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.