Сталин и бомба. Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956 - Холловэй (Холловей) Дэвид (читаем книги онлайн .txt) 📗

Глава шестнадцатая.

Атом и мир

I

В этой книге уже дважды можно было поставить последнюю точку, и каждая из нижеприведенных тем могла бы стать ее завершением:

испытание супербомбы (ноябрь 1955 г.) как новый этап в разработке ядерных вооружений;

отказ от тезиса неизбежности войны (февраль 1956 г.) как новый подход к вопросу войны и мира.

Эта глава содержит материалы об использовании атомной энергии в мирных целях, но в ней также рассматриваются темы, поднятые в первой главе и обсуждаемые с перерывами на протяжении всей книги, — технологические инновации, физическое сообщество как область интеллектуальной автономии в советском обществе и транснациональное сообщество физиков.

После испытания первой бомбы Курчатов заговорил об атомной энергетике в беседе с Николаем Доллежалем, главным конструктором первого реактора по производству плутония. «Одно дело сделано, и сделано неплохо, — сказал он Доллежалю. — С бомбой мы получили результат на год раньше, чем рассчитывали. Теперь можно приниматься и за другое: за мирное применение энергии атома. Есть у вас какие-нибудь соображения на этот счет?» ^{1872} Курчатов интересовался проблемой использования атомной энергии для получения электроэнергии еще в 1939–1940 гг. Как только бомба была испытана, он выступил с инициативой создания небольшой атомной электростанции для изучения перспектив ядерной энергетики.

Курчатов и Доллежаль были сторонниками реактора с графитовым замедлителем и водяным охлаждением того же типа, что и первый реактор для производства плутония ^{1873}. К 1949 г. изучались также и другие типы реакторов. Алиханов построил тяжеловодный реактор; в Институте физических проблем под руководством Александрова проводились исследования реактора с газовым охлаждением ^{1874}. В Обнинске, в 100 километрах к югу от Москвы, изучались два типа систем: реактор с отражателем из окиси бериллия и гелиевым охлаждением и реактор на быстрых нейтронах ^{1875}. В начале 1950 г. Научно-технический совет Первого главного управления выбрал для электростанции графитовую систему, отчасти потому, что она считалась более эффективной при преобразовании тепловой энергии в электрическую, а отчасти из-за того, что ее можно построить быстрее и дешевле ^{1876}.

В июне 1950 г. Научно-технический совет также одобрил предложение Александра Лейпунского по развитию экспериментального реактора на быстрых нейтронах ^{1877}. В 1950 г. эти реакторы считались привлекательными, поскольку урана не хватало, и, кроме того, они уже разрабатывались в Соединенных Штатах и Англии. Основная идея заключалась в окружении активной зоны из делящегося материала природным ураном, чтобы быстрые нейтроны из делящегося материала преобразовывали природный уран в плутоний, который после этого можно было использовать как топливо для реактора или при производстве оружия. Лейпунский рассчитал, что система с 12-тонной активной зоной из обогащенного до 14% урана и бланкет из 60 тонн природного урана производили бы около 300 мегаватт электрической энергии и давали 140–160 граммов плутония-239 в день; жидкий металл использовался бы как теплоноситель ^{1878}. В 1955 г. Лейпунский построил небольшой экспериментальный реактор БР-1 с выходом тепловой мощности в несколько десятков ватт; в следующем году он построил экспериментальный реактор БР-2 с выходом тепловой мощности в 100 киловатт ^{1879}. [422]

Курчатов и Доллежаль решили, что их атомная электростанция должна иметь на выходе 5000 киловатт. Была выбрана эта величина, так как уже имелся турбогенератор такой мощности и его можно было использовать на станции. Расчеты показали, что для производства 5 мегаватт электрической мощности нужно иметь выходную тепловую мощность 30 тысяч киловатт. Реактор при температуре свыше 200 градусов и давлении 12 атмосфер производил пар, подаваемый на турбину. В нем использовался уран, обогащенный на 3–5% ^{1880}.

В марте 1951 г. Курчатов передал научное руководство атомной электростанцией Дмитрию Блохинцеву, директору лаборатории в Обнинске. Курчатов был слишком занят программой по термоядерному оружию и чувствовал, что он не может уделять необходимого времени энергетическому реактору. Однако он пристально следил за его прогрессом и вмешивался в особых случаях. Без его заинтересованности и поддержки работа над энергетическим реактором была бы прекращена, так как противники этого реактора считали его неэкономичным ^{1881}. [423] Ведущие официальные лица ядерной программы полагали, что реактор «не более чем уступка ему (Курчатову. — Прим. ред.), вопрос престижа» ^{1882}. Энергетический реактор не отвлекал много средств от разработки оружия.

Этот реактор, несмотря на устарелую конструкцию, породил много новых инженерных проблем, самыми трудными из которых были проектирование и изготовление топливных элементов. Наконец 9 мая 1954 г. реактор достиг критичности. 26 июня в присутствии Курчатова пар был подан в турбогенератор, и на следующий день электроэнергия поступила близлежащим потребителям. (Реактор впервые был упомянут в прессе 1 июля, когда «Правда» привела краткое правительственное сообщение на первой странице; в нем не упоминалось местоположение реактора ^{1883}.) Прошло, однако, несколько месяцев, прежде чем реактор вышел на полную мощность, поскольку обнаружились течи в управляющих каналах из нержавеющей стали, в результате чего вода просочилась к графитовым блокам. Это изменило реактивность системы и привело к ситуации, чреватой взрывом. Замена этих каналов другими такой же конструкции не повлияла на результат. Один из руководителей министерства сказал Блохинцеву, что атомная электростанция бесполезна. Блохинцеву не хотелось терять месяцы на изготовление новых и более прочных каналов. 13 октября 1954 г. он разрешил вывести реактор на полную мощность, и в тот день турбина выдала 5000 киловатт электрической энергии ^{1884}.

Работая над созданием Обнинской электростанции, Доллежаль продолжал проектирование реакторов — производителей плутония. Он также начал разрабатывать новую концепцию такого реактора, который производил бы как полезную электрическую энергию, так и плутоний. В своих мемуарах он так описал основную идею: «Энергия, рождаемая в недрах реактора, используется лишь частично, служа преобразованию химических элементов, переводу их из одной клетки таблицы Менделеева в другую. Значительная же доля энергии, выделяемая в виде тепла, оказывается бросовой. Омывающая урановые блоки вода, охлаждая их, нагревается сама и вытекает на волю, в водохранилище, где остывает естественным образом. Так не варварство ли это — бросаться энергией там, где ее можно обратить на пользу народному хозяйству? Принципиальный путь утилизации тепла выглядел вполне отчетливо: пустить воду, как в Первой АЭС, по замкнутому циклу, чтобы, охлаждаясь, она совершала полезную работу и снова использовалась для охлаждения» ^{1885}. Простота этой идеи только кажущаяся, так как следовало найти компромисс между его функциями в качестве генератора электрической энергии и как производителя плутония ^{1886}.