70 лет назад в США была запущена первая экспериментальная АЭС
70 лет назад в США впервые был запущен ядерный реактор, который вырабатывал электроэнергию. Экспериментальный реактор-размножитель EBR-I первоначально не был подключен к каким-либо внешним электросетям, энергии хватало лишь для освещения самого помещения с реактором — там горели четыре 200-ваттные лампочки. Он располагался в пустыне примерно в 29 км к юго-востоку от городка Арко в штате Айдахо.
20 декабря 1951 года на Национальной исследовательской реакторной станции (теперь это Национальная лаборатория Айдахо министерства энергетики США), расположенной вблизи городка Арко, был запущен экспериментальный реактор-размножитель EBR-I (experimental breeder reactor), выдавший первую электроэнергию. Первоначально ее хватало лишь на то, чтобы осветить само помещение, однако со временем выработка электроэнергии была увеличена. И лишь с июля 1955 года аргоннская лаборатория с помощью реакторов нового поколения смогла обеспечить все потребности в электричестве ближайшего городка Арко.
Однако это произошло через год после запуска в промышленную эксплуатацию советской АЭС, расположенной в городе Обнинске Калужской области. Запуск советской АЭС был осуществлен 27 июня 1954 года. Поэтому СССР на вполне законных основаниях оспаривала у США приоритет создания первой "настоящей" атомной электростанции, ведь Обнинская АЭС с самого начала была подключена к общей энергетической сети.
Первоначальная цель создания EBR-I состояла в том, чтобы показать возможность создания ядерной установки, воспроизводящей большее количество энергии, чем она потребляет. Для ее строительства были использованы части реактора, собранного в начале 1940-х годов под руководством Энрико Ферми в рамках засекреченного Манхэттенского проекта, предназначенного для разработки и изготовления первой ядерной бомбы. Для создания такой бомбы требовалось, в частности, получить достаточное количество ядерного делящегося материала, поэтому создание первых реакторов для "мирного атома" всегда было сопряжено и с наработкой оружейного плутония. Установка Ферми носила наименование "Чикагской поленницы" (Chicago Pile — I, или CP-I). В феврале 1943 года она была разобрана и перевезена из Чикагского университета в пустыню для обеспечения большей безопасности — в будущую Аргоннскую лабораторию.
Первые попытки ввести сооруженную таким образом установку в рабочий режим, предпринятые в мае 1951 года, оказались неудачными, так как реактору не хватило топливной загрузки. После внесения изменений в конструкцию зоны реактор EBR-I вышел на нужный режим 24 августа 1951 года, однако лишь в декабре американские ученые сумели продемонстрировать получение первой электроэнергии.
"Мы отпраздновали первую выработку электроэнергии из атомной энергии, и все присутствовавшие в тот день написали свои имена на стене над турбинным генератором", — вспоминал один из участников проекта американский инженер и физик Леонард Кох.
Не исключено, что сами эти эксперименты американцев с лампочками возникли под влиянием известия о том, что в СССР начато строительство первой атомной электростанции. Обнинскую АЭС заложили в сентябре 1951 года на месте бывшей деревни Пяткино, в 100 км от Москвы. Очевидно, что в США после этого сочли важным зафиксировать свой приоритет в области мирного применения атомной энергии.
Непосредственно проект реактора EBR-I разрабатывался под руководством физика-ядерщика Уолтера Зинна, ставшего первым директором Аргоннской национальной лаборатории. До этого он также принимал участие в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы. Поэтому еще одним неофициальным наименованием EBR-I стало "Чертова поленница Зинна".
"Чертова поленница" была одновременно и первым в мире реактором на быстрых нейтронах, и первым, использовавшим ядерное топливо для выработки электроэнергии, и первым реактором-бридером, в котором производилось больше ядерного топлива, чем потреблялось.
В настоящее время интерес к бридерам упал после нескольких аварий с расплавлением активной зоны.
Охлаждалась установка жидким металлом — сплавом калия и натрия, который находится в жидком состоянии уже при комнатной температуре. Электростанция производила 200 кВт электроэнергии, генерируемой из 1,4 МВт тепла, отдаваемого самим реактором. Уже на следующий день реактор произвел достаточно энергии, чтобы осветить все здание.
Эксплуатация реактора-размножителя была сопряжена с различными сложностями и опасностями. 29 ноября 1955 года его активная зона претерпела частичное расплавление во время отработки режимов изменения потока теплоносителя. Впоследствии он был отремонтирован для дальнейших экспериментов, в ходе которых было определено, что причиной неожиданной реакции реактора могло быть тепловое расширение топливных стержней. Помимо EBR-I, в той же Аргоннской национальной лаборатории собирались и другие экспериментальные реакторы, в частности, BORAX-III, использовавший для получения электроэнергии паровую турбину, — от него и стал получать свою электроэнергию городок Арко в 1955 году.
EBR-I работал до конца 1963 года, а в 1964 году он был отключен и заменен новым реактором — Experimental Breeder Reactor II — EBR-II — натриевым реактором, вырабатывавшим 62 МВт тепла. В 1965 году выведенный из эксплуатации EBR-I превратили в национальный исторический памятник. Церемония открытия состоялась 25 августа 1966 года при участии президента США Линдона Джонсона и лауреата Нобелевской премии Гленна Сиборга. Начиная с 1975 года здание EBR-I каждое лето открывали для посетителей. Всего там побывали сотни туристов из Соединенных Штатов и других стран.
Обнинская АЭС была выведена из эксплуатации лишь в апреле 2002 года, и в настоящее время она также функционирует как научно-исследовательский и мемориальный комплекс и считается первой остановленной атомной электростанцией в России. Эта станция также стала одним из объектов "атомного туризма" — там проводятся многочисленные экскурсии школьников и студентов, ее посещают и иностранные делегации.