Ф-1 (реактор)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ф-1
Первый Физический RIAN archive 500897 Control panel of the first Russian nuclear reactor.jpg
Щит управления первого российского ядерного реактора, 1993 год
Назначение реактора

Экспериментальный

Технические параметры
Теплоноситель

Без охлаждения

Топливо

Необогащённый металлический уран

Тепловая мощность

до 1 МВт

Электрическая мощность

нет

Разработка
Научная часть

Лаборатория № 2 АН СССР

Конструктор

И. В. Курчатов

Новизна проекта

Первый реактор в СССР и Европе

Пуск

25 декабря 1946 года

Эксплуатация

1946-2016

Построено реакторов

1

Почтовая марка России 2016 года, посвящённая реактору Ф-1 (ЦФА [ИТЦ «Марка»] № 2179)

Ф-1 (первый физический реактор) — первый атомный реактор в СССР и Европе, памятник науки и техники.

История[править | править код]

Задача создания ядерного реактора возникла в связи с созданием ядерного оружия. Для него было необходимо подходящее делящееся вещество. В результате исследований по простоте, быстроте и стоимости был выбран плутоний-239 (т. н. оружейный плутоний). В природе плутоний не встречается, его нужно получать искусственно. Например, облучая нейтронами уран-238.[1] Для получения плутония в оружейных количествах необходимо было длительно облучать мощными потоками нейтронов значительные количества урана. Проще всего этот процесс можно было осуществить в рамках управляемой цепной реакции, для осуществления которой нужно специальное устройство — ядерный реактор.

Реактор Ф-1 создавался как опытная площадка для отработки технологий и процессов получения плутония, топливо для реактора поставлялось лабораторией радия Гиредмета (начальник З. В. Ершова)[2]. Он был спроектирован и построен в Лаборатории № 2 АН СССР, которая находилась в Москве, современный адрес — площадь Курчатова, 1. И. В. Курчатов руководил группой учёных[3]:

  • И. С. Панасюк осуществлял общее управление, нёс административные функции.
  • Б. Г. Дубовский, М. И. Повзнер и B.C. Фурсов занимались расчетами накопления плутония в реакторе.
  • Б. Г. Дубовский также проводил опыты по защите от гамма-лучей при хранении ядерного топлива, изобретал и собирал счетчики, которые на тот момент нигде не производились.
  • Е. Н. Бабулевич спроектировал и построил систему регулирующих стержней для управления цепной реакцией.

Пуск[править | править код]

Пуск реактора возглавлял И. В. Курчатов, ему ассистировал И. С. Панасюк. Б. Г. Дубовский, Кондратьев и Павлов остались в том же помещении, но Курчатов просил их наблюдать за приборами и не предпринимать активных действий по управлению запуском[3].

25 декабря 1946 года в 18 часов впервые наблюдалась цепная саморазвивающаяся реакция. Таким образом, от момента организации Лаборатории № 2 АН СССР до пуска Ф-1 прошло менее четырех лет.

Эксплуатация[править | править код]

В реакторе Ф-1 были впервые в СССР получены значительные, так называемые весовые количества плутония. До этого физики располагали лишь индикаторным количеством этого элемента, то есть достаточным для идентификации его присутствия в образце. Переработка ОЯТ реактора для выделения плутония велась в НИИ-9.

Реактор сразу после старта активно использовался для обучения советских физиков-эксплуатантов ядерного реактора. Практические занятия на первом реакторе проводили специалисты, которые его собирали и запускали: И. С. Панасюк, Б. Г. Дубовский, И. В. Мостовой, Е. Н. Бабулевич. В октябре 1947 года на реакторе была обучена первая группа инженеров управления работой атомного реактора. Эти люди могли занять должность начальника смены[4].

Опыт эксплуатации Ф-1 позволил приступить к строительству на Урале (ныне — город Озерск) первого промышленного реактора А-1 мощностью 100 МВт. Он заработал в июне 1948 года.

На 2016 год реактор заглушен[5], но, тем не менее, все еще числится в списке инструментов Курчатовского института.[6] Еще недавно его использовали в качестве эталона для калибровки нейтронной аппаратуры. 26 декабря 2016 года в реакторном здании открыли музей. Реактор является памятником науки и техники.

Конструкция[править | править код]

Топливом в Ф-1 является металлический уран с природным содержанием изотопа 235U (0,72 %), графит в качестве замедлителя, кадмиевые стержни для управления потоком нейтронов. Конструктивно представляет собой шарообразную конструкцию диаметром около 6 метров, сложенную из незакрепленных графитовых кирпичей. В графитовой кладке имеются отверстия, в которые помещают топливные и регулирующие стержни, а также исследовательскую и контрольную аппаратуру. Вес графита 400 тонн, урана 50 тонн.

Тепловая мощность реактора от 100 Вт до 1 МВт. Охлаждение воздушное, при необходимости принудительный обдув обеспечивался вентиляторами. Длительная работа на большой мощности была невозможна, но большая масса активной зоны позволяла кратковременное повышение мощности до пиковых значений.

Биологическая защита Ф-1 была примитивна и заключалась в заглублении реакторного помещения под землю. При работе на высокой мощности около здания отмечался высокий радиационный фон. Во время работы в форсированном режиме им управляли из удаленного на 500 метров помещения, а на крыше здания реактора зажигали фонарь, предупреждавший сотрудников об опасности.

Примечания[править | править код]

  1. Ларин Иван Иванович Реактор Ф-1 был и остаётся первым // Наука и жизнь : Журнал. — М., 2007. — Вып. 8.
  2. Зинаида Васильевна Ершова // Росатом : Официальный сайт. — М..
  3. 1 2 В. Н. Новоселов. Глава 12. Уран с графитом заговорили по-русски! // Тайны «сороковки» О первенце атомной промышленности — производственном объединении «Маяк» в городе Челябинск-40 (Озерск). — 2-е издание, исправленное и дополненное. — Екатеринбург: ИПП "Уральский рабочий", 1995. — 445 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85383-102-X.
  4. В. Н. Новоселов. Глава 31. Кадры решают всё. Историческая справка // Тайны «сороковки» О первенце атомной промышленности — производственном объединении «Маяк» в городе Челябинск-40 (Озерск). — 2-е издание, исправленное и дополненное. — Екатеринбург: ИПП "Уральский рабочий", 1995. — 445 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85383-102-X.
  5. 70 лет назад был запущен первый отечественный ядерный реактор Ф-1
  6. Исследовательский реактор Ф-1

См. также[править | править код]

  • CP-1 — первый в мире искусственный ядерный реактор в Чикаго (шт. Иллинойс, США), 1942 год.