– Это опытная установка, – говорили в 1965 году Д. С. Пинхасик и О. Д. Казачковский. – Впереди новые работы, новые исследования, новые реакторы…
Вот почему, памятуя эти слова, уже в Димитровграде я не удержался и задал Казачковскому вопрос:
– А как же любимые быстрые реакторы?
Олег Дмитриевич улыбнулся.
– Я расскажу вам сначала о городе и институте.
Наш атомный центр очень молод. Очень молод… Уже несколько лет действовала"первая атомная электростанция в Обнинске. Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова завоевал себе вполне заслуженную славу, а здесь, на берегу Волги, шумел нетронутый лес.
Только в 1957 году появились первые строители. Они заложили поселок на окраине Мелекесса. Институт же существовал лишь на листах ватмана.
Неузнаваемо изменился Мелекесс за минувшие годы.
На его окраине вырос новый поселок. А в десяти километрах поднялись корпуса НИИАРа.
Сразу же после завершения первого реактора начались исследования. Физики, приехавшие сюда из самых разных уголков страны, приступили к первым своим работам. Вводились в строй новые лаборатории, стремительно расширялся фронт исследований.
Мы непосредственно связаны и с Обнинском, и с Институтом атомной энергии имени И. В. Курчатова. И не только потому, что «переманили» оттуда много сотрудников. А потому, что наши научные интересы тесно переплетаются. Да и научные кадры там пока сильнее, опытных ученых у нас еще не хватает. Вначале помощь шла в одном направлении – от них к нам. Но институт рос, появился в Мелекессе реактор СМ-2, который занимает первое место в мире по интенсивности нейтронного потока. Физики из Обнинска и Института атомной энергии все чаще посещают Димитровград. Теперь у нас есть уникальнейшая радиохимическая лаборатория, материаловедческий корпус, будет несколько энергетических реакторов.
В институт потянулась молодежь. Новые направления исследований в ядерной физике, рождающиеся в стенах НИИАРа, открывают перед ними огромные возможности. Правда, маловато пока людей с учеными степенями. Это естественно, все только начинается. Но во главе лабораторий, установок, групп стоят талантливые инженеры. Я уверен, что они прекрасно сумеют показать себя. Желание работать и любовь к науке сделают свое дело. Будут и свои доктора наук, и члены-корреспонденты, и академики.
У нас создаются условия и для отдыха. Построены широкоэкранный кинотеатр и Дом культуры. Можем приглашать к себе профессиональные театральные коллективы. Я думаю, что и столичные артисты не откажутся приехать.
В Мелекессе отличный стадион, футбольная и баскетбольная команды. Оборудован и палаточный городок на берегу Волги. Здесь можно отдохнуть в выходные дни, половить рыбу, покупаться, позагорать. Оборудована и водная станция… Институт молодой, молоды его сотрудники, большинство из них спортсмены, поэтому так и заботимся о спортивных сооружениях.
Олег Дмитриевич замолчал.
– Вы понимаете, почему я перевелся сюда? – неожиданно спросил он.
Я кивнул.
– А реактор на быстрых нейтронах у нас будет! Я в это верю!
Сегодня НИИАР располагает несколькими различными типами реакторов, институт превратился в экспериментальную базу атомной энергетики.
Именно в Димитровграде работает БОР-60 – «отец» мощных станций на быстрых нейтронах, которые строятся в пашей стране.
Все больше гостей бывает в Димитровграде. Им нравится и легендарная ширь Волги, и новый город, выросший в сосновом бору, ну и, конечно, Научно-исследовательский институт атомных реакторов. А особенно – первенец института, реактор СМ-2. СМ значит сверхмощный, в данном случае этот термин означает нейтронный поток высокой плотности. Установка предназначена для научно-исследовательских работ. Вот почему тянутся в Димитровград физики. Где еще в мире найдешь такой реактор?!
Три ценных качества у СМ. Во-первых, очень высокая плотность нейтронных потоков; во-вторых, на аппарате есть любые нейтроны: тепловые, промежуточные и быстрые; в-третьих, хоть он и называется сверхмощным, «сила» его не так уж велика, то есть могучие потоки рождаются при сравнительно малой мощности самого реактора – 50 тысяч киловатт.
Каким же образом? Дело в том, что в реакторе удалось эффективно использовать ядерное горючее. Хорошее охлаждение активной зоны и материалы, выдерживающие высокие температуры, позволили «снимать» огромное количество энергии, а в итоге – поток нейтронов высокой плотности.
В активной зоне образуются нейтроны всех энергий – от быстрых до тепловых. Но тепловых нейтронов мало. Чтобы «добывать» их, там есть полость, заполненная водой или другим замедлителем. Быстрые и промежуточные нейтроны, попадая в воду, тормозят свой "бег".
Как раз в водной полости и концентрируются необходимые для исследований и экспериментов тепловые нейтроны, их приблизительно в 25 раз больше, чем в самой активной зоне.
Чем дальше проникают нейтроны в толщу отражателя, тем больше энергии теряют. Количество быстрых нейтронов уменьшается, но зато возрастают потоки тепловых.
Активная зона набирается из кассет. Каждая из них представляет собой пакет из тепловыделяющих пластин.
Вода под давлением 50 атмосфер с большой скоростью протекает через щели пластин, интенсивно охлаждая активную зону, и здесь облучается. Часть ее разлагается на водород и кислород – образуется гремучий газ. Поэтому предусмотрена специальная система, в которой гремучий газ сгорает.
Для сборки активной зоны служит перегрузочная машина, находящаяся в самом корпусе реактора. Такой принцип осуществлен впервые в мире. В корпусе устроен своеобразный склад кассет. Если одна из кассет в активной зоне, выгорает, машина вытаскивает ее и отправляет на этот склад, там берет новую кассету и ставит ее на место выбывшей. Только когда отработаны все кассеты, производится большая перегрузка.
В реакторе много исследовательских каналов. В самом центре активной зоны, там, где вода, проложен большой канал. Он нужен для облучения материалов тепловыми нейтронами. 15 других каналов сделаны в отражателе на разном расстоянии от активной зоны. В них можно облучать образцы быстрыми и промежуточными нейтронами.
Есть еще в реакторе, кроме этих 16 вертикальных каналов, – 5 горизонтальных, предназначенных для физических экспериментов. Эти каналы проходят от активной зоны через отражатель, биологическую защиту и заканчиваются за пределами установки. Нейтронные пучки идут в боксы, где с ними работают. Один из них – стометровый – даже выходит за пределы здания. Его также используют для различных физических исследований.
Все управление реактором сосредоточено на пульте.
Один человек наблюдает за аппаратом, контролирует автоматы.
Стержни автоматического регулирования и здесь выполнены из кадмия, хорошо поглощающего нейтроны.
Сначала они опущены вниз. По мере того как горючее выгорает и нейтронный поток ослабляется, стержни чутьчуть поднимаются: поглощение нейтронов уменьшается, поток их вновь усиливается. "Ядерный огонь" горит равномерно… Если бы не было этих стержней, количество нейтронов неуклонно сокращалось, облучить образцы в строго постоянном потоке было бы невозможно.
Как только стержни-регуляторы займут верхнее положение, вмешивается оператор. Он несколько приподнимает компенсирующие стержни в активной зоне реактора. При этом поток нейтронов резко увеличивается, стержни-регуляторы вновь опускаются, чтобы стабилизировать поток нейтронов. Только после того как все стержни окажутся наверху, реактор останавливается.
Ядерное горючее полностью выгорело. Предстоит большая перегрузка. Из активной зоны и со склада убирают использованные кассеты. Их отправляют на выдержку и затем на переработку, а аппарат загружают новой порцией топлива.
– Мне хотелось бы подчеркнуть, – говорит начальник установки СМ Владимир Андреевич Цыканов, – что не только сам реактор является уникальным – множество конструкций решено принципиально иначе. СМ создавала большая группа ученых, конструкторов, инженеров. И в целом все новое складывалось из сотен различных новшеств, одни из которых вполне можно назвать открытиями, другие – изобретениями, третьи рационализаторскими предложениями… Да и сейчас мы постоянно совершенствуем наш реактор…
Несколько секунд мне довелось пробыть под реактором. Наверху, в зале, тихо, там не ощущаешь, что под ногами бушует "атомный огонь". Но внизу, у днища реактора, где по трубопроводам подается к активной зоне вода для охлаждения, впечатление совершенно иное.
Рвется из бетонных объятий реактор, гудит. И в этих звуках чувствуется огромная мощь укрощенного ядерного пламени.
Рядом со зданием реактора выросли два других: материаловедческая и радиохимическая лаборатории. В первой исследуются образцы, которые облучаются в каналах отражателя. Радиохимиков же интересует центральный канал, где работают тепловые нейтроны. Там рождаются трансурановые элементы.
В распоряжении еще одной группы ученых находятся и горизонтальные каналы с нейтронными пучками, и сам реактор. Это не кто иные, как «чистые» физики.
Материаловедческая лаборатория – гордость института, одна из крупных в мире. Первое, что бросается в глаза, когда переступаешь ее порог, кумачовое знамя.
Это награда за труд.
Первое место в соревновании, самая высокая культура производства, самое большое число изобретений и рационализаторских предложений, оригинальные доклады па конференциях молодых специалистов принадлежат материаловедческой лаборатории. Даже когда проводятся месяц здоровья, спортивные мероприятия или смотр художественной самодеятельности, все равно сотрудники лаборатории не могут уступить первенство. Что ж, отличная традиция!
– Наша лаборатория возникла 16 февраля 1964 года, – рассказывает ее начальник Михаил Антонович Демьянович, – для изучения конструкционных и расщепляющихся материалов, используемых в ядерных реакторах. Это новая область науки. Раньше, когда проектировались реакторы, не знали, какими же будут свойства материалов, подвергшихся облучению. Их изучали в "естественном виде". Однако вскоре ученые убедились, что этих данных явно не хватает, более того, они могут привести к серьезным ошибкам. На самой заре атомного века, например, широко применяли "молибденовые стали", то есть углеродистые стали, легированные молибденом. Из них изготовляли различные конструкции внутри реактора. И хотя эти стали обладали как будто бы подходящими характеристиками, через три-четыре года конструкции выбывали из строя. Из-за облучения сплав становился хрупким, резко усиливалась коррозия, и он разрушался. Пришлось заменить его цирконием и нержавеющими сталями, которые лишены этих недостатков.
Сейчас хорошо известно, что некоторые виды стали под действием излучения, высокой температуры и агрессивной среды делаются ломкими, изменяют свои механические свойства. Чтобы четко ориентироваться, как станут вести себя пластмассы, большинство чистых металлов, сплавов и других соединений в условиях реактора, нужна такая лаборатория, как наша.
Она разделена на две части: «холодную» и "горячую".
В первой материалы проходят проверку до облучения.
Их подвергают растяжению в широком диапазоне температур, пробуют на изгиб и т. д. Но это только механические испытания, кроме того, осуществляется весь комплекс физических исследований. Благодаря этому мы знаем все достоинства и недостатки «объекта» наблюдений.
"Горячая" часть лаборатории занята тем же, только она имеет дело с облученными в реакторе образцами. Поскольку они радиоактивны, чтобы изолировать человека, пришлось возвести стенд из тяжелого бетона. Толщина бетонной защиты колеблется от 400 до 800 миллиметров, в зависимости от дозы излучения.
Весь «горячий» цех состоит из трех зон. Первая – 36 связанных между собой камер, покрытых изнутри нержавеющей сталью, где находятся образцы. Вторая – ремонтный коридор позади камер, откуда при необходимости можно попасть в любую из них. Третья – операторская, из которой с помощью манипуляторов и системы электрического управления ведутся работы. Через специальное окно оператор видит, что делается в камерах.
В первой зоне максимальное разрежение, во второй давление чуть побольше, в третьей – самое высокое (атмосферное). Это для того, чтобы при разгерметизации воздух не загрязнялся радиоактивными веществами, так как подсос будет идти из операторской.
В камерах предусмотрены специальные фильтры очистки.
Если к такой системе добавить меры предосторожности, принятые в обязательном порядке на всех атомных установках, то нетрудно убедиться, что человек в полной безопасности…
После этой короткой беседы с Демьяновичем отправляемся в «горячий» цех материаловедческой лаборатории. В санпропускнике снимаем ботинки, надеваем тапочки, белые халаты и шапочки, кладем, как положено, в карман индивидуальные дозиметры.
Транспортный зал… Сюда от реактора СМ к центральной камере приходит контейнер поменьше. Он опускается в приемник, а там уже из него извлекаются пакеты с облученным материалом, которые по транспортеру попадают в другие камеры. Несколько из них предназначено для разделки образцов.
Инженер Валерий Прохоров дает пояснения.
– Смотрите, это фрезерный станок, – мы заглядываем в одно из окон, приводы от него в операторской.
Здесь только те части, которые необходимы для обработки. Все механизмы находятся или в операторской, или под камерой. Там своеобразное небольшое машинное отделение – чтобы обеспечить дистанционное управление и облегчить ремонт оборудования.
Сначала образец очищается с помощью ультразвука.
Затем оператор устанавливает его на станке (для этого и нужны манипуляторы). Станок действует так же, как и обычный. Только команды получает на расстоянии – от оператора.
Рядом в камерах – другие станки: для абразивной резки, шлифовки, слесарной доводки и т. п. Обычная механическая мастерская, но… заключенная в бетонную и стальную защиту.
Дальше – установки для испытаний на растяжение, изгиб, сжатие, на ударную вязкость и пр.
– Какие же исследования по сравнению с «холодной» частью здесь не проводятся? – спрашиваю у Валерия Прохорова.
– В том-то весь смысл, чтобы они были одинаковыми, чтобы можно было сравнить результаты до и после облучения…
В соседней лаборатории – физики. Останавливаемся рядом с Альбертом Полуниным.
– Я только что наладил автомат для взвешивания, – охотно объясняет он, – теперь проверяю.
"Механические руки" осторожно приближаются к образцу, аккуратно кладут его в крохотную лодочку. Потом лодочка, цепко зажатая пальцами манипулятора, плывет к автомату и мягко опускается на торчащие рычаги.
– Все, – облегченно вздыхает Полунин. – Понимаете, очень трудно поставить лодочку на рычаги. Иногда минут двадцать уходит. Нужна чрезвычайно точная координация движений. Смотрите, смотрите…
Рычаги поворачиваются, исчезают. Снизу поднимается ванночка.
– В ней находится вода, образец автоматически взвешивается. А вот и результат, – физик показывает на пульт, где ярко вспыхивает цифра, данные, "как в аптеке", до одной десятитысячной грамма. Можно автоматически взвешивать не только в жидкости, но и в возДухе.
За следующий образец берусь я. Но манипулятор отказывается слушаться. Промахиваюсь несколько раз подряд.
– Это не так просто, – улыбается Полунин, – нужно привыкнуть, практика нужна. У нас в лаборатории есть настоящий виртуоз. Он может подбросить лодочку и поймать ее. Я сколько ни пытался, не получается.
А он говорит, что его нервы удлинились и тянутся туда, в камеру. Вот он и «осязает» все, как своими пальцами.
…Еще долго ходим по лаборатории. Чего только здесь нет: аппаратура для тончайших физических опытов, печь для отжига металла, установки для испытания полимеров, миниатюрные станки, устройства, аппараты и приборы.
– Оборудование самое современное, – Михаил Антонович Демьянович доволен, что его «хозяйство» произвело хорошее впечатление, – но и задачи непростые. Предстоит развернуть большой фронт исследований. Да они уже начались, хотя лаборатория совсем юная. И жизнь требует от нас практической отдачи, и сами сотрудники так и рвутся к работе.
…Атомники хорошо помнят историю с "молибденовой сталью". Теперь подобное случиться не может. В Димитровграде действует одна из лучших в мире материаловедческих лабораторий. И без сомнения, пройдет немного времени, и исследования, проведенные здесь, не только помогут творцам реакторов, но и обогатят науку, потому что многое можно познать, вооружившись таким совершенным оружием.
Внешне они не схожи, однако судьбы у них – почти одинаковые. Обоим около тридцати, по кажется, эти два человека уже много лет связаны друг с другом.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28