Файл: Боруля, В. Л. Именем жизни.pdf

ных или железобетонных корпусов, роль которых играет графитовая кладка из крупных блоков. Тех­ нологическая схема этих АЭС одноконтурная: вода, прокачиваемая циркуляционными насосами через реактор, нагревается и в виде водо-паровой эмульсии попадает в барабаны-сепараторы, откуда уже сухой пар идет в турбину.

Втекущем пятилетии будет развернуто стро­ ительство еще нескольких АЭС с реакторами по миллиону киловатт.

Вотличие от обычных тепловых электростанций

АЭС не загрязняют воздушный бассейн.Четко разра­ ботанные методы биологической защиты, обезвре­ живания и захоронения вредных для здоровья ра­ диоактивных отходов настолько надежны, что ис­ ключают какую бы то ни было опасность радиоак­ тивного заражения.

Будущее рождается сегодня, рождается в проект­ ных и научно-исследовательских институтах, на строительных площадках. Недалеко то время, когда атомные электростанции будут снабжать не только электричеством, но горячей водой промышленные предприятия, города и поселки.

На далекой Чукотке сооружается первая запо­ лярная Билибинская атомная теплоэлектроцентраль мощностью 48 тысяч киловатт, которая уже в этом пятилетии поможет золотодобытчикам легче перено­ сить невзгоды сурового климата.

Атомные электростанции и атомные теплоэлек­ троцентрали будущего изменят лицо заполярных го­ родов. Они создадут в тяжелых заполярных усло­ виях оптимальный микроклимат, будут отапливать гигантские парники и теплицы. Проекты подобных городов в Арктике уже созданы творческой фанта­ зией строителей и ученых.

Мы уже знаем, что атомная энергетика позволит

52

сократить грузопотоки топлива. Она сохранит цен­ ное сырье для нужд химии, поможет в электрифи­ кации энергоемких производств, принесет людям даже в самых отдаленных уголках свет и новый подъем уровня жизни.

Но хватит ли для стремительного развития атом­ ной энергетики ядерного горючего? Вопрос далеко не праздный. Рассеянные запасы урана в земной коре и в океане колоссальны, хотя разведанные кладовые дешевых урановых руд выглядят пока скромно. Дело, однако, вот еще в чем. В наиболее распростра­ ненных сейчас атомных реакторах на тепловых (медленных) нейтронах используется толрко один изотоп урана — уран-235. Лишь он способен участво­ вать в грандиозном процессе, который наука назвала цепной реакцией деления ядер. К сожалению, в при­ родном уране содержится всего 0,7 процента этрго изотопа. Остальные 99,3 процента падает на долю урана-238, который в реакторах на тепловых ней­ тронах пока использоваться не может. Когда уче­ ные-физики говорят о практически неисчерпаемых ресурсах ядерного горючего, то имеют в виду «ввод в игру» вторичного продукта — плутония, который образуется в тепловом реакторе из урана-238. А плу­ тоний ведет себя в реакторе наподобие урана-235, являясь делящимся материалом. Сжигая ядерное го­ рючее, любой реактор производит новое ядерное го­ рючее, количество которого определяется значением коэффициента воспроизводства — КВ. А это озна­ чает, что кроме электроэнергии на атомной электро­ станции можно получить столько же ядерного горю­ чего, сколько было затрачено данной АЭС.

.фт масштабов наработки плутония в тепловых реакторах сегодняшних электростанций зависит раз­ витие еще одного очень важного направления ядерной энергетики. Так называемые быстрые реакторы,

53

или бридеры, Позволяют достигать коэффициента воспроизводства, решительно превышающего еди­ ницу,— около 1,5 для большинства современных проектов реакторов (физически возможно увеличе­ ние КВ до 2,2— 2,5). В принципе «быстрые реакторы» могут повышать степень использования природного урана в 30— 40 раз по сравнению с традиционными тепловыми реакторами. Это делает их ценными ис­ точниками дорогого уранового сырья, что способст­ вует увеличению ресурсов ядерного горючего в ты­ сячи раз и надолго обеспечит потребность в нем атомной энергетики.

Как это происходит? В активной зоне реактора — ядерной топке — атомные ядра распадаются и ос­ колки вещества порождают то, что в обиходе мы на­ зываем атомной энергией. В реакторе на быстрых нейтронах наряду с выгоранием урана-235 накапли­ вается другое топливо. Бездеятельные ядра урана238 или тория-232, помещенные по соседству с ак­ тивной зоной, поглощают избыток нейтронов, пре­ вращаясь в драгоценный плутоний-239 или уран-233, которые также могут быть использованы в качестве атомного горючего. На каждые 10 разделившихся ядер урана-235 возникает 15 ядер нового топлива. Значит, 10 килограммов горючего сожгли, получили энергию и еще дополнительно 15 килограммов дру­ гого горючего. Вот почему физики видят ближайшее будущее атомной энергетики в реакторах на быст­ рых нейтронах.

Работы, связанные с созданием «быстрых реакто­ ров», начались у нас в 1949— 1950 годах, еще до пуска первой АЭС, когда ученым стало очевидно, что эти реакторы позволят решить проблему воспроиз­ водства горючего.

Первый реактор на быстрых нейтронах был соз­ дан все в том же Обнинске, в Физико-энергетиче­

54

ском институте. Это была не менее увлекательная и не менее перспективная работа, чем комплекс АМ — атом мирный, поскольку она открывала качественно новое направление в атомной энергетике.

Здесь тоже пришлось решать множество «иксов» и «игреков» и тоже проходить стадии первой неяс­ ности и первой ясности. К примеру, теплоноситель. В первых реакторах тепло отводилось с помощью воды, газов или органических жидкостей. В реакто­ рах на быстрых нейтронах эти теплоносители неэф­ фективны. Здесь наиболее удобен металл. Но попро­ буйте заставить его циркулировать в десятках кило­ метров труб!

Может быть, применима ртуть? И обнинцы в ре­ акторе на быстрых нейтронах БР-2 в качестве теп­ лоносителя впервые использовали этот «живой» ме­ талл. Но он оказался ужасным «задирой»: — сра­ жался с трубопроводами, с оболочками твэлов, вгры­ зался в них, разъедал. Пришлось от него отказаться. И вновь поиски. Обнадеживающие результаты сме­ нялись разочарованиями, вели к новым исследова­ ниям, новым экспериментам. Хорошим теплоносите­ лем оказался натрий и к тому же почтительным по отношению к нержавеющей стали, укрывающей твэлы. Натрий — один из немногих элементов, кото­

Именно натрий, получивший путевку в жизнь в Об­ нинске, работает сегодня в быстром опытном реак­ торе тепловой мощностью 60 тысяч киловатт БОР-60, сооруженной в Мелекессе, в Научно-исследователь­ ском институте атомных реакторов, и будет работать в строящихся «быстрых реакторах» электрической мощностью 600 тысяч киловатт на Белоярской АЭС и на Мангышлаке.

Реакторы на быстрых нейтронах твердым шагом

55

входят в атомную энергетику. С помощью этих ре­ акторов человек не только получит электроэнергию, не только сможет воссоздать ядерное горючее, снаб­ дить людей теплом, но и сумеет получать из морской воды пресную.

Об этом расскажем подробней.

Вода. Без нее нет и не может быть жизни. Все процессы в живых и растительных организмах со­ вершаются с помощью воды. С древних времен че­ ловек устраивал поселения там, где в избытке была вода. Бывали случаи, и нередко, когда тот или иной крупный город испытывал недостаток в воде, и тогда за многие километры тянули водопроводы. До сих пор сохранились развалины древнеримского водо­ провода протяженностью в сто километров, и по­ ныне можно видеть отдельные элементы мытищин­ ского акведука, которым за тридцать километров снабжали вкусной ключевой водой из Мытищ жите­ лей Москвы. До сих пор существуют многокиломет­ ровые каналы в Средней Азии.

По мере того как развертывается промышленное производство, улучшается быт людей, растет благо­ устройство городов, потребление воды резко увели­ чивается. Возникает вопрос об экономном расходо­ вании пресной воды. Вода, как и топливо, размещена неравномерно. Огромные районы Африки, Ближнего

иСреднего Востока, Северной и Южной Америки страдают от хронической нехватки ее. Есть районы

ив нашей стране, где не хватает пресной воды, и это сдерживает их промышленное развитие, делает не­ возможным использование на благо человека бога­

56':

публики, почти нет рек и других источников воды.

Издесь на помощь приходит мирный атом.

Вгороде Шевченко, расположенном - на берегу Каспийского моря, скоро начнет действовать «быст­ рый реактор» тепловой мощностью миллион кило­ ватт. Он будет отдавать часть своего тепла опытно­ промышленной опреснительной установке, которая

превратит соленую воду, поступающую из Каспия, в чистую и вкусную. Производительность установ­ ки— 15 000 кубических метров дистиллята в сутки. Основной элемент ее — выпарные аппараты с поверх­ ностью нагрева каждого 1600 квадратных метров.

Вырабатывая электроэнергию и сразу же отдавая тепло, атомная электростанция становится более экономичной. Это происходит потому, что для выра­ ботки электроэнергии можно использовать только 25— 40 процентов высоко нагретого пара, остальное тепло (более низкой температуры) в лучшем случае идет на отопление, а в худшем просто сбрасывается в водоемы.

Двухцелевая атомная электростанция в часы «пик» сможет использовать основную массу тепла, создаваемого в реакторе, на производство электро­ энергии, а в часы спада — на опреснение воды. Есте­ ственно, коэффициент полезного действия такой атомной электростанции выше, а значит, она эконо­ мичней.

В настоящее время вырабатываемая опресни­ тельной установкой вода еще дорога, чтобы ее можно было использовать для нужд промышленности и сельского хозяйства в районах, где вдосталь пресной воды. Но в будущем мощные атомные и термоядер­ ные Электростанции, более совершенные и крупные опреснительные установки навсегда решат проблему нехватки пресной воды.

Итак, мы познакомились с основными направле­

57

ниями развития атомной энергетики в ближайшие годы. Девятая пятилетка знаменует собой качест­ венно новый этап развития этой отрасли народного хозяйства — строительство ряда мощных АЭС и под­ готовку к созданию еще более мощных атомных электростанций в следующем пятилетии. Этот новый этап подготовлен достижениями советских физиков, конструкторов, проектировщиков, строителей, име­ ющих самое совершенное в мире оборудование, он подготовлен развитием нашей металлургии, химии, приборостроения и конечно же развитием энергети­ ческого и специального машиностроения. Наконец, переход к новому этапу подготовлен эксплуатацион­ никами АЭС, четкая работа которых позволила ут­ вердить авторитет и безопасность АЭС.

ИНДУСТРИЯ изотопов

Атомный сейф страны

База Всесоюзного объедине­ ния «Изотоп», проходная. Предъявляем удостовере­ ния и входим в проходную. Настенный ящик,— эта­ кая табельная доска, где вместо номеров дозиметры — портативные счетчики ядерных частиц, стерженьки с прищелкой, как у авторучки. Нам вручают их по два на каждого.

— Минутку! — Работник базы протягивает нам черный пластмассовый футлярчик и, отвечая на наш безмолвный вопрос, поясняет: — Фотокассета инди­ видуального дозиметрического контроля. На выходе пленку проявят: прозрачная — значит, все в порядке. Тройной контроль — гарантия полной безопасности.

Тяжелая, окованная стальными листами свинцо­ вая дверь открывается легко и бесшумно. За пер­

58

выми ее створками — вторая столь же внушитель­ ных размеров дверь, которая захлопнулась плотно, намертво. Ощущение весьма непривычное — будто попал в огромных размеров сейф. Впрочем, так оно и есть. Это сейф, один из атомных сейфов страны. Бьет в глаза тревожное переплетение красных и желтых лепестков с алой каплей в центре — знак «радиационная опасность».

Бокс. Барьеры из свинца, бетонные стены, сталь­ ной настил пола. Под ним — траншеи для контейне­ ров. Как правило, порция радиоактивного препарата мизерная — несколько миллиграммов. Зато контей­ неры, в которых их перевозят, имеют более чем вну­ шительные размеры. К примеру, кобальт, который имеет особую проникающую способность, весьма ча­ сто перевозят в контейнерах, сделанных из ...урана, поверх которого надевают свинцовую рубашку — броню. Иначе опасно. Свинец не может полностью поглотить излучение, остановить его. Защита из обедненного урана «схватывает» лучи, впитывает их. Контейнер громоздок — две тонны. Зато абсолютно надежен.

На базе Всесоюзного объединения «Изотоп» везде надежная защита. Специальные датчики регистри­ руют малейшие отклонения естественного фона. Приборы просматривают, прослушивают каждый квадратный метр, любой закоулочек территории

радиации, замигают огоньки, тревожно зальются звонки — мгновенно будут приняты все необходимые меры для безопасности обслуживающего персонала.

Жесткие правила, четкая и продуманная система контроля, аккуратность, внимательность, строгая дисциплина — все это позволило добиться практи­ чески полной безопасности.

59