Ссылка на полный текст: Козлова Е. А. Евгений Ильич Микерин | Электронная библиотека | История Росатома
Навигация:
О книге
Спецфакультет подготовки инженеров в МИТХГ для атомной промышленности
Предварительные замечания к проектированию радиохимического завода
Справка Б.А. Никитина на имя Б.Л. Ванникова о заводе «Б» комбината № 817 от 9 августа 1948 года
Первый советский радиохимический завод (№25, объект «Б»)
Встреча Микерина с Лаврентием Павловичем Берия
Радиационная безопасность и профессиональные заболевания
Усовершенствование радиохимической технологии на заводе «Б»
Строительство радиохимического завода № 35 (дублёр Б), 1955-1957 годы
Смысл горизонтального размещения основного оборудования на заводе «ДБ»
БКС (быстросъемный клапан-седло)
Самоходный сварочный агрегат
Радиационная авария на ПО «Маяк» 29 сентября 1957 года
Устранение последствий аварии на комбинате «Маяк»
Пуск радиохимического завода № 35 (дублёр Б)
Практический вопрос: сколько нужно керосинового контакта в новом техпроцессе чтобы погасить пену возникающую при растворении 1200 кг урана?
Сорбционный процесс очистки плутония от радиоактивных осколков и урана на винилпиридиновых смолах
Новые кадры для нового завода № 35 «ДБ» — без пагубного опыта ручных операций в радиохимии
Доработка технологии ведёт к трёхкратному увеличению производительности «южной нитки» завода «ДБ»
Изменение технологии на заводе «ДБ» приводит к отказу от строительства третьих и четвертых ниток на всех радиохимических комбинатах
Микерин — главный инженер Красноярского горно-химического комбината
Глубинное захоронение жидких радиоактивных отходов (ЖРО)
Начальник 4-го Главного управления Министерства среднего машиностроения и заключение контракта «ВОУ-НОУ» с США
Технология разбавления высокообогащенного оружейного урана в низкообогащенный, пригодный к изготовлению топлива для АЭС
Значение контракта «ВОУ-НОУ» для спасения отечественной атомной отрасли
... воспоминания Евгения Ильича Микерина, лауреата Ленинской и Государственной премий, участника становления атомной отрасли в СССР. Начиная с 1951 года Евгений Ильич занимался решением одной из важнейших проблем в процессе разработки «Атомного проекта» — разработке технологических процессов по выделению плутония из облученного урана на ПО «Маяк» в Челябинске-40; затем участие в пуске радиохимических заводов в Красноярске-26 и руководство Горно-химическим комбинатом; работа в Минсредмаше ...
В институте было три факультета: факультет технологии резинотехнических материалов, факультет основного органического синтеза и факультет тонкой химической технологии, на который я и поступил. На первом курсе был набор 400 человек на все три факультета. Где-то одна треть — это участники войны, их в 1946 году принимали без экзаменов.
На спецфакультете нас обучали специалисты из института НИИ-9 (сегодня это ВНИИНМ имени А.П. Бочвара): Большаков Кирилл Андреевич — он был профессором, заведующим кафедрой спецхимии в нашем институте, он же был и заведующим лабораторией в этом НИИ-9; Зинаида Васильевна Ершова — доктор наук, ее имя было овеяно легендой, в научных кругах она звалась «русская мадам Кюри», а в ее лаборатории впервые в нашей стране в 1944 году был получен слиток чистейшего металлического урана весом до 1 кг, который использовался физиками в лаборатории И.В. Курчатова для ядерных исследований.
Физику, по которой у меня была единственная четверка, преподавал Эля Моисеевич Центер. Его задача — изложить все подходы в атомной энергетике с использованием физической химии, а он ударился в теорию. Было такое уравнение Шредингера, двухэтажное, которое и запомнить-то было невозможно. Никакой логики не было. И он мне, когда сдавал ему экзамен, говорит: «Все-таки вы нетвердо знаете мой предмет. Но я хочу вам пять поставить. У вас вся зачетка в пятерках. Давайте я один вопрос вам задам, вы ответите, и я поставлю вам пять. Вы можете написать уравнение Шредингера?» — «Нет, не могу. Принципиально не могу, я его никогда не запоминал, потому что оно огромное и никакого смысла его запоминать нет». — «Ну вот, теперь я вам твердую четверку ставлю». Это не повлияло на диплом с отличием.
...
За два года обучения на спецфакультете студенты ни разу не слышали такие термины, как радиоактивные элементы, атомный реактор, радиохимия, ядерная и радиационная безопасность. Технология получения чистого урана ограничивалась добычей урановой руды и ее обогащением. Радиохимическая технология получения делящихся материалов, по-видимому, не была известна никому из преподавателей спецфакультета. Единственно, что твердо освоили студенты, было обращение с секретными документами, прошнурованными и скрепленными сургучными печатями. Поэтому выпускники первых специальных факультетов не имели никаких знаний по тем производствам атомной отрасли, на которых им предстояло работать.
Ввиду того, что при работе химического завода придется иметь дело с исключительно высокими концентрациями радиоактивных излучений, она будет значительно отличаться от работы обычных химических заводов. Это отличие в основном будет заключаться в следующем. Необходимость автоматического управления и контроля всех стадий заводского процесса до тех пор, пока концентрация радиоактивных веществ не окажется настолько низкой, что вызываемое ими излучение можно будет уменьшить применением обычных экранов до величины, не превышающей излучения от 7 миллиграммов эквивалентов радия на расстоянии одного метра. Необходимость учета влияния самопроизвольного разогревания поступивших на завод металлических кусков и получаемых на нем растворов и осадков. Принятие особых мер предосторожности для обеспечения безопасности здоровья работников.
Необходимость автоматического удаления с завода высокоактивных отходов, организация их переработки, хранения и обезвреживания. Технологический процесс работы химического завода будет состоять в растворении 1 тонны металлического элемента 92 и в переработке раствора для извлечения элемента 94, регенерации 92 и отделении их от 15-20 искусственно полученных радиоэлементов, количество кото рых по весу составляет не более 200-300 грамм, а по излучению соответствует сотням килограмм радия, До тех пор, пока искусственно полученные радиоэлементы не будут практически полностью отделены от интересующегося продукта 94 и исходного вещества N2 92, все заводские операции должны совершаться автоматически, причем управление и контроль за ними должны производиться с центрального пульта, отнесенного от завода на расстояние, полностью обеспечивающее отсутствие заметных излучений.
Разработка технологического процесса химического завода поручена Радиевому институту Академии наук СССР под руководством его директора академика В.Г. Хлопина. Она заключается в опробовании и проверке ряда химических методов отделения элементов N8 92 и 94 от радиоактивных осколков деления и в подыскании наиболее удачной комбинации их. Основная схема технологического процесса, разработанная в лаборатории академика В.Г. Хлопина, хотя и является предварительной в настоящий момент, тем не менее показывает необходимость немедленной постановки исследований по автоматизации и контролю процесса. Разработка методов автоматического управления и контроля за химическим процессом выходит из компетенции Радиевого института, являющегося по профилю институтом, разрабатывающим химию, физику и геохимию радиоактивных веществ.
В настоящий момент перед учреждениями, компетентными в вопросах автоматического управления и контроля заводскими процессами, должны быть поставлены следующие задачи: Брикеты металла N2 92 поступают на химический завод. Необходимо, чтобы на пульте управления приборы отметили прибытие их в чан растворения. Должно быть известно, что необходимое количество кислоты для их растворения поступило в чан. Особая контрольная система должна показать, что растворение металла полностью закончено (процессы растворения идут медленно и зависят от многих факторов). При операции осаждения должно быть автоматизировано прибавление нужных количеств соответствующих реагентов. Приборы контроля должны показывать процесс оседания осадков и переход высокоактивных осколков из раствора в осадок.
Декантирование, фильтрование и центрифугирование должны не только проводиться автоматически, но и контролироваться. Также должны быть полностью автоматизированы процессы переведения осадков и растворов из одного сосуда в другой. Приборы контроля должны показывать состав среды и тем самым гарантировать окисление и восстановление элемента 94 в процессе его очистки и выделения. Приборы радиоактивного контроля должны непрерывно показывать местонахождение радиоактивных осколков и гарантировать, что выходящие из автоматического завода концентраты 92 и 94 не содержат опасных примесей осколков.
Выходящий с завода элемент 94 будет содержать элемент 93 в количествах нескольких кг-зкв. радия по излучению и должен храниться, пока 93 не распадется. Приборы контроля и управления за температурой в рабочих чанах должны полностью обеспечить правильность проведения процесса в этом отношении. Должна быть разработана схема удаления выделяющихся в процессе растворения радиоактивных газов. Опасной концентрацией является одна миллионная часть кюри в литре. Выход из строя какой-либо части аппаратуры не должен остановить течения процесса. Любая авария должна быть отмечена на пульте управления. Процесс должен быть пущен по запасной линии. Аварийная часть должна быть автоматически сменена.
В настоящий момент остается неясным, окажется ли возможным после окончания цикла процесса произвести испытание и ремонт вручную всех производственных агрегатов. Весьма вероятно, что высокорадиоактивные осколки от деления будут в значительной степени адсорбированы на стенках сосудов или проникнут в глубину их поверхности в результате коррозии их под действием излучения. Необходимо предусмотреть проверку в этом отношении отдельных частей агрегата перед новой загрузкой и в случае необходимости автоматическую замену. Кроме вопросов автоматического управления и контроля за процессом, остается неразрешенным целый ряд других вопросов.
а) Выбор материалов для аппаратуры. Необходимо моделировать условия излучения в сосудах, где будет производиться химическая переработка. Моделирование коррозионного действия излучений в различных средах следовало бы поручить Институту физической химии АН СССР (акад. А.Н. Фрумкин).
б) Остается неразработанным вопрос о судьбе высокорадиоактивных осколков от деления, будут ли они выходить из химического завода со сточными водами или в виде активных осадков. Можно ли их переработать для извлечения искусственных радиоэлементов с целью дальнейшего их использования или необходимо их обезвредить.
в) Испытание всего агрегата автоматического химического завода должно быть произведено на материалах, не прошедших через «котел», т.е. не выделяющих колоссальных доз излучения. Испытание отдельных частей предполагаемого агрегата и разработка автоматических методов управления процессом могли бы быть начаты немедленно на каком-либо опытном заводе в условиях, близких к тем, которые будут иметь место на проектируемом заводе (за исключением излучений). Так, например, могла бы быть разработана стадия растворения металла.
г) Следует выяснить вопрос о производстве реактивов для будущего химического завода. Необходимо знать их количество и степень чистоты. Технологические схемы необходимо проверить на стандартных технических советских реактивах. Должен быть решен вопрос о регенерации реактивов.
д) Для разработки технологической схемы процесса не даны технические данные для чистоты окончательного продукта — элемента 94, поэтому к разработке схем получения этого продукта по выходе из автоматического химического завода приступать еще нельзя.
е) Вышедшие из автоматического завода элементы 92 и 94 могут быть загрязнены примесью высокорадиоактивных осколков от деления, в количествах, не требующих управления процессом очистки на расстоянии. Однако цеха очистки должны быть оборудованы по типу совре менных радиевых заводов с применением соответствующих правил безопасности,
ж) При химическом заводе должна быть организована служба безопасности и медицинская служба. Должны быть разработаны автоматические приборы, показывающие опасные дозы излучений, а также мероприятия для обеспечения безопасной ликвидации аварий и спецодежда для работ в аварийных условиях. Медицинская служба должна установить предельно допустимые сдвиги в организме работников и методы контроля за состоянием их здоровья.
Зам. директора Радиевого института член-корреспондент АН СССР / Б.А. Никитин/
Сов. секретно (Особая папка) Тов. Б.Л. Ванникову Задачи завода «Б» Завод «Б» является вторым звеном процесса. От завода «А» он буЛ V дет принимать в СУТКИ 1 тонну металлического урана, в которой содержится всего 100 граммов плутония. Это сырье обладает исключительно высокой радиоактивностью, обусловленной побочными продуктами, которые образовались при делении атомов урана в котле. Одна тонна исходного сырья, когда она поступает в работу на заводе «Б», имеет активность, равную 100 000 кюри. Завод имеет три задачи.
Во-первых, плутоний необходимо отделить от побочных продуктов таким образом, чтобы радиоактивность конечного продукта составила не менее 0,6 кюри. Ины ми словами, в процессе работы активность необходимо снизить почти в 200 000 раз.
Во-вторых, плутоний необходимо отделить от урана и сконцентрировать в объеме 3 литров. Этот раствор солей плутония является конечной продукцией завода «Б» и будет передаваться для дальнейшей переработки на завод «В». В проекте выход принят равным 80%.
Третьей задачей завода является очистка урана от побочных продуктов, для того чтобы его можно было вернуть обратно в котел.
Особенности производства
Подобного производства в СССР еще никогда не было. С такой высокой радиоактивностью никогда не приходилось иметь дело. Вся продукция радия в СССР за все время ее существования составляет немногим более 100 граммов. Радиохимики за один прием никогда не работали более чем с 5 граммами радия. Здесь же активность СУТОЧНОЙ порции равна активности 100 000 граммов радия. Известно, что излучение от нескольких десятков граммов радия даже за короткий промежуток времени убьет человека. С другой стороны, попадание внутрь организма стотысячных долей грамма радия также является смертельным. Отсюда вытекают две характерные особенности производства. Во- первых, управлять процессом необходимо на расстоянии, за надежной зашитой от излучения.
Во-вторых, вся аппаратура должна быть полностью герметичной. Сущность процесса Завод «Б» является химическим заводом нового типа. По выработанной схеме процесса поступающий на завод металл растворяется в кислоте, и таким образом уран, плутоний и побочные продукты оказываются в растворе. Далее с ними проводится целый ряд сложных химических операций, причем проводить их приходится дистанционно, вслепую. Сюда входят операции окисления и восстановления плутония, осаждение урана и плутония, декантация растворов, промывание и растворение осадков и т.д. В голове процесса мы имеем несколько осаждений урана и плутония ацетатом натрия. Далее процесс может быть пушен по ДВУМ различным вариантам, в зависимости от того, какой из них окажется на самом деле более надежным. По одной ветке плутоний осаждается вместе с лантаном в виде фторида плавиковой кислотой. По другой ветке он извлекается из водного раствора эфиром. Для того чтобы можно было дистанционно вести и контролировать процесс, завод должен быть оснашен большим количеством сложных контрольно-измерительных приборов.
Научное обоснование процесса
Общее научное руководство работами по созданию технологической схемы процесса осуществлял Радиевый институт АН СССР (директор акад. В.Г. Хлопин). Схема создавалась весьма необычными методами. В то время в СССР в распоряжении ученых не было ни одного атома плутония. Радиевый ин-т взял на себя огромный риск и разработал схему на уране и нептунии в качестве имитатора плутония. Побочных продуктов в ту пору тоже не было. Процесс очистки от них плутония запроектировали на основании общих сведений об их химических свойствах. Первые невесомые и невидимые количества плутония (всего несколько миллиардных долей грамма) были выделены в Радиевом институте в конце 1946 года из облученного на циклотроне урана. Схема была проверена на плутонии, и в лаборатории были получены выходы его, отвечающие проекту.
В то время, когда строился завод «Б» и изготовлялась для него аппаратура, схема была проверена лишь в отношении выделения плутония, и то в стеклянной посуде и с чистыми реактивами. При этом количества плутония были совершенно ничтожны. За его поведением следили по его радиоактивным свойствам. Всего лишь в августе 1947 года в НИИ-9 (директор тов. Шевченко) была пущена небольшая опытная установка, моделирующая аппаратуру, запроектированную для завода. В ней перерабатывался значительно более богатый материал, поступавший из опытного котла. Однако при переходе от лабораторных условий к условиям реальной аппаратуры и реагентов процесс долгое время наладить не удавалось. Лишь к маю 1948 года удалось получить как по выходу плутония, так и по очистке от побочных продуктов показатели, весьма близкие к проектным.
Освоен второй этап работы — выделено 4 миллиграмма ПЛУТОНИЯ, количество весомое и видимое. Изучены его химические свойства, знание которых необходимо для ведения процесса. Кроме того, в лаборатории в очень малых масштабах было проверено, что излучение той интенсивности, которая будет иметь место на заводе, не влияет на ход процесса. Однако опытная установка по своим масштабам очень сильно отличается от завода «Б». Единовременная загрузка здесь в 50 раз меньше заводской, а количества плутония и побочных продуктов меньше в 100 000 раз. С такими знаниями и с таким опытом пусковая бригада научных работников будет пускать завод. Бригада составлена из научных работников ряда институтов под общим руководством Радиевого ин-та АН СССР.
Перспективы пуска
Четыре момента будут играть решающую роль при пуске завода: правильность технологической схемы процесса. Учитывая колоссальный скачок в масштабах — от опытной установки к условиям завода, — здесь МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ неожиданности. Однако на заводе предусмотрены все мыслимые в настоящее время мероприятия, чтобы в существующей аппаратуре иметь возможность варьировать процесс; правильно запроектированная и стойкая аппаратура. Модели аппаратов опробованы на опытной установке и оправдали себя. Для того чтобы иметь уверенность в стойкости аппаратуры, в ряде случаев пришлось пойти на дорогостоящие материалы и драгоценные металлы; надежность контрольно-измерительных приборов. Для ряда УЗЛОВ они еше не изобретены. Поэтому на первое время пришлось пойти на отбор проб и анализ их в лаборатории; обученные, квалифицированные кадры заводских работников. Работа на заводе будет требовать исключительно высокой культуры. Здесь будет оказывать помощь пусковая бригада научных работников.
Член-корр. АН СССР 9Л/1П-48 Б.А. Никитин
Сначала я работал на действующем радиохимическом заводе, на котором получили первый плутоний для атомной бомбы, на так называемом объекте Б. Это название для секретных документов, а так завод шел под общим номером 25. Это был опытно-промышленный завод, где по идее его создателей предполагалось отработать технологию переработки облученных урановых блоков, полученных на промышленных реакторах, расположенных по соседству с радиохимическим заводом, на так называемом объекте А. После облучения и выдержки урановых блоков, в которых накапливался плутоний, производилась их радиохимическая переработка, в процессе которой проводилось отделение урана и плутония от радиоактивных изотопов с последующим их разделением между собой. Эта операция осуществлялась в этом же цеху уже на двух самостоятельных линиях, где получали предварительно восстановленный плутоний в виде раствора и уран в виде диацетата урана. Урановый раствор передавался в металлические емкости, находящиеся в специально построенном здании рядом с основным производственным корпусом, где он выдерживался месяц-полтора, затем возвращался снова в этот цех для дополнительной очистки от радиоактивности с помощью марганцовониобиевой пульпы. Затем раствор направлялся на получение диацетата урана методом осаждения. Осадок фильтровался через полутораметровый фильтр с волокном (бельтинг). Раствор вытягивался вакуумом, а осадок оставался на фильтре и просушивался какое-то время. Затем сгребался в металлический ящик, и спецаппаратчики с помощью совков затаривали его в бумажные мешки, опущенные в прорезиненные чехлы.
Работа была тяжелая, потому что все это делалось вручную. Остаточная влажность (до 15%) не позволяла образовываться пыли, но тем не менее все лица у рабочих были желтые. Они надевали тяжелые респираторы, в которых дышать было трудно. Это, как правило, были демобилизованные солдаты, которые охотно шли на эту работу, потому что она была сдельная, хорошо оплачивалась и зависела от количества затаренных мешков, которые дальше отгружались на склад, и оттуда диацетат урана направлялся на завод для дальнейшей переработки с целью получения урана для ядерного оружия. В реакторы этот уран не шел. В реакторы шел природный уран, а этот уран шел на обогащение по урану-235 и направлялся на диффузионные заводы, где в конечном счете превращался в высокообогащенный уран для ядерного оружия. Причем этот уран отличался от природного урана своей радиоактивностью и содержанием остаточного плутония. Эти аэрозольные выделения плутония, конечно, создавали определенную радиационную опасность для персонала, так как никакой специальной защиты раньше не было. Что же делать?
Вот такая была технология, и это действительно был очень тяжелый процесс. При сдельной оплате труда аппаратчики, как правило, зарабатывали в два раза больше начальника смены, а то и в три раза, но им никто не завидовал. Я всегда старался чем-то им помочь, потому что эти люди, поработав год-два, обязательно уходили, их выводили по медицинским показателям. Потом, когда мы отрабатывали технологию этого осаждения, сделали так, что этот осадок не просто становился как кисель, а практически лился и хорошо отфильтровывался. Через полчаса просушивания на фильтре он был почти сухой, но полностью не досушивали, чтобы не было аэрозолей.
Эту технологию разработали в Радиевом институте, проверили в ЦЗЛ, и потом она была освоена у нас. А плутоний шел дальше. Мы его отделили от урана, но там уран еще оставался. Как невозможно получить 100-процентный этиловый спирт, так и плутоний тоже с небольшим содержанием в виде одного процента урана шел на дальнейшую цепочку. Он еще раз очищался от оставшейся радиоактивности и урана. Концентрированный раствор плутония собирался в бутыли и помещался в металлические емкости. При этом строго регламентировалось количество раствора по количеству плутония, содержащегося в нем в соответствии с требованиями ядерной безопасности. Для этого отбирались пробы, делались анализы, и только днем под руководством начальника планово-производственного отдела, который знал содержание и объем, этот раствор затаривали в стеклянно-металлические контейнеры, зная четко, что надо строго выдерживать нормы, обеспечивающие ядерную безопасность. Это все было на его ответственности.
Затем эти емкости помещали в специальную машину и под охраной везли на химико-металлургический завод, который находился на расстоянии восьми километров. Была проложена специальная дорога, по которой никто, кроме них, не ездил. Раствор поступал на химико-металлургический завод, где его затем превращали в металлический плутоний. Все шло по строгим нормам ядерной безопасности.
Когда я пришел на завод в декабре 1951 года, реконструкция шла полным ходом, при этом работа завода не прекращалась, что приводило к большим проблемам по обеспечению безопасности технологических процессов. Я начал работать, прошел стажировку. Несмотря на обучение на специальном факультете Института тонкой химической технологии в Москве, его выпускники не имели никакого представления о технологии завода Б. Пришлось учиться заново.
Я все осваивал по тем нормам технологического режима, которые были изложены под грифом «совершенно секретно» и «особой важности», где все процессы именовались иносказательно, назывались только цифры, только код этого продукта. Плутоний назывался «тяжелый сплав», уран назывался «А-9». Это их названия на тот период. И все это написано в новых технологических режимах, и надо было понять, что это такое. Но тем не менее потихоньку начал осваивать. Весной 1952 года я сдал экзамен на начальника смены и стал работать в этой должности.
Наконец-то они появляются из прохода со второго цеха в наш, третий, цех. Впереди идут два человека, чуть- чуть за ними идет третий и потом еще человек пять на расстоянии пяти-семи метров. Вот такая кавалькада. Я уже понял по тому, что мне передали из диспетчерской, что на площадку придет Лаврентий Павлович Берия. Ему что-то рассказывает директор завода — это те два человека, идущих впереди, а третий сзади чуть-чуть — это охранник. Они тоже в халатах, но одетых. Подошли ко мне. Берия вскинул на меня глаза, я подошел и, как положено, отрапортовал: «Начальник смены Микерин. Цех работает в установленном режиме. Происшествий, аварий, нарушений нет». — «Подожди-ка, подожди-ка. Вот тут мне все рассказывают про какой-то «тяжелый сплав», «легкий сплав». Я ничего не понимаю. Ты можешь мне объяснить?»
Я четко, как на экзамене, говорю: «Сюда на завод с объекта А, расположенного в нескольких километрах от нас, поступают облученные урановые блоки. Здесь их растворяют в азотной кислоте, затем происходит грубая очистка от радиоактивных изотопов, потом плутоний и уран, уже очищенные в 100 раз, поступают в третий цех, и наша обязанность — уран отделить от плутония и провести дополнительную очистку того и другого. Дальше плутоний поступает в следующий, четвертый цех. Там его концентрируют, затем еще раз очистят по той же ацетатной технологии, в конце концов получится раствор концентрата плутония, который дальше будет отправлен на химико-металлургический завод, где из него сделают металлический плутоний». Берия говорит: «Ну вот, мне все стало понятно, а то какой-то «тяжелый сплав», «легкий сплав». Спасибо тебе». И пожал мне руку. Все пошли, а я вернулся к себе на щит управления.
На другой день прихожу на смену, а мне передают записку, в которой приказано явиться в дом № 31, где размещался отдел КГБ. Я пришел, и меня спрашивают: «Каким это образом вы узнали технологию всего завода?» — «Так я же работаю на этом заводе. Я же не могу грамотно вести технологический процесс, не зная, что откуда поступает и что в конечном счете надо сделать. Это же вполне естественно». — «Знаете что, давайте мы так договоримся. Вы никому больше так не рассказывайте, потому что все это государственная тайна. Но вас похвалил сам товарищ Берия».
Через две недели меня назначили заместителем начальника цеха. Эго, конечно, не связано с посещением Л.П. Берия, просто очень часто и интенсивно менялись люди.
На этом заводе радиационная безопасность имела много проблем: Отсутствие строгой трехзональной компоновки оборудования и коммуникаций приводило к высокому радиоактивному облучению персонала независимо от места постоянной работы. Вертикальное размещение оборудования и коммуникаций приводило при утечке радиоактивных растворов к загрязнению большого количества площадей. Полностью отсутствовала механизация аварийных и плановых ремонтных работ. Контроль за ежедневным облучением персонала осуществлялся системой ИФК (индивидуальный фотоконтроль). Превышение установленной нормы облучения приводило к административному взысканию (уменьшению размеров премий). В это время на заводе шла первая крупная реконструкция. Работы по реконструкции велись практически без остановки технологического процесса. Естественно, такое совмещение работ часто приводило к аварийным ситуациям, связанным с разливом производственных растворов, серьезному загрязнению помещений, серьезному облучению персонала и, как следствие, профессиональным заболеваниям работников основных цехов и к необходимости частой замены основного и ремонтного персонала.
Мы работали по норме гамма-облучения из расчета один рентген за смену, за 6 часов. Сейчас годовая международная норма облучения — два рентгена в год, если говорить о рентгенах. А мы получали один рентген в смену, причем если не было никаких осложнений, проливов, не приходилось отвлекаться на ликвидацию аварийных работ. Вот у меня на щите работали в основном девчонки — выпускницы техникумов и институтов, и они, не уходя со щита, за 6 часов, управляя процессом дистанционно, получали 0,8 рентгена.
Практически каждую неделю возникали неполадки в работе оборудования, где-то прорвало трубу, где-то лопнуло стекло, где-то произошла протечка сверху донизу или разлив продукта. Мы брали в руки ведра, тряпки, перчатки, надевали резиновые сапоги и шли на ликвидацию разлива. Все надо собрать и вернуть в дело. При этом такие рентгены получали! И начальник смены, прежде чем направиться на место аварии и направить людей туда, демонстративно вынимал кассету и убирал ее в сейф. Всех предупреждал: «Вы моему примеру не следуйте». Но все делали так же и выходили на ликвидацию аварий, которых было очень много, без этих кассет. Зато и работали люди где-то год, полтора, максимум два. Тем не менее завод постоянно наращивал выпуск основной продукции, обеспечивая потребности ядерного оружейного комплекса основным оружейным материалом — плутонием.
Я проработал на этом заводе три года. В 1953 году получил острую лучевую болезнь, которую потом переквалифицировали в хроническую лучевую болезнь. И медицина предписала вывести меня из этого завода на работу, не связанную с воздействием радиации, а заменить меня было некем. Вот эта частая смена людей приводила к тому, что в цехах персонал менялся буквально через год-полтора, на их смену приходили неопытные люди, которых приходилось долго обучать. И поэтому количество аварий не уменьшалось.
В 1953 году мне нельзя было уйти, начальника цеха не было, так как его только что вывели, и двоих сразу заменить было невозможно. Конечно, я мог сказать, что это не моя проблема, но мне было интересно там работать, потому что мы только-только начали отрабатывать новую технологию получения диацетата урана. И был такой момент, что в той смене, где я работал, мы однажды вместо двух-трех тонн, как обычно, сделали восемь тонн за счет образования высоких кристаллов. Никто не поверил. Но это потом помогло отработать технологию и перенести ее на новый завод.
Научным руководителем технологического процесса с самого начала, с 1948 года, был назначен Ленинградский РИАН. Специалисты института принимали самое активное участие и обязаны были отслеживать технологию. В этом участвовала и наша центральная заводская лаборатория, которая тоже имела и возможности, и уже обученных на реальном производстве исследователей, которые горели желанием активно участвовать в дальнейшем совершенствовании процессов. Вот здесь нам удалось вместе с ними разработать программу разделения урана и плутония в отдельные потоки и добиться глубокой их очистки от радиоактивности. По тому и другому направлению мы проделали очень много работы. Мы договаривались, что и как нам сделать, я писал распоряжения в журнал, работая уже заместителем начальника цеха. Никто этот журнал никогда не контролировал, да и некому было, и мы испытывали те приемы в осадительной технологии, которые позволяли нам улучшать качество продукции и увеличивать производительность. Увеличение производительности всегда охотно воспринималось всеми руководителями производств, потому что все, что шло в сторону увеличения, принималось на ура, а мы проверяли все то, что можно было применить потом на новом заводе.
Научная часть этой работы была выполнена сотрудниками Ленинградского радиевого института. Суть ее заключается в разработке условий снятия пересыщения в процессе осаждения (в данном случае урана) во время образования кристаллов. Ученые предложили разработанную теорию на получение осадка диацетата урана. Лабораторные испытания мы проводили в ЦЗЛ на имитаторах с конца 1952 года в малых количествах. Не все получалось гладко, требовалось повторить в большом производственном масштабе и на реальных растворах. Исследования привели к общему мнению: реальные результаты можно получить только в производственных условиях на оборудовании по получению товарного диацетата урана. Здесь и пригодился мой административный ресурс.
Мы провели пять операций, уже на третьей внесли изменения в режим осаждения, а на четвертой и пятой получили желаемый результат: высокую скорость фильтрации и сушки на фильтре, плотный кристаллический осадок диацетата урана. Позднее был выпущен совместный научный отчет ученых и производственников и внесены изменения в регламенты на нормы технологического режима, к сожалению, эти изменения не коснулись режима осаждения на основной цепочке. В дальнейшем при строительстве второй «южной нитки» применили данные наработки и коренным образом усовершенствовали все процессы ацетатного осаждения.
Этот завод зарождался в виде технического задания еще в 1952 году, когда возникла необходимость в строительстве новых плутониевых заводов.
Главное требование к новому заводу: коренное улучшение условий труда работающего персонала. Для этого в проекте было предусмотрено:
Строгая трехзональная планировка помещений.
Горизонтальное размещение основного оборудования и коммуникаций.
Механизация ремонтных работ.
Автоматизация технологического процесса.
И только последняя, пятая, задача самая важная: обеспечение полной переработки всей продукции, вырабатываемой атомными реакторами.
Проектом предусматривалось четыре независимых технологических цепочки, расположенных в четырех зданиях. Два здания для основною технологического процесса — от растворения облученного урана до выпуска диоксида плутония (по две цепочки в каждом здании) и два — для хранения и переработки урановых растворов в диацетат урана. Естественно, что в первую очередь строительства была включена только одна цепочка («северная нитка»), а также все вспомогательные объекты, необходимые для эксплуатации не только первой нитки, но и всего завода: здания для хранения и переработки радиоактивных отходов, приточная и вытяжная вентиляция со 150-метровой трубой, компрессорная, проходные, санпропускники, то есть все, что необходимо для нормальной эксплуатации всего завода.
Полностью дублер Б должен был повторять ту технологию, которая существовала и продолжала существовать. Конечно, это было правильное решение. Только отличался новый завод тем, что масштабы оборудования были в десять раз больше по объему подаваемых растворов, по количеству коммуникаций, по расположению этих коммуникаций и аппаратов в одну цепочку и строго на одном уровне. Нулевая отметка — и дальше углубление в зависимости от высоты аппарата уже ниже уровня земли. Каждый аппарат устанавливался в емкость из нержавеющей стали (каньон) и после монтажа коммуникаций перекрывался бетонными плитами с люком для возможности проникновения в каньон.
С обеих сторон цепочки аппаратов создавались помещения для размещения запорной арматуры (вентильные коридоры), за ними находились трубные коридоры, в которых в строгом порядке монтировались коммуникации для обеспечения работы всей цепочки аппаратов. Над вентильным коридором располагался коридор электропроводов для дистанционного управления арматурой и лишь на следующем по вертикали уровне создавались проходы для персонала и помещения для дистанционного управления технологическим процессом (щиты управления). Такой принцип компоновки обеспечивал надежную защиту персонала от воздействия радиации.
Для механизации ремонтных работ и обеспечения безопасности ремонтного персонала были разработаны специальные механизмы. Для замены арматуры создали велосипедный кран, который имел защитный контейнер с двумя гнездами: одно — с новым вентилем, другое — для заменяемого вентиля. С помощью этого механизма персонал проводил несложные работы по замене одного вентиля на другой, практически не подвергаясь облучению. Кроме того, было предусмотрено автоматическое управление технологическим процессом, каждой проводимой операцией, начиная от растворения облученных урановых блоков, кончая через шестьсот метров выпуском конечной продукции диоксида плутония и урана в виде ацетатной соли урана. Каждая операция была запрограммирована, и система автоматики могла теоретически ими управлять. Весь технологический процесс был под контролем операторов. Вот такой совершенный завод намерены были построить.
Почему все аппараты размещались на одной высоте ? Вот это стало преимуществом проектирования нового радиохимического завода. Аппараты на старом заводе № 25 располагались вертикально от отметки +26 до -11, через четыре-шесть метров. На +16-й отметке находился пульт управления. На +10-й отметке и на +4-й — основное технологическое оборудование, потом нулевая отметка, потом -7 и -11. Вот такие были отметки. За смену так набегаешься...
Никаких лифтов не было, но мы бегали, смотрели, когда исходный раствор после растворения урановых блоков собирался на отметке -11 в аппарате, а там около пяти кубов. Горизонтальный монжус (бочка) принимал и выдавливал основной раствор. Там совсем темно, и людей там не было. Горела маленькая лампочка, а аппарат стоял такой светящийся, что все помещение было озарено мертвым бледным светом. Даже становилось страшновато. Кроме того, при вертикальном расположении технологической нитки в случае аварийной протечки раствор проникал и на нижние отметки, что приводило к дополнительной аварийной ситуации по всей нитке, что совершенно исключалось при горизонтальном расположении аппаратов на новом радиохимическом заводе № 35.
... по ходу выполнения работ еще до начала монтажа опытные механики, которые входили в нашу группу, тоже работники старого завода, разработали вентиль — БКС (быстросъемный клапан-седло), что значительно упростило замену вентиля и его последующий ремонт. Изобретение было оформлено, и до сих пор эта арматура используется на «Маяке» и на всех остальных комбинатах.
Для выполнения неотложных ремонтных работ в трубных коридорах был разработан уникальный самоходный сварочный агрегат. Он предназначался, прежде всего, для устранения дефектов в сварных швах в коммуникациях (свищей). Оператор-сварщик готовил к работе этот агрегат в специальном помещении (депо), а затем открывал защитную завесу, отделяющую депо от трубного коридора, и, находясь в защитной кабине этого агрегата, определял поврежденный шов и устранял этот дефект. Надежная кабина защищала и предохраняла его от облучения. С помощью специальных защитных контейнеров и мостового крана, который мог двигаться вдоль всей цепочки аппаратов, производилась замена датчиков контрольно-измерительных приборов, контролирующих ведение технологического процесса в аппаратах. Эти и другие механизмы позволяли устранять возникающие дефекты в работе оборудования при минимальном времени остановки технологического процесса и предохраняли ремонтный персонал от сверхнормативного облучения.
29 сентября 1957 года в Челябинске-40 был солнечный и очень теплый воскресный день. В 16 часов 22 минуты на производственной площадке на ПО «Маяк» раздался взрыв. После взрыва поднялся столб дыма и пыли высотой до километра, который мерцал оранжево-красным светом. Произошла одна из серьезнейших радиационных аварий с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу ...
Строящееся здание длиной 600 метров и еще одно здание длиной 150 метров было засыпано пылью и осколками. А действующее здание завода № 25 тоже было накрыто пылью, так как оно еще ближе находилось к месту взрыва. Больше того, эта пыль и грязь в основном сразу осела на всей территории. На десятки, сотни метров валялись крупные осколки, а дальше более мелкие, но не менее радиоактивные, как их называют, крупные аэрозоли, то есть пыль. И этой пылью была покрыта одежда работающих. Поэтому и был приказ всю ее сбросить.
Непосредственной причиной радиационной аварии явился химический взрыв хранившихся высокоактивных жидких радиоактивных отходов радиохимического производства. Взрыв произошел в емкости-хранилище (банке) № 14 комплекса С-3 радиохимического завода. Комплекс, пущенный в эксплуатацию в 1953 году, был предназначен для длительного хранения жидких отходов радиохимического производства и представлял собой заглубленные в грунт бетонные сооружения с установленными в два ряда двадцатью емкостями-хранилищами из нержавеющей стали. Эти сварные цилиндрические емкости с плоским дном имели высоту 6 метров, наружный диаметр — 8 метров, толщину стенок — 13 мм и полный внутренний объем 300 м3. Каждая емкость располагалась в отдельном железобетонном каньоне диаметром 9 метров, глубиной 7,4 метра и толщиной боковых стенок 0,8—1,2 метра. Сверху каждый каньон прикрывался круглой железобетонной плитой толщиной 0,8 метра и массой 160 тонн, поверх плиты сооружалась фунтовая насыпь толщиной 1—1,5 метра.
Комплекс включал в себя системы циркуляционного водяного охлаждения, вентиляции и контрольно-измерительных приборов. Контролировались уровни раствора в емкости и охлаждающей воды в каньоне, а также температура отходов и воды. Отходы содержали радионуклиды, представленные преимущественно средне- и долго живущими продуктами деления. По данным заключения о причинах аварии и последующих исследований, взрыв был обусловлен техническими неисправностями и нарушением режима охлаждения емкостей. Раствор радиоактивных отходов в банке № 14 перестал охлаждаться, затем начал разогреваться от энергии радиоактивного излучения, затем, вероятно, закипел, жидкость постепенно испарилась, и образовался сухой остаток нитратных и ацетатных солей в количестве 80 м3 (около 120 тонн). Разогрев сухого осадка продолжался, и наконец произошел химический взрыв.
Та емкость, или, как называли, банка № 14, которая взорвалась, содержала 250 м3 высохших высокоактивных растворов, за ними мало кто наблюдал, потому что это было немножко на отшибе, но ближе к новому заводу. В момент взрыва ветер был в нашу сторону, почему он и накрыл новый завод. Так вот, даже крышка, которая весила 160 тонн, отлетела на 25 метров в сторону нашего завода, но не разбилась, настолько она была мощной. Разорванные листы корпуса емкости были разбросаны на расстоянии до 150 метров. Соседние емкости были сдвинуты, но не повреждены, не разрушены. Полное разрушение стекол зданий наблюдалось на расстоянии до одного километра. На месте взрыва образовалась воронка глубиной до 10 метров и диаметром около 20 метров. Вся эта куча земли вместе с остатками емкости, с бетонными конструкциями поднялась в воздух. Высота этой тучи была около одного километра, как определили, а дальше, по мере веса каждой частицы, она стала распределяться по мере движения воздушных масс в сторону нашего нового завода № 35, и он пострадал больше всех.
Произошла авария, но все продолжали работать. И реакторные заводы, и радиохимический завод, и завод по снабжению водой из промышленного озера. Воду немного чистили от песка, подавали на охлаждение реактора и на промышленное использование на действующие заводы. Но когда собралась комиссия с картограммой этих работающих заводов, выяснилось, что комбинат надо закрывать. По уровню радиации, которая существовала главным образом на том заводе, который строился, — там был самый высокий уровень радиации. На втором месте — действующий радиохимический завод. Он чуть-чуть остался в стороне от этой волны радиации. Но дальше волна пошла на реакторные заводы, которые были по пути и куда попали более мелкие осколки, аэрозоли и так далее.
Взрывная волна на город не оказала никакого воздействия, так как прошла от него чуть-чуть правее. Но радиоактивные аэрозоли разносил транспорт, люди, которые уходили со смен немытые, «грязные», даже в своей одежде, переодевшись, они шли по «грязной» территории, ехали в «грязных» автобусах и разносили «грязь» по городу. Город дозиметристы начали мерить той же ночью. У вас же был дозиметрический контроль. Люди уходили «грязные» несмотря на это? Уходили в первые дни, но очень быстро приняли решение о создании зоны переодевания, о недопущении в город ни одного «грязного» автобуса. Оперативно сделали котлованчики — мойки для автобусов. Автобус попадал сначала в эту мойку, мыл колеса, потом его мыли сверху донизу. Это уже в последующие недели.
Первый реактор томский начинал работать в 1958 году, и его еще не было.
Первый реактор красноярский тоже пускали в 1958 году, и он тоже еще не был. Радиохимические заводы там только вылезали из земли, фундаменты только выполнялись на тех двух комбинатах, где должны были быть такие же четыре цепочки, построенные по две нитки.
А в Красноярске еще долбили горные породы для того, чтобы сделать гигантские подземные выработки.
Плутоний производился только на одном «Маяке», на четырех атомных реакторах. Они давали продукцию, облучали уран. И все они попали в зону сильного загрязнения.
Мы разбились на маленькие бригады, и нам придали командиров воинских частей, получивших соответствующее указание, но никакой информации о размерах доз. Они пришли с небольшими подразделениями в виде роты солдат, иногда взвода. Мне достался взвод солдат, которые прибыли уже с техникой — бульдозерами, поливочными машинами. Технику собрали откуда только можно, со всех соседних объектов пригнали, расположенных на Урале. Собрали в городе, собрали в областном центре, все бросили на очистку: бульдозеры, скреперы, канавокопатели, землечерпалки, подъемные краны. Начали с того, что быстро отмыли центральную дорогу. Она оказалась достаточно чистой, и по ней можно было ездить. На ней было в пределах этих 15 микрорентген, что терпимо, и там нельзя было переоблучиться. Эта центральная дорога доставляла людей на завод, а дальше от центральной дороги все расходились по своим объектам, и каждый чистил свое производство этой техникой, особенно поливочными машинами. Вода у нас была, что здорово облегчило нашу задачу. Разводка воды на действующих объектах всегда была, а на наших объектах она оказалась уже смонтирована и действующая. Мы промыли сначала пути к этим объектам, расчистили все канавы, сгребли все в кучу и зарыли эту «грязную» землю, то есть то, что со брали. Затем мы очистили все дорожные коммуникации, подступы к основному и вспомогательному производству. Дальше по этим дорогам мы шли к основному зданию. Оно было разбито на участки, где работали другие группы.
Солдаты вместе с командиром шли за мной. Не доходили до здания, но зато располагались в том месте, где можно находиться до 6 часов без серьезного облучения. Дальше определялись группы, которые должны были работать внутри здания, они снабжались шлангами и устройствами для присоединения к воде. Эти группы смывали все в канализацию, которая уже была подключена к тому времени. На объекте было две канализации: специальная, куда попадали малоактивные радиоактивные отходы, и для сравнительно чистых отходов. Сравнительно чистые отходы шли в промышленное озеро, откуда вода подавалась на охлаждение реакторов и на техническое обслуживание других объектов. А малоактивные радиоактивные отходы шли в уже существовавшее в то время озеро Карачай, в котором хранились радиоактивные отходы от первых лет эксплуатации завода Б. Вот туда мы сгоняли все, что можно. Вот эти первые отмывочные работы, внешние сначала и внутренние потом, помогли нам сразу снизить уровень загрязнений. Пылью все заросло, но смываемой, не успело ничего разрушиться, и мы двигались с этими шлангами, смывая все, — и пыль, и радиоактивность. Естественно, фон еще был недопустимый для нормальной работы, но тем не менее это не рентгены в час, это уже шли рентгены за три-четыре часа работы.
Были случаи, когда неожиданно находили куски с высокой радиацией, к которым подойти нельзя. Тут же применялись соответствующие меры. Но было и оборудование, например только привезенные токарные станки, подготовленные для установки в мастерской. Они как никогда были нам нужны, но отмывать их бесполезно, и мы копали ямы и закапывали станки целиком. Два станка были сняты, обрешетка была раскрыта, их должны были в понедельник занести в цех.
Были случаи, когда неожиданно находили куски с высокой радиацией, к которым подойти нельзя. Тут же применялись соответствующие меры. Но было и оборудование, например только привезенные токарные станки, подготовленные для установки в мастерской. Они как никогда были нам нужны, но отмывать их бесполезно, и мы копали ямы и закапывали станки целиком. Два станка были сняты, обрешетка была раскрыта, их должны были в понедельник занести в цех. Копали яму и тут же с помощью кранов их и закапывали. Вот так работали где-то до середины 1958 года. Естественно, ни о каком пуске нового завода не могло быть и речи.
Везде на входах в магазины стояли ванночки с растворами, которые периодически менялись. Город был промыт городскими службами очень тщательно, все улицы, где надо было соскрести «грязь», все соскребли. Отмывали все, и в первую очередь школы и детские сады, во вторую очередь магазины, бани и так далее. И без шума, без гама, без лозунгов, без собраний, без всякого рода паники мы ни одного загрязненного предприятия ни у нас, ни в городе не пропустили. Жители знали, что была авария, информация такая прошла, но и знали, что обстановка нормальная.
На седьмой день приступили к ликвидации первых четырех деревень, жить в которых было невозможно по всем нормам, даже производственным.
Но в основном отселяли их по чистым деревням с обязательством, письменным конечно, что в такой-то деревне, которую они выбрали, построить дома. Но все это, конечно, в Челябинской области. Столкнулись с тем, что действительно это страшная картина, когда несколько поколений людей прожили на этой территории, многие поколения родственников там похоронены. Тут двор, тут скотина, тут хозяйство, тут работа — и вдруг надо экстренно подниматься и еще отмываться. Поэтому очень много надо было сказать умных и убедительных слов людям, чтобы провести это расселение, и, конечно, можно понять, каково было все это выполнять тем, кто этим занимался. Было ликвидировано 24 деревни, последовательно, по мере распространения радиации. Сразу и окончательно был уничтожен весь скот и все живое, что было в деревнях. Рылись большие рвы, не допускались никакие личные стремления жителей что-то захватить с собой, кроме своих личных вещей, документов. Всех сажали в машины и увозили, куда хотели жители, при этом давали расписку о том, что все компенсируется. Все расписки в дальнейшем были выполнены. Было закуплено громадное количество финских домиков для возможного проживания в такой более-менее суровой местности, и таких несколько поселков пристроили к деревням или построили отдельно.
Несмотря на тяжелые последствия и то, что авария произошла по вине персонала из-за небрежной эксплуатации емкостей, все принял на свои плечи директор комбината МЛ. Демьянович, которого сняли с работы и послали главным инженером на радиохимический завод на Сибирский химический комбинат, а работники завода, непосредственно отвечавшие за этот участок работ, были строго наказаны и переведены на другие места с понижением в должности.
Первая очередь завода № 35 была пущена в эксплуатацию 15 сентября 1959 года по старой осадительной технологии, в которую не было внесено ни в техническое задание, ни в выпущенный технический проект никаких изменений, уже опробованных на старом заводе. Эта технологическая схема предполагала неоднократное осаждение урана сначала вместе с плутонием, в виде ацетатной соли (окислительно-ацетатное осаждение). При этом примерно 99% радиоактивных изотопов остается в растворе, а полученный осадок промывается и отстаивается в 35-кубовом аппарате, затем растворяется и передается на второй цикл ацетатных осаждений (восстановительно-ацетатное осаждение).
Вначале плутоний восстанавливается раствором восстановителя, затем уран подвергается ацетатному осаждению, а плутоний остается в растворе. Этот раствор передается на дальнейшую переработку с целью окончательного отделения плутония от урана и максимальной очистки от радиоактивности, после чего путем оксалатного осаждения и фильтрации осадка загружается с фильтров в платиновые стаканы и прокаливается при температуре примерно 800 градусов. Так получается диоксид плутония, который отправляется на химико-металлургический завод для переработки в металл. Ацетатный осадок урана после восстановительно-ацетатного осаждения растворяется и передается на выдержку с целью снижения активности в больших нержавеющих емкостях.
После выдержки урановый раствор подвергается очистке марганцовониобиевым осадком и, наконец, превращается в товарный диацетат урана. В отличие от старого завода, где осадок фильтровался, высушивался и вручную затаривался в мешки, на «северной нитке» были успешно освоены промышленные центрифуги, откуда уран разгружался в металлические 700-литровые емкости (контейнеры), сконструированные для возможного перемещения и отгрузки потребителю. Вот такая применялась осадительная цельноацетатная технология на «северной нитке».
... на новом заводе проявились отдельные недостатки в оборудовании и в технологии. Применялись новые аппараты, на которых мы никогда не работали, но тем не менее что можно было до этого проверить, мы проверили.
Например, на первой нитке мы провели опытную операцию по проверке влияния количества пеногасителя на гашение пенообразования во время пусконаладочных работ. Этот диацетат урана характерен тем, что при осажаении урана происходит вспенивание раствора. При осаждении исходного раствора надо его постоянно перемешивать, что тоже приводит к дополнительному получению большого количества пены, а чтобы ее погасить, добавляется раствор пеногасителя — керосиновый контакт. Но какое оптимальное количество надо добавлять? Это можно было проверить, только наблюдая через открытый люк аппарата процесс осаждения.
А как проверить?
Тогда во время пусконаладочных работ в середине 1959 года мы проверили все чистой водой, потом была проведена кислотная обкатка, затем запустили уран необлученный. Загрузка была 1200 кг одна порция, и это точная цифра, я ее помню до сих пор. Процесс растворения шел 24 часа по регламенту. Вот отсюда такая суточная производительность. Все эти аппараты имели люки для осмотра. Они закрывались плотной крышкой из нержавеющей стали. Потом их заваривали перед пуском.
Пока все неактивно, можно заглянуть вовнутрь. Вот мы так и сделали со своими товарищами по работе. Я тогда был уже назначен заместителем главного инженера завода по производству (главный технолог). Мы во всех этих аппаратах, где производится осаждение, крышки не заварили, а затянули четырьмя струбцинами
Торопиться надо было, но мы все-таки выделили несколько дней, чтобы посмотреть, как идет осаждение, как идет отстой, как идет подъем осадка при промывке. Желающих особенно не было сидеть на аппарате в этом темном глухом помещении, перекрытие уже сделано, только трубы с боков подходят к аппарату и отходят из него. Никакого света нет, надо переноску тащить. А от уксусной кислоты исходит такой запах! Хоть тут и вентиляция есть, но она не такая 10-кратная, как в рабочем помещении, а такая, как бог послал — максимум двукратный отсос воздуха.
Можно было находиться только в противогазе с длинным-длинным шлангом, вытянутым наружу. А операция проходит при температуре растворов около 40 градусов. Стёкла в противогазе быстро запотевают, и если хочешь посмотреть, то снимай противогаз и смотри. Ранее этого никто никогда не видел.
Это любопытство не ради любопытства, а ради того, чтобы понять, что из этого можно потом выжать. Начинается осаждение, и сразу возникает пена. Пена лезет аж до твоего носа, который туда сунул, а для ее гашения предусмотрено добавлять керосиновый контакт, который обеспечивает более-менее надежное гашение. Сколько его надо дать на 1200 кг урана, никто не знал толком. Со старого завода все перенесено.
Поэтому, дождавшись, когда пена начинает образовываться, я лил в нее отмеренное количество керосинового контакта и увеличивал до тех пор, пока пена заметно не снижалась. И таким образом мы смогли определить необходимое количество керосинового контакта для полного гашения пены, которое надежно защищало технологический процесс от образования пены. Это было весьма авантюрное дело, но я поливал раствор до тех пор, пока пена не уничтожалась. Зато весь процесс осаждения человек впервые смог посмотреть, и потом эти количества были заложены в нормы технологического режима.
Проводили мы эту операцию, конечно, на необлученном уране. Зато я полностью был уверен, что этот процесс осаждения мы отработали на «отлично», и проверили его еще на нескольких громадных аппаратах.
Этот же прием визуального наблюдения за процессом осаждения был использован позднее и на второй нитке, когда количество урана в одной операции было увеличено до трех тонн, что позволило нам определить уровень осадка и установить оптимальный защитный слой раствора для этого объема.
После пуска первой нитки и отработки всей технологии мы начали внедрение новой технологии очистки плутониевого раствора, который получается после разделения урана и плутония. Для этого была построена опытная установка по проверке сорбционного процесса очистки плутония от радиоактивных осколков и урана на винилпиридиновых смолах. Эта технология была разработана Радиевым институтом под руководством В.И. Парамоновой, проверена на опытной установке в маленьком масштабе, и были получены хорошие результаты.
Винилпиридиновая смола — это маленькие зернышки размером чуть меньше миллиметра, которые загружаются в вертикальную колонку. Пропустив азотнокислый раствор плутония с высокой кислотностью через эту смолу, мы получаем эффект сорбции плутония на смоле. Примеси урана и большинства радиоактивных элементов остаются в растворе и возвращаются в голову основного процесса. После сорбции определенного количества плутония смола промывается чистой азотной кислотой и затем производится операция десорбции. Плутоний отделяется от смолы слабым раствором азотной кислоты. Объем десорбционного раствора рассчитывается из максимально полного выделения плутония из смолы.
Таким образом мы добились очистки плутониевого и уранового концентрата, мы добились миллионного коэффициента очистки. Если на старом заводе мы едва-едва набирали коэффициент очистки 100 тысяч, то здесь на винилпиридиновых органических смолах ВП-1 мы добились миллиона. Самое трудное — найти производство этих смол. Но тем не менее мы сделали опытную установку.
Сразу же ликвидировали целый цикл ацетатных осаждений с массой оборотов радиоактивных отходов.
Надо было персонал собрать и обучить. В 1959 году к нам с выпуска 1958 года были направлены 45 выпускников из Уральского, Ленинградского и Томского политехнических институтов. Все молодые мужчины и ни одной женщины. Всех надо было обучить. А кто может обучить? Тот, кто знает особенности технологии. Я им читал лекции последовательно, предупредив, что рассказываю так подробно каждую строчку технологического процесса затем, чтобы поняли его суть. «Мне неважно, что вы не запомните объемы растворов, — говорил я им. — Вы поймите, почему надо сначала просто сбросить радиоактивность и как это делать, и почему надо так дальше делать, как разделяются и от чего. И это последовательно до самого выпуска конечного продукта — диоксида плутония». Это были такие специальные занятия. Все вопросы разобрали по действующим регламентам.
Мы занимались около месяца, и после этого я у всех 45 человек, у каждого отдельно, принимал экзамен. Один спорит с тобой и доказывает, что вы не правы, а я любил спорить. Трех человек из таких спорщиков я отобрал, и они стали технологами цеха, а все остальные начальниками смен. Ни одного специалиста на должности технологов и начальников смен отделений и цехов со старого завода мы практически не взяли. На должности начальников основных цехов мы взяли двух выпускников УПИ 1953 года, успешно проработавших по четыре-пять лет на старом заводе. Это были Ихлов Евгений Михайлович и Константинов Владимир Михайлович. На них легла вся тяжесть пуска «северной и южной ниток».
Отдел кадров очень принуждал нас: «Куда нам девать людей со старого завода, который будет закрываться? Мы сейчас должны выводить профбольных, которых накопилось уже достаточно, берите». Но мы выдержали характер и укомплектовали почти весь новый завод молодыми кадрами. И зато с гарантией, что они не имеют опыта «старой кухни», где дозволялось делать все голыми руками, где пренебрегали облучением и т.д. Самое главное — они должны освоить только новую технологию.
Сама вторая нитка должна быть пущена в конце 1961 года. И вот поэтому на второй нитке, пока мы ликвидировали аварию, монтировали аппараты, сорбционная технология была уже в проекте предусмотрена. Но наша команда из пяти ярых и настырных человек на основе имеющегося опыта работы на старом заводе разработала серьезное усовершенствование технологического проекта второй очереди. Это был тот же ацетатный плюс конец сорбционный — новый технологический процесс, связанный с коренными изменениями процесса растворения облученных урановых блоков и ацетатного осаждения с перекомпоновкой аппаратов с изменением их назначения.
Процесс растворения был изменен прежде всего увеличением единовременной загрузки в аппарат облученных урановых блоков с 1200 кг до 3000 кг. Затем был внедрен процесс щелочного режима растворения алюминиевых оболочек и значительно интенсифицирована скорость растворения урана. Кроме того, была отменена операция дорастворения остатков блоков (карандашей), которые переходили на следующую операцию. Все это позволило сократить время растворения до 10—12 часов.
В старом проекте на окислительном и восстановительном ацетатном осаждении исходного раствора было предусмотрено по два последовательных ацетатных осаждения. Отработанная на старом заводе технология осаждения урана с получением крупнокристаллических и плотных осадков позволила отказаться от повторных ацетатных осаждений (технология совместного слива) и значительно сократить технологический режим осаждения. При этом оба аппарата на первом и втором ацетатном осаждении работали в параллельном режиме с загрузкой урана на одну операцию три тонны, что позволило резко увеличить производительность ацетатных узлов практически в два раза. Плотные кристаллические осадки привели к снижению сорбции радиоактивных элементов, что увеличило коэффициент очистки, который был доведен после освоения технологии с одного миллиона до 10 миллионов.
Суммарно все эти изменения позволяли увеличить производительность «южной нитки» как минимум в три раза. Но все эти изменения нужно было успеть внести в рабочие чертежи строящейся нитки, а также преодолеть возражения многих организаций, участвующих в создании этого технологического процесса.
А кто был в этой пятерке? Я, как начальник производства, мой заместитель — Кулаков Ромуальд Федорович; научный руководитель нашей технологии на заводе Торопов Герман Дмитриевич, доктор технических наук; Лев Георгиевич Матюхов — главный конструктор; Мельников Владимир Дмитриевич — главный приборист, мой закадычный друг, очень талантливый человек, очень логично мыслящий. Вот мы — три технолога, приборист, который взялся переработать всю автоматику силами своего конструкторского бюро, и конструктор, готовый внести все изменения в конструкцию обвязки аппаратов, — впятером взялись изменить всю технологию. Переставлять аппараты не надо было, надо было изменить их обвязку и расстановку запорной арматуры.
... последний, к кому я обратился против желания директора своего завода, это к Н.А. Семенову. Я поехал к нему и подробно объяснил, что мы предлагаем. Николай Анатольевич все внимательно выслушал и сказал: «Но я же не могу отложить пуск». — «Все равно в 1961 году не пустим, не успеваем. Добавьте нам полгода». — «Нет, срок сдачи я изменить не могу, это директивный срок — 1961 год». — «Но все равно же сорвется». Он думал-думал, даже на первых порах мы расстались, но потом вызывает и говорит: «Давай, пиши приказ». Я ему сказал, что все против. «Как же вы будете все это делать? Ну а если не справитесь?» — «Мы все рассчитали». — «Хорошо, готовьте приказ».
Собрал всех на совещание и сказал: «Я ознакомился с предложением, и я принимаю положительное решение». Я думаю, что наверняка он посоветовался в главке в Москве. «Я подпишу приказ о принятии предложения вот этих товарищей о проведении работ, но мы не будем переносить срок в этом приказе. Берем на себя». Он недавно стал директором и серьезно вникал в производство: «Я беру все на себя». Приказ был подписан, и мы начали работать. Мы работали здорово, денно, а иногда и нощно. Иногда получалось чаще нощно, но и денно тоже. Но молодцы все те, кто помогал.
Мы вывешивали кальки, снятые с белков, под утро. Вывешивали к 8 часам утра на стене, когда приходили монтажники в те помещения, где они проводили обвязку аппаратов. Надо же было перемонтировать вентили в вентильных коридорах, переставлять их уже выставленные, но незабетонированные. Эго нас спасало. И в трубных коридорах тоже нужно переобвязки выполнять, надо новые заготовки делать, трубы перекладывать. Это все необходимо было объяснять. Но за эти годы пуска первой нитки, что мы работали с монтажниками, я им объяснил, что мы задумали, ради чего это делали, и они не ворчали. Они молча брали кальки и рисовали на стенках коридора.
Мы пустили эту линию в конце 1962 года, и через месяц по производительности из 1200 кг, как в старом проекте написано, мы увеличили ее в три раза. Без единого неприятного случая. При этом коэффициент очистки вырос с одного миллиона на «северной нитке» до 10 миллионов. Все эти результаты были тщательно рассмотрены в министерстве, которое вышло с предложением в Совет министров СССР о прекращении строительства третьих и четвертых ниток не только на нашем комбинате, но и на Сибирском химическом комбинате в Томске-7 и на Горно-химическом комбинате в Красноярске-26. Это позволило сэкономить государству огромные ресурсы, превышающие 20 миллиардов рублей. До сих пор на всех трех комбинатах можно увидеть начатое строительство этих объектов.
Я продолжал работать на старом месте, и довольно быстро эти 3 раза увеличения производительности вскоре превратились и в 4 и в 4,5 раза. К сожалению, сейчас уже мало осталось радиохимиков, которые участвовали в процессе строительства и освоения нового завода. К середине 1964 года «северную нитку» тоже переделали, она увеличила производительность почти в три раза против достигнутого ею уровня. Закрыли все потребности реакторных заводов, которые выпускали облученный уран, и даже взяли на себя из Красноярска переработку облученного топлива. Там первый реактор был пущен в 1958 году. Облученный уран перерабатывать негде, только в 1964 году пустили первую нитку радиохимического завода.
Красноярский горно-химический комбинат (ГХК) — одно из трех предприятий, построенных в Советском Союзе для наработки оружейного плутония в промышленных реакторах и его выделения на радиохимическом производстве. Постановление о начале строительства комбината было принято 26 февраля 1950 года. Отличие этого комбината от Челябинского и Томского состоит в том, что он размещен внутри скальных выработок с заглублением 230—250 метров над потолком сооружений в целях надежного укрытия от нападения с воздуха и обеспечения его бесперебойной работы. Расположен в горном массиве на правом берегу реки Енисей в 60 километрах ниже по течению от города Красноярска.
При работе реакторного и радиохимического производств образуются жидкие радиохимические отходы. На основе опыта работы в Челябинске-40 известно их влияние на окружающую среду. Какие меры применялись на Красноярском ГХК для снижения этого влияния ? Первая нитка работает, радиоактивные отходы получаются, и их необходимо как-то перерабатывать или куда-то сбрасывать, а глубинное захоронение — это один из способов переработки радиоактивных отходов.
Геологические исследования территории, прилегающей к основному производству Горно-химического комбината, были проведены в начале шестидесятых годов. В результате в 10 километрах от производственного комплекса была выбрана свободная территория, где на глубине 400-500 метров был обнаружен слой породы (горизонт), состоящий из воды, песка и глины, сверху и снизу экранированный мощными глинистыми пластами. С двух сторон этот пласт был ограничен мощными горными массивами (разлом), а скорость движения воды практически не ощущалась (тысяча лет до места предполагаемой разгрузки этого горизонта).
На выбранной площадке (полигон «Северный») было пробурено шесть нагнетательных скважин по фронту в один километр. На расстоянии одного километра от наблюдательных скважин в этот горизонт пробурено шесть разгрузочных скважин для откачки воды с целью снижения пластового давления при закачке в нагнетательные скважины радиоактивных отходов. Между двух фронтов скважин пробурено около двадцати наблюдательных и разведочных скважин
... сегодня на комбинате закрыты все три реактора и закончена переработка облученного урана на радиохимическом заводе. Полигон успешно выполнил свое назначение, на глубине 500 метров захоронены практически все жидкие радиоактивные отходы, полу ченные при выполнении всей оборонной программы комбината. Над ними растет лес, течет речка Тель, до 90-х годов возделывались поля и пашни, заготавливалось сено. Через несколько лет после пуска первого горизонта в эксплуатацию был пущен и успешно эксплуатируется второй горизонт (300— 350 метров) для закачки низкоактивных отходов.
Приехал неофициальный посланник американского Сената вместе с помощника ми, в том числе с бывшим сенатором Копельманом, — он в Америке очень видный политический деятель. Они приехали с предложением. Сначала обратились в Минатом, а потом в Правительство России с предложением о продаже Америке низкообогащенного урана (НОУ) с обогащением до 5% по урану-235, изготовленного из высокообогащенного оружейного урана (ВОУ), снятого при демонтаже ядерного оружия, содержащего 90% изотопа урана-235. Министерство иностранных дел это предложение поддержало. Правительство пошло на то, чтобы этот вопрос включить для обсуждения в программу встречи в 1992 году в Рейкьявике Б.Н. Ельцина и Билла Клинтона.
В результате переговоров американского и российского президентов было принято решение использовать 500 тонн урана 90-процентного обогащения для его перевода в низкообогащенный энергетический уран и поставки в США в течение двадцати лет после заключения договора.
18 февраля 1993 года уже был готов текст правительственного соглашения. Оно должно быть подписано двумя сторонами. МИД и наше главное управление по международным связям принимало участие в подготовке этого соглашения, и В.Н. Михайлов в Америке по поручению правительства подписал его вместе с заместителем главы Госдепа США мадам Девис. Соглашение ничего не определяло, но констатировало, что 500 тонн оружейного ВОУ будут разбавляться советской стороной и поставляться по согласованному отдельному контракту в США. Тогда же было подписано соглашение о взаимном контроле за использованием высокообогащенного урана для разбавления и низкообогащенного урана для изготовления топлива для атомных станций (Соглашение о транспарентности).
К концу 1993 года у нас появляется контракт в 600 листов, разработанный американскими юристами по всем правилам, одобренный американской стороной, Госдепом, Министерством торговли. Но 600 страниц на английском языке, и прислали они где-то в октябре, с обязательством, чтобы мы уже в этом году его подписали. Юристы потребовали перевода. «Техснабэкспорт» и МИД занимались проработкой этого контракта. Мы, естественно, в 1993 году не смогли его подписать, а нас прижимает и МИД, и Госдеп, и мы не очень-то вчитывались в юридические особенности этого контракта. Больших огрехов там не было, так как юристы его хорошо прорабатывали применительно к реальной обстановке в России.
В США в тот период было самое большое количество атомных электростанций, имеющих более 100 энергоблоков из 440 энергоблоков, работающих в то время во всем мире. Поэтому США были самыми крупными потребителями низкообогащенного урана, который используется в атомной энергетике.
У них, как правило, основные блоки по 600—800 тысяч кВт, но до миллиона они не добирались. Они же прекратили строительство атомных станций в конце 70-х годов, когда у нас оно только начиналось. Указом Рейгана был введен запрет на переработку топлива с атомных станций. У них своя политика. Для нас это неприемлемо.
Но у них два завода обеспечивали НОУ. А заводы-то устаревают, они уже по проектной мощности в 1992 год пришли к концу гарантийного срока эксплуатации этого оборудования. А где взять? Вот отсюда и родилось совершенно объективное и разумное предложение выйти к России с такой просьбой. У них своего урана меньше, чем у нас. Они в 1988 году опубликовали о наличии ВОУ в количестве 650 тонн, а у нас больше.
Сколько? Неважно. В одной поездке В.Н. Михайлов назвал 1200 тонн, но это сугубо приближенная цифра, она не отвечала истине. Его покритиковали, но министр есть министр. ФСБ, КГБ — им не до того было, чтобы придираться к цифрам, когда экономика страны висела на волоске. Это соглашение было необходимо и России, так как давало возможность за 20 лет получить 8—10 миллиардов долларов для поддержки своей экономики.
Вскоре после подписания межправительственного соглашения вышло постановление правительства о порядке реализации этого контракта и распределении получаемой выручки. Выручка от реализации технологии разделения поступала в Минатом для оплаты проводимых работ по разбавлению ВОУ предприятиями отрасли, а также для решения финансовых проблем в отрасли. Выручка от реализации природной компоненты поступала непосредственно в бюджет страны.
14 января 1994 года был подписан контракт на поставку в Америку низкообогащенного урана, эквивалентного 500 тоннам высокообогащенного урана, снятого с ядерного вооружения. Для проведения экономической оценки контракта принята усредненная концентрация НОУ — 4,4%. Количество НОУ, получаемого из одной тонны ВОУ, целиком зависит от выбора разбавителя. У нас был целый год на отработку технологии и согласование всех практических параметров. Разбавлять можно было и совершенно низкообогащенным ураном, применяя так называемые хвосты, из которого извлекли уран-235, 0,3% осталось, и можно им разбавлять гексафторид урана, а можно и природным 0,71%.
И до какого процента снижали?
Снижали высокообогащенный уран, который мы называли термином «сливочное масло», что очень понравилось американцам, снижали до содержания в нем 4,4% урана-235.
В 1993 году летом мы обменялись делегациями. Мы съездили на их завод для получения высокообогащенного урана, они на наш завод, на Уральский электрохимический комбинат, который должен был отработать эту технологию. А что значит перевести из 90-процентного ВОУ в 4,4 -процентный НОУ?
ВОУ в значительных количествах изготавливался путем обогащения урана, прошедшего облучение в промышленных реакторах, а также радиохимическую очистку при извлечении из него плутония. Радиогенные примеси и незначительные количества плутония всегда существуют в ВОУ. Кроме того, для повышения прочностных характеристик в него вводились определенные добавки. Для получения после разбавления такого урана НОУ, состав которого удовлетворял требованиям международного стандарта, требовалась глубокая радиохимическая очистка ВОУ до его разбавления.
Такой технологией обладают химико-металлургические производства Сибирского химического комбината и ПО «Маяк». Для реализации очистки был выбран Сибхимкомбинат, где были проведены большие работы по расширению установки и отработке технологии глубокой очистки. Позднее этот комбинат принял на себя значительную часть работы по фторированию закиси-окиси ВОУ с переводом ее в гексофторид ВОУ. В дальнейшем радиохимической очисткой ВОУ стал заниматься и ПО «Маяк».
Надо отметить, что перевести высокообогащенный уран в низкообогащенный, соответствующий стандартам атомной энергетики, оказалось достаточно сложно. Когда приехали на завод в Америке, который находился рядом с ядерным центром, нам показали смешение в жидкой фазе, при этом сказали, что данное смешение не обеспечивает стопроцентной гарантии полного усреднения компонентов и что может быть расслоение. Чтобы смешать 90-процентный уран и 1,5-процентный друг с другом, надо очень сильно потрудиться, но полной гарантии нет.
Тогда мы сразу решили, что будем смешивать в газовой фазе. Для этого надо перевести и высокообогащенный уран, и смеситель в гексафторид. ВОУ поступал для смешения в виде закиси-окиси, полученной при радиохимической очистке ВОУ на другом предприятии. На Уральском электрохимическом комбинате разработали шнековое устройство, которое позволяет вводить в него разными потоками ВОУ и НОУ. И тот и другой в газовой фазе и при этом удается смешать со 100-процентной гарантией. На выходе из этого шнекового устройства, где все перемешали, стоит прибор, который фиксирует концентрацию готового продукта. Ее как поставили 4,4%, так и стоит. Так был отработан этот процесс, но на это у нас ушел весь 1994 год. Нам Минфин выделил одну тонну урана 90-процентного из ядерных запасов, мы его переработали и, таким образом, отработали технологию.
Американцы настойчиво просили продолжать этот контракт. Но мы не бездонная бочка, честно говоря, если строго подходить, можно было ограничиться и меньшим количеством, когда еще соглашение писали. «Давайте для себя оставим, для своих нужд и потребностей», — пытался я убедить руководство. Это все-таки значительно дешевле, чем напрямую обогащать уран. Сначала добывать где-то, потом переводить в концентрат, потом обогащать. Но 500 тонн было оговорено в Рейкьявике. Тем самым мы все-таки спасли атомную отрасль.
Несомненно, этот контракт был решающим событием в преодолении кризиса атомной отрасли в девяностые годы. Однако НОУ состоит из двух составляющих: работа разделения (определяется по концентрации урана-235 в НОУ) и природной компоненты (природный уран, ранее затраченный на изготовление ВОУ, плюс на изготовление разбавителя). По заключенному контракту американцы оплачивают только работу разделения, а нам выставляют строго рассчитанное количество природного урана в форме гексафторида. При этом вывести этот ядерный материал в Россию по американскому законодательству нельзя.
Если немного округлить цифры, то от переработки 500 тонн ВОУ образуется природная компонента в количестве 150 тысяч тонн. Реализация продукции этого «рудника» относилась к компетенции «Техснабэкспорта». Для сравнения: это 50 лет работы Приаргунского горно-химического комбината — основного добытчика урана в России. Предприятия 4-го ГУ имели право из этих запасов ежегодно получать долю давальческого гексафторида урана около 80 тонн на одну тонну разбавляемого ВОУ для выработки разбавителя. Эго почти четверть от всего количества природной компоненты, подлежащей реализации.