F-1 (reaktori)

F-1 ( ensimmäinen fyysinen reaktori , vuoteen 1955 asti -kattila ) - Neuvostoliiton ja Euroopan ensimmäinen ydinreaktori , tieteen ja teknologian muistomerkki. Sijaitsee Moskovassa ( Kurchatov-instituutti ).

Historia

Ydinreaktorin luomistehtävä syntyi ydinaseiden luomisen yhteydessä , johon tarvittiin sopiva halkeamiskelpoinen materiaali. Yksinkertaisuutta, nopeutta ja kustannuksia koskevan tutkimuksen tuloksena valittiin plutonium-239 (ns. aseluokan plutonium ). Plutoniumia ei esiinny luonnossa, se on hankittava keinotekoisesti - esimerkiksi säteilyttämällä uraani-238 neutroneilla [1] . Plutoniumin saamiseksi aselaatuisina määrinä oli välttämätöntä säteilyttää merkittäviä määriä uraania voimakkailla neutronivirroilla pitkään. Tämä prosessi voitaisiin suorittaa yksinkertaisimmin hallitun ketjureaktion puitteissa, johon tarvitaan erikoislaite - ydinreaktori.

F-1-reaktori luotiin koepaikaksi plutoniumin saamiseksi teknologioiden ja prosessien testaamiseen, reaktorin polttoaineen toimitti Giredmetin radiumlaboratorio (johti ZV Ershova ) [2] . Se suunniteltiin ja rakennettiin Neuvostoliiton tiedeakatemian laboratoriossa nro 2 (nykyinen kansallinen tutkimuskeskus "Kurchatov-instituutti"), joka sijaitsi Moskovassa , nykyinen osoite on Kurchatov-aukio, 1. I. V. Kurchatov johti tutkijaryhmää [3] :

• I. S. Panasyuk hoiti yleistä hallintoa, suoritti hallinnollisia tehtäviä.
• B. G. Dubovsky , M. I. Povzner ja VS Fursov osallistuivat laskelmiin plutoniumin kertymisestä reaktoriin.
• B. G. Dubovsky suoritti myös kokeita suojaamiseksi gammasäteilyltä ydinpolttoaineen varastoinnin aikana, keksi ja kokosi laskureita, joita ei tuolloin tuotettu missään.
• FI Babulevitš suunnitteli ja rakensi ohjaustankojärjestelmän ketjureaktion hallitsemiseksi.

Aloita

Reaktorin käynnistystä johti I. V. Kurchatov, häntä avusti I. S. Panasyuk . B. G. Dubovsky , Kondratjev ja Pavlov jäivät samaan huoneeseen, mutta Kurchatov pyysi heitä tarkkailemaan instrumentteja ja olemaan ryhtymättä aktiivisiin toimiin laukauksen ohjaamiseksi [3] .

25. joulukuuta 1946 kello 18.00 havaittiin ensimmäistä kertaa itsestään kehittyvä ketjureaktio. Näin ollen on kulunut alle neljä vuotta Neuvostoliiton tiedeakatemian laboratorion nro 2 perustamisesta F-1:n käynnistämiseen.

Hyödyntäminen

F-1-reaktorissa saatiin ensimmäistä kertaa Neuvostoliitossa merkittäviä, niin sanottuja painomääriä plutoniumia. Ennen tätä fyysikoilla oli vain indikaattorimäärä tätä elementtiä, toisin sanoen riittävä sen läsnäolon tunnistamiseen näytteessä. Reaktorista tulevan käytetyn polttoaineen jälleenkäsittely plutoniumin erottamiseksi suoritettiin NII-9 :ssä .

Heti laukaisun jälkeen reaktoria käytettiin aktiivisesti Neuvostoliiton ydinreaktoria käyttävien fyysikkojen kouluttamiseen. Ensimmäisen reaktorin käytännön harjoituksia suorittivat asiantuntijat, jotka kokosivat ja käynnistivät sen: I. S. Panasyuk, B. G. Dubovsky , I. V. Mostovoy, E. N. Babulevitš . Lokakuussa 1947 ensimmäinen ryhmä insinöörejä, jotka ohjasivat ydinreaktorin toimintaa, koulutettiin reaktorissa. Nämä henkilöt voisivat ottaa vuoropäällikön tehtävän [4] .

F-1:n käyttökokemus mahdollisti ensimmäisen 100 MW :n teollisuusreaktorin A-1 rakentamisen Uralilla (nykyinen Ozerskin kaupunki). Hän ansaitsi kesäkuussa 1948.

Vuonna 2012 reaktori suljettiin [5] [6] . Viime aikoihin asti sitä käytettiin standardina neutronilaitteiden kalibroinnissa. Reaktorirakennuksessa avattiin museo 26.12.2016. Reaktori on tieteen ja tekniikan muistomerkki.

Rakentaminen

F-1:n polttoaineena on metallista uraania, jonka luonnollinen pitoisuus on 235 U isotooppi (0,72 %), grafiittia hidastimena ja kadmiumsauvoja neutronivirtaa säätelemään. Rakenteellisesti se on irtonaisista grafiittitiilistä rakennettu pallomainen rakenne, jonka halkaisija on noin 6 metriä. Grafiittimuurauksessa on reikiä, joihin sijoitetaan polttoaine- ja ohjaussauvat sekä tutkimus- ja ohjauslaitteet. Grafiitin paino 400 tonnia, uraani 50 tonnia.

Reaktorin lämpöteho on 100 W - 1 MW. Ilmajäähdytys, tarvittaessa pakotettu ilmavirtaus toteutettiin puhaltimilla. Pitkäaikainen käyttö suurella teholla ei ollut mahdollista, mutta ytimen suuri massa mahdollisti lyhyen aikavälin tehon nousun huippuarvoihin.

F-1:n biologinen suoja oli primitiivistä ja koostui reaktorihuoneen syventämisestä maan alle. Suurella teholla työskennellessä rakennuksen lähellä havaittiin korkea säteilytausta. Pakkokäytön aikana sitä ohjattiin 500 metrin päässä olevasta huoneesta ja reaktorirakennuksen katolla sytytettiin lyhty varoittamaan työntekijöitä vaarasta.

Muistiinpanot

1. ↑ Larin Ivan Ivanovitš. F-1-reaktori oli ja on edelleen ensimmäinen  // Science and Life  : Journal. - M. , 2007. - Numero. 8 . Arkistoitu alkuperäisestä 19. huhtikuuta 2021.
2. ↑ Zinaida Vasilievna Ershova  // Rosatom  : Virallinen sivusto. — M .. Arkistoitu alkuperäisestä 13. joulukuuta 2013.
3. ↑ 1 2 V. N. Novoselov . Luku 12 // "Harkan" salaisuudet: Tietoja ydinteollisuuden esikoisista - tuotantoyhdistys "Mayak" Tšeljabinsk-40 (Ozyorsk) kaupungissa . — 2. painos, korjattu. ja muita .. - Jekaterinburg : IPP "Ural worker" , 1995. - 445 s. – 15 000 kappaletta.  — ISBN 5-85383-102-X . Arkistoitu 9. marraskuuta 2011 Wayback Machinessa
4. ↑ V. N. Novoselov . Luku 31 Historiallinen viittaus // "harakan" salaisuudet: Tietoja ydinteollisuuden esikoisista - tuotantoyhdistys "Mayak" Tšeljabinsk-40 (Ozyorsk) kaupungissa . — 2. painos, korjattu. ja muita .. - Jekaterinburg : IPP "Ural worker" , 1995. - 445 s. – 15 000 kappaletta.  — ISBN 5-85383-102-X . Arkistoitu 9. marraskuuta 2011 Wayback Machinessa
5. ↑ F-1-objektin salaisuudet . Haettu 16. elokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 16. elokuuta 2019. (määrätön)
6. ↑ Ensimmäinen kotimainen F-1-ydinreaktori laukaistiin 70 vuotta sitten . Käyttöpäivä: 27. joulukuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 27. joulukuuta 2016. (määrätön)

Katso myös

• CP-1  - maailman ensimmäinen keinotekoinen ydinreaktori Chicagossa (Illinois, USA), 1942.