После бомбежек Хиросимы и Нагасаки стало ясно – США применят ядерную бомбу против СССР без малейших колебаний. Поэтому главной задачей СССР при создании первых ядерных реакторов была скорость их создания – и прежде всего для военных целей. Первые военные и исследовательские реакторы и в СССР, и в США электроэнергию не производили – напротив, требовали внешнего энергоснабжения в силу своей конструкции.
На Урале был построен пилотный водоохлаждаемый ураново-графитный реактор «Аннушка» (А-1), где и был получен первый советский плутоний. Кстати говоря, сама его конструкция опровергает миф о том, что «СССР украл у США весь атомный проект прямо в чертежах»: проект «Аннушки» был совершенно отличным от американских реакторов – наработчиков плутония. В частности, для А-1 советские инженеры выбрали вариант компоновки не с горизонтальными, как у американцев, а с вертикальными каналами для уранового топлива и замедлителя. Этот вариант компоновки активной зоны был тогда абсолютно революционным, но впоследствии послужил лекалом для почти всех энергетических реакторов будущего.
Уже в феврале 1949 года первая партия оружейного плутония, произведенного на А-1, была готова. В начале августа 1949 года в СССР был получен высокочистый металлический плутоний. Первая советская атомная бомба взорвалась уже 29 августа 1949 года, всего через четыре года после Хиросимы.
Курчатов пошел на риск
Однако страна испытывала острую потребность не только в бомбе, но и в электроэнергии. Идея использовать военный реактор в мирных целях витала в воздухе. Именно после испытания первой атомной бомбы глава советского атомного проекта академик Игорь Курчатов на встречах с профессором Николаем Доллежалем, который был одним из проектировщиков «Аннушки», и с профессором Савелием Фейнбергом обсудил возможность создания атомной электростанции. За основу было предложено взять ту самую уральскую «Аннушку».
Риск был значительным: военные средства фактически тратились, как сейчас бы сказали, нецелевым образом – на гражданскую разработку. В те времена за это можно было ответить не только тюремным сроком.
Когда определились основные характеристики проекта АЭС, Курчатов принял решение лично доложить о нем Иосифу Сталину. Неожиданно для многих Сталин сразу поддержал проект. Ученые, до этого осуществлявшие все работы по АЭС на свой страх и риск, получили всестороннюю помощь. Сталин выдал поручение правительству СССР, которое в мае 1949 года выпустило постановление о создании первой атомной электростанции. Научным руководителем был назначен Курчатов, а главным конструктором реактора – Доллежаль.
В мае 1950 года было принято постановление Совмина СССР, которое определило план строительства трех опытных реакторов: уран-графитового с водяным охлаждением, уран-графитового с газовым охлаждением и уран-бериллиевого с газовым или жидкометаллическим охлаждением. По первоначальному замыслу все они поочередно должны были работать на единую паровую турбину и генератор мощностью 5 МВт. Так родились первые контуры будущей Обнинской АЭС, которую тогда в целях секретности называли просто «Первая».
Претензии США
В западной прессе можно встретить утверждения, что первую АЭС построили США, поскольку первый электрический ток от атомной энергии был получен в Соединенных Штатах Америки.
20 декабря 1951 года американский реактор EBR-I (Experimental Breeder Reactor, по-русски – Экспериментальный реактор-размножитель) в Аргоннской национальной лаборатории в Айдахо впервые произвел достаточно электроэнергии для питания четырех ламп накаливания. К новому 1952 году электрическую мощность EBR-I подняли до 2 кВт, чего хватило, чтобы обеспечить автономное освещение здания, в котором была расположена сама установка.
Однако по современным меркам это был совершенно «игрушечный» реактор с тепловой мощностью около 200 кВт. Его нельзя называть полноценной атомной электростанцией хотя бы по той причине, что задача его подключения к общей электросети не ставилась в принципе. У американцев был чисто экспериментальный, но никак не промышленный образец.
И первоначально американские ученые это отлично понимали, США не выдвигали никаких претензий на свой приоритет в данном вопросе. «Приоритет EBR-I» в США начали педалировать уже позднее, когда в Америке стало известно, что в СССР заработал настоящий промышленный ядерный реактор, уже штатным образом подключенный в общую энергосистему Советского Союза. Именно Обнинская АЭС показала ту магистральную дорогу, которой пошла потом вся атомная энергетика во всем мире.
Американцы же в то время вообще рассматривали ядерную электроэнергетику как нечто экзотическое и отстоящее в отдаленное будущее. У Америки была дешевая нефть Техаса, Калифорнии и Аравийского полуострова, а перспективы атомной энергетики упоминались в США скорее в научно-фантастических комиксах.
Три версии реактора
Между тем советская разработка оказалась поистине уникальной и революционной. В отличие от советской атомной бомбы, советская мирная атомная программа не содержит никаких американских идей. Вокруг концепций, которые были заложены тогда, и крутится до сих пор при создании энергетических реакторов большая часть мировой конструкторской мысли.
Всего при проектировании Обнинской АЭС было предложено три варианта компоновки реактора. Во-первых, реактор с бериллиевым замедлителем, он был реализован в СССР в виде проекта со свинцово-висмутовым охлаждением, уран-бериллиевым топливом и промежуточным спектром нейтронов. Это была первая в мире разработка энергетического реактора на жидкометаллическом теплоносителе.
Впоследствии наработки этого направления были использованы в экспериментальных жидкометаллических АЭС для атомного подводного флота СССР и в реакторах серии БН с охлаждением жидким натрием.
Вторая идея – создание крайне сложного в исполнении высокотемпературного гелий-графитового реактора – оказалась концепцией, намного опередившей время. К созданию такого реактора мир подходит только сейчас. Гелиевый высокотемпературный реактор должен стать одним из типов установок IV поколения, которые запланированы к постройке в ближайшее десятилетие.
Однако в результате проработки темы гелий-графитового реактора в СССР был создан первый водо-водяной реактор под давлением – предтеча будущего основного типа реактора для подводных лодок и ледоколов, а также основного типа реактора для современных российских АЭС – ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор). Здесь опять же впервые в мире была проверена основная идея современных легководных реакторов – реакторов с двумя водяными контурами. Именно к этому типу относится основная часть реакторов современных АЭС.
И наконец, в-третьих, изначальная идея уран-графитового реактора с водяным охлаждением была признана наиболее доведенной для практической реализации. Именно на ее основе было решено строить пилотный блок первой АЭС. Это и оказался первый реализованный в мире проект одноконтурного канального уран-графитового реактора с водяным охлаждением.
«С легким паром!»
Для сооружения первой АЭС была выбрана промышленная площадка в подмосковном Обнинске. Реактор получил название АМ-1. Аббревиатуру «АМ» впоследствии расшифровали двояко: «атом морской» или «атом мирный». Напомним, что два других типа реакторов из проекта первой АЭС – на жидкометаллическом теплоносителе и водо-водяной под давлением – действительно потом стали «атомными сердцами» кораблей и подводных лодок ВМФ СССР. А вот начатый к постройке в Обнинске уран-графитовый реактор оказался слишком громоздким для транспортного применения, после чего аббревиатуру стали раскодировать только по второму варианту.
Строительство здания АЭС началось в 1952 году на месте бывшей деревни Пяткино. 26 июня 1954 года впервые в мире на Обнинской АЭС был осуществлен энергетический пуск реактора. Начальник объекта Дмитрий Блохинцев записал в этот день в оперативном журнале: «17 часов 45 минут. Пар подан на турбину». А академики Игорь Курчатов и Анатолий Александров, которые лично присутствовали на запуске, поздравили всех участников исторического события по-русски: «С легким паром!». На следующий день, 27 июня, станция была подключена к энергосистеме СССР.
Обнинская АЭС проработала в общей сети СССР, а потом и Российской Федерации без малого 48 лет. Только в апреле 2002 года она была выведена из эксплуатации. В настоящее время она функционирует как научно-исследовательский и мемориальный комплекс – настоящий памятник русскому гению и смелости, смекалке и вере в будущее.