К шестидесятилетию пуска ИБР

Первый в мире и около него

(отрывок из рукописи Е.П.Шабалина "Чудесны были эти годы")

(Продолжение. Начало в №№ 21, 22, 23-24.)

О пуске ИБРа 23 июня хорошо написали и Д.И.Блохинцев в книге "Рождение мирного атома" и Ю.Я.Стависский в своих воспоминаниях "Мы из Обнинска. Записки нейтронщика". Неожиданностью для многих стало то, что импульсы реактора были неустойчивы по амплитуде, беспорядочно "прыгали" в больших пределах, иногда по несколько секунд на экране осциллографа их не было видно. Особенно живописно обрисовывает то, что происходило на пульте в кульминационный день 23 июня, Дмитрий Иванович. Вот цитата из его книги:

"Опыта управления таким реактором еще не было, и нужно было проявлять осторожность... Нас беспокоили флуктуации ядерной реакции, опасность перехода из микромира в макромир. Да и в самом деле, одно время казалось, что умопомрачительный хаос микромира вот-вот ворвется в мир порядка, в макромир, и разрушит наши планы, а может быть, и нас самих. Беспокойно метались зеленые линии осциллографа: не было и следа закономерности. Тогда я подумал о том, что живи мы в микромире, наши нервы не выдержали бы подобного хаоса...

Но у нас обошлось проще: с ростом средней мощности реактора законы больших чисел взяли свое - случайные отклонения стали меньше, реакции спокойнее. Атомный котел стал управляем".

Д.И.Блохинцев на ИБР.

День закончился благополучно, цель - выйти на равновесный режим периодических импульсов - была достигнута. "Выпили шампанское в Доме ученых, вечером пошли купаться на Волгу. Никто не утонул" - так закончил Д.И. рассказ об историческом июньском дне 1960 года.

После пуска Д.И.Блохинцев дал указание теоретику А.Б.Говоркову заняться теорией флуктуаций мощности реактора, а вице-директор Гейнц Барвих пригласил в ОИЯИ из ГДР с той же целью Бениамина Козика. В связи с этим вспоминается интересный эпизод семинара, где Козик должен был доложить о результатах своего исследования. Перед его выступлением солидный импозантный Барвих взял слово для "короткого предисловия" и после 10-15 минут объявил о "начале семинара". Бениамин начал так: "Профессор Барвих уже съел все мясо, оставив мне лишь кости". Дружный смех. А.Б.Говорков и Б.Козик быстро разобрались с теорией флуктуаций; интересно то, что полученный ими закон обратной зависимости флуктуаций от мощности реактора был еще в 1956-м сформулирован Ю.Стависским без использования строгого вывода! Говорков удивлялся: "Ему что - приснилась эта формула?"

Мы, молодые инженеры, постоянно учились, но иногда решали задачи быстрее учителей. Перед первым выводом реактора на мощность 1 кВт осенью 1960 года ("по осенней пороше", как обозначил это время Ю.Я. в своих воспоминаниях) он, Стависский, велел установить более сильный радий-бериллиевый источник нейтронов в активную зону, запаянный, как обычно из-за спешки, свинцово-оловянным припоем. Володя Ананьев оценил температуру источника и предупредил Юрия Яковлевича, что она будет выше температуры плавления припоя при мощности реактора около 1 киловатта. Упрямый Ю.Я. ответил, что его оценка температуры - "правильная оценка", и она много ниже, и распорядился о выводе реактора на мощность. Источник распаялся... Много лет спустя, в 2000 году во время празднования годовщины пуска ИБРа, в салоне прогулочного теплохода "Москва" эти два оппонента пустились в жаркий спор по поводу того, кто был прав тогда с источником нейтронов. Пришлось охлаждать пыл уже немолодых людей (в сумме обоим было тогда 137 лет).

Итог: 23 июня 1960 года был выведен на импульсную критичность при мощности 30 ватт первый в истории ядерный реактор ИБР, работающий в режиме часто повторяющихся вспышек сверхкритической цепной реакции деления. А осенью ИБР начал работать на проектной мощности 1 киловатт.

Группа пуска ИБР.

Дракон превращается в тигра

Известно, что любое открытие, изобретение, новшество имеет предысторию. Чаще всего, оно основано на работах предшественников, но не всегда. Думаю, читателю будет интересно узнать, так ли это было с ИБРом.

О возможности создания атомной (строго говоря, "ядерной") бомбы стало известно ученым в 1939-м, почти сразу после открытия деления урана (Отто Ган, Лиза Мейтнер и Отто Фриш, январь) и наблюдения множественности нейтронов деления (Ф.Жолио-Кюри и др., февраль). По физике процесса переноса нейтронов ИБР - это аналог ядерного взрыва, повторяющегося несколько раз в секунду, взрыва без ударной волны, ничего не разрушающего. Только очень много нейтронов. Так что, первые ядерные взрывы, можно сказать, - предшественники ИБРа. Но есть и более "законные" предшественники. В рамках хорошо известного Манхеттенского проекта в 1945 году были проведены опыты по генерации короткой вспышки цепной реакции деления урана и импульса нейтронов. Эти опыты задумал и осуществил Отто Фриш - тот самый, кто во время рождественских каникул 1938-1939 гг. вместе со своей тетей Лизе Мейтнер теоретически объяснил явление деления ядра и вычислил гигантскую энергию, выделяющуюся при этом. В опыте Фриша бросали с вышки высотой 6 метров кусок урана, который пролетал сквозь отверстие в неподвижной части активной зоны реактора и вызывал короткий импульс цепной реакции деления. Шутник Р.Фейнман назвал этот опыт "щекотанием хвоста спящего дракона". О.Фриш использовал тот же принцип генерации импульсов нейтронов, что и в ИБРе, но без периодического повторения. Если бы он прикрепил кусок урана на обод вращающегося диска, то получился бы пульсирующий реактор - спящий дракон превращается в тигра (Д.И.Блохинцев использовал образ тигра в клетке для шутливого изображения ИБРа). Другой сотрудник Манхеттенского проекта Дэвид Юд написал теорию такого пульсирующего реактора. Секретные материалы по "Дракону" и отчет Д.Юда были открыты во второй половине 60-х, т.е. на десяток лет позже оглашения Дмитрием Ивановичем его идеи пульсирующего реактора с вращающимся ураном. Между прочим, теория Юда оказалась неточной и неприменимой к реальной конструкции, а теория БиС (Бондаренко и Стависского) доказала свою живучесть на всех дубненских ИБРах. А как ИБР оказался в Дубне - всем хорошо известно.

Физики на первом реакторе.

Импульсный реактор другого типа - апериодический (или реактор самогасящего действия), работающий на принципе самогашения цепной реакции (как в бомбе) - был пущен в США в 1953 году под названием "Годива". В СССР первые такие реакторы были созданы в 1964 году. Между прочим, засекреченные создатели наших отечественных "Годив" (БАРС, БИР и др.) приезжали в Дубну для знакомства с ИБРом после его запуска, но в ответ на вопросы "откуда они и зачем приехали?" они помалкивали, что для нас было вполне достаточным ответом. Первый человек "оттуда", с которым я познакомился и подружился, был Владимир Федорович Колесов, посетивший ИБР-2 во время пуска 1977 года. Об этом удивительном и замечательном человеке и ученом я еще вспомню в других главах книги. Предоставляю читателю самому судить, основано ли создание нашего ИБРа на опыте манхеттенских драконов и годив.

С.А.Квасников на пульте ИБР.

(Продолжение следует)