Линейный ускоритель протонов в составе комплекса ВУ-70 в Протвине.
[https: //scientificrussia.ru]
Направление окончательно сложилось, когда в 1965 году сотрудничество Харитону предложил сам лауреат Нобелевской премии Николай Басов. Цель – создание фотодиссоционных лазеров с максимальной энергией излучения, для накачки которой Юлий Борисович предложил использовать свечение фронта ударной волны в благородных газах, вызванной взрывом обычной взрывчатки.
Так началось многолетнее сотрудничество ВНИИЭФ и ФИАНа (Физического института Академии наук). В ходе его было создано много вариаций новаторских взрывных фотодиссоционных лазеров (ВФДЛ). Совместно с Государственным институтом прикладной химии (ныне Российский научный центр «Прикладная химия») саровские физики сделали и успешно испытали самый мощный в мире химический лазер, работающий на реакции фтора с дейтерием, разработали импульсно-периодический лазер с КПД около 70 % – самым высоким из тех, что достигли в лазерной технике.
Исследования по ядерной накачке лазеров привели саровцев к возможности создания совершенно фантастических «ядерно-лазерных устройств» непрерывного действия на базе импульсных ядерных реакторов с высоким уровнем нейтронных потоков. В начале семидесятых здесь был открыт эффект превращения кинетической энергии осколков ядерного деления в лазерное излучение оптического диапазона. А в 1975 году на базе импульсного реактора ВИР-2 появилась двухканальная лазерная установка ЛУНА-2, совмещающая функции лазерной системы и реактора, способная напрямую трансформировать энергию ядерного распада в лазерное излучение.
Это прорывное достижение было в начале 1980‐х развито в четырехканальном лазерном модуле ЛМ-4, излучения которого возбуждалось потоком нейтронов от единственного в своем роде быстрого импульсного реактора с керамической активной зоной – БИГР. На нем впервые в мире в лазерах с ядерной накачкой удалось добиться непрерывной генерации.
Таким образом, ВНИИЭФ при Славском стал важным центром лазерной техники всесоюзного, да и мирового значения. Кроме военных задач, лазерное направление саровского центра «выстрелило» целым веером «гражданских» применений – уже после того, как Ефим Павлович покинул свой пост. Например, производством искусственных хрусталиков глаза из лейкосапфира.
Лазерные дела в Сарове так «разветвились», что на пороге нынешнего века на базе физического отделения № 13 в составе РФЯЦ-ВНИИЭФ был организован отдельный Институт лазерно-физических исследований. Осталась (и не одна!) «лазерно-ядерная» мечта на будущее. Скажем, фантастичные пока, но принципиально реализуемые лазерные ракетные двигатели для старта с Земли и межпланетных полетов, лазерная резка и уничтожение экологически опасных установок и особо прочных конструкций, лазерный управляемый термоядерный синтез…
АЭС «Ловиза» (Финляндия). Общий вид.
[Из открытых источников]
Продвижение передовой советской атомной энергетики «на экспорт», то есть возведение надежных энергоблоков и целых АЭС в странах Варшавского блока, некоторых нейтральных и «неприсоединившихся» государствах, укрепляло отношения с ними, выстраивая межгосударственные дороги в будущее. При непосредственном участии Славского Минсредмашем на территории 10 стран в разных частях света были построены и начали давать энергию 26 энергоблоков суммарной мощностью 12 млн кВт.
Большинство из них до сих пор работают, обеспечивая значимую долю энергобаланса в таких странах, как Чехия, Словакия, Болгария, Венгрия, Финляндия. При этом АЭС «Ловиза» в ста километрах от Хельсинки и АЭС «Пакш» в середине Венгрии по своей безупречной надежности работы и экономической эффективности устойчиво входит в ТОП-10 мировых атомных станций.
Последовательно и настойчиво развивая промышленную ядерную энергетику, Ефим Павлович обращал большое внимание на создание научных атомных реакторов, в том числе в республиках СССР, где благодаря этому возникли «оазисы» развития не только атомной и химической промышленности, но и ядерной физики, радиационной медицины, «питающиеся» из местных кадровых источников. Там вели собственные исследования, получали радиоактивные изотопы, занимались нейтронно-трансмутационным легированием кремния, тренировали персонал реакторов АЭС. Таким стал, например, десятимегаваттный реактор ВВР-К в казахстанском Алатау. Стоил ли этот дар нескольких тысяч квадратных километров казахской степи, «отчужденной» под ядерные испытания с тысячами тонн зараженного радиацией грунта и другими долговременными последствиями? В единой ядерной советской державе такой вопрос просто не стоял. Надо – значит, надо. Ныне независимая Республика Казахстан отвечает на него чаще всего отрицательно. Но прошлого нельзя изменить, как нельзя было в этом прошлом поменять обстоятельства, диктовавшие в том числе суровые решения. Прежде всего обусловленные военной необходимостью: в СССР не было местности более удобной и при этом менее заселенной, чем степь вокруг Семипалатинска. Научные и производственные «дары» атомщиков естественным образом прилагались к ущербу – законы исторического бытия дихотомичны…
Свои маленькие исследовательские реакторы при Славском появились в Физико-энергетическом институте (ФЭИ) в Обнинске, Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Петербургском институте ядерной физики имени Б.П. Константинова (ПИЯФ) в Гатчине – тогда Ленинградском институте ядерной физики; в вузах – Московском инженерно-физическом институте (МИФИ) и в Томском политехническом университете.
Особую роль в развитии прикладной атомной науки сыграли шесть экспериментальных реакторов, сооруженных на площадке Научно-исследовательского института атомных реакторов (НИИАР) в «закрытом» городе Димитровграде между Самарой (тогда Куйбышевом) и Ульяновском. Первым из них стал уже упомянутый выше реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БОР-60.
На димитровградских экспериментальных реакторах для промышленных бридеров отрабатывались оптимальные конструкции и материалы ТВЭЛов, передовые технологии разделения и «сжигания» наиболее проблемной части ОЯТ – долгоживущих радионуклидов. Димитровоградскому НИИАР удалось стать одним из двух мировых производителей синтезированного в реакторе нового элемента – калифорния-252, незаменимого в медицине и некоторых других отраслях. А также других «лечебных» изотопов: стронция-89, гадолиния-153, молибдена-99.
Е.П. Славский на практической отраслевой конференции в Обнинске.
[Из открытых источников]
Ефим Павлович, следуя заветам Игоря Васильевича Курчатова, хорошо понимал и значение такой вещи в практической науке, как здоровая конкуренция. Это отмечал уже знакомый нам Геннадий Киселёв: «По существу, Е.П. Славский совместно с ГКИАЭ создал в Димитровграде второй научный центр по быстрым реакторам. В этом отношении прослеживается некоторая аналогия с организацией в 1955 г. НИИ-1011 (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики), второго научного центра по разработке ядерного оружия, который в определенной степени являлся конкурентом КБ-11 в Арзамасе-16» [76].
Научно-техническая мысль при полном содействии министра буквально кипела. В Курчатовском институте в 1964 году была создана первая в мире установка «Ромашка», которая преобразовывала тепло, выделяющееся в процессе цепной реакции атомного деления в электроэнергию – без всяких паровых турбин, напрямую. В основе ее лежал особый бридер.
Здесь же, в «Курчатнике», в 1981‐м запустили небольшой уникальный «гомогенный» ядерный реактор «Аргус», обходящийся вовсе без тепловыделяющих элементов (твэлов). Активная зона его состоит из жидкости – раствора соли урана в стальном баке, а цепная реакция регулируется опускаемыми в раствор стержнями из бора.
Зал управления реактора БОР-60.
[Из открытых источников]
А на исследовательском «быстром» реакторе БР-10 в ФЭИ им. А.И. Лейпунского в Обнинске были придуманы и отработаны пионерные протонная и «нейтрон-захватная терапия» раковых опухолей.
Сибирская АЭС в Томске-7 послужила полигоном для отработки уникальной системы обогрева соседнего Томска непосредственно теплом, выделяемым ядерным уран-графитовым реактором атомной станции.
При непосредственном участии Славского была сооружена одна из впечатляющих «легенд Средмаша» – комплекс исследовательских реакторов «Байкал-1» в городе Курчатове (Семипалатинск-21) в составе Семипалатинского испытательного полигона. Там, в частности, отрабатывался советский ядерный ракетный двигатель (ЯРД), задуманный изначально под пилотируемый полет на Марс.
К ядерному «движку» подходили ступенчато – через исследовательские реакторы ИГР (импульсный графитовый реактор) на тепловых нейтронах, созданный еще при жизни Курчатова в 1958 году, затем ИВГ-1 и ИРГИТ (РД-410) – запущенного в 1978‐м. На них были созданы модели твэлов ЯРД с твердыми поверхностями теплообмена, работающих при температурах свыше 3000 по Кельвину в условиях мощного нейтронного и гамма-излучений; экспериментально «вычислен» оптимальный состав ядерного топлива для условий космоса. РД-410 был уже практически полноценным прототипом ядерного ракетного двигателя, работавшего по замкнутой схеме.
Космическая ядерная энергетическая установка с термоэмиссионным реактором-преобразователем.
[Из открытых источников]
Площадка «Байкал-1», где все это хозяйство испытывалось и потом доводилось до ума, представляла собой циклопический по размаху комплекс в казахской (опять же!) степи с множеством наземных и подземных сооружений, с десятками километров водоводов из нержавейки, протянутых из Иртыша с соответствующими насосными станциями; ЛЭП с трансформаторными подстанциями. В него входили хранилища для резервуаров с водородом под давлением, вырубленные глубоко в скалах. Над и под реактором располагались технологические системы, которые автоматически, без присутствия человека на площадках, заменяли все элементы активной зоны.