Сердце атомной энергетики

С президентом Академии наук СССР, трижды Героем Социалистического Труда А. П. Александровым беседует журналист В. Губарев

- Представим, Анатолий Петрович, что сюда, к вам в кабинет, пришел человек, который решил поехать в Волгодонск, чтобы строить Атоммаш. Вы поддержали бы его? Что бы вы сказали добровольцу семид заводе?

- Первое и главное: этому молодому человеку - а в Волгодонск, насколько я знаю, едут молодые - посчастливилось. Он частие в одной из самых крупных строек десятой пятилетки. Для многих из нас, физиков, Атоммаш как бы завершает определенный этап жизни. Это необычный завод. Здесь встречаются нынешний день и будущее. Строительство такого предприятия необходимо, потому что развитие атомной энергетики в больших масштабах неизбежно. Народное хозяйство, наука и техника требуют, чтобы удельный вес атомной энергетики постоянно повышался. Причем в следующем десятилетии темпы роста должны быть очень высокими. Это процесс закономерный, характерный для конца XX и начала XXI века. Можно сказать, что Атоммаш, где будут создаваться атомные реакторы, поможет рационально использовать топливные ресурсы страны и, следовательно, укрепит нашу экономику.

- Пятнадцать лет назад вы сказали: "Если мы с вами встретимся после семьдесят пятого года, то уже не придется подчеркивать ту роль, которую атомная энергетика играет в нашей жизни, - это каждому будет понятно. Последняя четверть века - бурное развитие большой атомной энергетики". Теперь можно сказать: ваш прогноз был точен...

- Тогда это нетрудно было предвидеть. Обычно принято считать, что прогнозирование будущего - не дело ученого. На мой взгляд, любая отрасль науки не может существовать, если не задумываться об определенной программе, которая за тот или иной срок - иногда это годы, иногда десятилетия - должна быть полностью реализована. Создавая первые энергетические реакторы, которые по сегодняшним представлениям, быть может, кажутся простыми, мы знали, что наступит время, когда реактор станет совершенным и сможет конкурировать с любой энергетической установкой.

Два десятка лет назад, когда только начала работать первая в мире советская атомная станция, многие считали, что атомная энергия, в общем-то, скорее забава ученых и инженеров и вряд ли найдет когда-либо широкое применение. Теперь так не думают. Сегодня в различных странах мира работает более ста атомных электростанций.

- Можно ли считать, что выгоднее строить АЭС, чем ГЭС и ГРЭС?

- Для многих районов страны - бесспорно. С точки зрения экономики строительство, скажем, Ленинградской АЭС выгоднее, чем ГРЭС. Не случайно XXV съезд партии предусмотрел создание мощных атомных станций.

Атомная энергетика - очень молодая отрасль нашего народного хозяйства. Ей всего тридцать лет. Мощность первой нашей станции - пять тысяч киловатт. Нынешних - миллион киловатт. Пожалуй, ни в одной области энергетики нет таких темпов развития. Однако хочу предостеречь от поспешных выводов: мол, это уже сложившаяся отрасль, и все здесь ясно. Нет, это не так. Напряженная исследовательская работа идет и сейчас. К примеру, блоки Ленинградской АЭС - по одному миллиону киловатт каждый. На атомной электростанции в Литве, строить которую начинают" блоки будут уже по полтора миллиона киловатт. Столь высокий прирост мощности получен за счет улучшения конструкций станции.

- Естественно, что этой работой заняты тысячи специалистов, но тем не менее есть ли "Главный конструктор" атомной энергетики? Если да" то кто он?

- Игорь Васильевич Курчатов.

- Когда вы встретились с ним впервые?

- В конце двадцатых годов. Мы тогда делали первые шаги в науке... Случилось это в 1934 году. С Игорем Васильевичем мы были знакомы уже более семи лет, и с тридцатого года вместе работали в Ленинградском физико-техническом институте.

Уже тогда Игорь Васильевич был блестящим экспериментатором (живым и веселым человеком он был всегда!). Как раз к этому времени он закончил важное исследование в области электрических свойств твердого тела и открыл новый класс явлений, названный им сегнетоэлектричеством. У этого направления работ угадывалась большая научная и техническая перспектива.

Во время киевской конференции трое ленинградских физиков - И. В. Курчатов, П. П. Кобеко и я - не столько интересовались докладами, сколько подводили итоги своей почти двухлетней дискуссии: каждый выбирал новое направление работ. Мне казалось, что самые интересные результаты можно ожидать в области полимеров и что они в будущем сыграют важную роль в жизни человечества. Кобеко тоже склонялся к этой мысли. А Игоря Васильевича все больше привлекало атомное ядро.

В те годы никто не видел возможности практического использования ядерной энергии, никто и не подозревал, что спустя двадцать лет XX век станут называть атомным. Кстати, даже Большая техническая энциклопедия того времени утверждала: "Уран практического значения не имеет". Но оказалось, что выбранное Игорем Васильевичем сугубо теоретическое направление, весьма далекое в то время от практики, больше всего понадобится нашей стране всего через пятнадцать лет.

Конечно, Игорь Васильевич мог бы спокойно заниматься сегнетоэлек-тричеством. Работы хватило бы на добрых двадцать лет, и было бы почетно развивать им самим открытую область физики. Но его тянуло к новому. И он мог "утолить свою жажду" исследованиями атомного ядра.

Они в конце концов и привели к пуску первого в Европе реактора Ф-1.

Окончилась война. Американские атомные бомбы сброшены на Хиросиму и Нагасаки. Над нашей страной нависла смертельная угроза... Надо было торопиться. Ядерный котел вырисовывался все явственнее уже не только в мыслях, но и наяву. На окраине Москвы, где сейчас высятся корпуса Института атомной энергии имени И. В. Курчатова, в 1946 году строился первый в Советском Союзе и Европе реактор. Работами руководил И. В. Курчатов.

25 декабря к двум часам дня были уложены последние слои графита, и Игорь Васильевич попросил сотрудников, не принимающих участия в измерениях, покинуть "монтажные мастерские". Остались только его ближайшие помощники.

В лаборатории шестеро. Игорь Васильевич вместе с И. С. Панасюком сел за пульт управления.

Регулирующие стержни начали медленно подниматься... Первый щелчок, второй, третий... десятый. Скорость нарастает. И наконец началась цепная реакция!

А утром Игорь Васильевич, радостный и возбужденный, сообщал друзьям по телефону:

- Реакция пошла! Приезжайте смотреть...

Конец многолетних исследований стал началом новой, еще более напряженной работы. Поистине незаурядные организаторские способности Игоря Васильевича проявились в полной мере.

Он был легок на подъем. Ездил по стране, бывал на стройках, в цехах. И во многом благодаря его энергии наша страна не только создала ядерное оружие, но и начала "эру мирного атома".

С 1948 года я работал заместителем Игоря Васильевича. Все мы, сотрудники института, удивлялись его колоссальной энергии. Необычайно многогранны были его интересы. По инициативе Курчатова развивались самые разнообразные области атомной науки и техники. Он озадачивал, как сам говорил, и химиков, и металлургов, и конструкторов, направлял их творческую мысль. Днем встречался с учеными и производственниками, ездил на заводы, проводил совещания и научные семинары, а по вечерам приходил в лабораторию. Его сутки были насыщены до предела, и десять лет врачи не могли вырвать его из неистовства работы и отправить отдыхать.

Наша страна стала великой атомной державой.

- Мирный атом - вот наша цель, бомбы - только вынужденная необходимость,- говорил Игорь Васильевич.

И наша мечта начала осуществляться...

Комиссией по пуску первой атомной электростанции руководил Курчатов. Как всегда, он был строг и требователен, заставлял по нескольку раз проверять надежность каждого узла. Его ближайшие сотрудники: Д. И. Блохинцев, А. К. Красин, Н. А. Николаев, Д. М. Овечкин чувствовали твердую руку Игоря Васильевича. Никакой неясности и неопределенности! Все должно быть подтверждено опытом, расчетом! Все - от урановых блоков до вентиляции - интересовало его. Это была первая станция, первая... И если вы побываете в Обнинске и пройдете по подземным галереям, увидите переплетения трубопроводов, то поймете, как трудно приходилось первым строителям. И нас не столько волновал сам реактор - к тому времени опыт у физиков уже был, - сколько устойчивость работы с перегретой водой, надежность первого контура. Да что греха таить, сваривать нержавеющую сталь тогда еще толком не умели. А бесчисленное количество труб, которое и сейчас поражает воображение, надо было сваривать так, чтобы нигде не появилась течь.

Но вот подготовка закончена, и мы собрались на пульте управления. Так называемый "физический" пуск реактора, то есть начало цепной реакции практически без выделения тепла, прошел быстро - дело привычное, а затем были подключены парогенераторы...

Помню, мучали нас уровнемеры. То ли перекачали воду в систему, то ли недокачали - сквозь толстое стекло было плохо видно. И мы, как мальчишки, волновались...

Наконец включен первый контур, второй... Из контрольного крана пошел пар. Атомная электростанция заработала. Я поздравил Курчатова:

- С легким паром, Игорь Васильевич!..

А спустя несколько дней человечество узнало: 27 июня 1954 года вступила в строй первая в мире атомная электростанция!..

Это положило начало одной из важнейших отраслей техники будущего.

- Первая АЭС в Обнинске начала работать четверть века назад, Атоммаш строится только сейчас. Сколько времени потребовалось, чтобы определить "стратегию" атомной энергетики, конструктивные особенности АЭС?

- Создание большой атомной энергетики - одна из труднейших проблем "научно-техничеекого прогресса. Подавляющее большинство АЭС - свыше девяноста процентов мощностей - введено в действие, а также строится и проектируется на основе первоначальных разработок Института атомной энергии имени И. В. Курчатова и под его научным руководством. Сразу же после пуска первой АЭС мы начали создавать крупные станции, которые были бы абсолютно безопасны и экономически эффективны. Это атомные станции С реакторами на тепловых (медленных) нейтронах. Их строительство - первый этап. Они должны послужить топливной базой для ввода в действие станции с реакторами на быстрых нейтронах, которые способны дать стране любое количество энергии.

Масштабы энергетики возрастут в три, в четыре, в десятки раз. Короче говоря, "быстрые станции" удовлетворят потребность в энергии в любом районе страны и в любом количестве.

- Можно ли считать, что возможности "классической энергетики" исчерпываются?

- Нет. Запасы органического топлива в нашей стране огромны. Энергетический голод не грозит советской экономике. Однако есть некоторое несоответствие между размещением экономичных энергетических ресурсов и потребителями энергии. Особенно велики запасы топлива, дешевого и разнообразного, в Сибири, Казахстане, Средней Азии. В то же время промышленность европейской части СССР и Урала испытывает его дефицит.

И именно здесь экономически целесообразно развивать атомную энергетику.

Четверть века в нашей стране эксплуатировались промышленные АЭС и на тепловых и на быстрых нейтронах. Их проектирование, строительство и работа дали возможность накопить большой инженерный опыт, подготовить кадры и приступить к развертыванию атомного машиностроения, сердце которого - завод в Волгодонске. На первом этапе здесь будут создавать реакторы на тепловых нейтронах. Затем, по мере накопления топлива для станций второго типа, Атоммаш перейдет на выпуск "быстрых реакторов".

Как показывают прогнозы, мировые ресурсы дешевого урана могут быть исчерпаны к концу нашего века, если не будут найдены более рациональные и экономичные методы "сжигания" ядерного горючего. Тепловые реакторы в состоянии использовать не более одного-двух процентов потенциально заключенной в урановом топливе энергии. Большая часть урана идет в "отходы". Реакторы на тепловых нейтронах при всей своей экономической целесообразности и эффективности далеко еще не исчерпывают возможностей, заложенных в ядерном горючем. И это, естественно, не может не заботить ученых. Поэтому и создаются реакторы-размножители на быстрых нейтронах. В них рождается новое ядерное горючее - плутоний. Совершенные реакторы на быстрых нейтронах, эксплуатируемые совместно с реакторами на тепловых нейтронах, повысят энерговыработку с тонны природного урана в двадцать-тридцать раз.

Коренное повышение эффективности "сжигания" ядерного топлива в реакторах сделает экономически выгодными те урановые ресурсы, которые сейчас не имеют промышленного значения, к примеру уран, растворенный в воде океанов. Возможности атомной энергетики станут практически неограниченными.

- Когда речь идет об охране окружающей среды, физики любят подчеркивать, что без "атомного реактора загрязнение воздуха и воды приостановить невозможно". Так ли это?

- Во всем мире энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно двести-двести пятьдесят миллионов тонн золы и около шестидесяти миллионов тонн сернистого ангидрида. К 2000 году эти выбросы могут возрасти соответственно до полутора миллиардов и до четырехсот миллионов тонн. Атомные же электростанции не нуждаются в кислороде и не засоряют атмосферу золой, серой и другими продуктами сгорания. Это наиболее "чистые" станции.

- Естественно, сразу же возникает вопрос о радиационной безопасности...

- Многолетний опыт эксплуатации Нововоронежской АЭС показал, что концентрация радиоактивных аэрозолей в атмосферном воздухе в контролируемой зоне радиусом пятьдесят километров - на уровне фоновых значений. Доза облучения даже в зоне АЭС не превышает одного процента допустимой нормы, установленной для персонала станции. На АЭС исключен сброс сточных вод, загрязненных радиоактивными веществами. Эти воды проходят очистку на специальных сооружениях. Радиоактивные газы и аэрозоли также подвергаются специальной очистке перед выбросом в вентиляционную трусу.

В СССР разработаны научно обоснованные нормы и правила ядерной и радиационной безопасности при проектировании, строительстве и эксплуатации атомных электростанций.

- Если процесс развития атомной энергетики непрерывен, то не может ли возникнуть такая ситуация: едва Атоммаш будет построен, он сразу же начнет устаревать, как это уже было с некоторыми предприятиями. Ведь технологические процессы производства реакторов заложены с учетом нынешнего состояния науки и техники?

- Как я уже говорил, мы с большой точностью можем сегодня прогнозировать развитие атомной энергетики, - отвечает Анатолий Петрович. - Требования будущего учитывались в проекте Атоммаша. На таких крупных современных предприятиях, как Волгодонский завод тяжелого машиностроения, технология гибкая, способная изменяться, активно впитывать все то новое, что появляется в науке.

Кстати, производство электроэнергии - основная задача АЭС на ближайшие годы. Но постепенно атомная энергетика будет проникать и в другие области народного хозяйства.

И у нас в стране и за рубежом высокотемпературное тепло используют в черной металлургии - для получения железа прямым восстановлением из окислов и в химической промышленности - для крупнотоннажного производства аммиака.

Думаю, в будущем атомный реактор поможет получать такое универсальное топливо, как водород. В энергетике водород мог бы полностью заменить природный газ. Может он применяться и для восстановления цветных металлов из руд, коренным образом преобразуя тем самым металлургическое производство, в химической промышленности - для синтеза ряда органических продуктов. В быту водород заменит газ на кухне и т. д.

Уже ясно, что можно использовать реакторы в морском транспорте. Атомные ледоколы работают в самых трудных условиях. А вот на самолетах, ракетах, автомобилях или тракторах атомный реактор не поставишь: он слишком сложен и тяжел из-за мощной биологической защиты. Однако эти виды транспорта потребляют около двадцати пяти процентов топлива, которое добывается на планете.

Какой же видится нам, физикам, выход?

Как известно, электроэнергия потребляется в течение суток неравномерно. Есть пиковые нагрузки в работе электростанций, есть спокойное время, к примеру, ночью, когда потребность в электроэнергии падает.

Атомные реакторы работают непрерывно, и в моменты затишья их можно использовать для производства топлива - водорода. Особенно, если удастся осуществить мечту теоретиков и получить достаточно устойчивый металлический водород.

В мире сейчас добывают за год около двадцати миллионов тонн водорода. Причем расходуется водород в основном на получение аммиака и азотной кислоты. Через двадцать лет он будет нужен в больших масштабах как топливо для двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных двигателей и ракетное топливо. Вероятно, водород полезно сжигать и в электрохимических генераторах: это поднимает коэффициент их полезного действия до семидесяти процентов.

- Вы, Анатолий Петрович, ни слова не сказали о термоядерных станциях. Но ведь именно с ними, а не с АЭС физики связывают "энергетическое изобилие"?

- Термоядерная энергетика не противостоит атомной. Это следующий, новый этап развития науки и техники. Первые термоядерные станции появятся, бесспорно, в недалеком будущем, однако о широком использовании в народном хозяйстве таких станций до XXI века говорить преждевременно...