Мечта на быстрых нейтронах: как появился БРЕСТ

Виктор Орлов участвовал в пуске первой АЭС, а спустя годы его идеи и опыт понадобились для проектирования первого в мире реактора четвертого поколения БРЕСТ-ОД‑300. О том, как ученые обживали Обнинск, пускали реакторы на быстрых нейтронах, о БРЕСТе и мечте, ставшей реальностью, главный научный сотрудник экспертной группы Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники им. Доллежаля (НИКИЭТ) рассказал «СР».

— Ваше детство пришлось на предвоенные и военные годы. Расскажите о нем.

— Я родился в Москве 14 января 1930 года. Когда шли бои за столицу, моя мама занималась эвакуацией детских домов и отправила нас с сестрой в Чувашию, а оттуда в Куйбышев. В 1945‑м она поступила на службу в советскую военную администрацию в Германии и взяла меня с собой. Помню, как мы, подростки, после уроков бродили по разрушенному Берлину. Там я окончил школу и вернулся в Москву. Подал документы в МГУ, насчет факультета сомнений не было — ​я хотел стать физиком. Меня поразила математически строгая логика физических основ мироздания. Это во многом определило мой научный путь.

— Который начался в атомной отрасли. Как вы туда попали?

— На четвертом курсе лекции по квантовой механике нам читал выдающийся атомщик — ​профессор Дмитрий Иванович Блохинцев. Я обратился к нему за темой для самостоятельной работы. Была выбрана нелинейная электродинамика. По ней в декабре 1952 года я защитил диплом и получил приглашение в Лабораторию «В» (сейчас Физико-энергетический институт, ФЭИ. — «СР»). Города Обнинска в то время еще не существовало, был лишь полустанок Обнинское, куда из Москвы ходил паровоз. До места, где через несколько лет появился ФЭИ, — ​несколько километров через лес. Там корпуса бывшего детского дома переоборудовали под лабораторные и хозяйственные помещения.

Я поступил в теоретический отдел Блохинцева. Полным ходом шло строительство первой в мире АЭС. Я быстро включился в расчеты реактора АМ и участвовал в работе пусковой комиссии атомной станции. С Игорем Курчатовым познакомился на пуске. В этом знаковом для страны событии принимали участие выдающиеся ученые: Доллежаль, Александров, Бочвар, Алиханов и др. В дальнейшем в тесном сотрудничестве с ними я работал над транспортными, исследовательскими и энергетическими установками.

После пуска АЭС в Обнинске я участвовал в разработке реакторов для атомных подлодок. В ФЭИ под руководством Лейпунского разрабатывался, а впоследствии был запущен опытный реактор со свинцово-висмутовым теплоносителем. Параллельно в Институте атомной энергии (ИАЭ, сейчас НИЦ «Курчатовский институт». — «СР») под руководством Александрова создавалась энергетическая установка ​ВВЭР. Многие участники этой темы получили Государственную премию, в том числе и я.

— А когда переключились на быстрые реакторы?

— В конце 1950‑х научный руководитель программы создания реакторов на быстрых нейтронах Александр Лейпунский привлек меня к решению этой научно-­конструкторской задачи. При обсуждении топлива Андрей Бочвар предложил керамику, поэтому была выбрана двуокись урана. В 1959 году меня назначили начальником отдела быстрых реакторов в ФЭИ вместо перешедшего в НИИАР директором Олега Казачковского. Перед отделом стояли задачи по разработке большого опытного реактора БОР‑60, а также БН‑600. Однако ключевым в то время для нас был проект опытно-промышленной АЭС с реактором БН‑350.

Пожалуй, главной проблемой разрабатываемых тогда быстрых реакторов был натриевый теплоноситель. При всех очевидных плюсах натрий горит, взаимодействуя с воздухом и водой, поэтому вопросы безопасности стояли довольно остро.

Строительство БН‑350 завершилось в 1971 году. Лейпунский назначил меня представителем ФЭИ в пусковой комиссии. К сожалению, уже в августе 1972 года Александра Ильича не стало. На его похоронах Анатолий Петрович Александров пригласил меня в ИАЭ, но я отказался, поскольку должен был завершить пуск БН‑350. Первые попытки оказались неудачными: были обнаружены множественные течи воды в натриевых трубах парогенераторов. Потребовалась замена. Первый пуск в 1973 году был произведен на двух из пяти петель охлаждения. Пустить реактор на 70 % мощности удалось лишь в 1975 году. Установка проработала около 20 лет — ​задача была выполнена.

После пуска БН‑350 я убедился в необходимости реактора с новыми теплоносителем и топливом. Возникла идея использовать свинец, ​так как висмут довольно редок, дорог и является источником высокоактивного изотопа полония‑210. Вместо двуокиси урана и плутония, обладающей низкими плотностью и теплопроводностью, в качестве топлива нового реактора по совету выдающегося металловеда ВНИИНМ Татьяны Меньшиковой был принят мононитрид. Вернувшись в ФЭИ, я предложил разработать новый проект быстрых реакторов, но институт решал другие важные задачи. Тогда я воспользовался приглашением Александрова и перешел в Курчатовский институт. Несмотря на активную поддержку Анатолия Петровича, там моя концепция тоже не нашла отклика. Но я не оставлял уверенности в необходимости реализации проекта нового быстрого реактора.

— Вы один из авторов концепции развития крупномасштабной ядерной энергетики XXI века. В чем ее суть?

— Создание крупномасштабной энергетики будущего — ​это обеспечение растущих мировых потребностей экологичной и безопасной ядерной энергией. Концепция включает быстрые реакторы-бридеры с достаточно высоким темпом расширенного воспроизводства делящегося материала, заводы по переработке облученного топлива, его рефабрикацию и, наконец, решение проблемы обращения с радиоактивными отходами. Однако главным было обеспечение безопасности новой атомной энергетики.

В 1988 году министр среднего машиностроения СССР Лев Рябев поддержал мою идею и направил меня в НИКИЭТ, который в то время возглавил Евгений Адамов. Изложив Евгению Олеговичу свое видение, я понял, что нашел единомышленника. Этот момент можно считать отправной точкой создания новой ядерной энергетической установки, которая воплотилась в проект БРЕСТ-ОД‑300 — ​быстрый реактор с нитридным уранплутониевым топливом равновесного состава, со свинцовым теплоносителем и двухконтурной схемой преобразования тепла, работающий в замкнутом топливном цикле, основанный на принципах естественной безопасности. В НИКИЭТ разрабатывается и коммерческий вариант этой установки для крупномасштабной энергетики — ​БР‑1200.

БРЕСТ имеет ряд существенных преимуществ перед любым эксплуатируемым сегодня реактором. Кроме того, он самостоятельно заглушается при отклонении от любых параметров.

— Какие направления современной мировой атомной науки, на ваш взгляд, наиболее перспективны? На что обратить внимание молодым ученым?

— Развитие атомной науки, к сожалению, существенно замедлилось. Гораздо больше внимания уделяется атомной технике. Это приводит к постепенному разрыву фундаментальной физики и инжиниринга и возникновению «инерции стереотипов». Молодым ученым обязательно нужно эту «болезнь» преодолеть. Техника и физика должны идти рука об руку, тогда человечеству удастся совершить очередной научно-технический рывок.