В истории мировой науки и геополитики ХХ века мало страниц, равных по драматизму и масштабу советскому атомному проекту. Испытание первой американской ядерной бомбы в Нью-Мексико в июле 1945 года и последующая трагедия Хиросимы и Нагасаки поставили перед СССР ультимативную задачу — в самые кратчайшие сроки ликвидировать монополию США на оружие массового поражения. Ответом на этот вызов колоксальной сложности стал пуск 19 июня 1948 года первого в СССР и на всем континенте Евразии промышленного уран-графитового реактора «А», ласково названного создателями «Аннушкой». Построенный в условиях строжайшей секретности на комбинате № 817 (ныне ПО «Маяк» в городе Озерск) под научным руководством академика Игоря Курчатова и техническим началом главного конструктора Николая Доллежаля, этот агрегат стал технологическим сердцем советской атомной программы. Он был создан с единственной, но судьбоносной целью — для наработки оружейного плутония-239.

Создание «Аннушки» потребовало беспрецедентной мобилизации интеллектуальных и промышленных ресурсов разоренной войной страны. В то время физика реакторов находилась в зачаточном состоянии: ученым приходилось вручную рассчитывать критические массы, а рабочие монтировали графитовую кладку в обстановке стерильности, напоминающей операционную. Главной задачей «Аннушки» была реализация управляемой цепной реакции деления урана-235 для захвата избыточных нейтронов ядрами урана-238, в результате чего рождался заветный элемент — плутоний. Успешная эксплуатация реактора позволила уже к лету 1949 года получить достаточное количество расщепляющегося материала для первой советской атомной бомбы РДС-1, успешно испытанной 29 августа того же года. Вместо изначально запланированных трех лет «Аннушка» надежно проработала рекордные 36 лет и была окончательно остановлена только в 1984 году в связи с переходом на более современные типы установок.

Хотя этот промышленный гигант проектировался как исключительно военный объект, технологии, отработанные на нем, заложили фундамент для мирного применения атома, определив лидерство СССР в гражданской ядерной энергетике. Опыт, полученный при эксплуатации реактора «А», лег в основу следующих масштабных гражданских направлений:

• Первая в мире АЭС в Обнинске (1954 год): Конструктивные принципы водоохлаждаемого уран-графитового реактора «Аннушки» стали базой для создания реактора АМ-1 («Атом Мирный»), давшего старт мировой мирной энергетике.
• Реакторы типа РБМК: Архитектура канальных кипящих реакторов большой мощности, которые долгие годы составляли основу советской атомной генерации, эволюционно восходит к инженерным решениям, заложенным Доллежалем в проекте «А».
• Производство изотопов: Методики облучения различных материалов в ядерном реакторе, освоенные на комбинате № 817, позволили развернуть широкое производство радиоизотопов для советской ядерной медицины, дефектоскопии и фундаментальной науки.

История этого реактора — это не просто летопись создания оружия сдерживания, но и рассказ о величайшем триумфе человеческой мысли, превратившем смертоносную энергию распада в фундамент технологического суверенитета и мощной индустрии будущего.

В июне 1948 года на берегу озера Кызыл-Таш, что в окрестностях Кыштыма, был введен в эксплуатацию первый в Евразии уникальный промышленный ядерный реактор “Аннушка”, который был предназначен для производства оружейного плутония. 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.

Заключение

Создание и многолетняя эксплуатация первого промышленного реактора «А» («Аннушка») навсегда вошли в историю как беспрецедентный научно-технический подвиг. В условиях послевоенной разрухи и жесточайшего дефицита времени советские ученые, инженеры и рабочие не просто создали уникальный промышленный агрегат, но и заложили основы принципиально новой индустрии. «Аннушка» выполнила свою главную историческую миссию — обеспечила ядерный паритет и гарантировала безопасность страны в один из самых пожароопасных периодов холодной войны. Проработав вместо проектных трех лет более трех десятилетий, реактор доказал колоссальный запас прочности и гибкости конструкторских решений Николая Доллежаля и научной школы Игоря Курчатова. Опыт, полученный при ликвидации сложнейших аварийных ситуаций, и выработанные регламенты безопасности сформировали культуру отечественной атомной инженерии, которая сегодня признана одной из самых надежных в мире.

Перспективы развития технологии

Инженерная генетика, зародившаяся в проекте «А», продолжает эволюционировать, адаптируясь к вызовам XXI века. Современные преемники первых уран-графитовых систем развиваются по следующим ключевым направлениям:

• Замыкание ядерного топливного цикла: Опыт наработки плутония, начатый на «Аннушке», сегодня трансформировался в технологии создания смешанного оксидного топлива (МОКС-топлива) и развитие реакторов на быстрых нейтронах (например, БН-800 и строящийся БРЕСТ-ОД-300). Это позволяет повторно использовать отработавшее топливо и радикально сократить объем радиоактивных отходов.
• Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР): Концепция использования графита в качестве замедлителя находит новую жизнь в современных проектах ВТГР. Эти установки рассматриваются как перспективные источники не только электроэнергии, но и высокотемпературного тепла для масштабного производства экологически чистого водорода и нужд тяжелой химической промышленности.
• Вывод из эксплуатации и радиационное наследие: Накопленный опыт остановки «Аннушки» и консервации ее шахты методом «зеленой лужайки» или создания безопасных захоронений («под колпак») лег в основу современных международных стандартов декоммиссии выработавших ресурс АЭС и безопасной утилизации ядерного наследия прошлого.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Почему первый промышленный реактор получил ласковое имя «Аннушка»?
Официально аппарат именовался индексом «А». В условиях строжайшей секретности сотрудники комбината не могли использовать техническую терминологию в устной речи и переписке, поэтому для маскировки и удобства буквенный индекс трансформировался в человеческое имя «Аннушка».

Существовала ли опасность экологической катастрофы при работе реактора?
На начальном этапе эксплуатации (конец 1940-х — начало 1950-х годов) из-за отсутствия опыта и несовершенства систем фильтрации происходили сбросы слаборадиоактивных вод в реку Теча. Впоследствии системы очистки и замкнутые циклы охлаждения были полностью модернизированы, что свело к минимуму воздействие на окружающую среду в поздние годы работы.

В чем принципиальное отличие «Аннушки» от обычных энергетических реакторов АЭС?
Главная цель «Аннушки» заключалась не в выработке электричества или тепла (тепловая энергия реактора буквально сбрасывалась в воду), а в получении нейтронного потока высокой плотности. Этот поток использовался для облучения урана-238 и его последующего превращения в оружейный плутоний-239.

Где сейчас находится реактор «А» и можно ли его посетить?
Реактор был окончательно остановлен в 1984 году. В ходе масштабных работ по декоммиссии его конструктивные элементы были законсервированы, а сама шахта залита специальными составами, исключающими выход радиации. Объект находится на охраняемой закрытой территории ПО «Маяк» в Озерске и недоступен для свободного посещения гражданами.

Источник: https://www.biblioatom.ru/