Критериями выбора, кроме КПД, были доступность «горючего», стоимость и сроки создания реактора. Немудрено, что победил третий вариант, причем на основе уже собранной реакторной установки для подлодок, оказавшейся слишком громоздкой для этой цели. Смелую идею реакторного «триумвирата» отбросили как избыточную – важно было стать первыми в энергетической гонке.
На совещании у Бориса Ванникова 11 февраля 1950 года было принято окончательное решение: строить в Обнинске «экспериментальную установку полупромышленного типа (установка АМ) мощностью по тепловыделению в 30 тыс. кВт и 5 тыс. кВт по паровой турбине, использующую обогащенный до 3–5 % уран в количестве 300 кг для реактора с графитовым замедлителем и водяным охлаждением».
Аббревиатура «АМ», которую с позже окрестили «Атом Мирный», на самом деле расшифровывалась как «Атом Морской». Что подчеркивает военную родословную атомной энергетики.
По предварительным расчетам, чтобы «закрутить» турбогенератор в 5 мегаватт электрической мощности, нужно сделать атомный «котел», который будет выдавать 30 тысяч киловатт мощности тепловой – достаточной для производства пара в 200 градусов и давлением 12 атмосфер. Проект первой АЭС разрабатывал проектный институт ГСПИ-12, научным руководителем проекта был назначен И.В. Курчатов, главным конструктором реактора – Н.А. Доллежаль. Ключевую роль кроме Лаборатории № 2 (будущего Курчатовского института) играла, разумеется, и Лаборатория «В» (будущий ФЭИ им. Лейпунского), на чьей территории развернулась стройка. Там ответственными по сооружению первой АЭС назначили директора лаборатории Дмитрия Блохинцева – за науку, полковника НКВД Петра Захарова – за стройку.
Здание АЭС в Обнинске. 1950‐е гг.
[Центральный архив корпорации «Росатом»]
Крохотный поселок на севере Калужской области, окруженный лесами, был выбран неслучайно: секретная стройка всего в ста километрах от столицы и в семидесяти от промышленной Калуги – это было удобно. Стоявшую здесь испокон веков, но почти опустевшую деревню Пяткино одним махом перенесли вместе с оставшимися жителями на другую сторону Протвы, а на реке начали возводить плотину и береговую насосную станцию. Забор, стоявший вокруг Лаборатории «В», вырос в длину и высоту, ощетинившись «колючкой» и КПП со сторожевыми автоматчиками.
Первый ковш земли на стройплощадке экскаватор поднял в сентябре 1951‐го, а в конце марта 1952‐го в фундамент реактора залили первый бетон. Тогда же велось активное строительство подземной части атомной электростанции, а монтаж самого реактора, турбины и другого оборудования стартовал в октябре 1953‐го.
Быстро росли вверх из котлована железобетонные стены с каналами для электрокабелей и вентиляции. Параллельно строился жилой поселок с каменными зданиями, соцкультбытом, прокладывались основательные дороги. Как и на строительстве завода № 817 работали и гражданские и военные строители и заключенные. Последние проходили особо тщательный отбор.
Так же как при сооружении первого промышленного реактора под Кыштымом, стройка и проектирование велись одновременно, что приводило к переделкам на ходу и изрядной нервотрепке. Но это же, как ни парадоксально, значительно ускоряло процесс.
Славский, которому такой режим работы был хорошо знаком по строительству «Аннушки», с сентября пятьдесят третьего наезжал на стройплощадку из Москвы все чаще, оставаясь иногда на несколько дней. Здесь же по «кыштымской памяти» иногда происходили совместные научно-производственные совещания с «Бородой», Александровым, Доллежалем, Блохинцевым, Лейпунским, Файнбергом. Иногда они перерастали в высокоумные споры, но чаще выглядели как коллективный мозговой штурм, в котором Славский был отнюдь не молчаливым наблюдателем. «Железным» ограничителем всех новых идей и улучшений со стороны физиков служили уже возведенные стены АЭС, за периметр которых «не выпрыгнешь». И в опять здесь незаменимыми оказывались инженерно-управленческий опыт и сметка Ефима Павловича.
«Энергетический» атомный «котел» изрядно отличался от военного: ведь следовало, не переставая охлаждать уран в блочках, хорошенько вскипятить воду, превратив ее в пар под давлением, который сможет вращать турбину, соединенную с генератором тока (или с ходовым винтом подлодки).
При этом облученную в реакторе воду нельзя делать рабочим паром для турбины – иначе все энергетическое оборудование будет радиоактивно. Само «топливо» в реакторе энергетическом, в отличие от военного, должно работать без перезагрузки несколько лет, максимально выгорая и при этом не разрушаясь.
Эти задачи советским атомщикам пришлось решать совершенно самостоятельно – без подсказки со стороны разведки, как в случае с «Аннушкой».
Прежде всего была придумана двухконтурная замкнутая схема отвода тепла от реактора: теплоноситель первого контура охлаждает технологические каналы с урановым топливом и переносит тепло в теплообменник, который через стенки труб передает тепло теплоносителю второго контура, где под давлением испаряется в парогенераторе, превращаясь в пар, вращающий турбину. При этом вода из первого контура прокачивается через фильтры, проходит глубокую очистку – и вновь возвращается в реактор.
Главной проблемой стала разработка тепловыводящих элементов – ТВЭЛов, которые должны были отводить тепло от урановых блоков в омывающую их снаружи воду, при этом максимально препятствуя попаданию в нее радиоактивных продуктов атомного распада. В ЛИПАН, НИИ-9, НИИ-13, целые коллективы ученых «навалились» на эту задачу, но их опытные образцы не выдерживали проектных тепловых нагрузок – разрушались со спеканием топлива.
Ситуация создалась «аховая»: первая атомная станция близка к завершению, а ТВЭЛов как не было – так и нет. На последнем этапе к штурму проблемы подключились инженеры Лаборатории «В» под руководством Владимира Малых. Доподлинно неизвестно, кто именно придумал гениальную дисперсионную трубчатую конструкцию элемента, но в конце 1952 года именно группой Малых был предложен коаксиальный ТВЭЛ, конструкция которого выдерживала нагрузки, втрое превосходящие проектные, и работала на много термоциклов. Элемент был доработан к середине 1953‐го: в нем использовался уран-молибденовый сплав с магнием и сталь. За это достижение Владимир Александрович Малых был удостоен Ленинской премии и с ходу стал доктором наук. ТВЭЛы проверили не только на стенде, но и на промышленном реакторе в Челябинске-40.
Наконец 25 сентября 1953 года (за 7 месяцев до физического пуска Обнинской АЭС) ТВЭЛ для нее был утвержден и для его производства начали спешно сооружать новый цех на заводе № 12 в Электростали. Требовалось выпустить 514 таких элементов, испытать их и передать Московскому заводу химического машиностроения, где из них должны были собрать 128 ТС – топливных сборок.
Помимо этого, инженеры Минсредмаша разрабатывали новые устройства для автоматического и ручного дистанционного управления регулирующими стержнями, приспособления для замены ТВЭЛов. Требовалось сделать циркуляционные насосы для первого контура с уплотнением, не пропускавшим ни капли облученной воды. А еще – придумать специальные подпиточные насосы, которые поддерживали бы давление теплоносителя в реакторе, не допуская его закипания.
В процессе сооружения реактора ходе работ пришлось «расшивать» как инженерные, так и материаловедческие задачи. Например, предотвращение концентрации гремучего газа в облученном теплоносителе.
В конце сентября 1953‐го было принято постановление правительства, утвердившее новый и окончательный срок пуска АЭС – март 1954 года. Стройка эта была признана приоритетной для МСМ, туда командировали многих специалистов с комбината № 187, так что Славский, курировавший весь процесс, оказался вновь среди «знакомых всё лиц».
Шел настоящий штурм, но без «штурмовщины», которая потом вышла бы боком. И такой жесткий – без истерик и «авосей» – режим стал заслугой Ефима Павловича. Как вспоминают очевидцы, когда начался монтаж оборудования, Славский находился на будущей АЭС практически ежедневно – с утра до позднего вечера, причем его рабочий стол стоял посреди реакторного зала. Он фактически взял на себя руководство монтажными работами. Оперативки с участием монтажников, Курчатова, Александрова, Доллежаля происходили здесь же – за его столом.
Очевидцы ярко передают сам стиль руководства Славского на сооружении Обнинской АЭС (кстати, разительно отличающийся от такового семь лет назад на «Базе-10»): «От Ефима Павловича исходили спокойствие и уверенность, работа быстро вошла в упорядоченное деловое русло. Около его стола стояли простые скамейки. Приходилось наблюдать, как он иногда в какой-то трудный момент подзывал кого-нибудь из озабоченных руководителей и приглашал присесть на скамейку, замечая при этом: «Посиди, отдохни, подумай, не надо суетиться».
Вспоминается, как в один из первых осмотров станции перед пуском Е.П. Славский обнаружил, что лестница на пути, ведущем из центрального зала на пульт управления, представляет собой вертикально поставленный недостаточно устойчивый трап, по которому надо было подниматься на 3 м. Надо было видеть его изумление и негодование. В короткий срок была смонтирована прочная металлическая лестница в два марша с перилами.
Николай Антонович Доллежаль (справа) на монтаже оборудования на АЭС в Обнинске.
[Портал «История Росатома»]
В ходе пуска возникали многие большие и малые затруднения. Вначале не герметизировались головки технологических каналов, наблюдались течи. Обсуждались многие предложения, решающим оказалось предложение Е.П. Славского: изготовить и поставить медные прокладки треугольного поперечного сечения. Течи прекратились» [101].
Рабочий день у руководителей стройки, как и у рядовых монтажников, стал с начала 1954 года ненормированным. Это была одна команда, спаянная общей целью. При этом никто за спиной не грозил «лагерной пылью», как в 1947‐м. Тщательность работ и их проверки, по воспоминаниям, превышала таковые при возведении первого промышленного реактора. «Рабочие укладывали графитовые блоки в белой спецодежде и спецобуви, в белых шапочках, чтобы волосок не упал. В реакторном зале такая же стерильная чистота, ничего лишнего, влажная уборка почти непрерывно. Кладку вели быстро, круглосуточно, а закончив работу, сдавали её придирчивым контролерам», – вспоминал участник пуска первой АЭС, советник директора ГНЦ РФ – ФЭИ Лев Кочетков [99].