Величайшие рукотворные чудеса - Станислав Зигуненко

6 августа бомбардировщик Б-29 «Энола Гэй» сбросил «Малыша» на японский город Хиросиму. Бомба опускалась на парашюте и взорвалась на высоте 600 м от земли.

В центре города, в радиусе 2 км, не осталось ни одного целого здания. Через несколько минут после взрыва над Хиросимой прошел черный радиоактивный дождь – превращенная в пар влага сконденсировалась в высоких слоях атмосферы и выпала на землю в виде крупных капель, смешанных с радиоактивной пылью. После дождя на город обрушился порыв ветра. Он раздул гигантский пожар, в котором сгорело все, что только могло гореть. Из 76 тыс. городских зданий полностью разрушилось и сгорело 55 тыс.

В воздухе стоял удушающий смрад от горелого человеческого мяса. Несчастные, находившиеся от эпицентра на расстоянии до 800 м, за доли секунды буквально испарились. Десятки тысяч людей были поражены лучевой болезнью в крайне тяжелой форме. Уже через несколько часов у них началась сильнейшая рвота, подскочила температура до 40 градусов, появились одышка и кровотечения. Затем на коже появились страшные язвы. Через пару дней после этого большинство облученных скончались в ужасных мучениях. Всего от взрыва и лучевой болезни погибло около 240 тыс. человек. Еще около 160 000 получили лучевую болезнь в более легкой форме – то есть их мучительная смерть оказалась отсроченной на несколько месяцев или лет.

Известие о катастрофе быстро распространилось по стране, вся Япония была парализована страхом. Он еще более увеличился после того, как 9 августа самолет «Бокс Кар» сбросил вторую бомбу на Нагасаки.

Не смея противостоять новому оружию, японское правительство капитулировало.

Эта же сила приостановила и наступательный порыв И. В. Сталина. Он понял, что без своей атомной бомбы воевать с Западом бессмысленно. И все силы разведки и науки были брошены на то, чтобы разузнать секрет американской атомной бомбы и сделать такую же. Это удалось сделать довольно скоро, поскольку в группе исследователей, участвовавших в Манхэттенском проекте, нашлись люди, сочувствующие коммунистам. Одним из них, например, был немецкий физик Клаус Фукс, который передал советской разведке множество документов, касавшихся атомного проекта. Эти данные плюс собственные усилия видных советских специалистов – И. Курчатова, А. Сахарова, Ю. Харитона и других – привели к тому, что 29 августа 1949 сода, в семь часов утра, Курчатов подписал приказ о проведении взрыва первой советской атомной бомбы.

Так началась гонка атомных вооружений. И на сегодняшний день в мире насчитывается уже около десятка государств, обладающих своими собственными запасами ядерного оружия.

Атомная электростанция в Обнинске

Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР через десять лет после бомбардировки Хиросимы. В этой работе принимали участие практически те же специалисты, что и в создании советской атомной бомбы…

В 1943 г. И. Курчатов создал в Москве исследовательский центр по разработке ядерного оружия. Поначалу он носил название Лаборатории № 2, а позже был преобразован в Институт атомной энергии. Здесь и в некоторых других лабораториях в кратчайшие сроки были повторены все исследования американских ученых, осуществлена цепная реакция на опытном ядерном ураново-графитовом реакторе Ф1.

Все работы по созданию реактора были проведены НИИ Химмаш, которым руководил Н. Доллежаль. Принцип действия и устройство реактора Доллежалю были в общих чертах ясны: в металлический корпус помещались графитовые блоки с каналами для урановых блоков и регулирующих стержней – поглотителей нейтронов.

Общая масса урана должна была достигать критической, при которой начиналась поддерживаемая цепная реакция деления атомов урана. При этом выяснилось, что в среднем на каждую 1000 возникших нейтронов несколько штук рождались не мгновенно, в момент деления, а чуть позднее и вылетали уже из осколков. Существование этих так называемых запаздывающих нейтронов оказалось решающим для возможности осуществления управляемой цепной реакции.

Хотя общее количество запаздывающих нейтронов составляет всего 0,75 %, именно они существенно (примерно в 150 раз) замедляют скорость нарастания нейтронного потока и тем самым облегчают задачу регулирования мощности реактора. За это время, манипулируя поглощающими нейтроны стержнями, можно вмешаться в ход реакции, замедлить ее или ускорить. Кроме того, как выяснилось, поток нейтронов в значительной степени разогревал всю массу реактора – так что не случайно его еще иногда называют «атомным котлом».

Эти принципы и послужили основой для создания первого реактора для атомной электростанции (АЭС).

В 1950 г. технический совет из нескольких предложенных вариантов выбрал реактор, разработанный НИИ Химмаш. Строить первую АЭС решено было в Обнинске, благо что здесь уже имелся вполне работоспособный турбогенератор мощностью 5000 кВт. Оставалось лишь обеспечить его паром из воды, нагретой «атомным котлом».

Непосредственно строительством АЭС руководила Обнинская физико-энергетическая лаборатория, основанная в 1947 г. При строительстве за основу была взята конструкция промышленного реактора. Только вместо урановых стержней предусматривались урановые тепловыводящие элементы – твэлы. Разница между ними заключалась в том, что стержень вода обтекала снаружи, твэл же представлял собой двустенную трубку. Между стенками располагался обогащенный уран, а по внутреннему каналу протекала вода.

Чтобы она не вскипела и не превратилась в пар тут же в твэлах – а это могло вызвать ненормальную работу реактора, – вода должна была находиться под давлением в 100 атмосфер. Из коллектора горячая радиоактивная вода текла по трубам в теплообменник-парогенератор, после чего, пройдя через циркулярный насос, возвращалась в коллектор холодной воды. Этот ток назывался первым контуром. Теплоноситель (вода) циркулировал в нем по замкнутому кругу, не проникая наружу. Во втором контуре вода выступала в роли рабочего тела. Здесь она была нерадиоактивна и безопасна для окружающих. Нагревшись в теплообменнике до 190 градусов и превратившись в пар с давлением 12 атм., она подводилась к турбине, где и производила свою полезную работу. Покинувший турбину пар должен был конденсироваться и снова направляться в парогенератор. КПД всей энергетической установки составлял 17 %.

Оставалось лишь решить технические сложности проекта. В частности, В. Малых была предложена наиболее удобная в эксплуатации конструкция твэлов. Ураново-молибденовый порошок спрессовали с тонко измельченным магнием – этот металл должен был создать эффективный тепловой контакт урано-молибденового сплава со стенкой твэла.

На АЭС также была тщательно продумана система управления протекающими в реакторе процессами, созданы устройства

для автоматического и ручного дистанционного управления регулирующими стержнями, для аварийной остановки реактора, приспособления для замены твэлов. И вот 27 июня 1954 г. первая в мире АЭС дала промышленный ток. В настоящее время она уже не работает, служит своеобразным музеем. Но опыт, полученный при ее сооружении, был затем использован при сооружении других, более мощных и совершенных атомных энергоблоков. Атомные электростанции ныне работают не только в нашей стране, но и в США, Франции, Японии и многих других странах.

Атомные подводные лодки

Еще Жюль Верн описал затаенную мечту подводников всего мира – создать подводный корабль, который бы мог годами бороздить океаны Земли, не заходя в порт. Ныне эта мечта исполнена. Современные атомные субмарины способны совершить путешествие вокруг света, даже не всплывая. На такой подвиг оказался не способен даже капитан Немо. А вот наши подводники наперегонки в американскими, постарались совершить такое чудо. Да, не удивляйтесь, в мире долгое время соперничали, по существу, два подводных флота – советский и американский. Остальные можно было не брать в расчет – и подлодок мало, и не так они были совершенны. Зато эти два соперника все время старались утереть друг другу носы в упорном, хотя и заочном соревновании. Так уж повелось в этом, прямо сказать, не лучшем из миров – подводники редко воочию видят своего противника, разве что слышат…

Услышали, например, наши, что американцы в 1955 г. спустили на воду «Наутилус» – первую подводную лодку с атомным реактором, тотчас и себе захотели сделать такую же. Оснастили американцы свой подводный флот баллистическими ракетами типа «Поларис», и советские подлодки получили подобные же…

Ядерные реакторы для советских атомных подлодок создавались под руководством академика Н. А. Доллежаля. Того самого, что был конструктором реактора для первой в мире атомной электростанции, заработавшей в 1954 г. в Обнинске. А вывел первую советскую атомную подлодку в море капитан Л. Г. Осипенко, ставший впоследствии контр-адмиралом. Было это в начале 60-х гг.