Ф-1 (реактор)

Ф-1 (первый физический реактор, до 1955 года — котёл) — первый ядерный реактор в СССР и Европе, памятник науки и техники. Находится в Москве (Курчатовский институт).

Ф-1
Первый Физический

Щит управления первого советского ядерного реактора, 1993 год
Тип реактора ядерный реактор
Назначение реактора Экспериментальный
Технические параметры
Теплоноситель Без охлаждения
Топливо Необогащённый металлический уран
Тепловая мощность до 1 МВт
Электрическая мощность нет
Разработка
Научная часть Лаборатория № 2 АН СССР
Конструктор И. В. Курчатов
Новизна проекта Первый реактор в СССР и Европе
Строительство и эксплуатация
Пуск 25 декабря 1946 года
Эксплуатация 1946—2012
Построено реакторов 1
Почтовая марка России 2016 года, посвящённая реактору Ф-1 (ЦФА [АО «Марка»] № 2179)

История

Задача создания ядерного реактора возникла в связи с созданием ядерного оружия, для которого было необходимо подходящее делящееся вещество. В результате исследований по простоте, быстроте и стоимости был выбран плутоний-239 (т. н. оружейный плутоний). В природе плутоний не встречается, его нужно получать искусственно — например, облучая нейтронами уран-238[1]. Для получения плутония в оружейных количествах необходимо было длительно облучать мощными потоками нейтронов значительные количества урана. Проще всего этот процесс можно было осуществить в рамках управляемой цепной реакции, для осуществления которой нужно специальное устройство — ядерный реактор.

Реактор Ф-1 создавался как опытная площадка для отработки технологий и процессов получения плутония, топливо для реактора поставлялось лабораторией радия Гиредмета (начальник З. В. Ершова)[2]. Он был спроектирован и построен в Лаборатории № 2 АН СССР (ныне — НИЦ «Курчатовский институт»), которая находилась в Москве, современный адрес — площадь Курчатова, 1. И. В. Курчатов руководил группой учёных[3]:

  • И. С. Панасюк осуществлял общее управление, нёс административные функции.
  • Б. Г. Дубовский, М. И. Повзнер и B. C. Фурсов занимались расчетами накопления плутония в реакторе.
  • Б. Г. Дубовский также проводил опыты по защите от гамма-лучей при хранении ядерного топлива, изобретал и собирал счетчики, которые на тот момент нигде не производились.
  • Е. Н. Бабулевич спроектировал и построил систему регулирующих стержней для управления цепной реакцией.

Пуск

Пуск реактора возглавлял И. В. Курчатов, ему ассистировал И. С. Панасюк. Б. Г. Дубовский, Кондратьев и Павлов остались в том же помещении, но Курчатов просил их наблюдать за приборами и не предпринимать активных действий по управлению запуском[3].

25 декабря 1946 года в 18 часов впервые наблюдалась цепная саморазвивающаяся реакция. Таким образом, от момента организации Лаборатории № 2 АН СССР до пуска Ф-1 прошло менее четырех лет.

Эксплуатация

В реакторе Ф-1 были впервые в СССР получены значительные, так называемые весовые количества плутония. До этого физики располагали лишь индикаторным количеством этого элемента, то есть достаточным для идентификации его присутствия в образце. Переработка ОЯТ реактора для выделения плутония велась в НИИ-9.

Реактор сразу после старта активно использовался для обучения советских физиков-эксплуатантов ядерного реактора. Практические занятия на первом реакторе проводили специалисты, которые его собирали и запускали: И. С. Панасюк, Б. Г. Дубовский, И. В. Мостовой, Е. Н. Бабулевич. В октябре 1947 года на реакторе была обучена первая группа инженеров управления работой атомного реактора. Эти люди могли занять должность начальника смены[4].

Опыт эксплуатации Ф-1 позволил приступить к строительству на Урале (ныне — город Озёрск) первого промышленного реактора А-1 мощностью 100 МВт. Он заработал в июне 1948 года.

В 2012 году реактор был заглушен[5][6]. Еще недавно его использовали в качестве эталона для калибровки нейтронной аппаратуры. 26 декабря 2016 года в реакторном здании открыт музей. Реактор является памятником науки и техники.

Конструкция

Топливом в Ф-1 является металлический уран с природным содержанием изотопа 235U (0,72 %), графит в качестве замедлителя, кадмиевые стержни для управления потоком нейтронов. Конструктивно представляет собой шарообразную конструкцию диаметром около 6 метров, сложенную из незакрепленных графитовых кирпичей. В графитовой кладке имеются отверстия, в которые помещают топливные и регулирующие стержни, а также исследовательскую и контрольную аппаратуру. Вес графита 400 тонн, урана 50 тонн.

Тепловая мощность реактора от 100 Вт до 1 МВт. Охлаждение воздушное, при необходимости принудительный обдув обеспечивался вентиляторами. Длительная работа на большой мощности была невозможна, но большая масса активной зоны позволяла кратковременное повышение мощности до пиковых значений.

Биологическая защита Ф-1 была примитивна и заключалась в заглублении реакторного помещения под землю. При работе на высокой мощности около здания отмечался высокий радиационный фон. Во время работы в форсированном режиме им управляли из удаленного на 500 метров помещения, а на крыше здания реактора зажигали фонарь, предупреждавший сотрудников об опасности.

Примечания
  1. Ларин Иван Иванович. Реактор Ф-1 был и остаётся первым // Наука и жизнь : Журнал. — М., 2007. — Вып. 8.
  2. Зинаида Васильевна Ершова // Росатом : Официальный сайт. — М.. Архивировано 13 декабря 2013 года.
  3. В. Н. Новоселов. Глава 12. Уран с графитом заговорили по-русски! // Тайны «сороковки»: О первенце атомной промышленности — производственном объединении «Маяк» в городе Челябинск-40 (Озёрск). — 2-е изд., испр. и доп.. — Екатеринбург: ИПП «Уральский рабочий», 1995. — 445 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85383-102-X. Архивная копия от 9 ноября 2011 на Wayback Machine
  4. В. Н. Новоселов. Глава 31. Кадры решают всё. Историческая справка // Тайны «сороковки»: О первенце атомной промышленности — производственном объединении «Маяк» в городе Челябинск-40 (Озёрск). — 2-е изд., испр. и доп.. — Екатеринбург: ИПП «Уральский рабочий», 1995. — 445 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85383-102-X. Архивная копия от 9 ноября 2011 на Wayback Machine
  5. Тайны объекта Ф-1
  6. 70 лет назад был запущен первый отечественный ядерный реактор Ф-1

См. также
  • CP-1 — первый в мире искусственный ядерный реактор в Чикаго (шт. Иллинойс, США), 1942 год.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.