Быстрые реакторы - история Опции

[AtomInfo.Ru]

Немного истории. Из мемуаров О.Казачковского о первых шагах становления отечественной быстрой программы.
Экспериментальное доказательство теоремы существования для КВ>1 на быстрых нейтронах.

"Но наибольшее внимание и интерес отдавались экспериментам по измерению альфы, или, точнее, по определению радиационного захвата быстрых нейтронов в 239Pu, поскольку сечение деления для него было уже неплохо известно. Но это было весьма трудным делом, поскольку образующийся при радиационном захвате нейтрона 240Pu по своим излучательным параметрам мало отличается от самого 239Pu. И его, таким образом, далеко не просто идентифицировать.

Мы тогда в шутку говорили, что, по-видимому, сама природа особо тщательно оберегает свои сокровенные тайны. Приезжавший к нам Немировский, о котором уже упоминалось, высказал даже мысль, что, если всё же удастся определить альфу для быстрых нейтронов, то только за одно это можно будет присуждать академическое звание".

Немировский не угадал - Лейпунского академиком СССР так и не избрали. "Это оказалось ещё более сложной проблемой", - философски замечает далее в мемуарах Казачковский.

"Однако вскоре произошёл досадный эпизод. Эксперименты, выполненные в институте, которым руководил Курчатов, показали, что при переходе от тепловых нейтронов к имеющим более высокую энергию резонансным нейтронам, величина альфы не только не уменьшается, как ожидалось, а наоборот, растёт. Это вызвало переполох в кабинетах Министерства, где некоторые чиновники посчитали, что такой результат опровергает гипотезу о расширенном воспроизводстве в РБН. Возникла угроза для финансирования самой Проблемы в целом".

Лучше понять трагизм момента можно, если добавить немного предыстории. Два предыдущих проекта А.И. закончились неудачей. Один из них - бериллиевый реактор, точнее, умножитель количества нейтронов в реакторе за счёт (n,2n) на бериллии, выполнявшийся с участием немецкой группы. Проигрыш за счёт (n,альфа) поставил на проекте крест, а А.И., между тем, успел заинтересовать бериллиевой тематикой кого-то в самых верхах. Отношение в Москве к Лейпунскому резко ухудшилось.
Второй неудачей стало свёртывание работ по ускорительной тематике и уход части специалистов в ФИАН, а затем в Дубну.
Казачковский пишет о своих разговорах с Лейпунским, о его желании уехать в УССР, где жила его семья.

Успех быстрой программы, таким образом, был для Александра Ильича предельно важен в личном плане. И тут последовал такой удар от курчатовской группы!

Сегодня любой профильный студент III курса объяснит, что курчатовская группа, повышая энергию нейтронов, попала в область резонансов, где сечения ведут себя аномально. Но на тот момент никто в СССР этого, естественно, не знал, о возможности КВ>1 говорили, опираясь только на теоретические выкладки (и, возможно, на данные разведки). Казалось, что эксперимент все эти рассуждения опровергает.

"Мы же доказывали, что такой результат ещё ничего не значит, ибо захват тепловых нейтронов отвечает всего лишь одному уровню составного ядра с его индивидуальными свойствами. Они же могут существенно отклоняться от усреднённых (по многим уровням) параметров для резонансных нейтронов.

К счастью, вскоре нам удалось экспериментально показать, что при дальнейшем повышении энергии нейтронов (выше резонансной области) величина альфы всё-таки уменьшается. Эти результаты были подтверждены затем и измерениями нейтронного и материального баланса на критсборках на быстрых нейтронах. Всё стало на свои места".

Казачковский не пишет, кто постановил продолжать эксперименты, повышая энергию нейтронов, несмотря на отрицательный результат курчатовской группы. Но уже на следующей странице появляется имя человека в Средмаше, понимавшего, что могут дать быстрые реакторы. Естественно, это был Ефим.

[AtomInfo.Ru]

Прежде чем перейти к рассказу о двух неприятных инцидентах, случившихся при эксплуатации БР-5/10 (правда, не на самом реакторе) - небольшая перебивка.

В наше время - в том числе, и с лёгкой руки некоторых участников форума - предел сокровенных мечтаний отца Фёдора ассоциируется с украинским топливным заводом.
А вот на БР-5 был самый настоящий стенд "Свечной завод". Для выбора тех самых уже упоминавшихся в ветке свечей контроля протекания на случай течи натрия.

И снова Б.С.Тымош.

"Стенд "свечной завод".

Необходимо было выдать рекомендации по типу свечей, которые можно использовать в качестве сигнализаторов протекания щелочного металла.
Но при этом щёлочной металл, попадающий на свечу и замыкая центральный электрод с корпусом, не должен был протекать через уплотнение электрода.

Поставили в верхней части помещения 90 вертикальную колбу с натрием.
На боковой поверхности колбы установили автомобильные и авиационные свечи зажигания.
Разогрели натрий до 350-400°C и контролировали процесс.

Лучший результат показали обычные автомобильные свечи".

[Обнинский]

[i]Прежде чем перейти к рассказу о двух неприятных инцидентах, случившихся при эксплуатации БР-5/10 (правда, не на самом реакторе) -

А откуда два? Первым должна быть ловушка, а кто второй?

[AtomInfo.Ru]

А откуда два? Первым должна быть ловушка, а кто второй?

А вот теперь о ловушке.
И снова Б.С.Тымош.

"Взрыв при отмывке холодной ловушки окислов на стенде МТ.

В 1979 году проектной группой ОКС была завершена работа по проекту нового здания для стенда МТ (малых течей) и мы приступили к демонтажу технологического оборудования стенда.
На месте осталась только холодная ловушка окислов (ХЛО) натрия объёмом 1 м3.
Было решено подвергнуть её регенерации, то есть удалить по возможности весь натрий, а затем обработать паром и водой с тем, чтобы затем её использовать по назначению на новом стенде.

Технология такой регенерации была у нас отработана на ХЛО первого и второго контуров реактора при их забивании окислами.
Существенным отличием была лишь разница в объёмах натрия, находящегося в ловушке.
ХЛО реактора имели объём 0,2 м3.

Была подготовлена, согласована и утверждена инструкция на эту работу.
Регенерация ХЛО была включена в календарный план работы установки на 1979 год.

Паровая обработка прошла спокойно, без сюрпризов.
После того, как температура выходящего из ловушки пара сравнялась с температурой входящего пара, можно было считать, что процесс взаимодействия пара с остатками натрия закончился.
Но мы для перестраховки продлили подачу пара ещё на полчаса.

Затем вместо пара стали подавать в ХЛО воду с перерывами.
Прошло около 30 минут, когда процесс нарушился, в ловушке стало скачкообразно увеличиваться давление, на открытом сбросе воды в канализацию пошла пульпа - вода с газом (водородом).

Инженер-технолог В.Н.Лебедев, который вёл процесс, принял профессионально правильное решение - прекратил подачу воды, выключил все источники электропитания и вместе с оператором Г.И.Кузуро покинул стенд.

Манометр был зашкален на давлении в ловушке равным 12 атм.
Через 30-40 секунд раздался взрыв.
Здание стенда было полностью разрушено.
Легко сбрасываемая крыша из нержавеющей стали была разорвана на отдельные куски, разбросанные в радиусе 50 метров.
Стёкла в близлежащих зданиях в радиусе до 200 метров были выбиты, но пострадавших не было.
Никто даже царапины не получил.

Сразу же приехал главный инженер института Д.М.Овечкин и расположился в моём кабинете, так как у меня было выбито только одно стекло.
Он стал по телефону давать указания институтским службам и начальникам зданий промплощадки о немедленном восстановлении остекления, ведь был конец ноября и было холодно.

Контроль за состоянием ловушки в вечернюю и ночную смены было поручено вести сменному персоналу реактора.

Сама ХЛО видимых повреждений не имела, но Котлонадзор не дал разрешения на её дальнейшее использование.
Она была разрезана на части.
При осмотре разрезанных элементов ловушки никаких следов натрия обнаружено не было.
Все разрезанные части были сданы в металлолом".

[AtomInfo.Ru]

Было решено подвергнуть её регенерации, то есть удалить по возможности весь натрий, а затем обработать паром и водой с тем, чтобы затем её использовать по назначению на новом стенде.

Работники ФЭИ, с которыми мы разговаривали про этот инцидент, вспоминают его сейчас с улыбкой.
Во-первых, обошлось без пострадавших.
Во-вторых, уж больно потешной оказалась картина ловушки, пытавшейся взлететь аки курица.

Но на самом деле, инцидент стал, конечно, поводом для дискуссии - а нужна ли вообще регенерация ловушек?
Неявные отголоски этой дискуссии мы находим в научно-технических мемуарах О.Д.Казачковского, но уже в применении к БН.

"Обсуждался и вопрос о целесообразности регенерации ловушек, накопивших достаточно большое количество окислов.
Предполагалось удалять эти окислы в другую ёмкость, отправляемую затем на захоронение.
Однако всё же неясно, стоит ли этим вообще заниматься.

Всё равно, как представляется, та, другая ёмкость должна представлять собой нечто вроде холодной ловушки.
Не лучше ли просто заменять отслужившую свой срок штатную ловушку (вероятно, без рекуператора) и её удалять на захоронение?".