Первый промышленный реактор

Стро­и­тель­ство первого про­мыш­лен­ного реак­тора для нара­ботки плу­то­ния было одним из важ­нейших этапов Совет­ского атом­ного проекта. Рас­сма­т­ри­вались 3 вари­анта его раз­ме­ще­ния. Один из них пред­по­ла­гал исполь­зо­вать пло­щадку в 4–6 кило­мет­рах от вер­хо­вья реки Уфы. Но здесь при­шлось бы соз­да­вать искус­ствен­ное водо­хра­ни­лище, так как для охла­жде­ния реак­тора тре­бо­ва­лось много воды. Ака­демик И. К. Кикоин реко­мен­до­вал выбрать место у озера Чебар­куль, в трех кило­мет­рах от станции Кисегач. Но рядом был завод ави­а­по­ко­вок, который при­шлось бы пере­ме­щать, а на это в Госу­дар­ствен­ном Коми­тете Обороны не согла­шались.

Оста­но­ви­лись на третьем вари­анте — у озера Кызыл-Таш на Южном Урале, в Челя­бин­ской области, причем не один реактор, а целый реак­тор­ный завод с несколь­кими уста­нов­ками. А рядом еще два пред­при­ятия: ради­о­хими­че­ское — для полу­че­ния плу­то­ния и завод по про­из­вод­ству деталей для атомной бомбы.

Стро­и­тель­ные работы на пло­щадке буду­щего плу­то­ни­е­вого завода, и глав­ного его объекта атом­ного реак­тора, были воз­ло­жены на Гла­в­пром­строй НКВД СССР. Мини­стром МВД С. Н. Круг­ло­вым голов­ной орга­ни­за­цией стро­и­тель­ства объекта назна­ча­ется Челяб­метал­лур­г­строй.

10 ноября 1945 года началь­ник Челя­блага, Челяб­метал­лур­г­строя генерал-майор Я. Д. Рапо­порт при­ка­зом орга­ни­зует стро­и­тель­ный район № 11, назна­чает его началь­ни­ком Д. К. Семи­част­ного, с ука­за­нием неза­мед­ли­тельно при­сту­пить к стро­и­тель­ству вре­мен­ных дорог, желез­но­до­рож­ного разъезда, силовой и освети­тель­ной элек­тро­ли­ний, теле­фон­ной связи.

24 ноября 1945 года, на месте рас­поло­же­ния буду­щего реак­тора, изыс­ка­те­лями был забит первый колышек. 1 декабря 1945 года поста­но­в­ле­нием СНК СССР № 30007-697сс пло­щадка рас­поло­же­ния объекта была утвер­ждена, а стро­я­ще­муся объекту при­своен номер 817 (База 10).

24 апреля 1946 года на секции № 1 Научно-тех­ни­че­ского совета ПГУ был принят гене­раль­ный план ком­би­ната, раз­ра­бо­тан­ный спе­ци­али­стами ГСПИ-11. В нем были опре­де­лены места рас­поло­же­ния реак­тора для про­из­вод­ства ору­жейного плу­то­ния, систем про­точ­ного охла­жде­ния, объек­тов водо­под­го­товки и хими­че­ской очистки воды, а также место для жилого поселка стро­и­те­лей и экс­плу­а­та­ци­он­ни­ков. Нео­быч­ность проекта заклю­ча­лась в необ­хо­ди­мо­сти соз­да­ния про­из­вод­ства, исполь­зу­ю­щего в тех­ноло­ги­че­ском про­цессе большое коли­че­ство высо­ко­ак­тив­ных и ток­сич­ных мате­ри­а­лов. Экс­плу­а­та­ци­он­ному пер­со­налу, напри­мер, было запре­щено открыто обслу­жи­вать и ремон­ти­ро­вать обо­ру­до­ва­ние, кон­тро­ли­ро­вать работу мно­же­ства аппа­ра­тов и при­бо­ров, — значит, сле­до­вало про­ду­мать такие тех­ноло­ги­че­ские приемы, которые бы обес­пе­чили надеж­ную экс­плу­а­та­цию завода и дистан­ци­он­ное упра­в­ле­ние про­цес­сом.

В августе 1946 года был утвер­жден прин­ци­пи­аль­ный проект вер­ти­каль­ного реак­тора, иде­оло­гом кото­рого высту­пил руко­во­ди­тель проекта Вла­димир Иоси­фо­вич Меркин.

В сен­тя­бре 1946 года выпол­нен пред­ва­ри­тель­ный проект кот­ло­вана под реактор «А» раз­ме­рами 80х80х8 метров. Через месяц, после деталь­ной про­ра­ботки кон­струк­ции реак­тора, глубина кот­ло­вана была уве­ли­чена до 24 метров.

И. В. Сталин назна­чил дату пуска про­мыш­лен­ного реак­тора — 7 ноября 1947 года. За ходом соо­ру­же­ния ком­би­ната при­стально наблю­дали Б. Л. Ван­ни­ков, А. П. Заве­ня­гин. Часто наве­ды­вался к стро­и­те­лям началь­ник Гла­в­пром­строя НКВД генерал А. Н. Кома­ров­ский. Четы­ре­жды сюда при­ез­жал сам Л. П. Берия.

В апреле 1947 года зем­ля­ные работы на кот­ло­ване были завер­шены. Окон­ча­тель­ная глубина низшей точки составила 53 метра. На заклю­чи­тель­ном этапе выемки скаль­ного грунта было занято 11 тысяч зем­ле­ко­пов. Всего было извле­чено 157 тысяч кубо­мет­ров грунта. Вручную с мини­маль­ной меха­ни­за­цией работ за семь зимних месяцев был под­го­то­в­лен неви­дан­ных до этого раз­ме­ров кот­ло­ван.

В июле 1947 года были завер­шены работы по бето­ни­ро­ва­нию шахты до отметки ±0, уложено 82 тыс. м3 желе­зо­бетона, смон­ти­ро­вано 6 тыс. тонн арма­туры. Впервые был при­ме­нен «тяжелый» бетон, в состав напол­ни­теля доба­в­ля­лась железная руда для улуч­ше­ния биоло­ги­че­ской защиты.

10 июля 1947 года Л. П. Берия назна­чил Е. П. Слав­ского дирек­то­ром соз­да­ва­е­мого ком­би­ната.

Стро­и­тель­ные работы велись неви­дан­ными темпами. И все же 12 июля 1947 года Госу­дар­ствен­ная комис­сия под пред­се­да­тель­ством Ван­ни­кова Б.Л., в составе Кур­ча­това И.В., Пер­ву­хина М.Г., Заве­ня­гина А.П., Зверева А. Д., Кома­ров­ского А.Н., Чер­ны­шова В.В. кон­ста­ти­рует: сроки стро­и­тель­ства не выпол­ня­ются. Началь­ни­ком стро­и­тель­ства назна­ча­ется М. М. Царев­ский. В период работы комис­сии министр МВД С. Н. Круглов издает приказ о мак­си­маль­ной кон­цен­тра­ции сил и средств Гла­в­пром­строя НКВД на пло­щадке объекта 817.

Всего в 1947 году на Базе № 10 тру­ди­лись 41 тысяча стро­и­те­лей и мон­таж­ни­ков. Но и этого было недо­ста­точно, чтобы уло­житься в назна­чен­ный Стали­ным срок. Е. П. Слав­ский обра­тился к пред­се­да­телю Спец­ко­ми­тета Л. П. Берии с прось­бой при­слать еще 15–18 тысяч рабочих и инже­не­ров, и был под­дер­жан спе­ци­аль­ным упол­но­мо­чен­ным Совета Мини­стров СССР на стро­и­тель­стве гене­ра­лом И. М. Тка­ченко и первым заме­сти­те­лем Л. П. Берии В. В. Чер­ны­ше­вым, безот­лучно нахо­див­шимся на стро­и­тель­ной пло­щадке. К концу года чис­лен­ность стро­и­те­лей дости­гла 52 тыс. человек и уже было занято большое коли­че­ство мон­таж­ни­ков.

Средств на «Базу № 10» не жалели. Когда отпу­щен­ные сред­ства под­хо­дили к концу, руко­во­ди­тели Первого Глав­ного Упра­в­ле­ния обра­щались к Л. П. Берии, и прави­тель­ство выде­ляло допол­ни­тель­ные суммы.

Е. П. Слав­ский показал себя прин­ци­пи­аль­ным и ини­ци­а­тив­ным орга­ни­за­то­ром про­из­вод­ства, талан­тли­вым инже­не­ром и руко­во­ди­те­лем с анали­ти­че­ским складом ума, спо­соб­ным быстро раз­би­раться в сложных ситу­а­циях и опе­ра­тивно при­ни­мать верные решения. Но из-за несво­е­вре­мен­ных поста­вок элек­три­че­ского и другого обо­ру­до­ва­ния сроки стро­и­тель­ных работ были сорваны, что послу­жило фор­маль­ным поводом для снятия его с поста дирек­тора, хотя в этой долж­но­сти он про­ра­бо­тал всего пять месяцев.

12 ноября 1947 года Поста­но­в­ле­нием СМ СССР № 3909-1327 завод 817 пере­и­ме­но­ван в ком­би­нат 817, дирек­то­ром ком­би­ната назна­чен Б. Г. Муз­ру­ков, первым заме­сти­те­лем дирек­тора и главным инже­не­ром назна­чен Е. П. Слав­ский, главным энер­гети­ком и заме­сти­те­лем дирек­тора — П. Т. Быстров. К этому времени окон­ча­тельно фор­ми­ру­ется рас­ста­новка научных руко­во­ди­те­лей по основ­ным напра­в­ле­ниям. Общее руко­вод­ство рабо­тами на объекте воз­гла­в­лял ака­демик И. В. Кур­ча­тов. Его бли­жайшим помощ­ни­ком был И. С. Панасюк — кан­ди­дат физико-мате­ма­ти­че­ских наук, началь­ник первого сектора ЛИПАН СССР, непо­сред­ствен­ный участ­ник соз­да­ния экс­пе­ри­мен­таль­ного реак­тора и научный руко­во­ди­тель опытно-экс­пе­ри­мен­таль­ного объекта, орга­ни­зо­ван­ного вблизи стро­я­ще­гося реак­тора. Старший научный сотруд­ник ЛИПАН СССР Е. Н. Бабуле­вич осу­ще­ст­в­лял научное руко­вод­ство систе­мой упра­в­ле­ния и защиты реак­тора. Биоло­ги­че­скую защиту реак­тора, орга­ни­за­цию безо­пас­ной работы пер­со­нала кури­ро­вал Б. Г. Дубов­ский.

К концу 1947 года здание атом­ного реак­тора было достро­ено, и начался монтаж обо­ру­до­ва­ния, меха­низ­мов и систем кон­троля.

Монтаж атом­ного реак­тора пред­ста­в­лял собой тех­ни­че­ски сложный процесс. Заказ­чик предъ­я­в­лял высочайшие тре­бо­ва­ния по каче­ству работ, точ­но­сти изго­то­в­ле­ния и монтажа, да еще в жесточайшие сроки и в усло­виях стро­жайшего режима. Особые условия, дик­ту­е­мые зако­нами ядерной физики, предъ­я­в­ля­лись к испол­ни­те­лям и орга­ни­за­то­рам работ при сборке гра­фи­то­вой кладки.

1 июня 1948 года стро­и­тель­ство про­мыш­лен­ного реак­тора, на соо­ру­же­ние кото­рого потре­бо­ва­лось 5 000 тонн метал­ло­кон­струк­ций и обо­ру­до­ва­ния, 230 кило­мет­ров тру­бо­про­во­дов, 165 кило­мет­ров элек­три­че­ских кабелей, 5745 единиц задви­жек и прочей арма­туры, 3 800 при­бо­ров, было завер­шено. Госу­дар­ствен­ная комис­сия приняла ком­плекс первого про­мыш­лен­ного атом­ного реак­тора «А» в экс­плу­а­та­цию. С этого дня вся ответ­ствен­ность и тяжесть ложится на плечи ученых и экс­плу­а­та­ци­он­ный пер­со­нал.

1 июня 1948 года в 8 час. 50 мин. нача­лась загрузка реак­тора рабочей про­дук­цией — ура­но­выми блоч­ками. Во время загрузки реак­тора спе­ци­ально уста­но­в­лен­ной аппа­ра­ту­рой бригада физиков под руко­вод­ством И. С. Пана­сюка непре­рывно вела наблю­де­ние за физи­че­ским состо­я­нием реак­тора. В 23 часа 15 минут 7 июня закон­чи­лась загрузка 36-го слоя рабочих ура­но­вых блоков.

В 0 часов 30 минут 8 июня сам И. В. Кур­ча­тов встал к пульту упра­в­ле­ния и осу­ще­ствил физи­че­ский пуск первого в Совет­ском Союзе про­мыш­лен­ного атом­ного реак­тора. Все шло нор­мально, насту­пил дол­го­ждан­ный момент — реактор ожил, нача­лась неза­ту­ха­ю­щая цепная реакция. Пред­ва­ри­тель­ные расчеты под­твер­ди­лись. Числа нейтро­нов, воз­ни­ка­ю­щих при делении урана, вполне доста­точно для под­дер­жа­ния цепной реакции и обра­зо­ва­ния из урана-238 нового эле­мента — плу­то­ния-239. Реактор посте­пенно набирал про­ек­т­ную мощ­ность и хорошо под­да­вался регу­ли­ро­ва­нию.

Затем И. В. Кур­ча­тов передал свой пост смен­ному пер­со­налу, оставив в журнале сле­ду­ю­щую запись:

На мощ­но­сти 10 кВт про­во­дится анализ и оценка физи­че­ских харак­те­ри­стик реак­тора и его защиты и регу­ли­ро­ва­ния. На этом физи­че­ский экс­пе­ри­мент закан­чи­ва­ется. Это была первая в СССР и Европе осу­ще­ст­в­лена упра­в­ля­е­мая цепная ядерная реакция деления урана на про­мыш­лен­ном реак­торе.

17 июня 1948 года реактор был под­го­то­в­лен к началу подъема мощ­но­сти и выходу на про­ек­т­ный уровень. В 17 час.00 мин. началь­ник смены Ф. Е. Логи­нов­ский отдает рас­по­ря­же­ние о подаче рабо­чего режима водо­с­наб­же­ния, кон­троля и обес­пе­че­ния готов­но­сти всех рабочих мест к подъему мощ­но­сти. За пульт упра­в­ле­ния садится И. С. Панасюк, рядом И. В. Кур­ча­тов. Получив доклады о готов­но­сти, И. В. Кур­ча­тов дает раз­ре­ше­ние на подъем мощ­но­сти. 19 июня в 12 часов 45 мин. завер­шился дли­тель­ный период под­го­товки реак­тора к работе на про­ек­т­ной мощ­но­сти. С этой датой связано начало про­из­вод­ствен­ной дея­тель­но­сти ком­би­ната № 817, затем хим­за­вода им. Д. И. Мен­де­ле­ева, затем пред­при­ятия п/я 21, затем хим­ком­би­ната «Маяк», затем Про­из­вод­ствен­ного объе­ди­не­ния «Маяк».

Нача­лась непре­рыв­ная круг­ло­су­точ­ная работа объекта и посто­ян­ный учет выра­бо­тан­ной реак­то­ром энергии и нара­ба­ты­ва­е­мого в нем плу­то­ния для первой атомной бомбы. Не всё шло гладко. На каждом шагу в этом новом сложном про­цессе под­сте­ре­гали нео­жи­дан­но­сти. По мере работы реак­тора на мощ­но­сти воз­ни­кли нео­жи­дан­ные явления кор­ро­зии, ради­а­ци­он­ное рас­пу­ха­ние графита и ура­но­вых блочков, сбои в водо­с­наб­же­нии тех­ноло­ги­че­ских каналов и мно­же­ство других инци­ден­тов, пред­ви­деть и пре­дот­вра­тить которые было невоз­можно. Все это тре­бо­вало сни­же­ния мощ­но­сти или оста­новки реак­тора. А время не ждало. Каждый час работы реак­тора был на счету прави­тель­ства, ПГУ, Спец­ко­ми­тета.

В первые сутки работы реак­тора на про­ек­т­ной мощ­но­сти в ячейке 17-20 про­и­зо­шло первое «тяжелое» зави­са­ние про­дук­ции («козел»). Из-за недо­ста­точ­ного охла­жде­ния и пере­грева раз­ру­ши­лись оболочка ура­но­вого блочка, тех­ноло­ги­че­ская труба и про­и­зо­шло спе­ка­ние урана с гра­фи­том. До 30 июня про­дол­жа­лась рас­чистка ячейки. При­чи­ной сни­же­ния расхода охла­жда­ю­щей воды послу­жила негер­метич­ность клапана холо­стого хода, из-за чего вода рабо­чего хода с дав­ле­нием 8 атм, вместо тех­ноло­ги­че­ского канала, в зна­чи­тель­ной части уходила в тру­бо­про­вод холо­стого хода, где дав­ле­ние на порядок ниже.

После этой аварии 30 июня 1948 года И. В. Кур­ча­тов в опе­ра­тив­ном журнале началь­ни­ков смен делает вто­рично (первая от 17.06.1948 г.) запись:

Пере­чи­с­ле­ние наи­бо­лее частых или наи­бо­лее тяжелых непо­ла­док и отказов в работе, способы и условия устра­не­ния их не дадут полного пред­ста­в­ле­ния о том, что прошли и пре­о­до­лели пер­во­про­ходцы атомной про­мыш­лен­но­сти на опыте экс­плу­а­та­ции первого реак­тора. В тяже­лейших соци­аль­ных усло­виях, многого еще не зная, в усло­виях дефи­цита урана, что тре­бо­вало сохра­нить каждый блочок для мак­си­мально воз­мож­ного накоп­ле­ния плу­то­ния, с огра­ни­чен­ными усло­ви­ями доступа к месту необ­хо­ди­мых работ, пер­со­нал первого реак­тора находил решения всех проблем.

По проекту первый про­мыш­лен­ный реактор «А» должен был про­ра­бо­тать 3 года, фак­ти­че­ски он действо­вал 39 лет — до 1987 года.