Ссылка на полный текст: Атомная промышленность в Сибири в условиях «холодной войны» (1948–1965 гг.) — Сибирская Заимка
Навигация:
Новосибирский завод № 250 (дублёра завода № 12 в г. Электростали)
Непрерывный метод прокатки и производства слитков металлического урана большого диаметра массой 2 500 кг
Красноярский химико-металлургический завод - производство гидрооксида лития
Планы по производству оружейного плутония и урана и для изготовления готовых изделий
Комбинат № 816 по выпуску продукта «Кремнил-1» (условное наименование урана-235)
Диффузионная технология разделения урана
Освоение центрифужной технологии разделения изотопов урана
Красноярский горно-химический комбинат № 815
Ангарский электролизный химический комбинат № 830
Электрохимический завод № 825 (Красноярск-45, г. Зеленогорск)
Новосибирский завод № 1135 (завод «Химаппарат», производственное объединение «Север»)
Объёмы производства оружейного плутония и урана на сибирских предприятиях
Первым предприятием атомной промышленности, сооружаемым в Сибири, был Новосибирский завод № 250 (затем предприятие п/я-80, ныне завод Химконцентратов). 25 сентября 1948 г. Специальный комитет при Совете министров СССР принял постановление «О месте строительства второго в стране металлургического завода» (дублёра завода № 12 в г. Электростали), в котором просил Совет министров СССР принять постановление о передаче Первому главному управлению при Совете министров СССР стройплощадку Новосибирского автозавода под строительство химико-металлургического завода.
Основной специализацией завода был выпуск урана для переработки в уран-графитовых реакторах для получения оружейного плутония и урана-235.
Для обеспечения запланированного на 1950-1954 гг. роста мощностей по производству чистого металлического урана и концентратов урана ставилась задача построить на новом химико-металлургическом заводе № 250 не только мощности на 500 тонн чистого металлического урана, но и к концу 1952 г. цех по производству 40 %-ного уранового концентрата мощностью 600 тонн в год. К началу 1950-х годов на заводе для освоения промышленной технологии было создано опытное производство с полным циклом переработки урана и получены первые партии готовой продукции. В 1955 г. на заводе № 250 введена в действие технология рафинированной плавки с донным разливом, при котором использовались специально сконструированные печи из более стойких материалов- тиглей и изложниц (научный руководитель К. С. Иванов). Она позволяла перейти сначала на периодический, а затем - на непрерывный метод прокатки и производства слитков металлического урана большого диаметра массой 2 500 кг. В 1962 г. на Новосибирском предприятии Савицкий И. М. 221 п/я-80 (завод № 250) введён цех по производству ТВЛов (топлива) и тепловыделяющих сборок для исследовательских реакторов.
Термоядерное оружие может быть получено на реакциях синтеза изотопов лития и дейтерия. Главным вкладом в термоядерное оружие, сделанным А. Д. Сахаровым, является не только создание оболочки природного урана и гомогенной смеси дейтерия с тритием. Он предложил гетерогенную конструкцию из чередующихся слоёв лёгкого вещества (дейтерий, тритий и их химические соединения) и тяжёлого урана-238, названную им «слойкой». Идея применения в «слойке» лития принадлежит В. Л. Гинзбургу (чл.-корр. АН СССР с 1953 г., академик с 1966 г.). В связи с необходимостью производства лития постановлением Совета министров СССР от 7 марта 1956 г. в Министерства среднего машиностроения СССР из Министерства цветной металлургии СССР был передан Красноярский химико-металлургический завод, на базе которого создан завод № 546, специализировавшийся на производстве гидрооксида лития.
В соответствии с проектом постановления Совета министров СССР «О развитии атомной промышленности в 1950–1954 гг.» от 27 октября 1949 г. предусматривалось изготовление в 1950–1954 гг. 153 готовых изделий из оружейного плутония, в том числе намечалось выпустить 54 изделия по сравнению с семью в 1954 г.
Для изготовления намеченного количества готовых изделий потребовалось бы 992 кг оружейного плутония, в связи с чем его производство предполагалось увеличить с 17 кг в 1949 г. до 340 кг в 1954 г. Выполнение плана производства готовых изделий требовало роста действующих атомных заводов по производству оружейного плутония с 114 до 1 255 граммов в сутки и увеличения мощностей химико-металлургических заводов по производству металлического урана в 756 тонн в 1950 г. до 1 250 тонн в 1954 г. Причём осуществление этого плана должно было реализовываться расширением действующих и вновь строящимися атомными заводами, рудниками и химико-металлургическими предприятиями.
... в постановлении Совета министров СССР «О строительстве Зауральского машиностроительного завода» (такое наименование вначале получил комбинат № 816) от 26 марта 1949 г., в котором был определён профиль завода — производство продукта «Кремнил-1» (условное наименование урана-235). В постановлении устанавливался общий объём капитальных вложений для строительства завода в сумме 2,0 млрд. руб. в ценах 1945 г., включая стоимость оборудования и строительства электростанции. Ввод завода в эксплуатацию на полную мощность планировался на конец 1952 г.
31 августа 1957 г. Министерство среднего машиностроения СССР приняло решение о разработке и пуске в действие на комбинате № 816 двухцелевых энергетических реакторов типа АДЭ. Разработкой проекта энергетического реактора занимался главный конструктор Н. А. Доллежаль, а научным руководителем был А. П. Александров. 20 сентября 1958 г. на комбинате № 816 введён в эксплуатацию первый двухцелевой уран-графитовый реактор ЭИ-2, тепловая мощность которого составляла 145 тыс. кВт, позволивший наряду с наработкой оружейного плутония вырабатывать электроэнергию в пар при помощи паровых турбин. С этого времени начала действовать первая в Сибири АЭС.
Строительство комбината № 816 продолжалось высокими темпами. Третий реактор, АДЭ-3, большой мощности, двойного назначения, введён в действие 14 июля 1961 г. Он производил примерно 150 тыс. кВт электроэнергии и 300 гигакалорий тепла в час. Четвёртый реактор, АДЭ-4, аналогичный третьему, начал действовать в 1964 г. Он имел 2 832 канала. На реакторе, кроме плутония, производилось 150–200 тыс. кВт электроэнергии и 300 гигакалорий в час тепла. Пятый реактор АДЭ-5, аналогичный четвёртому, начал эксплуатироваться в 1965 г. В результате на реакторных заводах действовало пять уран-графитовых реакторов, более мощных, чем на Челябинском комбинате «Маяк», предназначенных для производства оружейного плутония, а также электроэнергии и тепла. Суммарная энергетическая мощность Сибирской АЭС составляла 600 мВт.
Впервые в нашей стране стали утилизировать почти всё сбрасываемое тепло. Это решение было принято по предложению Министерства среднего машиностроения СССР распоряжением Совета министров СССР от 27 мая 1968 г. Сбрасываемое тепло ядерных реакторов Сибирского химического комбината использовалось для электро-теплоснабжения комбината, городов Северска и Томска.
На комбинате № 816 действовал также завод по разделению изотопов, основной задачей которого было получение гексафторида урана с высоким содержанием урана-235. Этот завод — один из четырёх российских заводов по обогащению урана-235. Завод предназначался для получения октооксида урана и гексафторида урана. На комбинате была внедрена технология получения металлического урана, которая позволяла содержание примесей в гексафториде урана уменьшить настолько, что дополнительная радиохимическая очистка урана больше не требовалась. С целью сокращения расходов на дорогостоящие материалы удалось перейти на фторидную технологию. В конечном итоге технология восстановления урана была автоматизирована, обслуживалась одним оператором и создавалась хорошего качества продукция.
Радиохимический завод комбината № 816, введённый в эксплуатацию 31 августа 1961 г., осуществлял переработку облучённых в промышленных и энергетических реакторах стандартных блоков, а также радиохимическую переработку отработанного ядерного топлива для получения диоксида плутония и урана. Химико-металлургический завод комбината № 816 введён в эксплуатацию 17 июля 1961 г. Основной его задачей было получение делящихся ядерных материалов, выработка обогащённого урана и плутония в виде металлических слитков. Сибирский химический комбинат № 816 обладал возможностями обработки и очистки урана, производствами плутониевых металлических компонентов и выпуска плутониевых деталей для оружия. Полностью построена производственная инфраструктурах в том числе склады и хранилища для ядерных материалов.
Сибирский химический комбинат № 816 — предприятие многофункциональное — пять его атомных реакторов и другие производства вырабатывали плутоний, получали диоксид плутония, металлический плутоний, металлический обогащённый уран, изготовляли изделии из плутония и урана-235, осуществляли регенерацию урана из отработанных урановых блоков промышленных реакторов, а также вырабатывали электрическую и тепловую энергию. Для рабочих и служащих комбината построен закрытый город Северск. По данным 1995 г., в нём проживало 107 тыс. чел., из них 20 тыс. чел. работающих на комбинате.
Комбинат выделялся среди других предприятий атомной промышленности самым длительным ядерно-топливным циклом. Если к 1963 г. комбинат выпустил 3,3 тонн оружейного плутония, или 18,0 % от выработанного в стране, то за все годы своей работы — на пяти атомных реакторах — 70 тонн, или 48,3 % от произведённого в стране.
Диффузионная технология разделения урана — сложная, тонка технологическая цепочка операций по отделению лёгкой компоненты шестифтористого газообразного урана с атомным весом 235 единиц от урана с атомным весом 238 единиц за счёт разницы в скорости термической диффузии в вакууме. Газодиффузионные фильтры для разделения изотопов должны иметь мельчайшие поры, размерами, не превышающими требования молекулярного течения газа. Толщина фольги должна быть 0,8–1,0 мм, поры 2–4 микрона, которые не должны отличаться друг от друга по диаметру более, чем на 15 %, толщина металлической сетки не должна быть более 0,2 и менее 0,5 мм. Фильтры для диффузионной технологии должны были состоять из 2-х слоёв. На одном квадратном сантиметре поверхности фильтра размещалось около миллиона пор. Требования к производству диффузионных фильтров были сложными и трудновыполнимыми. ОКБ Ленинградского Кировского и ОКБ Горьковского машиностроительного завода проектировали, а предприятия производили широкий диапазон диффузионных машин, которые устанавливались на заводах для производства обогащённого гексафторида урана.
Диффузионные машины активно разрабатывались в течение 10 лет после 1949 г. За эти годы производство освоило 16 различных моделей. Разделительная производительность последней модели в 6 500 раз превосходила первую. Потребление электроэнергии сократилось в 10 раз. Но из-за высокого потребления электроэнергии газодиффузионная технология была полностью заменена на технологию газовых центрифуг.
Одной из главных стратегических задач создания ядерного оружия являлось освоение центрифужной технологии разделения изотопов урана. Вертикальное расположение центрифуг оказалось оптимальным вариантом. Производительность центрифужного метода при окружной скорости 450 м/ c по расчёту составляла 5,4 г. в сутки обогащённого до 95 % урана-25 при суммарной длине центрифуги 180 м.
С 1952 г. в России начались работы по центробежному методу обогащения урана. Скорость вращения центрифуг была принята около 500 м/с. Диаметр центрифуги по расчётам не мог быть более 0,33 м. Максимальная производительность достигалась при скорости около 850 м/с. Если бы центрифужный метод разделения изотопов урана удался в первые годы работы атомной промышленности, потребовалось бы возводить не 13 атомных реакторов для получения плутония, а много меньше, не было бы необходимости возводить сложные радиохимические производства и создавать большую радиохимическую промышленность. С 1960 г. в России было разработано 8 поколений газовых центрифуг при окружной скорости 400–500 м/с они могли работать без ремонта 15 лет, их производительность увеличилась в 4 раза. Разделительная способность последней модели центрифуг примерно в 10 раз превышала первую. Работающие центрифуги использовали всего 35 % электроэнергии, которая требовалась для газовой диффузии.
Промышленное освоение центрифужного метода разделения изотопов урана, впервые в мировой практике осуществлённое в СССР, является крупным научно-техническим достижением нашей страны. Этот метод позволил в 20–30 раз уменьшить расход электроэнергии, повысить по сравнению с диффузионным методом в десятки раз коэффициент разделения в одной ступени, в сотни раз уменьшить количество ступеней.
В России действовало четыре предприятия по обогащению урана — Сибирский химический комбинат, электрохимический комбинат (Красноярск-45), электролизный химический комбинат в Ангарске, Уральский электрохимический комбинат (Свердловск-44, вблизи Верх-Нейвинска). Эти предприятия располагались вблизи крупных источников энергии, которая была необходима для работы газодиффузионных заводов. На этих четырёх заводах действовало пять газодиффузионных производств, которые были заменены на 10 разделительных газоцентрифужных каскадов. Сибирский химический и Ангарский электролизный химический комбинаты являлись единственными предприятиями, производившими гексафторид урана, который служил сырьём для обогатительных заводов.
Окончательный выбор площадки комбината в районе Красноярска был утверждён постановлением Совета министров СССР «О комбинате № 815» от 26 февраля 1950 г. Этим же постановлением были определены сроки строительства и производственные мощности комбината. Предприятие, основной специализацией которого являлась выработка оружейного плутония, планировалось соорудить под землёй. Комбинат строился на восточном берегу р. Енисей в 10 км от с. Додоново и в 64 км от Красноярска. Он размещался в толще гранитных скал на глубине 200–250 м от поверхности, то есть защищён от ядерного удара.
Комбинат № 815 сооружало строительное управление Главпромстроя МВД СССР, численность которого в начальный период составляла 27 тыс. чел. В сверхзакрытой стройке работали тысячи тщательно отобранных вольнонаёмных горняков, метростроевцев, монтажников. В строительстве комбината до его ввода в эксплуатацию участвовало 70 тыс. заключённых, 135 тыс. строителей-военнослужащих.
В результате труднейшей деятельности строителей сооружена многоэтажная система подземных туннелей с 3 500 залами. О размерах сооружения говорят данные о том, что каждый час в подземные цеха и другие помещения комбината закачивалось около 5,5 млн. м3 воздуха. Система подземной вентиляции полностью меняла воздух каждые десять часов. В туннелях имеется несколько уширений, предназначенных для подавления ударных волн от ядерного удара. Неподалёку от поверхности находится тепловая электростанция на ископаемом топливе для выработки резервной электроэнергии. На другом берегу реки, примерно в 10 км, расположена площадка, на которой реактивные отходы должны закапываться под землю. Для этой цели было пробурено 500 скважин.
В составе комбината № 815 строились три завода. Реакторный завод и производственные объекты в основном размещались под землёй. Первый из трёх уран-графитовых реакторов большой мощности с 2 832 каналами, непосредственно охлаждаемыми водами из р. Енисея, пущен в эксплуатацию 25 августа 1958 г. Он имел производственную мощность 200–250 граммов плутония в урановых блоках в сутки. Второй уран-графитовый реактор АДЭ-1 такой же мощностью, как и первый, введён в действие 27 июля 1961 г. Оба эти реактора работали в прямоточном режиме, сбрасывали воду в Енисей. Река на десятки километров перестала замерзать. Третий уран-графитовый реактор АДЭ-2 такой же мощностью, как и первый, введён в действие 24 января 1964 г. В отличие от первых двух реакторов, использовавших воду из Енисея для охлаждения с последующим сбросом без очистки, реактор АДЭ-2 имел замкнутый цикл и помимо производства плутония вырабатывал тепло и электроэнергию.
Радиохимический завод комбината № 815 по извлечению плутония состоял из двух технологических линий мощностью 650 граммов плутония в сутки. Первая технологическая линия введена в действие 20 апреля 1964 г. Здесь перерабатывали облучённый урана, то есть велось разделение урана, плутония и продуктов деления. Основная продукция — это диоксид плутония и сплав уранилнитрита, которые затем направлялись на другие предприятия ядерного топливного цикла, например, на Ангарский электролизный химический комбинат. Завод регенерации топлива (Радиотехнический-2) комбината № 815, основной задачей которого являлось извлечение невыгоревшего урана из тепловыделяющих сборок и образовавшегося плутония для повторного использования
Если к 1963 г. Красноярский горно-химический комбинат выпустил 2,0 тонны оружейного плутония, или 10,9 % от выработанного в стране, то за все годы своей работы на атомных реакторах — около 45 тонн, или 31,0 % от полученного в стране
Строительство комбината № 830, который расположен в 100 км от Байкала, началось 10 марта 1954 г. Первую продукцию — обогащённый гексафторид уран комбинат выдал в 1957 г. 29 декабря 1960 г. введён в эксплуатацию сублиматный завод, который производил октооксид урана и гексафторид урана. После завершения строительства комбинат выпускал низкообогащённый уран. В дальнейшем он стал мощным автоматизированным комплексом, основным предприятие химической обработки урана для потребностей ядерной энергетики.
Реализуя постановление Совета Министров СССР от 14 ноября 1955 г., в Красноярском крае развернулось строительство электрохимического завода № 825 (Красноярск-45, г. Зеленогорск). Предприятие располагается примерно в 150 км восточнее Красноярска. Построен г. Зеленогорск, в котором проживает более 60 тыс. чел населения. Первая очередь завода введена в эксплуатацию 31 октября 1962 г. В связи с пуском в действие этого предприятия завершилось создание блока у четырёх заводов, осуществлявших разделительное производство урана. С 1964 по 1987 г. Красноярский электрохимический завод произвёл около 40 % отечественного высокообогащённого урана для оборонных целей
Ядерные боеприпасы изготавливались в России на четырёх специализированных предприятиях атомной промышленности: заводах «Авангард» в Арзамасе-16 (г. Саров), Свердловске-45 (г. Лесной), Пенза-19 (г. Заречный) и в Златоусте-36 (г. Трёхгорный). Чтобы меньше зависеть от поставщиков других ведомств, руководство атомной промышленности в соответствии с постановлением Совета министров СССР от 20 июля 1954 г. планировало построить в Новосибирске завод № 1135 (предприятие п/я-32, завод «Химаппарат», производственное объединение «Север»).
Строительство осуществляло управление № 600 МВД СССР, которое сооружало не только промышленные объекты, но и производственную, социально-бытовую инфраструктуру. Вместе с заводом Химконцентратов эти два предприятия практически основали Калининский район г. Новосибирска. Первая очередь завода «Химаппарат» была введена в эксплуатацию в 1957 г.
В 1958 г. новый завод уже отгружал заказчикам первые изготовленные узлы. С конца 1959 г. его коллектив начал выпускать блоки автоматики с использованием новых принципов функционирования на специфической элементной базе. Предприятие освоило также производство радиоэлектронных приборов, приборов точной механики, узлов с использованием энергии взрыва, изделий охранной сигнализации.
... в условиях «холодной войны» в Сибири был создан основной производственный центр по выработке плутония и урана-235. Возведены крупнейшие комбинаты. В связи с тем, что площадки под их строительство выбирались на необжитых территориях, создавалась производственная и социально-бытовая инфраструктура. Сооружены новые хорошо обустроенные города с населением 50–100 тыс. чел. В Сибири действовало 8 атомных реакторов по производству оружейного плутония из 13 имевшихся в СССР.
В начале 1963 г. в СССР работало три комбината по производству оружейного плутония, из них два в Сибири. Сибирский химический и Красноярский горно-химический комбинаты выпустили 5,3 тонны плутония, или 28,9 % выработанного в стране, а за все годы производственной деятельности соответственно — 115 тонн, или около 79 % произведённого в СССР.
Оружейный уран в СССР изготовлялся на четырёх обогатительных комбинатах — Томске-7, Ангарске, Красноярске-45 и Верх-Нейвинске (Новоуральск). За весь период их работы на основе новейших технологий они произвели около 200 тонн оружейного урана. Также предприятия Сибири вырабатывали и другие компоненты ядерного оружия.