Сага о Росатоме. Атомная Англия – от рассвета до заката

Великобритания добровольно взяла на себя функции «острия атаки» на Россию.
Разворачивается эта атака на дипломатическом фронте, дальнейший алгоритм предугадать несложно – бездоказательная клевета станет предлогом для очередной порции антироссийских санкций.
Вторая Холодная война, объявленная США в декабре 2017 года в Стратегии национальной безопасности (National Security Strategy, NSS), разворачивается у нас на глазах.
Напомним основные положения NSS:
«Главными вызовами-угрозами национальной безопасности США являются ревизионистские режимы Китая и России, государства-изгои Иран и Северная Корея, джихадистские террористические группы.
… Китай и Россия стремятся формировать мир, который противоречит американским ценностям и интересам.
… Соединенные Штаты и Европа будут вместе противостоять российской подрывной деятельности и агрессии».

В далеком 1943 году после серии переговоров между Ф. Рузвельтом и У. Черчиллем в канадском Квебеке было подписано соглашение о сотрудничестве в сфере создания ядерного оружия (ЯО).
Соглашение предусматривало обмен информацией, неприменение ЯО друг против друга и запрет передачи сведений о разработках третьим странам.
Как известно, ученые, ставшие участниками Манхэттенского проекта, были уверены, что их усилия направлены на то, чтобы обогнать с разработкой атомной бомбы гитлеровскую Германию, где урановым проектом руководил Вернер Гейзенберг, потому для физиков этой «третьей страной» была именно Германия.
Но кого поименовали «третьей страной» лидеры двух государств?
Так ли плохо работала их разведка, чтобы Рузвельт и Черчилль не были осведомлены о том, что у команды Гейзенберга атомный проект не пошел от слова «совсем»?

Подписание соглашения стало основанием для создания Объединенного стратегического Комитета с целью координации в работе над созданием ЯО.
Канада соглашение не подписывала, но место в Комитете ей предоставили – «не входила, но участвовала», как говорится. Но это вполне естественно – уран для Америки шел из рудников близ Большого Медвежьего озера, в Канаде были построены заводы по производству тяжелой воды, в 1942 году в Монреаль в целях безопасности переправили группу британских ученых-ядерщиков, где они и работали до 1946 года.
Британские и канадские специалисты изучали наиболее эффективные способы наработки плутония – они стали разрабатывать реактор с тяжелой водой, которая была и замедлителем нейтронов, и теплоносителем.
Тяжелая вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная, только вместо обычного водорода в ней находятся атомы его изотопа, дейтерия.
Дейтерий практически не поглощает нейтроны, что позволяет использовать в качестве топлива природный уран, не обогащенный по изотопу-235.
Руды Канады отличаются очень высоким, до 20%, содержанием урана, завод тяжелой воды был под руками, потому от теории быстро перешли к практике.
В 1944 в провинции Онтарио, в городке Чок-Ривер, была создана лаборатория, в которой в сентябре 1945 года был произведен запуск реактора ZEEP (Zero Energy Experimental Pile) – первый ядерный реактор Канады и первый в мире реактор за пределами США.
Zero – приблизительно таким было производство тепла, ведь ZEEP был создан с целью наработки плутония.
Одновременно в Чок-Ривере появилась и вторая лаборатория – завод по переработке облученного ядерного топлива (ОЯТ), на котором из него выделяли плутоний. ZEEP оправдал ожидания разработчиков, в 1947 году появилась его продвинутая версия – реактора NRX, National Research Experimental, расширялись и производственные мощности завода по переработке.
Канада добровольно отказалась от обладания ЯО – уникальный случай, NRX использовали для того, чтобы нарабатываемый на нем плутоний использовался в военных программах США и Великобритании.
Но не только реактор NRX связывает Канаду с ЯО – это было только начало «славного пути», от которого и поныне у всего мира «волосы дыбом».
В 1946 году англичане убыли на родину, а канадцы продолжили развитие технологии тяжеловодных реакторов. Одна из особенностей таких реакторов – то, что они позволяют извлекать блоки с ядерным топливом в любое удобное время.
Если ядерное топливо находится в активной зоне такого реактора продолжительное время – все в порядке, реактор вырабатывает тепло, которое преобразуется в электрическую энергию.
Но в том случае, когда «эксплуататоры» реактора извлекают топливо быстрее, чем происходит его полное выгорание – в топливе находится максимально возможное по законам физики количество плутония.
Послевоенная экономика Канады находилась не в лучшем состоянии, финансов на развитие атомного проекта не хватало, и в 50-х годах компания AECL (Atomic Energy of Canada Limited), владевшая всеми лабораториями Чок-Ривера, нашла превосходный способ заработать – продала коммерческий вариант NRX, названный CIRUS, платежеспособному покупателю – Индии.
То ли деньги были очень нужны, то ли «бремя белого человека» на мозг давило – «Да не могут туземцы ядерную физику знать!» – сказать трудно.
В результате в 1974 году Индия, используя плутоний, полученный при помощи CIRUS-а, провела операцию «Улыбающийся Будда» – испытание собственной атомной бомбы.
А лихие канадские «коммерческие физики» продолжали продолжать: в 1966 году началось строительство реактора KANUPP – Karachi Nuclear Power Plant, который сдали заказчикам в 1972 году.
KANUPP был и остается одним из важнейших элементов военной ядерной программы Пакистана. Напомним, что Индия и Пакистан по прежнему отказываются подписывать ДНЯО, в силу чего всем нам «весело» – две страны, вечно враждующие между собой, готовы к нанесению обоюдных ядерных ударов. «Ничего личного, только бизнес».

В общем, если бы не южный сосед Канады, ЯО расползалось бы по земному шару и дальше.
В 1969 году AECL помогла ввести в строй очередной тяжеловодник – TRR, Taiwan Research Reactor, в 1975 Тайвань построил завод по переработке ОЯТ.
Планете повезло, что информация о заводе стала известна ЦРУ AECL под давлением Штатов Тайвань вынужден был демонтировать это замечательное предприятие.
В 1988 году, впрочем, Тайвань попытался взбрыкнуть, начав строить новый завод, но и в этот раз США оказались настороже – теперь они добились закрытия TRR.
Современный мир не расписан черными и белыми полосками, в нем много оттенков серого – случай с Тайванем показывает, что иногда и диктат США по отношению к третьим странам может приносить пользу.
Мы, конечно, приносим извинения за то, что отвлеклись от английского атомного проекта, но чуть позже вы увидите причину такого экскурса.

Вернувшись на родину, английские физики продолжили развивать опыт, наработанный в Канаде и тот, который им достался в США.
В Америке в качестве замедлителя использовали графит – материал, многократно более дешевый, чем тяжелая вода.
«Чикагская поленница» Ферми, первый в мировой истории ядерный реактор, был уран-графитовым, для предотвращения перегрева графита использовался поток воздуха.
Английские физики начали с того, что перепроверили идею уран-графитового реактора с газовым охлаждением, поставив себе главной целью продолжение наработки оружейного плутония. Для их опытно-экспериментальной деятельности подобрали замечательную площадку в графстве Камбрия, на северо-западном побережье Острова, в 20 км от городка Барроу-ин-Фернес. В 1947 году тут стартовало строительство двух реакторов «Уиндскейл» 1 и 2, одновременно началось возведение перерабатывающего завода В-204.
Постепенно на берегу Ирландского моря вырос очень компактный, занимающий всего шесть квадратных километров, комплекс Селлафилд.
На день сегодняшний на его территории расположено порядка 2’600 различных сооружений и около 260 действующих установок, некоторые из которых эксплуатируются вот уже более 60 лет.
Остановленные реакторы, пункты хранения радиоактивных отходов, заводы по переработке ОЯТ – есть, на что посмотреть, в том числе и на АЭС «Колдер Холл» (Calder Hall).

10 октября 1957 года в Селлафилде произошла авария, долгое время державшая пальму первенства в перечне самых тяжелых из случившихся в западном атомном проекте.
В газоохлаждаемых реакторах рабочие температуры значительно выше, чем в реакторах, охлаждаемых водой, потому так называемый эффект Вигнера значительно больше.
Эффект Вигнера, если коротко – это накопление энергии в графите, которое постепенно вызывает изменение кристаллической решетки этого химического элемента.
Для восстановления структуры графита в реакторах «Уиндскейл» 1 и 2 англичане использовали метод контролируемого отжига – выключали воздуходувки, температура в результате продолжающихся ядерных реакций повышалась до уровня, при котором графит расставался с энергией Винера.
Но за один заход все дефекты удалять не получалось, поэтому графит остужали и снова давали нагреться.
А вот 10 октября 1957 года кто-то из персонала забыл, запамятовал про подачу воздуха между двумя стадиями отжига.
Графит пожароопасен – это ведь всего лишь одна из аллотропических, как говорят химики, форм углерода, то есть графит является «родным братом» угля.
700 градусов, и графит вспоминает об этом «родственнике», начиная вести себя точно так же, как и хороший, качественный уголь – горит с температурой до 1400 градусов, что он и стал делать тем ранним осенним утром.
Обслуживающий персонал, судя по всему, был занят традиционным чаепитием, потому никто и не обратил внимания на отсутствие гула воздушных насосов.
В 11:00 пробоотборник воздуха, находившийся в километре от реактора, начал отчаянно трезвонить, поскольку зафиксировал 10-кратное превышение уровня радиоактивности.
Как гласит протокол:
«В 16:30 визуальный осмотр установил, что многие твэлы раскалились докрасна, что свидетельствовало о повышении их температуры до 1’400 градусов»

Шесть часов на перестать пить чай, сообразить «чего это оно тут раззвенелось» и дотопать до реактора – вот такие спортивные показатели продемонстрировали английские специалисты.
Грубо говоря – несколько тысяч тонн угля полыхало в полный рост, а технологические каналы были заполнены ураном в магниевой оболочке.
Магний горит просто замечательно, разбрасывая красивые искры во все стороны, и легко можно представить, как вспыхивали один за другим технологические каналы.
Отрезвление после чая, надо признать, наступило достаточно быстро – англичане приложили максимум усилий для того, чтобы как можно быстрее извлечь из горы угля твэлы, которые еще не успели загореться. Уран, напомним, был природным, а необогащенным – дозы персонал не нахватал, но 8 тонн урана вытащить уже не удавалось.
Ближе к ночи эту работу прекратили – поздно, оставалось изобретать способ остановить пожар.
Все имевшиеся запасы углекислого газа с АЭС «Колдер Холл» были незамедлительно пущены в ход, но это уже не помогало – слишком велико было количество горящего угля-графита.
Вариантов не оставалось – утром 11 октября, несмотря на огромный риск взрыва, активную зону реактора начали затапливать водой, аккуратно подгадав начало процедуры под свежий утренний бриз, несший ветер в Ирландское море.
Но даже этот способ дал нужный результат не сразу – реактор заливали почти сутки без остановок, пока он не остыл.
Помните, как ведет себя костер, который заливают водой?
Сначала много дыма, потом – много пара.
Вот только в Селлафилде горел не только графит, но и уран, который до этой аварии мирно вырабатывал энергию, накапливая в себе радиоактивные элементы.
В облаке пара, поднявшегося над реактором «Уиндскейл», по оценкам специалистов, содержалось около 20 тысяч кюри радиоактивного изотопа йода-131 и 800 кюри цезия-137, по международной шкале ядерных и радиологических событий INEL аварии было присвоено 5 баллов из 7 возможных.
7 баллов, чтобы было понятно – это Чернобыль и Фукусима.
Последствия аварии изучала британская Национальная комиссия по радиологической защите, которая могла только радоваться тому, что операторы не забыли про розу ветров – заражение почвы оказалось минимальным, а местность вокруг Селлафилда не была густонаселенной.
Какое-то время окрестные фермеры вынуждены были сливать молоко в канавы – вот, по большому счету, и все.
Собственно, только по этой причине мы и позволили себе несколько ироничный тон – пострадавших не было, никто не потерял ни здоровье, ни, тем более жизнь.
Пятидесятые годы в мировом атомном проекте – время не только стремительного покорения невиданных ранее технологий.
В те же годы уран жестко и жестоко учил правилам обращения с собой – этот химический элемент не терпит ошибок, пренебрежения к правилам безопасности.
Запад долгое время считал, что авария «Уиндскейла» была самым тяжелым радиологическим событием, более серьезная авария произошла только 22 года спустя на американской АЭС «Три-Майл-Айленд».
Но это – ошибка, которой тамошние специалисты были обязаны уровню секретности нашего атомного проекта.
Всего через две недели после событий в Камбрии произошла Кыштымская катастрофа на Урале, которой позже, после раскрытия всех обстоятельств, были присвоены шесть баллов по шкале INEL.

Инциденты случались во всех странах – в Канаде, Штатах, Франции, в Англии, у нас, каждый из них становился тяжелым уроком, из каждого делали определенные выводы, позволявшие совершенствовать системы безопасности.
Но, как в любой школе, кто-то усваивал уроки с первого раза, кто-то позволял себе разгильдяйничать, вызывая «неудовольствие преподавателя».
Повторение, конечно – мать учения, но уран учитель с настолько взрывным характером, что после любой ошибки нерадивый ученик частенько повторял слово «мать» в комплекте с самыми разными прилагательными.
Англичане примерными учениками так и не стали, но зато теперь специалисты, работающие в NDA, имеют действительно прекрасный опыт по утилизации, переработке и захоронению радиоактивных материалов.
В следующих статьях мы расскажем и о том, как английские физики помогают решать проблемы радиоактивного наследства самым разным странам, в том числе и России.
Продолжение следует......