Опережая Запад

Ученые-физики все больше убеждаются в преимуществе промышленного использования нового типа ядерных реакторов, работающих на быстрых нейтронах. Первые реакторы этого типа успешно строятся в Советском Союзе.

Промышленное использование ядерной энергии вступает в новую фазу. Советский Союз является первой в мире страной, которая перешла от экспериментального изучения ядерных реакторов нового поколения к созданию промышленных установок.



Вблизи города Шевченко на восточном берегу Каспийского моря заканчивается строительство первого реактора-размножителя на быстрых нейтронах («быстрый» реактор) мощностью 350 мегаватт, который обеспечит электроэнергией ближайшие районы. Кроме того, он связан с установкой для опреснения морской воды, что дополнительно повышает его значение.



Относительно перспектив развития атомной энергетики на Западе делается немало прогнозов. Фактически значительные экономические преимущества могут оказаться более важной причиной развития «быстрых» реакторов-размножителей, чем грозящее истощение ресурсов урана. И все же, учитывая большое число строящихся атомных электростанций и значительную стоимость добычи урана, можно полагать, что уже в нынешнем столетии будет совершен переход к созданию нового поколения экономичных и безопасных ядерных реакторов.

«Атомное волшебство» начинается расщеплением урана-235, в процессе которого высвобождаются 2 или 3 нейтрона, то есть электрически нейтральных элементарных частиц, входящих в состав атомного ядра. Один из них необходим для поддержания цепной реакции посредством деления другого ядра урана-235. Следовательно, остаются 1 или 2 нейтрона, которые могут быть рационально использованы. В частности, если нейтрон захватывается ядром неделящегося урана-238, то в результате сложных ядерных превращений получается плутоний-239. Решающим является то обстоятельство, что у этого искусственно полученного плутония делящиеся ядра.

Итак, в процессе цепной ядерной реакции в результате расщепления уменьшается количество ядер делящегося вещества (урана-235), но при соответствующих условиях «лишние» нейтроны могут превратить «воспроизводящее вещество» (уран-238) в новый делящийся материал — плутоний-239. В существующих ядерных реакторах этот процесс идет в очень ограниченных масштабах, а в «быстрых реакторах-размножителях» для воспроизводства ядерного горючего можно использовать существенно больше нейтронов. В случае если при каждом делении воспроизводится более одного ядра делящихся изотопов, в целом образуется больше вторичного топлива, чем первоначально имелось. В хорошем реакторе-размножителе масса ядерного горючего удваивается за 7—10 лет, что дает возможность создать еще один такой же реактор.

Замедлитель нейтронов — вода, тяжелая вода или графит — в современных реакторах предназначен для замедления быстрых нейтронов, образующихся при расщеплении делящихся ядер. В «быстрых» реакторах замедлитель отсутствует. В сравнительно небольшой компактной активной зоне такого реактора размещаются топливные элементы, изготовленные из обогащенного урана (с повышенным содержанием урана-235) или искусственно полученного плутония-239, а также воспроизводящее вещество — уран-238.

Практическое осуществление идей воспроизводства ядерного топлива требует решения сложных проблем. Так, охлаждение активной зоны реактора, в единице объема которой выделяется огромное количество тепла, требует создания нового технологического оборудования. Кроме того, для изготовления надежных топливных элементов необходимо исследовать сложнейшую проблему работоспособности материалов в условиях рекордно больших тепловых и нейтронных потоков.



В области разработки реакторов-размножителей Советский Союз существенно опередил Англию, Францию, США и Западную Германию. Западные эксперты, осматривавшие атомные электростанции СССР, единодушно отмечают не только очевидный технический прогресс, но и многочисленные методы и устройства, которые сводят вероятность некоторых теоретически мыслимых аварий до столь ничтожной величины, что ее можно не принимать во внимание.

---

«Вельтвохе», Цюрих 
Иллюстрация: «За рубежом», Midjourney