16 мая 1950 года постановлением Совета министров СССР «О научно-исследовательских, проектных и экспериментальных работах по использованию атомной энергии для мирных целей» на Лабораторию «В» была возложена задача по созданию АЭС с водяным охлаждением. Ранее создавались реакторы только для наработки оружейных материалов.
Реактор, который работал на Обнинской АЭС, получил название АМ. Расшифровывается эта аббревиатура по-разному. В наиболее распространенной версии говорится, что вначале это расшифровывалось как «Атом морской», то есть реактор для подводных лодок, но затем, когда этот тип реакторов признали неподходящим для лодок (из-за больших размеров), стали называть «Атом мирный».
Первая в мире АЭС была создана в рекордный даже по современным меркам срок — с момента выхода правительственного постановления до момента пуска прошло всего четыре года. В создании первой АЭС принимали участие ведущие на то время в области ядерной физики ученые Курчатов, Красин, Александров, Доллежаль (создатель «чернобыльского» реактора РБМК-1000) и другие.
Основной проблемой перед создателями было то, что до них мирным применением атомной энергии (термин, который в то время еще не стал популярным) никто не занимался — все технологии (выбор материала, сплавы, их толщина, взаимодействие, способы соединения) разрабатывались с нуля, а расчеты проводились не на ЭВМ, а мозгами и логарифмической линейкой.
Реактор и турбина на Обнинской АЭС находятся в разных зданиях. Пар на турбину подается по подземной трубе. Турбина — производства 1930-1940-х годов из Германии, трофейная.
Реактор первой советской атомной электростанции работал на обогащенном естественном уране, в котором содержание урана-235 было доведено до 5%. Реактор находился в стальном баке диаметром 3 м и высотой 4,6 м. Он был заполнен графитом, в центральной его части было 128 рабочих каналов, туда опускались стержни урановых тепловыделяющих элементов. Эти стержни были окружены длинными графитовыми цилиндрами и образовывали активную зону диаметром 150 см и высотой 170 см.
Работа реактора начиналась лишь после того, как в него опускали более 60 стержней. Общая загрузка урана в реактор составляла 550 кг. Суточный расход урана — примерно 30 г, что эквивалентно 100 т угля. Регулировка мощности реактора осуществлялась при помощи стержней из карбида бора, активно поглощающего нейтроны. В качестве теплоносителя в первичном контуре применялась циркулирующая вода, имевшая давление 100 атмосфер и температуру 280-290°C.
В теплообменнике (парогенераторе) образовывался перегретый пар с давлением 12-13 атмосфер и температурой 260-270°C, поступавший в турбину электростанции. Полный КПД электростанции — 17-19%.
9 мая 1954 года в лаборатории началась загрузка активной зоны реактора АЭС топливными каналами. При внесении 61-го топливного канала было достигнуто критическое состояние, в 19:40 в реакторе началась цепная самоподдерживающаяся реакция деления ядер урана. Состоялся физический пуск атомной электростанции. Тогда реактор заработал на минимальной мощности.
26 июня 1954 года в 17:30 была открыта задвижка подачи пара на турбогенератор, а генератор синхронизирован с сетью Мосэнерго, давая мощность 1,5 мегаватта.
«С лёгким паром!» — поздравил коллег Игорь Курчатов.
Уже на следующий день промышленные и сельскохозяйственные потребители близлежащих районов начали получать электроэнергию от турбины, впервые в истории человечества работавшей за счет сжигания ядерного топлива.
Стопроцентная мощность станции, на которую по соображениям безопасности вышли только в октябре 1954 года, была небольшой — 5 мегаватт.
За первые два года эксплуатации Обнинская АЭС израсходовала несколько килограммов урана. Тепловая электростанция такой же мощности сожгла бы за тот же период более 75 тысяч тонн угля.
На мощности 5 мегаватт АЭС проработала всего несколько лет, остальное время реактор в основном использовался в исследовательских целях.
Все расчеты и качество работы оказались таковыми, что запущенная в 1954 году АЭС проработала почти полвека и была окончательно заглушена лишь в 2002 году, когда из реактора была извлечена последняя ТВЭЛ-сборка. Станция безаварийно проработала на 18 лет больше первоначально запланированного срока.
Атомный музей
Поскольку российское законодательство не разрешает использовать для формально радиационно-опасного объекта слово «музей», первая АЭС признана отраслевым мемориальным комплексом, который в обиходе всё равно именуют музеем.
Формально на первую АЭС проводятся экскурсии. Но прийти как в обычный мемориальный комплекс или музей, купив билет, не получится. Дело в том, что АЭС находится на территории Государственного научного центра Российской Федерации «Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», который занимается исследованиями атомной энергии, в числе прочего, для военных и космических нужд. Поэтому визит необходимо согласовывать заранее. Мне не разрешили взять с собой свою видео- и фототехнику (заверив, что сделают для меня фотоснимки своей техникой) и радиометр (в простонародье — дозиметр).
ФЭИ — серьезная структура. Это заметно уже с проходной. Бетонные блоки на въезде, мощные ворота, обилие камер наблюдения. На проходной за бронестеклом сидят не пенсионеры-вахтеры, а военнослужащие внутренних войск.
За проходной садимся в автобус — корпус АЭС находится в глубине немалой территории ФЭИ. Через несколько минут останавливаемся около известного по фотоснимкам здания промышленной архитектуры 1950-х годов с высокой трубой