Criação da primeira usina nuclear. História da usina nuclear

A proposta de criação de um reator AM para uma futura usina nuclear foi apresentada pela primeira vez em 29 de novembro de 1949, em reunião do diretor científico do projeto nuclear I.V. Kurchatov, diretor do Instituto de Problemas Físicos A.P. Alexandrov, diretor da NIIkhimash N.A. Dollezhal e o secretário científico do conselho científico e técnico da indústria B.S. Pozdnyakova. A reunião recomendou incluir no plano de pesquisa da PGU para 1950 “um projeto de reator para urânio enriquecido de pequenas dimensões apenas para fins energéticos, com potência térmica total de 300 unidades, potência efetiva de cerca de 50 unidades” com grafite e água refrigerante. Ao mesmo tempo, foram dadas instruções para a realização urgente de cálculos físicos e estudos experimentais neste reator.

Mais tarde, I.V. Kurchatov e A.P. Zavenyagin explicou a escolha do reator AM para construção prioritária pelo fato de que “nele, mais do que em outras unidades, pode ser utilizada a experiência da prática de caldeira convencional: a relativa simplicidade geral da unidade torna a construção mais fácil e barata”.

Durante este período, as opções de utilização de reatores de potência são discutidas em diferentes níveis.

PROJETO

Considerou-se aconselhável começar pela criação de um reator para a usina de um navio. Ao justificar a concepção deste reactor e por “confirmar em princípio... a possibilidade prática de converter o calor das reacções nucleares das instalações nucleares em energia mecânica e eléctrica”, decidiu-se construir em Obninsk, no território do Laboratório “ B”, uma usina nuclear com três instalações de reatores, incluindo a instalação AM, que se tornou o reator da Primeira NPP).

Por resolução do Conselho de Ministros da URSS de 16 de maio de 1950, a P&D em AM foi confiada à LIPAN (Instituto I.V. Kurchatov), ​​NIIKhimmash, GSPI-11, VTI). Em 1950 - início de 1951 essas organizações realizaram cálculos preliminares (P.E. Nemirovsky, S.M. Feinberg, Yu.N. Zankov), estudos preliminares de projeto, etc., então todo o trabalho neste reator foi, de acordo com a decisão de I.V. Kurchatov, transferido para o Laboratório “B”. Nomeado diretor científico, designer-chefe - N.A. Dollezhal.

O projeto previa os seguintes parâmetros do reator: potência térmica 30 mil kW, potência elétrica 5 mil kW, tipo de reator - reator de nêutrons térmicos com moderador de grafite e resfriamento natural de água.

A essa altura, o país já tinha experiência na criação de reatores desse tipo (reatores industriais para produção de material para bombas), mas diferiam significativamente dos reatores de potência, que incluem o reator AM. As dificuldades estavam associadas à necessidade de obter altas temperaturas do refrigerante no reator AM, o que significava que seria necessária a busca de novos materiais e ligas que suportassem essas temperaturas, fossem resistentes à corrosão, não absorvessem nêutrons em grandes quantidades, etc. Para os iniciadores da construção de centrais nucleares com um reactor AM Estes problemas eram óbvios desde o início, a questão era saber quão rapidamente e com que sucesso poderiam ser ultrapassados.

CÁLCULOS E ESTANDE

Quando o trabalho de MA foi transferido para o Laboratório “B”, o projeto estava definido apenas em termos gerais. Restavam muitos problemas físicos, técnicos e tecnológicos que precisavam ser resolvidos, e seu número aumentou à medida que os trabalhos no reator avançavam.

Em primeiro lugar, tratava-se dos cálculos físicos do reator, que tiveram de ser realizados sem muitos dos dados necessários para tal. No Laboratório “B”, algumas questões da teoria dos reatores térmicos de nêutrons foram tratadas por D.F. Zaretsky, e os principais cálculos foram realizados pelo grupo de M.E. Minashin no departamento de A.K. Krasina. MEU. Minashin estava particularmente preocupado com a falta de valores precisos para muitas constantes. Foi difícil organizar a medição no local. Por sua iniciativa, alguns deles foram gradualmente reabastecidos principalmente devido a medições realizadas pelo LIPAN e alguns no Laboratório “B”, mas em geral a elevada precisão dos parâmetros calculados não pôde ser garantida. Assim, no final de fevereiro - início de março de 1954, foi montado o estande da AMF - a montagem crítica do reator AM, que confirmou a qualidade satisfatória dos cálculos. E embora a montagem não tenha conseguido reproduzir todas as condições de um reator real, os resultados sustentaram a esperança de sucesso, embora muitas dúvidas permanecessem.

Neste estande, em 3 de março de 1954, uma reação em cadeia de fissão de urânio foi realizada pela primeira vez em Obninsk.

Mas, tendo em conta que os dados experimentais estavam em constante aperfeiçoamento, a metodologia de cálculo foi sendo aprimorada, até o lançamento do reator, o estudo da quantidade de carga de combustível do reator, o comportamento do reator em modos não padronizados continuação, os parâmetros das hastes absorvedoras foram calculados, etc.

CRIAÇÃO DE ELEMENTOS DE COMBUSTÍVEL

Outra tarefa importante - a criação de um elemento combustível (elemento combustível) - foi brilhantemente realizada por V.A. Malykh e a equipe do departamento tecnológico do Laboratório “B”. Várias organizações relacionadas estiveram envolvidas no desenvolvimento de barras de combustível, mas apenas a opção proposta por V.A. Pequeno, apresentou alto desempenho. A busca por um projeto foi concluída no final de 1952 com o desenvolvimento de um novo tipo de elemento combustível (com composição dispersa de grãos de urânio-molibdênio em matriz de magnésio).

Este tipo de elemento combustível possibilitou sua rejeição durante os testes do pré-reator (para isso foram criadas bancadas especiais no Laboratório “B”), o que é muito importante para garantir o funcionamento confiável do reator. A estabilidade do novo elemento combustível em um fluxo de nêutrons foi estudada na LIPAN no reator MR. Os canais de trabalho do reator foram desenvolvidos em NIIKhimmash.

Assim, pela primeira vez em nosso país, foi resolvido talvez o problema mais importante e mais difícil da emergente indústria de energia nuclear - a criação de um elemento combustível.

CONSTRUÇÃO

Em 1951, simultaneamente ao início dos trabalhos de investigação do reactor AM do Laboratório “B”, teve início no seu território a construção de um edifício para uma central nuclear.

P.I. foi nomeado chefe de construção. Zakharov, engenheiro-chefe da instalação - .

Como D.I. Blokhintsev, “o edifício da usina nuclear em suas partes mais importantes tinha paredes grossas feitas de monólito de concreto armado para fornecer proteção biológica contra a radiação nuclear. Oleodutos, canais para cabos, ventilação, etc. foram colocados nas paredes. É claro que as alterações eram impossíveis e, portanto, na concepção do edifício, sempre que possível, foram tomadas providências para acomodar as alterações esperadas. Para desenvolver novos tipos de equipamentos e realizar trabalhos de investigação, foram atribuídas atribuições científicas e técnicas a “organizações terceiras” - institutos, gabinetes de design e empresas. Muitas vezes, essas tarefas não podiam ser concluídas e foram esclarecidas e complementadas à medida que o projeto avançava. As principais soluções de engenharia e design... foram desenvolvidas pela equipe de design liderada por N.A. Dollezhal e seu assistente mais próximo P.I. Aleshchenkov..."

O estilo de trabalho na construção da primeira central nuclear caracterizou-se pela rapidez na tomada de decisões, rapidez de desenvolvimento, certa profundidade desenvolvida de estudos iniciais e métodos de finalização das soluções técnicas adoptadas, ampla cobertura de variantes e áreas de seguros. A primeira usina nuclear foi criada em três anos.

COMEÇAR

No início de 1954, começaram os testes e testes de vários sistemas de estações.

Em 9 de maio de 1954, iniciou-se o carregamento do núcleo do reator da usina nuclear com canais de combustível no Laboratório “B”. Ao introduzir o 61º canal de combustível, um estado crítico foi atingido às 19h40. Uma reação em cadeia autossustentável de fissão de núcleos de urânio começou no reator. Ocorreu o start-up físico da usina nuclear.

Relembrando o lançamento, ele escreveu: “Aos poucos, a potência do reator foi aumentando e, finalmente, em algum lugar próximo ao prédio da usina termelétrica, onde era fornecido o vapor do reator, vimos um jato escapando da válvula com um silvo alto. A nuvem branca de vapor comum, que ainda não estava quente o suficiente para girar a turbina, pareceu-nos um milagre: afinal, foi o primeiro vapor produzido por energia atômica. Sua aparição foi motivo de abraços, parabéns pelo “bom vapor” e até lágrimas de alegria. Nossa alegria foi compartilhada por I.V. Kurchatov, que participou da obra naquela época. Após receber vapor com pressão de 12 atm. e à temperatura de 260 °C tornou-se possível estudar todos os componentes da usina nuclear em condições próximas às do projeto, e no dia 26 de junho de 1954, no turno da noite, às 17h. 45 minutos, a válvula de fornecimento de vapor ao turbogerador foi aberta e ele começou a gerar eletricidade a partir da caldeira nuclear. A primeira usina nuclear do mundo está sob carga industrial.”

“Na União Soviética, através dos esforços de cientistas e engenheiros, os trabalhos de concepção e construção da primeira central nuclear industrial com capacidade útil de 5.000 quilowatts foram concluídos com sucesso. Em 27 de junho, a usina nuclear entrou em operação e forneceu eletricidade para a indústria e a agricultura nas áreas vizinhas.”

Antes mesmo do start-up, foi elaborado o primeiro programa de trabalhos experimentais no reator AM, e até o fechamento da estação era uma das principais bases do reator onde se realizavam pesquisas em física de nêutrons, pesquisas em física do estado sólido, testes de barras de combustível , EGC, produção de produtos isotópicos, etc. foram realizadas na usina nuclear as tripulações dos primeiros submarinos nucleares, o quebra-gelo nuclear "Lenin" e o pessoal das usinas nucleares soviéticas e estrangeiras.

O lançamento da usina nuclear para os jovens funcionários do instituto tornou-se o primeiro teste de prontidão para resolver problemas novos e mais complexos.

“Londres, 1º de julho (TASS). O anúncio do lançamento da primeira central nuclear industrial na URSS é amplamente notado na imprensa inglesa; o correspondente do Daily Worker em Moscovo escreve que este acontecimento histórico “tem um significado incomensuravelmente maior do que o lançamento da primeira bomba atómica sobre Hiroshima; .

Paris, 1º de julho (TASS). O correspondente londrino da Agence France-Presse relata que o anúncio do lançamento na URSS da primeira central industrial do mundo movida a energia nuclear foi recebido com grande interesse nos círculos londrinos de especialistas nucleares. A Inglaterra, continua o correspondente, está construindo uma usina nuclear em Calderhall. Acredita-se que não poderá entrar em serviço antes de 2,5 anos...

Xangai, 1º de julho (TASS). Respondendo ao comissionamento de uma central nuclear soviética, a rádio de Tóquio relata: Os Estados Unidos e a Inglaterra também estão a planear a construção de centrais nucleares, mas planeiam concluir a sua construção em 1956-1957. O facto de a União Soviética estar à frente da Inglaterra e da América na utilização da energia atómica para fins pacíficos sugere que os cientistas soviéticos alcançaram grande sucesso no campo da energia atómica. Um dos maiores especialistas japoneses na área de física nuclear, o professor Yoshio Fujioka, comentando o anúncio do lançamento de uma usina nuclear na URSS, disse que este é o início de uma “nova era”.

7 de junho de 1954 na vila de Obninskoye, região de Kaluga, no Instituto de Física e Energia em homenagem a A.I. Leypunsky (Laboratório “B”), foi lançada a primeira usina nuclear do mundo, equipada com um reator de canal de urânio-grafite com refrigerante de água AM-1 (“átomo pacífico”) com capacidade de 5 MW. A partir desta data começou a história da energia nuclear.

Durante a Grande Guerra Patriótica, começaram os trabalhos de criação de armas nucleares, liderados pelo físico e acadêmico I.V. Em 1943, Kurchatov criou um centro de pesquisa em Moscou - Laboratório nº 2 - posteriormente transformado no Instituto de Energia Atômica. Em 1948, foi construída uma usina de plutônio com vários reatores industriais e, em agosto de 1949, foi testada a primeira bomba atômica soviética. Depois que a produção de urânio enriquecido foi organizada e dominada em escala industrial, iniciou-se uma discussão ativa sobre os problemas e direções da criação de reatores nucleares para uso em transporte e geração de eletricidade e calor. Em nome de Kurchatov, os físicos domésticos E.L. Feinberg e N.A. Dollezhal começou a desenvolver um projeto de reator para uma usina nuclear.

Em 16 de maio de 1950, uma resolução do Conselho de Ministros da URSS determinou a construção de três reatores experimentais - urânio-grafite com resfriamento a água, urânio-grafite com resfriamento a gás e urânio-berílio com resfriamento a gás ou metal líquido. De acordo com o plano original, todos deveriam funcionar alternadamente em uma única turbina a vapor e gerador com capacidade de 5.000 kW. ...

Em maio de 1954, foi lançado o reator e, em junho do mesmo ano, a usina nuclear de Obninsk produziu a primeira corrente industrial, abrindo caminho para o uso da energia atômica para fins pacíficos. A central nuclear de Obninsk opera com sucesso há quase 48 anos. 29 de abril de 2002 às 11h31 Hora de Moscou, o reator da primeira usina nuclear do mundo em Obninsk foi desligado para sempre. Como informou o serviço de imprensa do Ministério da Energia Atómica da Federação Russa, a estação foi encerrada apenas por razões económicas, uma vez que “mantê-la em condições seguras tornou-se cada vez mais caro a cada ano”. Além de gerar energia, o reator da Usina Nuclear de Obninsk também serviu de base para pesquisas experimentais e para a produção de isótopos para necessidades médicas.

A experiência operacional da primeira central nuclear, essencialmente experimental, confirmou plenamente as soluções técnicas e de engenharia propostas por especialistas da indústria nuclear, o que permitiu iniciar a implementação de um programa de grande escala para a construção de novas centrais nucleares no União Soviética. Mesmo durante a sua construção e comissionamento, a central nuclear de Obninsk se transformou em uma excelente escola para treinar pessoal de construção e instalação, cientistas e pessoal operacional. A usina nuclear desempenhou esse papel por muitas décadas durante a operação industrial e numerosos trabalhos experimentais sobre ela. A escola de Obninsk contou com a presença de especialistas renomados em energia nuclear como: G. Shasharin, A. Grigoryants, Yu. .

Em 1953, em uma das reuniões, o Ministro do Ministério de Construção de Máquinas Médias da URSS, V.A. Malyshev, levantou diante de Kurchatov, Alexandrov e outros cientistas a questão do desenvolvimento de um reator nuclear para um poderoso quebra-gelo, de que o país precisava para. alargar significativamente a navegação nos nossos mares do Norte e, depois, fazê-la durante todo o ano. Naquela época, foi dada especial atenção ao Extremo Norte como a região económica e estratégica mais importante. 6 anos se passaram e o primeiro quebra-gelo movido a energia nuclear do mundo, Lenin, iniciou sua viagem inaugural. Este quebra-gelo serviu durante 30 anos nas duras condições do Ártico. Simultaneamente ao quebra-gelo, foi construído um submarino nuclear (NPS). A decisão do governo sobre a sua construção foi assinada em 1952, e em agosto de 1957 o barco foi lançado. Este primeiro submarino nuclear soviético foi denominado “Leninsky Komsomol”. Ela fez uma jornada sob o gelo até o Pólo Norte e retornou em segurança à base.

“A indústria energética mundial entrou numa nova era. Isto aconteceu em 27 de junho de 1954. A humanidade ainda está longe de perceber a importância desta nova era.”

Acadêmico A.P. Alexandrov

“Na União Soviética, através dos esforços de cientistas e engenheiros, os trabalhos de concepção e construção da primeira central nuclear industrial com capacidade útil de 5.000 quilowatts foram concluídos com sucesso. Em 27 de junho, a usina nuclear entrou em operação e forneceu eletricidade para a indústria e a agricultura do entorno.

Londres, 1º de julho (TASS). O anúncio do lançamento da primeira central nuclear industrial na URSS é amplamente notado na imprensa inglesa; o correspondente do Daily Worker em Moscovo escreve que este acontecimento histórico “tem um significado incomensuravelmente maior do que o lançamento da primeira bomba atómica sobre Hiroshima; .

Paris, 1º de julho (TASS). O correspondente londrino da Agence France-Presse relata que o anúncio do lançamento na URSS da primeira central industrial do mundo movida a energia nuclear foi recebido com grande interesse nos círculos londrinos de especialistas nucleares. A Inglaterra, continua o correspondente, está construindo uma usina nuclear em Calderhall. Acredita-se que não poderá entrar em serviço antes de 2,5 anos...

Xangai, 1º de julho (TASS). Respondendo ao comissionamento de uma central nuclear soviética, a rádio de Tóquio relata: Os Estados Unidos e a Inglaterra também estão a planear a construção de centrais nucleares, mas planeiam concluir a sua construção em 1956-1957. O facto de a União Soviética estar à frente da Inglaterra e da América na utilização da energia atómica para fins pacíficos sugere que os cientistas soviéticos alcançaram grande sucesso no campo da energia atómica. Um dos maiores especialistas japoneses na área de física nuclear, o professor Yoshio Fujioka, comentando o anúncio do lançamento de uma usina nuclear na URSS, disse que este é o início de uma “nova era”.

Quando e onde foi construída a primeira usina nuclear do mundo?
A primeira usina nuclear (NPP) do mundo foi construída na URSS dez anos após o bombardeio de Hiroshima. Quase os mesmos especialistas participaram deste trabalho e da criação da bomba atômica soviética - I. Kurchatov, N. Dollezhal, A. Sakharov, Yu. Decidiu-se construir a primeira usina nuclear em Obninsk - já existia um turbogerador totalmente operacional com capacidade de 5.000 kW. A construção da usina nuclear foi supervisionada diretamente pelo Laboratório de Física e Energia de Obninsk, fundado em 1947. Em 1950, o conselho técnico, entre várias opções propostas, escolheu um reator desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa Khimmash, chefiado por N. Dollezhal. Em 27 de junho de 1954, a primeira usina nuclear do mundo produziu corrente industrial. Atualmente, não funciona mais e funciona como uma espécie de museu. Mas a experiência adquirida durante a sua construção foi então utilizada na construção de outras unidades de energia nuclear mais potentes e avançadas. As centrais nucleares operam agora não só no nosso país, mas também nos EUA, França, Japão e muitos outros países.

Qual foi o primeiro reator pacífico?
O princípio de operação e a estrutura do reator ficaram claros para os desenvolvedores do reator em meados da década de 1940: blocos de grafite com canais para blocos de urânio e hastes de controle - absorvedores de nêutrons - foram colocados em um invólucro de metal. A massa total do urânio tinha que atingir uma massa crítica, na qual começasse uma reação em cadeia sustentada de fissão dos átomos de urânio. Além disso, em média, para cada mil nêutrons gerados, vários não voaram instantaneamente, no momento da fissão, mas um pouco mais tarde e voaram para fora dos fragmentos. A existência dos chamados nêutrons atrasados ​​acabou sendo decisiva para a possibilidade de uma reação em cadeia controlada.
Embora o número total de nêutrons atrasados ​​seja de apenas 0,75%, eles diminuem significativamente (cerca de 150 vezes) a taxa de aumento do fluxo de nêutrons e, assim, facilitam a tarefa de regular a potência do reator. Durante esse tempo, ao manipular as hastes absorvedoras de nêutrons, você pode interferir no curso da reação, retardá-la ou acelerá-la. Além disso, como se viu, o fluxo de nêutrons aqueceu significativamente toda a massa do reator, de modo que às vezes é chamado de “caldeira atômica”.
Este esquema serviu de base para a criação do primeiro reator de uma usina nuclear. Durante a construção, tomou-se como base o projeto de um reator industrial. Somente em vez de barras de urânio, foram fornecidos elementos de remoção de calor de urânio - barras de combustível. A diferença entre eles era que a água fluía ao redor da barra de fora, enquanto a barra de combustível era um tubo de parede dupla. O urânio enriquecido estava localizado entre as paredes e a água fluía pelo canal interno. Para evitar que fervesse e se transformasse em vapor ali mesmo nos elementos combustíveis - e isso poderia causar o funcionamento anormal do reator - a água tinha que estar sob uma pressão de 100 atm. Do coletor, a água radioativa quente escoava pelas tubulações até um trocador de calor-gerador de vapor, após o qual, após passar por uma bomba circular, retornava ao coletor de água fria. Essa corrente foi chamada de primeiro circuito. A água (refrigerante) circulou em um círculo vicioso sem sair. No segundo circuito, a água atuou como fluido de trabalho. Aqui era não radioativo e seguro para outros. Tendo aquecido no trocador de calor a 190 °C e transformado em vapor com pressão de 12 atm, foi fornecido à turbina, onde realizou seu trabalho útil. O vapor que saía da turbina teve que ser condensado e enviado de volta para a turbina. gerador de vapor A eficiência de toda a usina foi de 17%.
Na usina nuclear, o sistema de controle dos processos que ocorrem no reator também foi cuidadosamente pensado, foram criados dispositivos para controle remoto automático e manual das hastes de controle, para desligamento emergencial do reator e dispositivos para substituição das hastes de combustível.

Central nuclear de Obninsk.

Há sessenta anos, na cidade de Obninsk, região de Kaluga, a primeira usina nuclear do mundo com o reator AM-1 (Atom Peaceful) produzia corrente industrial. O reator AM-1 era um reator de nêutrons térmicos do tipo canal com barras tubulares de combustível, resfriado por água sob pressão. A potência térmica do reator era de aproximadamente 30 MW. A potência elétrica da primeira usina nuclear em anos diferentes foi de 3 a 5 MW, a eficiência atingiu 17%. A carga de combustível é de aproximadamente 560 kg de urânio, enriquecido em urânio-235 a 10 ou 5%.

“A construção da primeira usina nuclear industrial da URSS com capacidade de 5.000 kW foi concluída em 1954 e, em 27 de junho de 1954, a usina já gerava corrente elétrica a partir da energia de fissão dos núcleos de urânio”, diz o relatório apresentado por D.I. Blokhintsev e N. A. Nikolaev na Conferência Internacional da ONU sobre o Uso Pacífico da Energia Atômica, realizada em Genebra de 8 a 20 de agosto de 1955.

Diagrama do reator da Primeira Usina Nuclear. Foto: aes1.ru

A operação do reator NPP de Obninsk foi interrompida em 29 de abril de 2002 devido à falta de lucratividade. “A estação foi fechada apenas por motivos econômicos, pois mantê-la em condições seguras ficava cada vez mais cara a cada ano”, relata o site do Centro Científico Estatal da Federação Russa - IPPE, que atualmente é responsável pelo primeiro usina nuclear. Atualmente, a usina nuclear é um complexo memorial industrial.

“Agora o combustível foi descarregado, a maior parte do equipamento radioativo foi retirado, mas o grafite do reator permanece. Ainda não está claro o que é melhor: remover o grafite do reator ou deixá-lo no lugar”, disse Mikhail Zhaidin, diretor científico do Complexo Memorial da Indústria “A Primeira Usina Nuclear do Mundo”. em entrevista por telefone ao Bellona.Ru, - A questão do trabalho de descomissionamento ainda permanece nas sombras, esta não é uma questão para o museu da usina nuclear. Existem ideias diferentes - por exemplo, preservar a primeira central nuclear como museu. Mas isso deve ser decidido pelo Governo. Afinal, não existem documentos regulamentares que permitam que objetos com risco de radiação funcionem como museus. Agora a usina nuclear está no balanço do IPPE. A questão é quem continuará a manter o museu da central nuclear, quem pagará por isso.”

A corrida pelo “átomo pacífico”

O tema do “átomo pacífico” em meados da década de 1950 tornou-se uma das questões mais quentes no confronto entre a URSS e os EUA. Em 1953, o presidente dos EUA, Dwight D. Eisenhower, proferiu um discurso “Átomos para a Paz” na Assembleia Geral da ONU, no qual proclamou o início do uso pacífico da energia atómica nos Estados Unidos. Em muitos aspectos, o programa Átomos pela Paz era de natureza propagandística; um dos seus objectivos era justificar os crescentes gastos militares. O “Átomo Pacífico” soviético foi incorporado na central nuclear de Obninsk, que começou a ser usada para promover o curso pacífico e as conquistas técnicas do socialismo.

Foto: aes1.ru

“Átomo pacífico” em uma série de reatores militares

Em 1954, a URSS tinha alguns reatores nucleares em operação. Cinco reatores de urânio-grafite operaram na usina Mayak na região de Chelyabinsk: A (desde 1948), AI (desde 1951), AV-1 (desde 1950), AV-2 (desde 1951), AB-3 (desde 1952) . Em termos de layout e soluções básicas de engenharia, esses reatores estavam próximos do Obninsk AM-1: pilha de grafite, canais tecnológicos, núcleo vertical. A potência térmica desses reatores atingiu centenas de MW e excedeu a potência do Atom Mirny. Os reatores de urânio-grafite I-1 e EI-2 estavam sendo preparados para lançamento na Usina Química Siberiana, perto de Tomsk (lançado em 1955 e 56). Assim, no início da década de 1950, um reator nuclear militar era comissionado todos os anos na URSS. Em 1954, Atom Mirny apareceu entre eles.

Usina nuclear ou reator experimental?

O debate continua sobre o que realmente é a central de Obninsk - a primeira central nuclear comercial do mundo, ou uma instalação experimental que apenas demonstra a possibilidade de gerar electricidade utilizando a energia de fissão de núcleos de urânio?

Vários pesquisadores estrangeiros consideram a usina nuclear americana Shippingport, inaugurada na Pensilvânia em maio de 1958 e desativada em 1989, como a primeira usina comercial. O reator de água pressurizada (predecessor dos VVERs russos) na NPP Shippingport tinha uma potência térmica de cerca de 200 MW, a usina nuclear produziu uma energia elétrica de 60 MW e, ao longo de 25 anos de operação, foram gerados 7,4 bilhões de kWh de eletricidade.

Os indicadores da central nuclear de Obninsk são muito mais modestos. No site do museu da primeira usina nuclear não há informações sobre quanta energia elétrica e térmica ela gerou durante todo o seu funcionamento.

Mikhail Zhaidin disse que não se sabe exatamente por quantos anos a estação de Obninsk operou no modo de geração de eletricidade. “Há até uma piada: “Ou a central nuclear dá energia, ou a central nuclear tira energia”, afirma: “Os dados sobre a produção de energia elétrica e térmica não são relevantes. Era uma estação de pesquisa. Funcionou em modos diferentes, com potências diferentes. A estação foi significativa como centro científico, experimental e educacional.”

Com efeito, a partir do momento em que os trabalhos na central nuclear de Obninsk começaram, foram colocadas em funcionamento uma série de instalações e stands experimentais, nos quais foram testadas várias tecnologias de reactores. As tripulações dos primeiros submarinos nucleares soviéticos foram treinadas na central nuclear de Obninsk.

Porém, nos documentos da Rosatom, Rostekhnadzor e do Centro Científico Estatal da Federação Russa - IPPE, o reitor da usina nuclear é denominado “IRAM”, que significa “ Reator de pesquisa AM» .

Foto: aes1.ru

Economia

Como qualquer instalação experimental, a estação de Obninsk não poderia ser rentável. Mesmo com os preços únicos na URSS, não foi possível tornar competitiva a energia nuclear da primeira central nuclear. “O custo de 1 kWh de energia elétrica gerada na estação excede significativamente o custo médio de 1 kWh de poderosas usinas termelétricas na URSS”, admite o relatório da Conferência Internacional da ONU sobre o Uso Pacífico da Energia Atômica em 1955: “ A análise do custo de 1 kWh de energia gerada na primeira usina nuclear mostra que seu alto custo se deve principalmente ao pequeno tamanho da estação, altos custos para produção individual de elementos combustíveis, aumento do consumo de urânio-235 devido ao pequeno tamanho do reator nuclear, bem como a uma série de características de projeto nestas estações destinadas a criar maior confiabilidade operacional, que, como mostra a experiência operacional, pode ser abandonada.”

É claro que, no documento de 1955, a referência à “experiência operacional”, que naquela altura era de cerca de um ano, parece muito estranha. Naquela altura, a indústria da energia nuclear ainda tinha pela frente acontecimentos que negariam o optimismo nuclear, como os acidentes na central nuclear de Three Mile Island, na central nuclear de Chernobyl e na central nuclear de Fukushima-1. Então parecia que o custo da electricidade nuclear poderia ser reduzido aumentando a potência das centrais nucleares e reduzindo o custo de construção de centrais nucleares, principalmente através da simplificação da concepção de reactores e sistemas de segurança.

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E se a primeira foi possível, por exemplo, o desenvolvimento direto do reator AM-1 passou a ser os reatores de canal de urânio-grafite RBMK-1000 com potência térmica de 3 GW, então a segunda tarefa não foi concluída. Após uma série de acidentes e catástrofes radioativas, os requisitos para os sistemas de segurança das modernas usinas nucleares aumentam e o custo de sua construção também aumenta. E mesmo agora, tal como há 60 anos, o custo total da electricidade nuclear excede significativamente o custo da electricidade das estações de gás natural. Essa tese foi comprovada em: “a eletricidade das usinas nucleares já é mais cara para o consumidor do que a produzida pelos postos de gasolina. ... O Estado fornece à indústria capital praticamente gratuito, assume riscos nucleares não cobertos por prémios de seguro e está amplamente envolvido no financiamento direto do ciclo do combustível nuclear.”

Agora, o futuro da energia nuclear já não parece tão sem nuvens como parecia em 1954. Mas, em qualquer caso, a central nuclear de Obninsk continua a ser um monumento daquela época, a era da corrida aos armamentos, da Guerra Fria e do optimismo ardente em relação à energia nuclear.

Uma época passada...

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Em 27 de junho de 1954, a primeira usina nuclear do mundo foi ligada em Obninsk, perto de Moscou.

No outono de 1949, após os testes bem-sucedidos da primeira bomba atômica, quando o plutônio já estava sendo produzido no primeiro reator industrial, quando a produção de urânio enriquecido estava organizada e dominada em escala industrial, iniciou-se uma discussão ativa sobre os problemas e orientações para a criação de reatores nucleares para uso em transportes e geração de eletricidade e calor.

Em junho de 1950, o membro correspondente da Academia de Ciências da URSS, Dmitry Ivanovich Blokhintsev, foi nomeado diretor do Laboratório "B". Em dezembro do mesmo ano, foi criado o Conselho Académico para formar pessoal científico altamente qualificado. O conselho incluiu: A.I. Leypunsky, D.I. Blokhintsev, N.V. Gorbachev, O.D.

O Laboratório “B” propôs um reator baseado em urânio enriquecido com moderador de berílio e resfriamento de hélio para aplicações energéticas. Também foi planejado o desenvolvimento de reatores utilizando nêutrons rápidos e intermediários com diversos resfriamentos, inclusive de metal líquido;

A Resolução do Conselho de Ministros de 16 de maio de 1950 determinou a construção de três reatores experimentais (urânio-grafite com refrigeração a água, urânio-grafite com refrigeração a gás e urânio-berílio com refrigeração a gás ou metal líquido). De acordo com o plano original, todos deveriam funcionar alternadamente em uma única turbina a vapor e gerador com capacidade de 5.000 kW.

Os projetos técnicos deveriam ter sido concluídos em 1950. Assim começou a criação da Primeira Usina Nuclear e protótipos de usinas de submarinos nucleares. Por despacho do chefe da PGU de 08/08/1950, o diretor do Laboratório “B” D.I. Em termos gerais, o projeto do reator da Primeira Central Nuclear manteve-se próximo do inicialmente proposto. O reator moderado com berílio foi implementado com resfriamento de chumbo-bismuto, combustível urânio-berílio e espectro de nêutrons intermediário. Em vez de um reator de hélio-grafite, foi criado um reator de água pressurizada - o principal tipo para submarinos e quebra-gelos, bem como futuras usinas nucleares. Em 12 de junho de 1951, foi emitido o Decreto do Conselho de Ministros da URSS sobre a construção de uma central elétrica experimental (instalação V-10) no território do Laboratório “B”.

Por sugestão de I.V. Kurchatov, em 27 de junho de 1951, todos os materiais de projeto disponíveis para um reator de urânio-grafite resfriado a água foram transferidos para o Laboratório “B”. Em 12 de julho de 1951, por Decreto do Conselho de Ministros da URSS, o Laboratório “B” foi incumbido da tarefa de desenvolver e construir usinas nucleares refrigeradas a água.

Em 9 de maio de 1954, o laboratório começou a carregar o núcleo do reator da usina nuclear com canais de combustível. Ao introduzir o 61º canal de combustível, um estado crítico foi atingido às 19h40. Uma reação em cadeia autossustentável de fissão de núcleos de urânio começou no reator. Ocorreu o start-up físico da usina nuclear.

No dia 26 de junho de 1954, às 17h30, foi aberta a válvula de alimentação de vapor do turbogerador e o gerador foi sincronizado com a rede Mosenergo. Foi colocada em operação a primeira usina nuclear do mundo, que funcionou por 48 anos e abriu caminho para o uso da energia nuclear para fins pacíficos.

Em 27 de junho de 1954, a primeira usina nuclear do mundo com reator AM-1 de 5 MW (Atom Peace) deu corrente e abriu caminho para o uso da energia atômica para fins pacíficos, operando com sucesso por quase 48 anos.

Em 13 de outubro de 1954, a estação foi trazida aos seus parâmetros de projeto. A eletricidade gerada pela primeira central nuclear do mundo foi para consumidores externos - para a rede Mosenergo. A operação comercial da primeira usina nuclear (NPP) da URSS e do mundo começou na cidade de Obninsk, região de Kaluga.

Em 29 de abril de 2002, o reator da primeira usina nuclear foi desligado definitivamente. A estação foi fechada por motivos econômicos. A experiência da sua operação confirmou plenamente as soluções técnicas e de engenharia propostas por especialistas do setor, que permitiram realizar a construção e comissionamento da central nuclear de Beloyarsk em 1964 com capacidade elétrica de 300 MW.

Igor Vasilyevich Kurchatov (1903-1960) - físico soviético, um dos criadores da física nuclear na URSS.

Nasceu em 12 de janeiro de 1903 (30 de dezembro de 1902) na cidade de Sim (atual região de Chelyabinsk) na família de um agrimensor.

Em 1908 ele e sua família mudaram-se para Simbirsk e em 1912 para Simferopol.

Em 1920, após terminar o ensino médio, ingressou na Universidade da Crimeia, onde se formou em 1923 em física.

Paralelamente aos estudos, trabalhou primeiro numa oficina de marcenaria, depois como professor num orfanato e como preparador num laboratório de física da universidade.

No final de 1923 mudou-se para Petrogrado e ingressou no departamento de construção naval do Instituto Politécnico.

Ele trabalhou no Observatório Meteorológico Magnético de Slutsk (a cidade de Pavlovsk foi chamada de Slutsk de 1918 a 1944). Aqui foi realizada a primeira pesquisa científica do cientista - sobre a radioatividade da neve.

Em 1924, Kurchatov retornou à Crimeia e trabalhou em Feodosia no departamento hidrometeorológico dos mares Negro e Azov.

No outono do mesmo ano, foi convidado para o Departamento de Física do Instituto Politécnico do Azerbaijão, onde em apenas seis meses realizou dois estudos sobre a passagem de corrente elétrica por dielétricos sólidos.

Este trabalho estava intimamente relacionado com os problemas desenvolvidos por Ioffe, e em 1925 Kurchatov foi convidado para o Instituto Físico-Técnico de Leningrado. Aqui trabalhou até 1942, a partir de 1930 - chefe do laboratório.

A pesquisa científica de Kurchatov durante esses anos seguiu em duas direções: antes de 1932, ele estudou as propriedades elétricas dos sólidos, depois de 1932 - sobre questões de radiação do núcleo atômico. Ele estudou a condutividade elétrica dos sólidos e o mecanismo de quebra dos dielétricos sólidos; lançou as bases da doutrina da ferroeletricidade; deu uma grande contribuição ao estudo das propriedades elétricas dos cristais.

Em 1931-1932 junto com K.D. Sinelnikov realizou pesquisas sobre física de semicondutores.

Em 1932, os interesses científicos de Kurchatov mudaram-se para o campo da física nuclear. Um grande apoio na organização da investigação nesta área, que na época era considerada muito distante da aplicação prática, foi prestado por A.F. Ioffe, que obteve permissão para organizar um departamento de física nuclear em seu instituto e por algum tempo o dirigiu ele mesmo, e seis meses depois nomeou Kurchatov como chefe do departamento.

Em 1933, uma instalação de alta tensão e um tubo acelerador foram construídos para acelerar prótons a uma energia de 350 keV, e instalações de alta tensão foram projetadas no Instituto Físico-técnico de Kharkov.

Em 1934, Kurchatov iniciou pesquisas sobre física de nêutrons.

Em 1935, juntamente com L.I. Rusinov, B.V. Kurchatov e L. V. Mysovsky descobriu o fenômeno do isomeria nuclear no bromo radioativo artificialmente. Estudando reações nucleares envolvendo nêutrons rápidos e lentos, Kurchatov, junto com Artsimovich, comprovou a captura de um nêutron por um próton e obteve o valor da seção transversal efetiva desse processo, que foi de grande importância para a construção da teoria da estrutura de o deutério.

Em 1937, sob a liderança direta de Kurchatov, foi lançado um grande ciclotron soviético.

Desde 1939, o cientista trabalha no problema da fissão de núcleos pesados.

Em 1940, sob sua liderança G.N. Flerov e K.A. Pietrzak descobriu o fenômeno da decadência espontânea dos núcleos de urânio e, no mesmo ano, foi comprovada a possibilidade de uma reação nuclear em cadeia em um sistema com urânio e água pesada.

Com a eclosão da guerra, Kurchatov teve que deixar a física nuclear por um tempo e lidar com o problema de criar um sistema de proteção contra minas para navios.

Em 1943, começaram os trabalhos na URSS para superar o monopólio nuclear dos EUA. A organização deles foi confiada a Kurchatov. Os trabalhos começaram no chamado Laboratório nº 2 da Academia de Ciências da URSS (LIPAN), que mais tarde se tornou Instituto de Energia Atômica, e em 1946, nos subúrbios de Arzamas, no mais estrito sigilo, foi organizado um centro científico sob o codinome KB-11, agora conhecido como Instituto de Pesquisa de Física Experimental de Toda a Rússia (Arzamas-16). Aqui cientistas como Yu.B. trabalharam na criação de armas atômicas. Khariton, A. D. Sakharov, I.V. Tamm, L. B. Zeldovich, D. A. Frank-Kamenetsky e outros. Em tempo recorde, o objetivo foi alcançado, e os testes da bomba atômica soviética ocorreram em 1949, e de uma bomba de hidrogênio, em 1953.

Em 1946, em LIPAN, sob a liderança direta de Kurchatov, foi lançado o primeiro reator soviético de urânio-grafite, seguido por reatores nucleares mais potentes.

Em 1954, entrou em operação a primeira usina nuclear do mundo. No início da década de 1950, começaram as pesquisas na URSS sobre o problema da fusão termonuclear controlada, que também estava sob a supervisão constante de Kurchatov.

As realizações científicas de Kurchatov foram marcadas por muitos prêmios governamentais (três vezes Herói do Trabalho Socialista, Prêmio Lenin, Prêmio do Estado). Em 1959 foi premiado com a Medalha de Ouro F. Joliot-Curie.

O Presidium da Academia de Ciências da URSS estabeleceu uma medalha de ouro e um prêmio com o nome. Kurchatov.

Kurchatov nomeou o 104º elemento da tabela periódica de Mendeleev.

Igor Vasilyevich Kurchatov morreu em Moscou em 7 de fevereiro de 1960 e foi enterrado perto do muro do Kremlin, na Praça Vermelha.