100 великих достижений цивилизации - Станислав Эдуардович Ермаков

в декабре 1938 года немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман в Институте кайзера Вильгельма впервые в мире смогли осуществить искусственное расщепление ядра атома урана. Это был сугубо научный эксперимент, который повлек за собой далеко идущие последствия: ведь именно после публикации его результатов и появилась мысль о возможности цепной ядерной реакции и практического ее использования в атомных энергетических установках.

Первый в мире реактор, названный СР–1 (сокращение от Chicago Physics), был создан знаменитым Энрико Ферми в сотрудничестве с рядом других выдающих физиков. Устройство смонтировали под трибунами стадиона Чикагского университета, в теннисном зале. В первый урановый реактор было загружено 6 тонн металлического урана и некое количество окиси урана, поскольку чистого недоставало. 2 декабря 1942 года при расчетной начальной мощности 0,5 ватта реактор был запущен.

Регулировали его работу вручную, используя кадмиевые стержни, которые поглощали избыток нейтронов.

Эта первая, опытная установка позволила провести экспериментальное исследование процесса получения плутония. В 1943 году в Аргоннской национальной лаборатории был построен точно такой же реактор СР–2, а год спустя – реактор СР–3. Замедлителем в нем служила тяжелая вода, что позволило значительно уменьшить размеры реактора.

Опытные реакторы опытными реакторами, а вот первая промышленная установка для производства плутония была запущена летом 1948 года на Урале. Этот ядерный реактор положил начало всей атомной промышленности СССР. Он дал возможность получать новый вид топлива – плутоний в масштабах, необходимых для громадной страны.

Возглавлял советский атомный проект академик Игорь Васильевич Курчатов, под чьим руководством в московской Лаборатории № 2 АН СССР (ныне известной как РНЦ «Курчатовский институт») группой специалистов и велись эти работы. А вот главным конструктором промышленного реактора стал директор НИИхиммаша (ныне Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники) Николай Антонович Доллежаль.

Доллежаль был очень удивлен, но впоследствии пришел к выводу, что выбор на его организацию пал потому, что его сотрудники «…больше других привыкли иметь дело с экстремальными условиями, в которых должны работать наши машины: необычно высокими давлениями, химически агрессивными средами. И это, наверное, делало нас чуточку больше других приспособленными к созданию неординарных устройств».

Пять групп конструкторов одновременно работали над проектом реактора. Руководили ими Павел Деленс, Василий Рылин, Виктор Вазингер, Борис Флоринский и Михаил Сергеев.

Основу проекта составила разработанная в Лаборатории № 2 схема уран-графитового реактора с горизонтальным расположением технологических каналов. В них размещались охлаждаемые проточной водой урановые блоки.

Комплекс первого здания советского атомного реактора

Вскоре Доллежаль предложил перейти на вертикальную схему со свободно стоящими графитовыми колоннами, поскольку она позволяла более просто и надежно решать вопросы теплообмена, гидравлики, возможных деформаций технологических каналов и графитовой кладки, управления реактивностью, перемещения урановых блоков, то есть основные проблемы, которые вставали перед конструкторами и инженерами при эксплуатации реактора.

В марте 1946 года комиссия одобрила вертикальный вариант компоновки реактора, и конструкция, обозначенная «А», была принята для дальнейшей разработки в КБ–10 Наркомтяжмаша (впоследствии Государственный специализированный проектный институт). Технический проект установки создали через три месяца, а одновременно вели и экспериментальную отработку узлов аппарата под научным руководством Курчатова.

В то же самое время на юге Уральских гор на территории таинственного комбината номер 817 вовсю разворачивались строительные работы. Будущий город Челябинск–40, ныне известный как Озерск, рос не по дням, а по часам

Уже к началу осени 1946 года был готов предварительный проект котлована под реактор «А», а к середине весны 1947 провели все земляные работы. 11 тысяч человек вручную, с минимальной механизацией, сумели создать котлован глубиной до 53 метров, для чего понадобилось извлечь 157 тысяч кубических метров породы. И все это за каких-то семь месяцев! Затем началось бетонирование, при этом впервые в строительстве был использован «тяжелый» бетон (с добавками железной руды для лучшей защиты), а к концу 1947 года здание уже было готово.

В начале января 1948 года на территорию Лаборатории № 2 по железнодорожной ветке доставили товарный вагон, который начали загружать оборудованием, материалами, пусковыми установками. Пусковая группа во главе с Курчатовым вечером 11 января 1948 года отправилась с Казанского вокзала на восток…

Все приходилось делать впервые, а ведь монтаж ядерного реактора – очень сложный, ответственный и опасный процесс. Разработка некоторых этапов строительства и совершенствование технологий осуществляли прямо на месте. Приходилось решать огромное количество вопросов, как технологических, так и социальных.

Наконец вечером 7 июня 1948 года наступил решающий момент – пуск установки. Курчатов стоял у пульта управления на месте главного оператора. Рядом находился научный руководитель реактора «А» Игорь Семенович Панасюк. Начальник смены главный инженер Владимир Иосифович Меркин впоследствии вспоминал: «Аварийные стержни возведены. Подача воды в реактор прекращена. Игорь Васильевич, нажимая на кнопку, постепенно извлекает последний запирающий стержень. Панасюк постоянно информирует о росте показаний импульсной ионизационной камеры. На основании этой информации Курчатов продолжает выдвигать стержень, пока не получает сигнала о начале экспоненциального разгона нейтронной мощности реактора. Наконец, подавляя волнение, все заметили, что отчетливо, с уклоном слегка вверх, поползла линия на ленте самописца мощности, заработали щитовые указатели доз радиации».

Было это в 00 часов 30 минут 8 июня 1948 года. Когда установка достигла мощности 10 киловатт, Курчатов заглушил цепную реакцию, эксперимент был завершен.

С 22 июня началась круглосуточная работа реактора.

В середине XX века мир вступил в эпоху атомной энергетики. Парадокс в том, что если тщательно соблюдать все правила, то при всей опасности, которую несут ядерные реакторы, атомная энергия значительно дешевле любой другой, экологичнее и… безопаснее. Беда в том, что мир никак не может отказаться от ядерного и другого оружия массового поражения. А ведь если бы это удалось, возможно, наука имела бы достаточно средств для нахождения других, безопасных источников энергии.

Суровый искусственный материал

Вот странно: с одной стороны, сегодня экологи бьют тревогу по поводу замусоренности пластиком нашей планеты, причем тревога эта вполне оправдана. С другой, а куда мы без пластиков? И дело, конечно, не в упаковочных пакетах (с точки зрения автора многоразовые при походах в магазин вообще удобнее, да и прочнее), лишь в достойной сожаления человеческой привычке не убирать за собой мусор. Но как вообще пластики вошли в нашу жизнь?

Основе всех пластиков – полимеры, что буквально означает молекулу, которая состоит из множества («поли», «много») частей («мерос»), где каждая часть представляет собой мономерную, то есть состоящую из одной («монос») части, молекулу. Полимеризация – процесс, известный в природе, и, строго говоря, люди знакомы с ним очень давно. Именно им объясняется свойство некоторых материалов под внешним тепловым или химическим воздействием. Это можно сделать, например, с костями, которые под нагревом становятся гибкими.

Но собственно пластики, к которым мы все привычны, откуда и как вошли они в жизнь