Атомная энергетика России. От истоков до наших дней

История российской атомной энергетики

История мирного использования атома начиналась в годы Второй мировой войны. В 1954 году в СССР усилиями советских ученых была открыта первая в мире атомная станция. Позже Россия станет одной из крупнейших атомных держав и будет вырабатывать почти 20% электроэнергетики страны на ядерных станциях.
Но до всего этого российские ученые бились над созданием технологий получения урана, строительством ядерного реактора и запуском ядерной бомбы. Как развивалась история российской атомной энергетики? Что такое  АЭС России сегодня? Как выглядит современная карта АЭС России? Обо всем по порядку.

Эксперименты с атомом в довоенное время

В 1930х-1940х многие мировые ученые проводили фундаментальные радиохимические исследования, которые в будущем дали толчок возникновению атомных проектов.

В конце 1938 года немецкие физики обнаружили тепловыделение от цепной реакции атомов урана. Уже тогда было понятно, что перед учеными вещество невероятной мощи и силы, реакции которого требуют внимательного изучения. Все физики мира переключились на изучение проблем деления атома.
Сразу было установлено, что атомы урана-238 делятся очень плохо, гораздо охотнее это делают частицы урана-235. Уран решили обогащать и повышать содержание 235х изотопов. Был найден и другой путь – работать с ураном – 238, который при определенных реакциях можно превратить в плутоний. А плутоний использовать как сырье для ядерных реакций.
Физики-ядерщики в СССР, США и Европе в довоенное время работали в двух направлениях:

• Обогащение урана-235
• Переработка урана-238

С середины 1939 года США, Германия и Англия засекретили свои исследования по получению чистого урана и делению его атомов от Советского Союза. Обстановка в мире накалялась, развитые страны стали работать над урановыми проектами независимо друг от друга. С началом Второй мировой исследования ядерных реакций прекратили. Они возобновились осенью 1942го.

СССР и атомная бомба

С 1942го года в мире началась большая гонка – кто первым изобретет атомную бомбу. Конкурировали Германия, США и Советский Союз. Первыми к финишу пришли в США.

В августе 1945го весь мир увидел атомное оружие в действии. Жертвами показательного выступления стали японские города Хиросима и Нагасаки.

Через 14 дней после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки лично Сталиным был подписан указ о создании Специального комитета для руководства всеми работами по использованию атомной энергии. Начальником комитета назначили Лаврентия Берию. Спец. комитет имел неограниченные возможности по привлечению любых ученых из любых отраслей науки для создания ядерного оружия.

Многие ученые, задействованные в атомном проекте СССР, были отозваны из эвакуаций, некоторые демобилизованы из Красной армии, часть исследователей была привезена из послевоенной Германии.

Советская разведка доносила, что в планах США – нанести «пробные» ядерные удары и на территорию Советского Союза. Было ли это правдой, точно никто не скажет, но команде Игоря Курчатова, занимающегося исследованиями атомных реакций, очень настоятельно рекомендовали поторопиться и наконец-то дать в руки СССР атомную бомбу.

В 1946 году в СССР под руководством И. Курчатова был запущен первый в Евразии ядерный реактор, назвали его Ф-1. В нем советские ученые смогли наблюдать первую цепную реакцию распада.
Интересно, что Ф-1 состоял из больших графитовых блоков, которые в реакторе играли роль замедлителя. Для строительства реактора потребовалось 430 тонн чистого графита.

Налаживать производство графитовых блоков предстояло одному из Подмосковных заводов, который раньше занимался изготовлением совсем других деталей из совсем другого материала. Как тогда часто было, «Партия сказала – надо, комсомол ответил – есть!» — завод отпирался недолго и быстро переключился на производство блоков для ядерного реактора.

29 августа 1949 года погоня СССР за ядерным оружием успешно закончилась. Взрывали бомбу на Семипалатинском полигоне в Казахстане. Если США скидывали ядерное оружие на вражескую Японию, то в СССР пострадали мирные, и слабо относящиеся к атомной промышленности, казахи. Взрыв был гораздо слабее, чем в Хиросиме и Нагасаки, но пару десятков лет последствия ядерной волны давали о себе знать.

Руководители страны советов вздохнули свободно. Наличие ядерного оружия обеспечивало безопасность и целостность страны. Можно было заняться другими важными делами вроде атомной электроэнергетики.

Мирный атом в СССР

В мае 1950 года постановлением правительства СССР начинается сооружение в секретной лаборатории «В» опытной энергетической установки.
Первая АЭС СССР и всего мира заработала в Обнинске в 1954 году.

В 1958 году советские ученые сконструировали первую атомную подводную лодку в СССР.

В 1959 году в СССР было пущено на воду первое в мире гражданское судно с атомной энергетической установкой — атомный ледокол «Ленин».

Кто работал над первыми атомными проектами в СССР?

Радиевый институт, сегодня АО «Радиевый институт имени В. Г. Хлопина». В довоенное время в этом учреждении велись масштабные радиохимические исследования. Здесь открывали принципы деления атомов радиоактивных веществ, работали над способами добычи урана и плутония.

Курчатовский институт или Институт атомной энергии – место, где зародилась атомная энергетика не только России, но и всего мира. Когда-то он был секретной лабораторией, сегодня – это национальный исследовательский центр с мировым именем. Научные открытия атомного реактора, атомной бомбы и первой в мире АЭС принадлежали Курчатовской лаборатории.

НИИхиммаш – научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения. Сегодня в институте конструируют практически все: от космических летательных аппаратов до водоочистных сооружений. Первую в мире атомную станцию разработали и «собрали» именно конструкторы НИИхиммаш.

Отдельно стоит упомянуть ИФП – институт физических проблем. Наравне с НИИхиммаш его разработчики получили задание представить эскизы первой АЭС, к сожалению, ученые этого института вовремя с работой не справились. Если бы проект ИФП был утвержден, то вместо графито-водного ядерного реактора в первой АЭС СССР стоял бы реактор на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем.

Первая АЭС мира, Обнинская, имела мощность всего 5МВт.

Для сравнения, японская АЭС Касивадзаки-Карива сегодня дает больше 8 тысяч МВт электроэнергии.

Конструкторы вспоминают, что цифра в 5МВт была выбрана отчасти благодаря случайности. В то время на Московской государственной электрической станции стоял турбогенератор такой мощности. Его списали и направили в Обнинск, где шли работы по конструированию первой в мире АЭС, Обнинской. Конструкторы приняли аппарат и решили «ввести» его в дело.

Ученые СССР, работавшие в атомной энергетике

Над тем, чтобы создать первый в СССР ядерный реактор и атомную бомбу, первую в мире атомную станцию и советскую атомную подводную лодку работали лучшие умы Советского Союза. Кто они, люди, которые подарили нам атомную энергетику?

Игорь Васильевич Курчатов – считается «отцом атомной бомбы» и создателем множества научных открытий в области изучения атомов радиоактивных веществ. В конце 1940х Курчатов лично убедил Сталина в необходимости использовать атом в мирных целях. После этой встречи были подписаны около 60ти документов по развитию атомных исследований.

Зинаида Васильевна Ершова – «Мадам Кюри Советского Союза». Под руководством Курчатова смогла получить карбид урана и металлический уран. Интересно то, что в военное время Ершова находилась в эвакуации в Казахстане, добровольно — принудительно ее доставили в Москву «для работы по специальности».

Николай Антонович Доллежаль – главный конструктор реактора первой в мире АЭС. Возглавлял НИИхиммаш, ученые которого были привлечены к атомному проекту. Кроме того, Доллежаль возглавлял разработку энергетических реакторов для корабельных установок. Принимал участие в проектировании первой в СССР атомной бомбы.

Борис Григорьевич Дубовский – занимался проблемами радиационного облучения и безопасности АЭС. Изготовил первый дозиметр – прибор, для измерения дозы ионизирующего излучения. Участвовал в конструировании и запуске множества советских ядерных реакторов.

Интересно, что запуск Обнинской АЭС Игорь Курчатов отложил на 6 дней из-за того, что Дубовский улетел в Харьков и не мог вовремя вернуться в Россию.

Атомная энергетика России

После распада Советского Союза в 1991 году на территории России находились 28 энергоблоков, общая мощность которых превышала 20 тысяч МВт. За время с 1991 по 2015 годы АЭС России на карте страны получили в эксплуатацию еще 7 ядерных реакторов общей мощностью почти 7 тысяч МВт. В то же время после 2000х остановили работу Обнинской и Сибирской АЭС из-за окончания срока их эксплуатации.

Сегодня АЭС на карте России – это десять атомных станций, большинство из которых были открыты во времена Советского Союза и дополнены новыми реакторами уже в независимое время.

Карта АЭС России включает в себя 10 работающих атомных станций.
Действующие атомные станции в России – Балаковская, Белоярская, Билибинская, Калининская, Кольская, Курская, Ленинградская, Нововоронежская, Ростовская, Смоленская.

На десяти АЭС России эксплуатируются 34 энергоблока общей мощностью 26 240 МВт. А именно:

1. 18 энергоблоков с реакторами типа ВВЭР (водо-водяные реакторы), из них 11 реакторов ВВЭР–1000 и 6 атомных реакторов ВВЭР–440.
2. 15 энергоблоков с канальными реакторами, 11 энергоблоков с реакторами типа РБМК–1000 (водо-водяные кипящие реакторы) и 4 энергоблока с реакторами типа ЭГП–6 (графито — водные реакторы).
3. 1 энергоблок с реактором на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением, БН–600.

Долгое время БН-600 был единственным реактором в мире, работающим на быстрых нейтронах. Этот реактор работает на уране-238, что экономит деньги на обогащении урана-235, кроме того, он способен работать на так называемом «отвальном уране», то есть остатках отработанного урана из привычных реакторов на медленных нейтронах.
Реактор БН-600 работает на Белоярской АЭС России. Он был запущен в 1980 году. В апреле 2010 года было выдано разрешение на продление его эксплуатации до 2020 года.
Атомные станции России на карте страны сосредоточены в основном на северо-западе. Карта АЭС России сегодня выглядит так:
Атомные станции России производят около 18.6% от всей электроэнергетики страны. При этом в Европейской части России доля атомной электроэнергии – около 30%, на Северо-Западе страны и того больше – 37%.

Вклад АЭС России в мировую атомную энергетику – 6%. Для сравнения, в США производят 26% от мировой атомной энергетики, во Франции – 17%, в Японии – 12%. В Китае 4%. Россия в этом рейтинге на четвертом месте.

Атомные станции России, карта мировых АЭС. 
Кроме проектирования и строительства ядерных реакторов в России ведется добыча и переработка урановых руд. Таким образом, АЭС в России получают местное урановое топливо. Расскажет о том, чем «питаются» АЭС России карта добычи российского урана. 

Строительство АЭС России

Сегодня активно ведется строительство АЭС в России. В РФ конструируют 10 новых энергоблоков, в том числе один плавучий ядерный реактор «Академик Ломоносов», который планируется запустить в ближайший год.
В 2016 на плавучем ядерном реакторе начались швартовные испытания, закончить их планируют к октябрю 2017 года. Работать первая в мире плавучая атомная станция будет в городе Певек Чукотского автономного округа.
Карта атомных станций России пополнится новыми реакторами на следующих АЭС: Балтийской, Белоярской-2 и Ростовской. На стадии строительства две АЭС России, которые впервые после распада Советского Союза строятся «с нуля» — это Нововоронежская АЭС-2 и Ленинградская АЭС-2.
Все проектные, конструкторские и строительные работы ведутся при наблюдении ВАО АЭС.

ВАО АЭС – Всемирная ассоциация операторов АЭС. В этой организации состоят все страны мира, так или иначе эксплуатирующие атомную энергетику.
Главная задача ВАО АЭС – обеспечение безопасности всех атомных станций мира. Представители этой ассоциации есть в каждой стране, в том числе и в РФ. Они проверяют атомные станции России на предмет безопасности и готовности к аварийным ситуациям.
ВАО АЭС была основана в 1989 году в Лондоне, как реакция на Чернобыльскую катастрофу 1986 года.

Всемирная ассоциация операторов АЭС подчеркивает, что является аполитичной и нефинансовой организацией.

Сегодня Россия находится на втором месте в мире по количеству строящихся энергоблоков. Опережает РФ только Китай, в котором на стадии строительства находятся 28 ядерных реакторов.
На карте мировых АЭС Россия занимает далеко не первое место, но зато множество стран мира обязаны РФ постройкой местных атомных станций и вводом их в эксплуатацию.

Российская атомная энергетика в других странах

Сегодня Россия располагает технологией атомной энергетики полного цикла. Это значит, что на территории РФ могут добывать урановую руду, преобразовывать ее в урановое топливо, «с нуля» создавать атомные станции, включая разработку и конструирование всех деталей АЭС и перерабатывать уже использованное ядерное топливо.

Российские АЭС в мире зарекомендовали себя как работоспособные и безопасные атомные станции. Многие страны, не имея на своих территориях нужных заводов, заказывают российским физикам-ядерщикам проектирование и строительство атомных энергоблоков.
АЭС России на карте других стран – это 80 ядерных реакторов, 30 из которых уже строятся в данный момент. Еще 52 реактора только планируется построить.

Международное атомное сотрудничество в России налажено с Китаем, Египтом, Индией, Словакией, Турцией, Чехией и многими другими странами. Международный атомный бизнес – это не только новые атомные станции России на карте других стран, — например, российские специалисты конструируют детали ядерных реакторов, помогают вводить их в эксплуатацию, обучают иностранный персонал работе на атомных станциях, оказывают помощь в утилизации уже отработанного ядерного топлива.
Станции, которые конструирует и строит Россия – АЭС безопасные и долговечные, работающие с применением новых компьютерных технологий. Все АЭС России, построенные в других странах, соответствуют требованиям МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергетике).

Современные атомные организации в России

10 АЭС на карте России – это сложная система, которой достаточно тяжело курировать и управлять. Какие организации занимаются атомной электроэнергетикой в России сегодня?
Росатом – российская государственная корпорация по атомной энергии, которая объединяет в себе более 400 предприятий и научных организаций, работающих в атомной промышленности. В том числе в нее в ходят:

• АО «Концерн Росэнергоатом» — с 1992 года за этой организацией закреплены все действующие и строящиеся АЭС в России. По сути, эта государственная компания занимается всем, что связано с АЭС РФ: выбором площадок для строительства, проектированием, строительством, вводом в эксплуатацию, снятием с эксплуатации и проч.
• Корпорация Атомэнергомаш – атомные станции России получают от Атомэнергомаша оборудование. Все основные детали реакторного отделения и машинного зала изготавливают предприятия этой корпорации. Оборудование, которое произвели на Атомэнергомаш установлено в 13% АЭС всего мира.
• РАДОН — Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (г. Сергиев — Посад). Вся работа, связанная с радиоактивными отходами ложится на плечи этого предприятия – транспортировка, переработка и хранение. Также ведутся исследования по повышению безопасности АЭС в России, карта работ предприятия РАДОН охватывает не только АЭС России, но станции других стран мира.
• АО «ТВЭЛ» – топливная компания. Они производят все ТВЭЛы и ТВС для российских реакторов и международных атомных проектов. На топливе «ТВЭЛ» сегодня работают все атомные станции России и каждая шестая АЭС в мире.

Кроме промышленных предприятий существуют и множество НИИ, которые разрабатывают новые технологии и совершенствуют старые, изучают новые методы и проектируют новые АЭС в России. Вот только некоторые из них:

1. ГНЦ РФ ФЭИ – Государственный национальный центр «Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского» (г. Обнинск). Это та самая лаборатория «В», в которой создавали первую АЭС в России, СССР и во всем мире. Из-за расположения близ станции Обнинск ее и назвали Обнинской.
2. Именно из-за строительства атомной станции, Обнинск стал городом и разросся до 111 тысяч человек. Сегодня у Обнинского национального центра 140 патентов на различные изобретения в области атомной промышленности. Институт активно работает над улучшением реакторов на быстрых нейтронах.
3. Радиевый институт имени В.Г. Хлопина (г. Санкт-Петербург) – один из старейших научных центров в стране. Сегодня занимается исследованием ввода переработанных урановых продуктов в ядерно-топливный цикл. Также ведет исследования по проблемам радиоэкологии и получению изотопов.
4. НИИАР — Научно-исследовательский институт атомных реакторов (г. Димитровград) – главный производитель радиоизотопов и радиоизотопной продукции. Кроме того, в институте ведутся разработки в области реакторного материаловедения.