АВ-3

АВ-завер­ша­ю­щий

Послед­ним из уран-гра­фи­то­вых про­мыш­лен­ных реак­то­ров, постро­ен­ный с «целью уве­ли­че­ния про­из­вод­ствен­ной мощ­но­сти ком­би­ната № 817», явля­ется реактор АВ-3, стро­и­тель­ство кото­рого было начато в марте 1951 года. Как и его предше­ствен­ники, он был соо­ру­жен в рекор­дно корот­кие сроки — всего за 1 год и 8 месяцев.

Это был типовой реактор, раз­ра­бо­тан­ный в ОКБМ, кон­струк­тивно ана­ло­гич­ный реак­тору АВ-2 и пред­на­зна­чен­ный для нара­ботки ору­жейного плу­то­ния.

Основ­ное тех­ноло­ги­че­ское обо­ру­до­ва­ние для реак­тора АВ-3 изго­то­вил и поставил Свер­д­лов­ский завод тяже­лого маши­но­стро­е­ния «Уралмаш», а элек­тро­о­бо­ру­до­ва­ние изго­то­в­лял Подоль­ский меха­ни­че­ский завод им. Кали­нина. Монтаж тех­ноло­ги­че­ского обо­ру­до­ва­ния выпол­няли спе­ци­али­сты упра­в­ле­ния № 11 «Союз­пром­мон­таж».

Стро­и­тель­ные работы велись Первым про­мыш­лен­ным районом стро­и­тель­ства МВД СССР.

26 мая 1952 года сфор­ми­ро­вали и назна­чили при­ка­зом руко­во­ди­те­лей реак­тора АВ-3: главный инженер Б. В. Бро­хо­вич, заме­сти­тель глав­ного инже­нера Н. М. Тиранов, главный механик А. И. Зуев, главный элек­трик Н. К. Деми­денко, началь­ник службы дози­мет­рии Т. В. Арги­ров­ская, началь­ник службы КИПиА В. А. Барыш­ни­ков, научный руко­во­ди­тель И. Ф. Жижерун, его заме­сти­тель Л. И. Голубев, началь­ники смен: А. И. Соло­дов­ни­ков, А. Я. Антонов, Т. П. Нико­лаев, Л. А. Алехин, их заме­сти­тели: K. H. Шишков, A. M. Дол­ги­нин, П. Г. Аве­рья­нов, А. Г. Фомин, старшие инже­неры по упра­в­ле­нию реак­тора: Н. А. Аникина, В. П. Мат­ве­енко, Т. A. Мару­сина, Н. Г. Чижен­кова, инже­неры упра­в­ле­ния ректора Н. А. Кли­мен­кова, Д. П. Мелеш­кина, Л. М. Воронин, Л. Е. Михеева.

Началь­ни­ком реак­тора АВ-3 рас­по­ря­же­нием Совета Мини­стров СССР был назна­чен В. П. Мура­вьев, имевший большой про­из­вод­ствен­ный опыт работы в цветной метал­лур­гии. В то время началь­ники реак­то­ров назна­чались при­ка­зами Первого Глав­ного упра­в­ле­ния — исклю­че­ние было сделано в связи с пере­про­фи­ли­ро­ва­нием реак­тора на про­из­вод­ство трития.

Первый гра­фи­то­вый кирпич в кладку нового реак­тора положил заме­сти­тель глав­ного инже­нера ком­би­ната Н. А. Семенов. Первая загрузка реак­тора велась в сме­шан­ном режиме — наряду с загруз­кой блоков из при­род­ного урана в часть ячеек реак­тора поме­стили блочки из обо­га­щен­ного урана на основе маг­ни­е­вой кера­мики.

Кол­лек­тив нового объекта был полон твор­че­ского задора и желания сделать всё, что в силах каждого. Инже­нерно-тех­ни­че­ские работ­ники были актив­ными участ­ни­ками монтажа и наладки, а нередко выпол­няли и любые тяжелые работы.

15 сен­тя­бря 1952 года Госу­дар­ствен­ная комис­сия приняла реактор АВ-3 в экс­плу­а­та­цию. К этому времени была закон­чена под­го­товка экс­плу­а­та­ци­он­ного пер­со­нала, раз­ра­бо­таны тех­ноло­ги­че­ские инструк­ции.

4 октября был про­из­ве­ден физи­че­ский пуск реак­тора, нача­лась ком­плекс­ная под­го­товка обо­ру­до­ва­ния для работы на мощ­но­сти. Физпуск и энер­го­пуск реак­тора про­во­ди­лись в при­сут­ствии и под руко­вод­ством И. В. Кур­ча­това, Е. П. Слав­ского, Б. Г. Муз­ру­кова, Г. В. Мишен­кова, B. C. Фурсова. Это был очень ответ­ствен­ный момент. В отличие от пусков пре­ды­ду­щих реак­то­ров, на АВ-3 был реали­зо­ван изме­нен­ный режим работы, с иными физи­че­скими харак­те­ри­сти­ками и соста­вом актив­ной зоны.

Загрузка реак­тора ура­но­выми блоками завер­ши­лась10 октября.

15 октября в журнале тех­ноло­ги­че­ских рас­по­ря­же­ний была сделана сле­ду­ю­щая запись: «Началь­нику объекта АВ-3 В. П. Мура­вьеву, гл. инже­неру Б. В. Бро­хо­вичу. В соот­вет­ствии с про­грам­мой пуска объекта АВ-3 раз­ре­шить подъем мощ­но­сти на первую ступень до 17 %». Этот доку­мент под­пи­сали заме­сти­тель началь­ника главка Е. П. Слав­ский, дирек­тор ком­би­ната Б. Г. Муз­ру­ков, гл. инженер ком­би­ната Г. В. Мишен­ков, его заме­сти­тель Н. А. Семенов и научный руко­во­ди­тель B. C. Фурсов. На пуске ректора при­сут­ство­вали также Н. М. Тиранов и Л. И. Голубев. В течение суток реактор был выведен на мощ­ность 17 % от про­ек­т­ной, затем сту­пе­нями в течение пят­на­дцати суток была поднята до про­ек­т­ной.

В первый год экс­плу­а­та­ции реак­тора был выявлен ряд суще­ствен­ных недо­стат­ков проекта, том числе нару­ше­ние гер­метич­но­сти оболочки рабочей про­дук­ции, закли­ни­ва­ние кюбеля с рабочей про­дук­цией в шахте, что привело к загряз­не­нию ради­о­ак­тив­ными веще­ствами про­из­вод­ствен­ных поме­ще­ний, обо­ру­до­ва­ния и пере­о­б­лу­че­нию пер­со­нала. Так, при лик­ви­да­ции послед­ствий закли­ни­ва­ния кюбеля пер­со­нал получил сум­мар­ное облу­че­ние 3085 рен­т­гена, в т.ч. от 80-100 рен­т­гена полу­чили началь­ник объекта В. П. Мура­вьев, заме­сти­тель глав­ного инже­нера Т. П. Нико­лаев, инженер-механик Ю. И. Вере­ща­гин, опе­ра­торы А. X. Кон­дра­тьев и В. В. Дорохин.

Вслед­ствие недо­ста­точ­ной гер­мети­за­ции блочков они стали дефор­ми­ро­ваться и зави­сать в тех­ноло­ги­че­ских каналах. При этом их оболочка повре­жда­лась, что при­во­дило к вымы­ва­нию из них высо­ко­ак­тив­ных оскол­ков деления и боль­шому ради­а­ци­он­ному загряз­не­нию поверх­но­стей кон­струк­ции реак­тора, тракта сброса воды, цен­траль­ного зала, шахт и бас­сейнов. В августе 1953 года руко­вод­ство ком­би­ната поставило задачу по совер­шен­ство­ва­нию кон­струк­ции блочков, исклю­чав­шую нару­ше­ние гер­метич­но­сти. Задача была решена за счет уве­ли­че­ния толщины оболочки с 1 мм до 3 мм.

Плата за кон­струк­тор­ское и тех­ноло­ги­че­ское несо­вер­шен­ство была высокой: тер­ри­то­рия реак­тора, охла­ди­тель­ная система (в том числе озеро Кызыл-Таш) были загряз­нены, а более 100 работ­ни­ков полу­чили ава­рийные дозы облу­че­ния. Но бла­го­даря само­от­вер­жен­но­сти людей, их твор­че­скому труду, реактор вошел в нор­маль­ный режим работы.

Всего за первый год работы число выну­жден­ных оста­но­вов пре­вы­сило 1200. В даль­нейшем дози­мет­ри­че­ская харак­те­ри­стика реак­тора зна­чи­тельно ослож­няла работу экс­плу­а­та­ци­он­ного пер­со­нала. Но те усилия, которые пред­при­ни­мали спе­ци­али­сты для лик­ви­да­ции послед­ствий раз­лич­ных про­из­вод­ствен­ных сбоев, не про­па­дали даром. В этот трудный период нака­п­ли­вался опыт, очень нужный всем работ­ни­кам атомной отрасли.

С целью про­из­вод­ства трития в реак­торе АВ-3 по мере рас­чет­ного накоп­ле­ния плу­то­ния каналы выгру­жали и по опре­де­лен­ной решетке загру­жали блоч­ками лития и обо­га­щен­ного урана.

Для улуч­ше­ния условий труда, устра­не­ния дефек­тов обо­ру­до­ва­ния и пере­вода реак­тора на про­из­вод­ство плу­то­ния в апреле-мае 1954 года на реак­торе АВ-3 был выпол­нен капиталь­ный пла­но­вый ремонт, в котором приняло участие почти 500 сотруд­ни­ков, полу­чив­ших облу­че­ние в среднем по 2,1 рен­т­гена. Капиталь­ный ремонт был про­ве­ден успешно, цель была достиг­нута.

В течение после­ду­ю­щих 7 лет реактор работал в режиме нара­ботки плу­то­ния.

В этот период в отрасли велись про­ра­ботки и иссле­до­ва­ния в области соз­да­ния про­мыш­лен­ного реак­тора двух­це­ле­вого назна­че­ния, который, нака­п­ли­вая плу­то­ний, про­из­во­дил бы тепло и элек­три­че­скую энергию для нужд народ­ного хозяйства. В соз­да­нии такого реак­тора принял участие и реактор АВ-3, на базе кото­рого в мае 1953 года нача­лось соз­да­ние экс­пе­ри­мен­таль­ной пет­ле­вой уста­новки «ПАВ», состо­я­щей из 4-х тех­ноло­ги­че­ских каналов, уста­но­в­лен­ных в актив­ную зону: тру­бо­про­во­дов первого контура с запор­ной и регу­ли­ру­ю­щей арма­ту­рой; теп­ло­об­мен­ника; цир­ку­ля­ци­он­ных и под­пи­точ­ных насосов; системы кон­троля и упра­в­ле­ния.

Уста­новка пред­на­зна­ча­лась для опре­де­ле­ние стой­ко­сти алю­ми­ни­е­вых сплавов, при­ме­ня­е­мых для труб тех­ноло­ги­че­ских каналов и защит­ной оболочки ядер­ного топлива при дав­ле­нии на выходе из каналов 23 атм и тем­пе­ра­туре 175-190 оС. В каче­стве теп­ло­но­си­теля при­ме­ня­лась дистил­ли­ро­ван­ная вода.

25 января 1955 года уста­новка «ПАВ» была введена в экс­плу­а­та­цию и про­ра­бо­тала до 26 сен­тя­бря 1957 года. На ней были полу­чены необ­хо­ди­мые экс­пе­ри­мен­таль­ные данные для соз­да­ния двух­це­ле­вых про­мыш­лен­ных реак­то­ров. Следует отм­стить, что воз­ни­ка­ю­щие в систе­мах «ПАВ» раз­лич­ные ситу­а­ции с экс­пе­ри­мен­том часто при­во­дили к выну­жден­ным оста­нов­кам реак­тора, нарушая нор­маль­ный режим его работы. Мини­стер­ством при­ни­ма­ется решение о запре­ще­нии про­ве­де­ния экс­пе­ри­мен­таль­ных работ на про­мыш­лен­ных реак­то­рах. Однако про­из­вод­ство посто­янно тре­бо­вало совер­шен­ство­ва­ния тех­ноло­ги­че­ского про­цесса, соз­да­ние новых видов топлива, кон­струк­ци­он­ных мате­ри­а­лов, необ­хо­ди­мых для соз­да­ния…

1 июля 1954 года в реак­тор­ном про­из­вод­стве ПО «Маяк» были про­из­ве­дены орга­ни­за­ци­он­ные реформы. Реак­торы А, АИ и АВ-3, рас­поло­жен­ные на одной пло­щадке, были объе­ди­нены в завод № 156, первым дирек­то­ром кото­рого стал Ф. Я. Овчин­ни­ков. Такое объе­ди­не­ние поз­во­лило укре­пить тех­ни­че­ские службы, уве­ли­чить мане­врен­ность пер­со­нала при работах на наи­бо­лее напря­жен­ных участ­ках, сокра­тить упра­в­лен­че­ский аппарат.

Посте­пенно на реак­торе постро­или совре­мен­ные могиль­ники, газо­о­чистку, газ­голь­дер для корот­ко­жи­ву­щих ради­о­ну­кли­дов и аргона-41, на при­точ­ной вен­ти­ля­ции поставили фильтры Пет­ря­нова. В про­из­вод­ство были вне­дрены раз­лич­ные при­с­по­со­б­ле­ния и инстру­менты. Так, по пред­ло­же­нию талан­тли­вого умельца-само­родка слесаря Ю. С. Позд­ня­кова были раз­ра­бо­таны станок рубки отра­бо­тав­ших труб тех­ноло­ги­че­ских каналов, напор­ная камера для гид­ро­у­да­ле­ния из станка рубки обрез­ков труб, при­с­по­со­б­ле­ние для дистан­ци­он­ного сбора россыпи рабочих блочков в реак­тор­ном поме­ще­нии. По пред­ло­же­нию инже­нера В. И. Кара­кулева раз­ра­бо­тана, изго­то­в­лена и вне­дрена в про­из­вод­ство гид­роштанга, поз­во­лив­шая дистан­ци­онно про­из­во­дить замену гра­фи­то­вых втулок в реак­торе. По пред­ло­же­нию инже­нера М. Н. Гарина введено дистан­ци­он­ное упра­в­ле­ние охла­жде­нием каналов СУЗ.

На реак­торе была смон­ти­ро­вана и введена в экс­плу­а­та­цию новая система кон­троля целост­но­сти тех­ноло­ги­че­ских каналов (КТЦК), которая обес­пе­чи­вала дистан­ци­он­ный кон­троль дав­ле­ния, тем­пе­ра­туры и влаж­но­сти в отдель­ных ячейках. Это спо­соб­ство­вало обна­ру­же­нию дефек­т­ных каналов на ранней стадии и пре­дот­вра­ще­нию зама­чи­ва­ния гра­фи­то­вой кладки.

В апреле 1962 года на реак­торе впервые в прак­тике оте­че­ствен­ного реак­тор­ного про­из­вод­ства опе­ра­торы реак­тора стол­к­ну­лись с нео­быч­ным эффек­том – сину­со­и­даль­ными коле­ба­ни­ями мощ­но­сти по высоте реак­тора, когда энер­го­вы­де­ле­ние в актив­ной зоне само­про­из­вольно пере­ме­ща­лось с одной актив­ной стороны зоны в другую. Это явление в даль­нейшем было объ­яс­нено теорией ксе­но­но­вых коле­ба­ний. Поста­новка нейтрон­ных тер­мо­дат­чи­ков поз­во­лила уве­ренно кон­тро­ли­ро­вать рас­пре­де­ле­ние нейтрон­ного потока по высоте актив­ной зоны и регу­ли­ро­вать рас­пре­де­ле­ние мощ­но­сти по высоте с помощью нижних стер­ж­ней СУЗ и тем самым ста­би­ли­зи­ро­вать работу реак­тора.

Усадка гра­фи­то­вой кладки, с которой нашли способы борьбы, сме­ни­лась рас­пу­ха­нием и искри­в­ле­нием гра­фи­то­вых колонн, нара­с­та­ю­щим от центра к пери­фе­рии реак­тора. Научное объ­яс­не­ние фор­мо­из­ме­не­ния графита также было найдено — это так назы­ва­е­мое необра­ти­мое вто­рич­ное рас­пу­ха­ние. Кол­лек­тив завода нашёл тех­ни­че­ские решения и приёмы работы с дефор­ми­ро­ван­ной гра­фи­то­вой кладкой (с подоб­ными про­бле­мами стал­ки­вались кол­лек­тивы всех уран-гра­фи­то­вых реак­то­ров).

Большие улуч­ше­ния про­и­зо­шли в начале 60-х годов после второго капиталь­ного ремонта, когда были решены важные про­блемы с вкла­ды­шами в каналы и с топ­лив­ными эле­мен­тами. Для пре­дот­вра­ще­ния веро­ят­но­сти развала кладки реак­тора АВ-3 были изго­то­в­лены каналы-натя­жи­тели и уста­но­в­лены по пери­метру реак­тора.

Начиная со второго года работы реак­тора его мощ­ность посте­пенно повы­ша­лась и дости­гла 600 МВт в 1963 году. Затем экс­плу­а­та­ци­он­ники в 1,5 раза уве­ли­чили расход воды за счет вне­дре­ния буты­лоч­ных труб, модер­ни­зи­ро­вали системы СУЗ, ТС, РВЛС, про­из­вели ремонт гра­фи­то­вой кладки, сливных тон­не­лей, заме­нили вышедшие из строя трубы нижних водо­сбо­ров. В резуль­тате осу­ще­ст­в­ле­ния этих и других работ про­из­во­ди­тель­ность реак­тора АВ-3 уве­ли­чи­лась в 5 раз, выйдя на уровень мощ­но­сти 1200 МВт и еже­год­ное про­из­вод­ство плу­то­ния 270 кг/год, что рав­но­сильно вве­де­нию в строй пяти реак­то­ров подоб­ных АВ-3.

За ком­плекс работ по уве­ли­че­нию мощ­но­сти реак­тора АВ-3 Б. В. Бро­хо­вичу было при­сво­ено звание кан­ди­дат тех­ни­че­ских наук, а в 1966 году он был удо­стоен звания «Герой Соци­али­сти­че­ского Труда». Госу­дар­ствен­ную премию СССР полу­чили А. Д. Инкин; А. Е. Спирин и Г. М. Лопух. За само­от­вер­жен­ный труд 35 работ­ни­ков реак­тора АВ-3 были награ­ждены орде­нами (в том числе 8 человек Орденом Ленина) и 25 человек меда­лями.

В 1971 году кол­лек­тив реак­тора АВ-3 был объе­ди­нен с кол­лек­ти­вом реак­тора «А» во главе с В. П. Мат­ве­енко. Это был един­ствен­ный случай в атомной отрасли, когда один человек был руко­во­ди­те­лем сразу двух разных реак­то­ров одно­вре­менно.

В 1989 году реактор АВ-3 наравне с реак­то­ром АВ-2 участ­во­вал в поис­ко­вых работах по полу­че­нию леги­ро­ван­ного кремния, обла­да­ю­щего уни­каль­ными свойствами. Первое облу­че­ние слитков кремния и опре­де­ле­ние нейтронно-физи­че­ских харак­те­ри­стик ячейки было про­ве­дено 28 июня 1989 года. По резуль­та­там проб­ного леги­ро­ва­ния и харак­те­ри­сти­кам рас­пре­де­ле­ния потока в ячейках леги­ро­ва­ния было принято решение о воз­мож­но­сти полу­че­ния кри­стал­лов кремния с задан­ными свойствами.

38 лет вместо пяти по проекту работал реактор АВ-3 и мог еще рабо­тать. Но насту­пили времена, когда ору­жейные мате­ри­алы стали не нужны.

1 ноября 1990 года реактор был раз­гру­жен и выведен из экс­плу­а­та­ции нажа­тием кнопки «A3». Был митинг. Тесной толпой вокруг реак­тора собрались вете­раны. Про­щались с реак­то­ром как с живым и любимым суще­ством, с которым была прожита жизнь. В центре «пятачка» реак­тора поставила гра­фи­то­вый кирпич с букетом алых роз, выра­щен­ных в завод­ской оран­же­рее. Гово­рили речи, неко­то­рые сма­хи­вали слезу.

За 38-летнюю экс­плу­а­та­цию реак­тора АВ-3 соз­дался заме­ча­тель­ный кол­лек­тив экс­плу­а­та­ци­он­ни­ков, при­бо­ри­стов, меха­ни­ков, физиков, дози­мет­ри­стов, чья квали­фи­ка­ция, про­фес­си­о­наль­ное мастер­ство, ответ­ствен­ность, отдача и радение за общее дело поз­во­лили успешно выпол­нить поста­в­лен­ные перед ними задачи по соз­да­нию надеж­ного атом­ного щита Родины.