Первенец ядерной энергетики — советская атомная электростанция, построенная недалеко от Москвы, в г. Обнинске, дала ток 27 июня 1954 г. Этот день по праву можно считать первым днем эры мирного атома.
В реактор первой «атомной фабрики электричества» погружено 128 семиметровых стержней с графитовым замедлителем — 550 кг ядерного топлива. Для передачи тепла действуют две замкнутые системы из металлических труб — два контура. В них циркулирует вода, очищенная от всех примесей. Вода первого контура движется в котле сверху вниз через урановые стержни, нагревается и идет в парогенератор. Здесь, проходя по трубкам, она отдает тепло воде второго контура, омывающей трубки. Таким образом вода первого контура нагревает воду второго.
Оба контура замкнуты, и вода в них не смешивается. Это не случайно. Ведь вода первого контура находится под действием нейтронов и сама становится радиоактивной. Значит, появляется источник излучений, опасных для людей. Другое дело — вода второго контура. Это обычная очищенная вода. Она не приносит вреда ни людям, ни машинам. Пар этой воды и движет турбину.
Чем горячее пар, попадающий в турбину, тем выше ее коэффициент полезного действия. Чтобы вода второго контура сильнее нагревалась и легче превращалась в пар, нужно как можно выше поднять температуру воды первого контура. Но кипеть она не должна. Для этого давление в первом контуре повышают до 100 атм. При таком большом давлении вода остается водой и не превращается в пар даже при температуре в 280°. Во втором же контуре, наоборот, необходимо, чтобы вода скорее закипела. Поэтому давление здесь небольшое.
Отдав свое тепло в парогенераторе и охладившись с 270 до 190°, вода первого контура снова возвращается в реактор, чтобы забрать очередную «порцию» тепла.
Управление атомной электростанцией сосредоточено на центральном щите. Сюда приходят сигналы от приборов, бдительно следящих за работой этого сложного механизма — за температурой, давлением, количеством нейтронов.
Две большие атомные электростанции в нашей стране имеют реакторы несколько иного устройства — водо-водяные. Вместо графита замедлителем в нем служит обычная вода, теплоносителем — тоже вода. Интересно, что одна
из этих электростанций совершает путешествие по воде!
Находится эта АЭС на ледоколе «Ленин» — флагмане арктического флота Советского Союза. Большой, 134-метровый ледокол может около года плавать, не заходя в порт. Три мощных электродвигателя ледокола работают на электричестве, вырабатываемом его собственной атомной электростанцией.
Водо-водяной реактор стоит и на самой мощной в нашей стране Ново-Воронежской АЭС. Более 550 тыс. квт будут вырабатывать турбины этой станции.
Полная мощность Белоярской электростанции, носящей имя И. В. Курчатова,—300 тыс. квт. Это около половины мощности Днепрогэса. Есть у нее просто сказочное свойство. Что бы вы сказали о печке, в которой горят дрова, а их количество не уменьшается? Дров даже становится все больше! Колдовство, да и только. Но, конечно, никакого колдовства нет. Есть умное использование открытий ядерной физики. Как мы говорили, в атомном котле ядра урана-238 захватывают драгоценные нейтроны и как будто наносят ущерб всему делу. Но и эти нейтроны не пропадают. Ядро урана-238, захватившее нейтрон, претерпевает изменения. Сначала оно преобразуется в ядро нового элемента — нептуния, который в свою очередь дает очень важный элемент — плутоний. А ядра плутония очень напоминают ядра урана-235. Они столь же охотно захватывают нейтроны любых энергий и превосходно распадаются, выделяя энергию. Подобно урану-238 ведут себя ядра еще одного тяжелого элемента — тория. После захвата нейтрона ядро тория превращается в ядро еще одного уранового изотопа — урана-233. А он, как и плутоний, способен делиться.
Вот и родилась у ученых блестящая идея— окружить блоки урана-235 блоками урана-238 или тория. Нейтроны, избежавшие захвата в «рабочем» уране, будут задерживаться этой «подушкой». И на смену утраченным, «выгоревшим» ядрам урана-235 появятся новые, столь же полезные ядра плутония или урана-233. Такие реакторы называются воспроизводящими.
Правда, и в реакторах атомохода «Ленин» тоже происходит воспроизводство горючего за счет превращения урана-238 в плутоний. Это на 10—20% увеличивает фактическое количе-
106