Берия

    

А что такое ядерная энергетика ? Как там всё устроено ? Почему работает ? 

Ликбез для самосовершенствования и работы над собой.

Скоро у нас выборы. На экранах телевизоров регулярно показывают дебаты всяких кандидатов и представителей допущенных до выборов партий, в том числе и представителей , условно говоря, ассоциации ЕЛДА (Единый либерально демократический альянс) с набором чудовищных, пещерных антисоветских мифов, где СССР заменено на РФ.

Но тут ничего нового - »кровавый тиран» СТАЛИН, светоносный Запад, живительные инвестиции .

Из нового лишь, что надо было сдаться Гитлеру ибо потом союзники бы нас освободили и зажили счастливо в светлом демократическом обществе в семье цивилизованных народов.

Есть и хуцпа (запредельная наглость вроде той что адвокат требует снисхождения для убийцы своих родителей на том основании что он...сирота!)

Один представитель ЕЛДЫ заявил стоя в эфире Первого Федерального канала что в России...нет свободы слова.

Уж если где и нет свободы слова так это в его любимом «светоносном западе.

 

Руководство издания уволило Дэвида Симана, который в августе опубликовал две колонки, где шла речь о скандале вокруг плохого состояния здоровья 68-летней Клинтон. Позднее обе статьи были удалены с сайта газеты "без объяснения причин". Кроме того, был заблокирован аккаунт блогера.

 

  

Во как. Кто бы мог подумать? Толи дело в России, поливай дерьмом всех направо и налево в прямом эфире Первого и Второго каналов, хотя и тоталитаризм.

      

Ну да ладно. Что взять с убогих сектантов либеральных с ними спорить что с картёжником шулером или цыганом конокрадом. Сразу канделябром или оглоблей.

Зашёл тут на сайт некоего бизнесмена — экстремиста Мухина, которого его не многочисленные почитатели называют патриотом, хотя этот «патриот» за 25 лет не написал о России не единого доброго слова, а измазал говном всё до чего в России смог дотянуться.

На этом сайте тусуются бандеровцы, тверк -патриоты ( считают что в России полная жопа ) , городские и деревенские сумасшедшие.

Там тот же набор замшелых мифов — всё слили, всё украли, вымираем по миллиону в год, отдали китайцам территорию и так далее, но особенно поразил один из немногочисленных вроде нормальных людей, который уж особенно убивался по мифу о 500 тоннах оружейного плутония якобы за копейки отданного американцам.

Блин, ну сколько уже разоблачали все эти мифы, а тверк - патриоты всё за старое.. всё кругом полная задница !

Итак о 500 -ах тоннах оружейного плутония слитого за копейки.

Надо в рамках ликбеза освятить этот имевший место факт, но начать придётся о-о-о-чень издалека, думаю надо описать всё атомное направление целиком. Полезно будет в рамках самообучения, глядишь пригодится.

Мне лично атомная энергетика всегда была интересна, я даже хотел посвятить ей жизнь, поступив в Ленинградский Технологический Институт им. Ленсовета («Техноложка» ) на физико - химический факультет. Однако, когда на третьем курсе , надо было уходить на кафедру непосредственно связанную с атомной энергетикой, родители мне буквально устроили жёсткий прессинг...ни в какую не хотели что- бы я этим занимался. Довод был простой - помрёшь от радиации совсем молодым и детей не будет, а поскольку детство я провёл с родителями на базе атомных подводных лодок в Заполярье то и примеры приводились весьма убедительные.

Словом дал слабину и с выбранной кафедры перевёлся на безобидные «сорбенты и минеральные удобрения» из расчёта и те и те в народном хозяйстве имеют широкое хождение, однако любовь к суперсовременному направлению народного хозяйства сохранил и по сей день.

   

Итак.

А что это всё такое ядерная энергетика ? Что происходит внутри атомного реактора, если на пальцах? Ядерная реакция - это когда в реакторе созданы условия для того, чтобы ядра атомов урана успешно разваливались, без взрывов выделяя при этом энергию, которую мы научились использовать себе во благо. Помните школьное: "в ядро атома попадает нейтрон, выбивает из него 2 нейтрона, те выбивают из следующих атомов еще по 2 нейтрона"? Ну, вот оно самое.

Однако все мы прекрасно из собсвенного жизненого опыта знаем разваливается только то, что подспудно к развалу готово: есть атомы, которые после удара нейтрона разваливаются, но куда больше тех, которым такие удары глубоко по барабану, стучи ты в него или не стучи. БОльшая часть атомов урана именно так себя и ведет - не выколачиваются из него нейтроны, да и все тут.

Ядро атома урана состоит из 238 протонов и нейтронов, и им вместе "хорошо".

 

БОльшая часть природного урана - 99,3% - это уран-238, в нем никакая цепная реакция не идет. Но есть среди атомов урана и отщепенцы - уран-235, у которых в ядре на 3 частицы меньше.

В них всё и дело.

Прибывший нейтрон разваливает уран-235 на куски, при развале урана-235 и идет выделение той самой энергии, которая может и города в куски разрывать, и мирно греть воду, которая крутит турбины атомных электростанций. Но, развалившись, уран-235 превращается в атомы других элементов, которые больше участия ни в каких таких полезных нам ядерных реакциях участвовать не желают.

Развалился уран-235 один раз - и все, в дальнейшей игре он уже не участвует. Значит, чтобы реактор работал долго, урана-235 надо много. Как этого добиться? Ну, либо берем гору природного урана, либо добиваемся того, чтобы урана-235 в нем было не 0,7%, а больше.

 

Путём опытов выяснили, что если уран -235 в куске природного будет 5-7%, получится то, что надо: гореть будет спокойно, без взрывов, гореть будет достаточно долго, отдавая человеку нужную ему энергию. Процесс увеличения концентрации урана-235 в природно уране-238 назвали "обогащением".

 

Короче: хотите, чтобы уран был полезен для АЭС - обогащайте его. Хотите, чтобы уран взрывался в ядерных зарядах - обогащайте его. Тут и встал вопрос: а как этого добиться-то? Ну, вот лежит перед тобой кусок урана - как выкинуть из него лишние атомы-238 и оставить только атомы-235?

Задачка...

Достаточно быстро удалось выяснить, что уран легко присоединяет к себе атомы фтора, превращаясь в кристалл, которому нужно всего 56 градусов тепла, чтобы стать газом. Если точнее - смесью газов. В одном из них атомы чуть крупнее и чуть тяжелее - это фтор с ураном-238.

Второй газ состоит из атомов чуть поменьше и чуть полегче - фтор с ураном-235.

Ну - разделяй !

 

Изначально физики прицепились к словам "больше - меньше". Ставим сетку, прогоняем через нее газ - уран-235 проскочил, уран-238 застрял, То что надо.

Собственно, проблемой разделения изотопов теоретически начал заниматься еще в начале 30-х сам Пауль Дирак - звезда первой величины в физике. Группа ученых под его руководством сделала расчеты и для изотопов урана, по которым получалась, что разделение при помощи центрифуг - антинаучная утопия. Как происходит разделение при помощи центрифуги? Да по тому же принципу, по которому в сепараторе делают масло из молока. Берем ось, которая будет вращаться, вставляем в бочку, наливаем в нее молоко. Раскручиваем как следует ось - масло на оси, все, что легче - на стенках.

Вот только расчеты теоретиков показали: для того, чтобы легкие атомы урана-235 отделить от тяжелых атомов урана-238, ось центрифуги должна вращаться со скоростью не менее 1200 оборотов в ... секунду.

Так не бывает - вот вердикт физиков тех времён.

Утопия !

Нет таких моторов, никакой металл для оси не выдержит такую нагрузку, никакие подшипники не выдержат такой скорости, никакой материал для стенок не пройдет частоту резонанса (ось набирает скорость постепенно, и обязательно проходит так называемую "критическую частоту", совпадающую с частотой резонанса стенок центрифуги. Помните роту солдат на каменном мосту, шагающей нога в ногу, из-за чего мост просто разваливается?), не разлетевшись на куски. «Сказка безнадёжная « - сказали большие физики. «Понятно» - ответили американцы и в "Манхеттенском проекте" стали заниматься исключительно сетками. Научное название метода - "диффузионное разделение" : газ ведь проходит сквозь сетку, а в физике такой процесс и называют диффузией.

Как работается с этими сеточками? Кропотливый труд: одна сетка отделяет 1,0002 так нужного атома урана-235. Чтобы добраться до нужных для АЭС 7% урана-235 нужно поставить друг за другом 1 500 сеток. Сама сетка - произведение инженерного искусства. Величина дырочек в ней - 0,000 01 мм, при этом сетка должна выдерживать температуру под 100 градусов, материал должен не бояться постоянной радиации. И таких сеток нужны тысячи и тысячи. На функционирование каскадов этих сеток уходит прорва электроэнергии: даже после 50 лет усовершенствования этого метода на единицу разделения тратилось 2 500 кВт*ч. Но результаты таких трудов и таких затрат того стоили - благодаря этим самым сеточкам американцы не только уничтожили Хиросиму и Нагасаки, но и могли строить планы ядерной бомбардировки городов СССР.

 

В СССР в декабре 1945 года работа по созданию диффузионных производств была поручена Исааку Константиновичу Кикоину. Один из плеяды блистательных советских ученых, ставший доктором физических наук в 27 лет, в годы войны Кикоин занимался, как и вся страна, спасением страны. За изобретение и и внедрение в производство магнитных взрывателей для противотанковых мин Кикоину в 1942 была присвоена Сталинская премия.

А чуть позже, 28 сентября 1942 настал день, который можно считать днем рождения атомного проекта в СССР. В этот день вышло постановление ГКО (государственного комитета обороны) № 2352с - "Об организации работ по урану". Исаак Кикоин стал одним из первых, кого привлекли к этой работе, потому и в 1945 от предложения Лаврентия Павловича Берии возглавить 2-й отдел Лаборатории № 2 в Спецпроекте Исаак Константинович и не думал отказываться. Времени с той секретной поры прошло много, теперь даже можно "перевести на русский" задачу, которая была поставлена Кикоину. Тогда это звучало так: "Обеспечить строительство завода № 813 в Свердловске-44".

Перевод: создать проект и обеспечить строительство завода газо-диффузионного обогащения урана в новом закрытом городе. Не в городке, а именно в городе - в советские времена населения там было 150 тысяч человек. Завод и сейчас работает, хотя давно уже перешел на центрифуги.

 

Это - Уральский электрохомический комбинат в городе Новоуральске Свердловской области.

Задание было успешно выполнено, свидетельством чему и стал взрыв в Семипалатинске нашей Бомбы № 1 уже в 1949 году.

 

Но Лаврентия Берия не был бы Берией, если бы не делал свою работу с "перезакладом". Сеточки с диффузией - дело хорошее, но стоит ли сбрасывать со счетов центрифуги? Расчеты Дирака показали, что надо именно сбросить, но это всего-навсего Дирак.

                                            

 

                              Лаврентий Павлович БЕРИЯ - человек номер 3 в СССР после ЛЕНИНА и СТАЛИНА .

 

Лаврентий Павлович прекрасно знал, что теоретические расчеты группы Дирака экспериментально пытались перепроверить в Германии. По этой причине лагеря военнопленных внимательно проверяли в поисках именно этих специалистов. В конце сентября 1945 в лагере в Познани сверхштатный сотрудник Ленинградского физтеха (да-да, именно так звучала эта должность) Лев Арцимович обнаружил бывшего сотрудника фирмы "Сименс" Макса Штеенбека. А, собственно, где должен был находиться один из разработчиков кумулятивного заряда для фаус-патронов?

Жить бедолаге оставалось недолго - если бы не Арцимович. Для Льва Андреевича Штеенбек был не заурядным нацистом, а одним из ведущих специалистов в физике плазмы, автором двухтомного учебника для вузов. В общем, Лев Андреевич предложил Штеенбеку, как это сейчас говорят, очень выгодный контракт - 10 лет поработать в СССР, а тот и не отказался, причем совершенно добровольно. Безработица в послевоенной Германии - помогла группе сверхштатных сотрудников всяческих советских научных институтов набрать еще около 7 000 таких же добровольцев. Правда, все они в своих мемуарах называли этих самых сверхштатных сотрудников исключительно "офицерами НКВД", но это все, конечно, какое-то массовое заблуждение. 300 человек из них решили, что им очень хочется работать в городе Сухуми, где в 1951 году и был создан широко известный в узких кругах Сухумский физико-технический институт. Возглавил его, само собой, очень уважаемый в научных кругах специалист - генерал НКВД Кочлавашвили.

 

Группе Макса Штеенбека было поручено перепроверить возможность обогащения урана при помощи центрифуг.

Штеенбек собрал всех, кто мог быть полезен - около 100 человек, в числе которых оказался и инженер Гернот Циппе. Инженерил он при Гитлере по поводу радаров и совершенствования самолетных пропеллеров.

 

Работали немцы старательно, дисциплинированно и достаточно результативно. Но мы ведь помним, кто руководил Спецкомитетом? Мог этот замечательный человек доверять этим славным людям безоговорочно? Ответ очевиден. Поэтому рядом с немцами появился еще один инженер - Виктор Иванович Сергеев.

Этот молодой парень (1921 года рождения) перед войной учился на инженера в МВТУ.

Какие это были люди и какое было время...

С начала июля 1941 Виктор Сергеев - доброволец Бауманской дивизии народного ополчения Москвы. Уцелел, выжил. С января 1943 участия в боях больше не принимал, поскольку получил совсем другое задание: ему было поручено изучать и находить самые слабые места в конструкциях "Тигров", "Пантер" и прочих "Фердинандов". К концу войны Виктор Сергеев прекрасно разбирался в том, как работает немецкая инженерная школа и - где чаще всего допускает ошибки.

Так что рядом с Штеенбеком он оказался совершенно не случайно. Умел Берия подбирать кадры - ой, как умел!.. Виктор Иванович Сергеев, Герой Социалистического Труда, наш секретный Инженер с большой буквы, оказался в нужное время в нужном месте. Чертовски хочется дожить до тех дней, когда имя Виктора Сергеева будет знать и помнить вся Россия!

 

Штеенбек решил проблему подшипника - его стараниями этот узел вообще исчез из конструкции центрифуги. Нижняя часть оси опирается на иглу, которая стоит на подложке из очень твердого сплава. Пока немцы экспериментировали с этим сплавом, пришел Сергеев и все упростил: немцы просто не были в курсе, что в Армении еще до войны научились выращивать искусственный корунд - второй по твердости минерал после алмаза. С такой же душевной простотой был решен и вопрос с материалом самой иглы. Центрифуги в России продолжает выпускать Владимирский завод "Точмаш". Заводу много лет: основан он был в 1933 году, и назывался он тогда ... Владимирский граммзавод. Выпускал самую что ни на есть мирную продукцию - патефоны и хромированные иголки к ним.

 

Замечательные иголки, просто вот лучшие в мире. Немцы про этот завод были, как водится, не в курсе, а вот 30-летний парень Виктор Сергеев в курсе. Догадаться, что чуть ли не самый мирный завод может быть полезен для атомного проекта - это надо действительно обладать не шаблонным мышлением.

Советская инженерная школа обеспечивала немалый кругозор...

 

Не думаю, что у Сергеева сложились хорошие отношения с группой Штеенбека: немцы прекрасно понимали, что этот человек занят поиском их ошибок и недочетов. Найди он их в слишком большом количестве - и контракт на гастарбайтерство в СССР мог быть продлен автоматически.... Ну, а уж сам герр Штеенбек, ученый с мировым именем, к крестьянскому сыну точно никакого пиетета не испытывал. В 1952 группу Штеенбека перевели в Ленинград, в конструкторское бюро Кировского завода, и это стало решающим моментом в истории "Советской иглы".

 

Газ с ураном - это ведь не молоко со сметаной, правда? Если кто-то сбивал масло в домашних условиях, то помнит, как все заканчивается: центрифугу надо остановить, ось вытащить и счистить с нее масло, а все прочее - слить в канализацию. Так то - масло, а тут - уран с его радиацией. Да и не "прилипает" газ к оси - а разделить надо. Сергеев предложил внутри центрифуги разместить так называемую трубку Пито, но Штеенбек поднял его на смех, поскольку никакая теория такого безобразия не допускала. Если ось вращается со скоростью 1 500 оборотов в секунду - с такой же бешеной скоростью вращается и газ, а потому любое препятствие обязано вызвать турбулентности, из-за которой разделенный газ снова смешается в "общую кучу", и вся работа по разделению пойдет насмарку.

Виктор Иванович пытался спорить, но переубедить упрямого немца не смог и - просто махнул на него рукой. Каким таким макаром Сергеев сумел "воткнуть" в центрифугу свою трубку, почему никаких таких турбулентностей не появляется - сие тайна велика есть. Но и обращение к Исааку Кикоину ничего не изменило. Группа Кикоина, без всякой связи с группой Штеенбека, разработала теорию обогащения на центрифуге - и точно так же уперлась в ту же самую турбулентность. Но Сергеев не успокоился и сумел найти двух человек, которые просто поверили в его разработку - директора конструкторского бюро Кировского завода Николая Синева и одного их руководителей Средмаша генерала-маойра НКВД/КГБ Александра Зверева.

На дворе стоял уже 1955 год, из жизни ушли Сталин и Берия, Спецкомитет стал "министерством среднего машиностроения", но "атомный генерал" Александр Дмитриевич Зверев остался в атомном проекте вплоть до своей смерти прямо на рабочем месте в 1986 году. Бывший профессиональный контрразведчик стал профессиональным атомщиком, с формулировкой "за заслуги перед атомной отраслью" в 1962 получил звание Героя соцтруда. О Звереве вообще можно книги писать, но давайте остановимся на том, что уже после истории с Виктором Сергеевым именно Александр Дмитриевич был руководителем государственной приемной комиссии по запуску нашего первого реактора на быстрых нейтронах - БН-350. Вот такие были люди в ведомстве Берии...

 

При поддержке Николая Синева и Александра Зверева Сергеев "продавил" через ... партком конструкторского бюро Кировского разрешение на создание первой центрифуги. Но в одиночку он бы точно не справился, а потому усилиями все того же Зверева к работе был привлечен Иосиф Фридляндер. Это имя многое говорит специалистам авиастроения: из сплавов, разработанных Фридляндером, создавались и создаются корпуса и всяческие узлы Ту-16, Ту-95, Ил-86, Ил-96, МиГ-23, Су-30, Су-35, баки "Протона". Корпуса центрифуг первого поколения - это его заслуга. Корпуса, которые выдерживали давление, температуру, излучение. -"сплав В96ц".

Вот такая славная компания создала опытные образцы центрифуг, которые успешно прошли все испытания, и уже в 1958 году Владимирский граммзавод стал "Точмашем".

Известны и слова Исаака Кикоина, видевшего, как все это происходило: "Да сделайте вы так, чтобы они работали, а теорию мы подгоним!" И подогнал, само собой. В 1953 году он стал академиком АН СССР. именно за теорию обогащения урана.

 

Таким было начало истории "иглы" - рождение и становление получились достаточно бурными, но это было только начало.От себя прошу попробовать запомнить имена тех, без кого атомный проект в его нынешнем виде был бы попросту невозможен. Кикоин, Штеенбек, Сергеев, Зверев, Фридлянд - каждый из них достоин памяти и уважения. Почти 60 лет назад их умом, настойчивостью страна-бензоколонка обрела технологию, позволившую обогнать цитадель демократии на десятки лет.

 

                                                     "Игла" в СССР и в России .

 

Первый завод по обогащению урана на центрифужной технологии был построен в Новоуральске 4 октября 1957 года. Да-да, именно в тот день, когда весь мир узнал русское слово "Спутник". Вот про него знали все, а про начало новой эпохи в атомном проекте не только СССР, но и всего прочего мира - только те, кто имел к этому событию непосредственное отношение. Не стоит забывать, что у урана две ипостаси: он и топливо АЭС, и основа самого страшного оружия. Сравнивая работу по разделению урана при помощи диффузии и при помощи центрифуг самого первого поколения, Средмаш уже все понял: на одинаковый объем урана-235 центрифуги требовали электроэнергии в ... 17 раз меньше, чем "сеточки". Соответственно диффузионный завод Д-1 был реорганизован в то, что нынче известно, как Уральский электрохимический комбинат.

 

Гарантии на первое поколение центрифуг были недолгими - три года. Первый блин, впрочем, комом не оказался - они проработали больше 10 лет,

И теперь "бочоночки" центрифуг высотой меньше метра стоят в три яруса и крутятся, крутятся, крутятся... А теперь вдумайтесь - 1 500 оборотов в секунду !

Стиральные машины с пылесосами у всех есть - гляньте, сколько у них оборотов. 1 200 - 1 500 в минуту. Сколько времени они при таких оборотах могут работать - несколько часов? А "игла" центрифуги - в 60 раз быстрее и 30 лет без единой остановки. Поломки? Да, имеют место быть - 0,1% в год, такова статистика. Из тысячи центрифуг 1 за год может аварийно отключиться. Подшипников нет, "гореть" нечему. Поколения центрифуг обновлялись, в среднем, раз в 8 лет. Немножко увеличивалась скорость вращения, немножко улучшался материал корпуса и т.д. Эти "немножко" за минувшие годы снизили энергозатраты на единицу работы разделения в 10 раз, а вот производительность центрифуг - выросла, причем в 14 раз. "Уходят" поколения центрифуг неторопливо: в 2009 году, к примеру, выключили центрифуги пятого поколения, которые были раскручены в 1979 году - при Леониде Ильиче Брежневе. Виктор Сергеев, отладив работу центрифуг для урана, и не думал сидеть, сложа руки. Под его руководством созданы центрифуги для разделения изотопов самых разных химических элементов, Виктор Иванович продолжал работу до своего ухода в 2008 году. Люди этого поколения и этой закалки с работы уходили тогда же, когда и в мир иной...

 

Итоги вращения советско/российской "иглы" ежегодно подводит МАГАТЭ. Мировая мощность заводов по обогащению урана в 2015 году составила 57 073 тысячи единиц работы разделения.

Мощность заводов компании ТВЭЛ - 26 578. 46,6% мировых мощностей. Впрочем, можно учесть еще и Китай, в котором обогащение идет на советских центрифугах шестого поколения - 4 220 тысяч ЕРР. Тогда российская доля производства топлива для АЭС получается 54%. Такая вот арифметика. И, напоследок - снова о Викторе Сергееве. Росатом продал Китаю завод по обогащению: в 2008 году в Шэньси за 1 миллиард долларов поставили каскады центрифуг 6-го поколения. Как китайцы умеют копировать технологии - известно: что угодно, быстро и дешевле оригинала. Российские центрифуги разобрали до последнего винтика - но вот на дворе уже 2016, а никакой информации о том, что китайцы справились с копированием технологии их изготовления, по прежнему нет. А в России Росатом в 2015 году запустил центрифуги 9-го поколения, после чего настало время для НИОКР поколения № 10.

 

Продолжение следует....