Мы продолжаем публиковать фрагменты из недавно выпущенной в наукограде книги «Первая в мире атомная электростанция: Документы, статьи, воспоминания, фотографии», в которой рассказывается об истории создания первой в мире АЭС.

Из квадратных (в поперечном сечении) графитовых блоков размером 20×20 см оказалось возможным провести опыты с квадратной решеткой шагом 14×14 см. Такая решетка ближе всего подходила к треугольной решетке шагом 12 см реактора АМ. Часть блоков фрезеровали в процессе укладки с помощью пилы и топора, что повергло в изумление молодых физиков, которые не ожидали, что графит так легко поддается механической обработке столь грубыми методами. Графитовая кладка критической сборки была выложена из набора квадратных блоков графита разной длины (20, 50 и 60 см) в виде цилиндра диаметром 260 см, высотой 190 см. Плотность графита составляла 1,65 г/см³. Нижний отражатель толщиной 40 см был смонтирован из двух слоев горизонтально расположенных графитовых блоков. Активную зону и верхний отражатель составляли из вертикально устанавливаемых графитовых блоков с осевым цилиндрическим отверстием диаметром 4,4 см. Графитовая кладка давала возможность работы с активной зоной, характеризующейся двумя шагами решётки.

Диаметр активной зоны с решеткой шагом 20×20 см равен 180 см, шагом 14×14 см –140 см. Высота активной зоны 96 см, высота верхнего отражателя 54 см. Толщина бокового отражателя составляла 40 см. Нейтронные счетчики помещались в четырех горизонтальных каналах бокового отражателя. В кладке критической сборки АМФ всего было 105 вертикальных каналов для загрузки тепловыделяющих сборок (ТВС), из них 69 каналов – в центре блоков и 36 каналов – на стыке четырех блоков.

Каждый технологический канал составлялся из семи трубчатых твэлов, изготовленных из двух коаксиальных трубок из нержавеющей стали 1Х18Н9Т: наружная трубка имела диаметр 13,4 мм и толщину стенки 0,2 мм, внутренняя – 9 и 0,4 мм соответственно. В кольцевой двухмиллиметровый зазор засыпался порошок оксида урана (U₃O₈), содержащий 10% ²³⁵U). Высота засыпки порошка урана составляла 96 см. Во внутреннюю трубку заливалась вода. Семь трубчатых элементов скреплялись в один ТК кольцами из жести. Порошка урана хватило на изготовление 62 ТК. Такие сборки имитировали настоящие технологические каналы АМ, которые были разработаны и изготовлены под руководством В. А. Малых. В качестве аварийной защиты (АЗ) применялись четыре поглощающих стержня из слоя кадмия толщиной 2 мм, который покрывал внутреннюю поверхность алюминиевой трубы диаметром 42×38 мм. Дополнительно АЗ осуществлялась также путем быстрого извлечения двух центральных ТК. Управление цепной реакцией осуществлялось с помощью двух поглощающих кадмиевых стержней.

Все эти этапные загрузки технологических каналов и верхнего графитового отражателя проводились при тщательном контроле нарастания нейтронного потока. Непосредственно у критической сборки и на пульте управления АМФ находились А. К. Красин, осуществлявший общее руководство работами по созданию и пуску критической сборки, Б. Г. Дубовский – руководитель пуска сборки, Г. Н. Ушаков – ответственный за инженерные работы, Е. И. Инютин – ответственный за графитовую кладку и страховавший, на случай необходимости, срабатывание поглощающих стержней и центральных ТК, входящих в систему аварийной защиты, А. В. Камаев – ответственный за измерение нейтронного потока, построение и анализ кривых обратного умножения и определяющий допустимую порцию следующей загрузки, М. Н. Ланцов –ответственный за загрузку ТК, перед их погружением в решетку контролировавший надежность крепления и правильность постановки в кладку.

Во время загрузки ТК большое внимание уделялось обеспечению необходимых мер безопасности (в частности, внимательно следили за тем, чтобы во время работы сборки никого не было в кабинетах дирекции, под которыми размещалась критсборка), обеспечению должной технологической дисциплины и четкости действий участников экспериментов.

Вечером 3 марта 1954 г. при загрузке 6,9 кг (55 ТК) сборка вышла в критическое состояние, началась самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана. Ввиду позднего времени и общей взволнованности участников эксперимента работа была прекращена, критическая сборка приведена в безопасное состояние, приняты усиленные меры охраны. Для всех участников работы этот вечер запомнился навсегда как радостное знаменательное событие – успешное осуществление первой цепной реакции в Лаборатории «В».

После проведения экспериментов по определению минимальной критической загрузки сборка АМФ по соображениям безопасности была перенесена в здание АЭС и смонтирована в шахте выдержки, расположенной в центральном зале реактора. Снова была достигнута критическая загрузка и проведены необходимые измерения. Затем на критической сборке были организованы практические занятия для молодых специалистов по управлению цепной реакцией. Пуск и работа физического стенда-имитатора активной зоны реактора АМ имели большое значение, т. к. у физиков наконец-то появилась возможность получения экспериментальных данных и корректировки расчетных методик. Полученные на сборке АМФ результаты позволили проверить степень надежности применяемых методов расчета реактора, что значительно повысило степень уверенности в достаточной точности физических расчетов и успешном пуске АМ.

Материал газеты "Вы и мы"