Открыт музей в честь ядерного реактора Ф-1 в НИЦ «Курчатовский институт»

Мемориальный музей первого на Евроазиатском континенте ядерного реактора Ф-1 открыли 26 декабря в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт». В церемонии разрезания красной ленточки и традиционного гашения марки приняли участие члены Наблюдательного совета НИЦ «Курчатовский институт» во главе с президентом центра Михаилом Валентиновичем Ковальчуком, а также руководитель Федерального агентства связи Олег Геннадьевич Духовницкий и почетный президент НИЦ «Курчатовский институт» Евгений Павлович Велихов.

Ядерный реактор Ф-1 был запущен 25 декабря 1946 года — 70 лет назад. Сейчас он находится в «режиме останова»: в нем есть топливо, которого хватит еще на сотни лет, и теоретически его можно снова запустить в любой момент. Теперь помещение, в котором находится реактор, превращено в музей, рассказывающий об этапах работы над Ф-1. Здесь можно увидеть часть реакторного котлована, измерительные приборы, письмо Сталину о запуске реактора, написанное рукой Игоря Васильевича Курчатова, пульт управления (несколько модернизированный и потому отличающийся от того, за которым сидел Курчатов), множество фотографий и исторических справок не только об Ф-1, но и об атомных исследованиях в мире и разработках  атомных проектов в других странах.

Церемония открытия музея проходила именно в том помещении, в котором 70 лет назад Игорь Васильевич сидел за пультом управления и слышал звук первой ядерной реакции на территории Евразии. Ковальчук процитировал Курчатова: «Атомная энергия подчинилась воле советского человека» и добавил: «На самом деле это было начало отсчета сегодняшних успехов “Росатома”, нашей независимости и сохранения суверенитета… это начало атомной эры на Европейском континенте».

В апреле 1943 года была создана Лаборатория №2 для проведения работ по конструированию атомной бомбы. Руководителем лаборатории по рекомендации А.Ф. Иоффе был назначен Игорь Васильевич Курчатов. Он выбрал площадку для лаборатории на пустыре, расположенном на окраине города, в районе Октябрьского поля.

В качестве ядерной взрывчатки решили использовать плутоний, почти не встречающийся в природе. Необходим был котел, в котором нарабатывался бы оружейный плутоний. Именно эта цель была основной при создании Ф-1.

Среди ученых возникли споры о веществе-замедлителе нейтронов. Сложность состояла в том, что нужно было использовать естественный уран (обогащенного тогда еще не было). В природе очень мало веществ, способных эффективно замедлять нейтроны. Известный физик-ядерщик академик А.И. Алиханов предлагал использовать для этого тяжелую воду. Но Курчатов настоял на графите: в Советском Союзе было невозможно произвести такое количество тяжелой воды. «Уран-графитовый котел сможет раньше, чем любые другие способы, дать в наше распоряжение атомные бомбы… Я считаю, что в текущем году надо приступить к строительству котлована и начать его с накопления больших количеств урана и графита».

Кстати, атомный котел на тяжелой воде тоже построили — в 1949 году в Теплотехнической лаборатории (сейчас — Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова, который теперь вошел в Курчатовский институт). В наше время используют и графит, и тяжелую воду, но наибольшее распространение получили ядерные реакторы, в которых используется обычная вода под давлением и обогащенный уран.

Для строительства котлована требовались исключительно чистые уран и графит, даже один «посторонний» атом мог помешать ядерной реакции. Было построено несколько моделей реактора, которые помогли определить, какой объем графита и урана необходим, чтобы цепная реакция произошла. Всего требовалось 50 тонн урана и около 500 тонн графита. Материалы собирали по всей стране, организовывались геологические экспедиции, были построены заводы. В октябре 1945 года на заводе в Москве начался выпуск графита необходимого качества. За год с лета 1945 года по июнь 1946-го по проекту известного архитектора А.В. Щусева было построено здание, в котором затем сооружался уран-графитовый котел.  

Сборка самого котла началась в ноябре 1946 года. Послойно укладывали графитовые брикеты. Активную зону Ф-1 оборудовали датчиками и приборами контроля нейтронного потока, а также кадмиевыми стержнями, которые поглощали нейтроны и требовались для управления цепной реакцией.

О запуске реактора нам рассказал Андрей Юрьевич Гагаринский — советник директора НИЦ «Курчатовский институт», доктор физико-математических наук. 25 декабря был уложен последний 62-й слой графита. Курчатов решил, что этого достаточно, и в тот же день начали аккуратно поднимать стержни, поглощающие нейтроны. «Эта процедура, кстати, всегда повторяется, даже сейчас, когда запускают реактор», — уточнил Андрей Юрьевич. «В этом все и заключается: осторожно что-то передвигаешь и контролируешь, как меняется поток нейтронов. В какой-то момент он начинает расти экспоненциально… и, если ты что-то не сделаешь, то мощность будет расти, пока не разрушится эта конструкция. Тут ее надо приостановить и подобрать условия, когда будет баланс нейтронов... в таком случае поддерживается цепная реакция». В течение четырех часов с 14:00 до 18:00 Курчатов медленно, раз в час, поднимал стержни и достиг баланса к 16:00. В 18:00 с удачным окончанием эксперимента в пультовой остановили часы в ознаменование исторического события. Они висят на стене до сих пор и показывают 6 часов.

Ф-1 создавался как прототип большого промышленного реактора для производства плутония в крупных масштабах. Такой реактор был построен в 1948 году на Урале на комбинате «Маяк», а уже в 1949-ом прошли первые испытания ядерной бомбы.

Однако, несмотря на то, что цель была достигнута, реактор продолжал действовать потом в течение многих десятилетий. Курчатов еще во время строительства Ф-1 писал, что атомную энергию можно использовать в мирных целях: для атомного флота, для большой атомной энергетики. Были также идеи атомного локомотива и атомного самолета, но первое слишком дорого, а второе опасно. Пока еще не реализован проект создания ракеты с атомным двигателем, хотя наземные прототипы уже существуют. Таким образом, назначение реактора не исчерпывалось накоплением плутония: его использовали для проведения экспериментов по физике, материаловедению, биологии (изучали влияние радиации на живых существ).

А в последние годы реактор выполнял функцию эталона нейтронного потока. По нему калибровали различные детекторы нейтронного излучения. Остановили его сейчас, потому что реактор недалеко от Москвы вызывает опасения, хотя, по словам Андрей Юрьевича Гагаринского, он способен сам приостановить работу, если достигнет определенного уровня мощности. Для дальнейшей работы реактора необходимо было вложить несколько десятков миллионов рублей в модернизацию системы управления, отладку электрики и так далее. По ряду этих причин было решено создать музей к 70-летию запуска первого ядерного реактора в Евразии.

В конце церемонии открытия ее участникам подарили памятные марки с подписями Михаила Валентиновича Ковальчука и Олега Геннадьевича Духовницкого и оттиском специально изготовленного штемпеля, на котором написано: «25 декабря 2016 года. В день семидесятилетнего юбилея со дня запуска первого в Евразии ядерного реактора Ф-1».