в мире применили атомное оружие, сбросив бомбы на японские города Хиросиму и Нагасаки. На какое-то время весь мир оказался беззащитным перед ядерной угрозой.
В кратчайшие сроки Советский Союз сумел создать и испытать 29 августа 1949 года оружие сдерживание — собственную атомную бомбу. В мире наступило пусть и шаткое, но равновесие.

Но помимо разработки оружия советские ученые показали, что атомная энергия может использоваться и в мирных целях. Для этого была постоена первая в мире атомная электростанция в Обнинске.
Место было выбрано не случайно: ученые-атомщики не должны были летать на самолетах, в то же время Обнинск находится сравнительно недалеко от Москвы. Теплоэлектростанция была построена ранее для обслуживания энергией института.

Оцените сроки, с которыми происходило создание и запуск АЭС.
9 мая 1954 года была осуществлена загрузка активной зоны и запущена самоподдерживающаяся реакция деления ядер урана.
26 июня 1954 года — подача пар на турбогенератор. Курчатов сказал по этому поводу: «С легким паром!» АЭС была включена в сеть Мосэнерго.
25 октября 1954 года — выход атомной электростанции на проектную мощность.

Мощность АЭС была небольшой, всего 5 Мегаватт, но это было колоссальное технологическое достижение.

Все создавалось впервые. Крышка реактора находится на уровне земли, а сам реактор уходит вниз. Всего под зданием 17 метров бетона и различных конструкций.

Все управлялось автоматикой, насколько это было возможно на то время. Из каждого помещения на пульт подавались пробы воздуха, таким образом осуществлялся мониторинг радиационной обстановки.

Первые дни работы были очень тяжелыми. В реакторе происходили течи, требовавшие его аварийных остановок. По ходу работы совершенствовали конструкции и меняли узлы на более надежные.
У сотрудников были переносные дозиметры размером с авторучку.

Но самое главное, что за все время эксплуатации Первой АЭС не было аварий с выбросом радиоактивных веществ или других проблем, связанных с облучением и радиацией.

Сердце АЭС — ее реактор. Загрузка и выгрузка тепловыделяющих элементов происходила при помощи крана. Специалист наблюдал за происходящим в реакторном зале через полуметровое стекло.
Атомная станция в Обнинске проработала 48 лет. В 2002 году ее вывели из эксплуатации, позже ее переоборудовали мемориальный комплекс. Сейчас на крышке реактора можно сфотографироваться, но попасть туда очень сложно.

На Первой АЭС бережно хранят память и каждую страницу истории атомной энергетики. Это не только сама электростанция, но и изотопная медицина, энергетические установки для транспорта, подводных лодок и космических кораблей. Все эти технологии разрабатывались и оттачивались в Обнинске.

Вот так выглядели ядерные энергетические установки «Бук» и «Топаз», которые обеспечивают электричеством те самые космические корабли, которые бороздят просторы вселенной.

После Первой АЭС были другие. Более мощные, с другими техническими решениями, но впереди их была атомная электростанция в Обнинске. Многие решения были использованы в других областях атомной энергетики.

В настоящее время Россия по-прежнему лидирует в атомной энергетике. Основы этого были заложены первопроходцами, строившими когда-то Обнинскую АЭС.

Индивидуальные туры на АЭС не проводятся, а на организованные очередь стоит на месяцы вперед. Мы приехали вместе с ЦППК по новому, недавно разработанному маршруту. Очень надеюсь, что скоро можно будет приобрести билеты в комплексный тур в Обнинск и окрестности. Планы такие есть и они реализуются.

Побывали на Обнинской АЭС, первой в мире атомной электростанции. АЭС всего лишь с одним реактором АМ-1 («атом мирный») мощностью 5 МВт дала промышленный ток 27 июня 1954 г. в подмосковном поселке Обнинское Калужской обл., на территории так называемой «лаборатории В» (ныне - Государственный научный центр РФ «Физико-энергетический институт имени академика А.И. Лейпунского»).

Станция строилась в условиях строгой секретности, и вдруг 30 июня 1954 г. не только на всю страну – на весь мир прозвучало сообщение ТАСС, потрясшее воображение людей: «В Советском Союзе усилиями ученых и инженеров успешно завершены работы по проектированию и строительству первой промышленной электростанции на атомной энергии полезной мощностью 5000 киловатт. 27 июня атомная станция была пущена в эксплуатацию и дала электрический ток для промышленности и сельского хозяйства прилежащих районов».

9 мая 1954 года в 19 часов 07 минут состоялся физический пуск реактора Первой АЭС в присутствии И.В.Курчатова и других членов пусковой комиссии – цепная реакция началась. И лишь в октябре 1954 года вышли на 100% мощности, турбина дала 5 тыс. кВт. Этот период времени – от физического пуска до проектной мощности – был периодом укрощения «дикого зверя». Реактор нужно было изучить, его параметры работы сопоставить с расчетными, постепенно вывести на проектную мощность.

История атомной энергии, начавшаяся в Обнинске, имеет глубокие корни в довоенном и военном времени AM – атом мирный – так назвал И.В.Курчатов реактор Первой АЭС. Станция была построена в чрезвычайно короткие сроки. От эскизного проекта до энергетического пуска прошло немногим более трех лет. Труд создателей Первой АЭС был высоко оценен. Большая группа участников этой работы была награждена орденами и медалями. В 1956 году Д.И.Блохинцев удостоен Золотой Звезды Героя Социалистического Труда, А.К.Красин награжден орденом Ленина. Ленинская премия присуждена в 1957 году Д.И.Блохинцеву. Н.А.Доллежалю, А.К.Красину и В.А.Малых.

Опыт эксплуатации первой, по сути экспериментальной атомной станции полностью подтвердил инженерно-технические решения, предложенные специалистами атомной отрасли, что позволило приступить к реализации широкомасштабной программы по строительству новых АЭС в СССР.

С начала эксплуатации Первой АЭС на ней широко развернулись экспериментальные работы благодаря сооружению экспериментальных петель и каналов. Были изучены режимы кипения воды непосредственно в трубчатых тепловыделяющих элементах реактора, создана петля для изучения теплоотдачи при кипении теплоносителя, осуществлен перегрев пара в самом реакторе. Анализ режимов работы с кипением и перегревом пара дал основу для проектирования крупных энергетических реакторов для Белоярской, Билибинскои, Ленинградской АЭС и многих других.

Экскурсию вел старейший сотрудник станции. Он здесь со дня основания.

Большой технический опыт, приобретенный на основе эксплуатации Первой АЭС, и широкий экспериментальный материал послужили фундаментом для дальнейшего развития ядерной энергетики. Так было задумано, и этому способствовали конструктивные особенности реактора Обнинской АЭС. Они обеспечили большие экспериментальные возможности реактора при хороших нейтронно-физических параметрах.

В конструкции реактора предусмотрены четыре горизонтальных канала для материаловедческих целей. Два использованы для производства искусственных радиоактивных изотопов и два – для исследования влияния облучения нейтронами на свойства различных материалов.

Один из горизонтальных каналов, выведенных из активной зоны реактора, был использован для проведения исследований атомно-кристаллических и магнитных структур твердых тел методом дифракции нейтронов. Результаты исследований кристаллических и магнитных структур хрома, выполненных на нейтронном дифрактометре, получили общее признание и были квалифицированы как научное открытие.

Таким образом, реактор Первой АЭС стал одной из основных исследовательских реакторных баз. На его проектных экспериментальных установках и на вновь созданных 17-ти экспериментальных петлях было организовано изготовление изотопной продукции, проводились нейтронно-физические измерения в области физики твердого тела, реакторного материаловедения и другие комплексные исследования до последнего дня работы станции.

Сенсационные сообщения в средствах массовой информации всего мира о пуске Первой АЭС пробудили особый интерес к великому достижению науки и техники в Советском Союзе. Особенно этот интерес возрос среди научного мира и руководителей государств после Первой Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии осенью 1955 года. С докладом выступал Д.И.Блохинцев. Вопреки установленным правилам окончание доклада было встречено бурной овацией.

Пульт.

Вскоре после пуска атомная электростанция стала доступна для широкой общественности. Делегация Британского управления по атомной энергии в книге отзывов выразила свое восхищение работой профессору Блохинцеву и его коллегам. Делегация ГДР оставила запись о том, что посещение АЭС считает большой честью для себя. Немецкий физик Герц в книге для гостей записал: «Я уже много слышал и читал об атомных электростанциях, но то, что увидел здесь, превзошло все мои ожидания...».

Среди гостей, в разное время посетивших Обнинскую АЭС, были выдающиеся ученые, политические и общественные деятели: Д.Неру и И.Ганди, А.Сукарно, В.Ульбрихт, Ким Ир Сен, И. Броз Тито, Ф.Жолио-Кюри, Г.Сиборг, Ф.Перрен, 3.Эклунд, Г.К.Жуков, Ю.А.Гагарин, члены правительства нашей страны – Г.М.Маленков, Л.М.Каганович, В.М.Молотов и многие другие.

За первые 20 лет работы Первую АЭС посетили около 60 тысяч человек.

Развертка пульта.

Красная кнопка АЗ (Аварийная Защита), была нажата всего один раз в 2002 году. Она заглушила реактор.

Все имеет свою продолжительность жизни, постепенно изнашивается и устаревает морально и физически. За 48 лет безаварийной эксплуатации Первая атомная электростанция выработала свой ресурс, прослужив на 18 лет дольше запланированного времени.

17ч. 45 мин. 26 июня 1954 года – пар подан на турбину.
27 июня 1954 года – пуск Первой АЭС, сообщение газеты «Правда».
11 ч. 31 мин. 29 апреля 2002 года – станция остановлена, цепная реакция прекращена.

В настоящее время Обнинская АЭС выведена из эксплуатации. Её реактор был заглушен 29 апреля 2002 года, успешно проработав почти 48 лет. Станция была остановлена исключительно по экономическим соображениям, поскольку поддержание ее в безопасном состоянии с каждым годом становилось все дороже и дороже, станция давно находилась на государственных дотациях, а проводимые на ней научно-исследовательские работы и наработка изотопов для нужд российской медицины покрывали лишь около 10% расходов на эксплуатацию. При этом первоначально Минатом России планировал заглушить реактор АЭС лишь к 2005 г., после выработки 50-летнего ресурса.

Реакторный зал.

Реактор, часть защитных плит снято.

Сюда погружают стержни с отработанным топливом.

Пульт управления краном, переносящим стержни с отработанным топливом. Оператор смотрит через кварцевое стекло толщиной около 50 см.

В последние годы работы АЭС ее любовно называли «старушкой». Она действительно стала мамой и бабушкой следующим поколениям АЭС, более мощным и совершенным. Под научным руководством ФЭИ построена Первая АЭС, а затем при ее участии созданы важные и известные многим объекты: транспортабельная ядерная энергетическая установка ТЭС–3, опытные быстрые реакторы в ФЭИ – БР–5, БР–10 и БОР–60 в Димитровграде, транспортные ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем для атомных подводных лодок, первый в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением БН–350, АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН–600 – 3-й блок Белоярской станции, Билибинская АТЭЦ, работающая в условиях Крайнего Севера в режиме переменных нагрузок по теплу и электричеству, космические реакторы-преобразователи типа «Топаз» и «Бук».

А это картина, доволь точно показывает, как шла работа на станции.

---------------------

Фотографии сделаны Мой и Димой