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Lancio della prima centrale nucleare al mondo. Storia della centrale nucleare

Fonte delle informazioni: http://back-in-ussr.info/2012/01/pervaya-v-mire-aes/ . Pubblicato il 19/01/2012.

La prima centrale nucleare del mondo fu costruita nell'URSS nove anni dopo il bombardamento atomico di Hiroshima. Questo evento più importante nella storia della tecnologia è stato preceduto da un lavoro febbrile e intenso per creare le nostre armi nucleari. Questo lavoro è stato guidato da un eminente scienziato e talentuoso organizzatore Igor Kurchatov. Nel 1943, Kurchatov creò il proprio centro di ricerca a Mosca (a quel tempo si chiamava Laboratorio n. 2, e in seguito fu trasformato nell'Istituto per l'energia atomica).

In questo e in altri laboratori, tutta la ricerca degli scienziati americani è stata ripetuta nel più breve tempo possibile e sono stati ottenuti uranio puro e grafite pura. Nel dicembre del 1946 qui, nel reattore nucleare sperimentale F1, venne effettuata la prima reazione a catena. La potenza di questo reattore raggiungeva appena i 100 W. Tuttavia, è stato possibile ottenere dati importanti che sono serviti come base per la progettazione di un grande reattore industriale, il cui sviluppo era già in pieno svolgimento.

Non c'era esperienza nella costruzione di un simile reattore in URSS. Dopo alcune riflessioni, Kurchatov decise di affidare questo lavoro a NIIkhimmash, guidato da Nikolai Dollezhal. Sebbene Dollezhal fosse un chimico puramente meccanico e non avesse mai studiato fisica nucleare, le sue conoscenze si rivelarono molto preziose. Tuttavia, NIIkhimmash non sarebbe stato in grado di creare un reattore da solo. Il lavoro iniziò con successo solo dopo l’adesione di diversi altri istituti. Il principio di funzionamento e la progettazione del reattore Dollezhal erano chiari in termini generali: blocchi di grafite con canali per blocchi di uranio e barre di controllo - assorbitori di neutroni - erano collocati in un involucro metallico. La massa totale dell'uranio doveva raggiungere il valore richiesto calcolato dai fisici, al quale iniziò una reazione a catena sostenuta di fissione degli atomi di uranio. Come risultato della reazione di fissione dei nuclei di uranio, non apparvero solo due frammenti (due nuovi nuclei), ma anche diversi neutroni. Questi neutroni della prima generazione servirono a sostenere la reazione, a seguito della quale i neutroni della seconda generazione, terzo, e così via.

In media, per ogni mille neutroni generati, solo pochi non sono stati creati istantaneamente, al momento della fissione, e poco dopo sono volati fuori dai frammenti. L'esistenza dei cosiddetti neutroni ritardati, che costituiscono una piccola parte del processo di fissione dell'uranio, risulta cruciale per la possibilità di una reazione a catena controllata. Alcuni di essi sono ritardati di una frazione di secondo, altri di secondi o più.

La maggior parte dei neutroni nasce contemporaneamente alla fissione e durante la loro breve vita (circa centomillesimi di secondo) è impossibile influenzare in alcun modo il corso della reazione, così come è impossibile fermare un'esplosione atomica già iniziata . Sulla base di queste informazioni, il team di Dollezhal è stato in grado di affrontare rapidamente il compito. Già nel 1948 fu costruito un impianto di plutonio con diversi reattori industriali e nell'agosto 1949 fu testata la prima bomba atomica sovietica.

Successivamente Kurcatov potrebbe prestare maggiore attenzione all’uso pacifico dell’energia atomica. Su sue istruzioni, Feinberg e Dollezhal iniziarono a sviluppare un progetto di reattore per una centrale nucleare. Il primo faceva calcoli fisici, il secondo calcoli ingegneristici. Il fatto che un reattore nucleare possa essere non solo un produttore di plutonio per armi, ma anche una potente centrale elettrica, divenne chiaro ai suoi primi creatori. Una delle manifestazioni esterne di una reazione nucleare in corso, insieme alla radiazione radioattiva, è un significativo rilascio di calore. In una bomba atomica, questo calore viene rilasciato istantaneamente e costituisce uno dei fattori dannosi. In un reattore in cui la reazione a catena è in uno stato senza fiamma, l’intenso rilascio di calore può continuare per mesi e persino anni, e diversi chilogrammi di uranio possono rilasciare tanta energia quanta ne rilasciano durante la combustione di diverse migliaia di tonnellate di combustibile convenzionale. Poiché i fisici sovietici avevano già imparato a controllare la reazione nucleare, il problema di creare un reattore energetico si riduceva a trovare modi per rimuovere il calore da esso. L'esperienza acquisita durante gli esperimenti di Kurchatov è stata molto preziosa, ma non ha risposto a molte domande. Nessuno dei reattori costruiti a quel tempo erano reattori di potenza. Nei reattori industriali, l'energia termica non solo non era necessaria, ma anche dannosa: doveva essere rimossa, cioè i blocchi di uranio dovevano essere raffreddati. Il problema della raccolta e dell'utilizzo del calore rilasciato durante una reazione nucleare non è stato ancora preso in considerazione né in URSS né negli Stati Uniti.

Le domande più importanti sulla progettazione di un reattore di potenza per una centrale nucleare erano: quale tipo di reattore (neutroni veloci o lenti) sarebbe stato più appropriato, quale dovrebbe essere il moderatore dei neutroni (grafite o acqua pesante), cosa potrebbe servire come refrigerante (acqua, gas o metallo liquido), quale dovrebbe essere la sua temperatura e pressione. Inoltre c'erano molte altre domande, ad esempio sui materiali, sulla sicurezza del personale e sull'aumento dell'efficienza.

Il reattore energetico non era tanto un impianto industriale quanto scientifico. La costruzione della centrale nucleare fu supervisionata direttamente dal Laboratorio di fisica ed energia di Obninsk, fondato nel 1947. Nei primi anni non c'erano né forze scientifiche né attrezzature necessarie. Anche le condizioni di vita erano tutt’altro che accettabili. La città era appena stata costruita. In primavera e in autunno le strade non asfaltate erano ricoperte di fango impraticabile, nel quale le auto rimanevano irrimediabilmente bloccate. La maggior parte dei residenti si rannicchiava in baracche di assi e scomode case “finlandesi”. Il laboratorio era situato in edifici del tutto casuali e inadatti a scopi scientifici (uno era un'ex colonia infantile, l'altro era la villa Morozov). L'elettricità veniva generata da una vecchia turbina a vapore da 500 kW. Quando si fermò, l'intero villaggio e il cantiere furono immersi nell'oscurità. I calcoli più complessi venivano eseguiti manualmente. Tuttavia, gli scienziati (molti dei quali erano tornati solo di recente dal fronte) perseverarono nonostante le difficoltà. Il pensiero che stavano progettando e costruendo la prima centrale nucleare al mondo eccitava le menti e suscitava grande entusiasmo.

Durante la costruzione, è stata presa come base la progettazione di un reattore industriale. Solo che al posto delle barre di uranio sono stati forniti elementi di rimozione del calore dell'uranio: barre di combustibile. La differenza tra loro era che l'acqua scorreva attorno alla barra dall'esterno, mentre la barra di combustibile era un tubo a doppia parete. Tra le pareti si trovava l'uranio arricchito e l'acqua scorreva attraverso il canale interno. I calcoli hanno dimostrato che con questo design è molto più semplice riscaldarlo alla temperatura richiesta. Questo schema apparentemente semplice nella descrizione era in realtà tecnicamente molto complesso. La teoria del reattore allora non esisteva: è nata insieme ad essa. Un elemento particolarmente complesso erano le barre di combustibile, la cui progettazione determinava in gran parte l'efficienza dell'intera installazione. I processi che avvenivano in essi erano molto complessi sotto tutti i punti di vista: bisognava decidere come e come caricarvi l'uranio, in che misura era necessario arricchirlo, come realizzare la circolazione dell'acqua ad alta pressione, e come garantire lo scambio termico.

Non solo il riempimento dell'elemento combustibile, ma anche il suo rivestimento costituiva un problema. Il materiale degli elementi di trasferimento del calore doveva essere durevole, resistente alla corrosione e non doveva cambiare le sue proprietà in caso di esposizione prolungata alle radiazioni. Il materiale migliore dal punto di vista chimico, l'acciaio inossidabile, non piaceva ai fisici perché assorbiva fortemente i neutroni. Alla fine, Dollezhal scelse finalmente l'acciaio. Per compensare le sue proprietà assorbenti, si decise di aumentare la percentuale di uranio arricchito (molto più tardi fu sviluppata una speciale lega di zirconio per gli elementi combustibili che soddisfaceva tutte le condizioni necessarie). La fabbricazione delle barre di combustibile e la saldatura dell'acciaio inossidabile si sono rivelate estremamente difficili. Ogni barra di combustibile aveva diverse giunture e ce n'erano 128. Nel frattempo, i requisiti per la tenuta delle giunture erano i più alti: la loro rottura e l'ingresso di acqua calda ad alta pressione nel nocciolo del reattore minacciavano il disastro. Uno dei tanti istituti che hanno lavorato su questo problema è stato incaricato dello sviluppo della tecnologia di saldatura dell'acciaio inossidabile. Alla fine il lavoro è stato portato a termine con successo. Il reattore fu lanciato nel maggio 1954 e nel giugno dello stesso anno la centrale nucleare produsse la sua prima corrente.

Nella prima centrale nucleare è stato attentamente studiato il sistema di controllo dei processi che si verificano nel reattore. Sono stati creati dispositivi per il controllo remoto automatico e manuale delle barre di controllo, per l'arresto di emergenza del reattore e dispositivi per la sostituzione delle barre di combustibile. È noto che una reazione nucleare inizia solo quando viene raggiunta una certa massa critica di materiale fissile. Tuttavia, durante il funzionamento del reattore, il combustibile nucleare brucia. Pertanto è necessario calcolare un apporto significativo di combustibile per garantire il funzionamento del reattore per un tempo più o meno significativo. L'influenza di questa riserva supercritica sul corso della reazione è stata compensata da barre speciali che hanno assorbito i neutroni in eccesso. Se era necessario aumentare la potenza del reattore (quando il combustibile bruciava), le barre di controllo venivano leggermente estratte dal nocciolo del reattore e installate in una posizione in cui il reattore era sull'orlo di una reazione a catena e di fissione attiva del reattore. erano in corso i nuclei di uranio. Infine, furono fornite delle aste di protezione di emergenza, il cui abbassamento nel nucleo estinse istantaneamente la reazione nucleare.

Lancio della prima centrale nucleare al mondo

Una fonte di informazioni - http://www.prlib.ru/history/pages/item.aspx?itemid=575.

Il 27 giugno 1954, nel villaggio di Obninskoye, nella regione di Kaluga, presso l'Istituto di fisica e ingegneria energetica intitolato ad A.I. Leipunsky (Laboratorio “B”), fu lanciata la prima centrale nucleare al mondo, dotata di un canale di uranio-grafite reattore con acqua refrigerante AM-1 ("atomo pacifico") con una capacità di 5 MW. Da questa data ha inizio la storia dell’energia nucleare.

Durante la seconda guerra mondiale, nell'Unione Sovietica iniziarono i lavori per la creazione di armi nucleari, guidati dal fisico e accademico I.V. Kurchatov. Nel 1943 Kurchatov creò un centro di ricerca a Mosca - Laboratorio n. 2 - successivamente trasformato nell'Istituto per l'energia atomica. Nel 1948 fu costruito un impianto di plutonio con diversi reattori industriali e nell'agosto 1949 fu testata la prima bomba atomica sovietica. Dopo che la produzione di uranio arricchito fu organizzata e padroneggiata su scala industriale, iniziò una discussione attiva sui problemi e le direzioni per la creazione di reattori nucleari di potenza per uso di trasporto e per la generazione di elettricità e calore. Per conto di Kurchatov, i fisici nazionali E. L. Feinberg e N. A. Dollezhal iniziarono a sviluppare un progetto di reattore per una centrale nucleare.

Il 16 maggio 1950, un decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS determinò la costruzione di tre reattori sperimentali: uranio-grafite con raffreddamento ad acqua, uranio-grafite con raffreddamento a gas e uranio-berillio con raffreddamento a gas o metallo liquido. Secondo il progetto originale, avrebbero dovuto funzionare tutti a turno su un'unica turbina a vapore e un generatore con una capacità di 5000 kW.

La costruzione della centrale nucleare è stata guidata dal Laboratorio di fisica ed energia di Obninsk. Durante la costruzione, è stato preso come base il progetto di un reattore industriale, ma al posto delle barre di uranio sono stati forniti elementi combustibili di uranio, le cosiddette barre di combustibile. La differenza tra loro era che l'acqua scorreva attorno all'asta dall'esterno e l'asta di combustibile era un tubo a doppia parete. Tra le pareti si trovava l'uranio arricchito e l'acqua scorreva attraverso il canale interno. Calcoli scientifici hanno dimostrato che con questo design è molto più semplice riscaldarlo alla temperatura richiesta. Il materiale degli elementi di trasferimento del calore doveva essere durevole, resistente alla corrosione e non doveva cambiare le sue proprietà in caso di esposizione prolungata alle radiazioni. Nella prima centrale nucleare è stato attentamente studiato il sistema di controllo dei processi che si verificano nel reattore. A tale scopo sono stati realizzati dispositivi per il controllo remoto automatico e manuale delle barre di controllo, per l'arresto di emergenza del reattore e dispositivi per la sostituzione delle barre di combustibile.

Oltre alla produzione di energia, il reattore della centrale nucleare di Obninsk fungeva anche da base per la ricerca sperimentale e per la produzione di isotopi per esigenze mediche. L'esperienza operativa della prima centrale nucleare, essenzialmente sperimentale, ha pienamente confermato le soluzioni ingegneristiche e tecniche proposte dagli specialisti dell'industria nucleare, che hanno permesso di iniziare l'attuazione di un programma su larga scala per la costruzione di nuove centrali nucleari nell'Unione Sovietica .

Nel maggio 1954 fu lanciato il reattore e nel giugno dello stesso anno la centrale nucleare di Obninsk produsse la prima corrente industriale, aprendo la strada all'uso dell'energia atomica per scopi pacifici. La centrale nucleare di Obninsk opera con successo da quasi 48 anni.

29 aprile 2002 alle 11:31 Ora di Mosca, il reattore della prima centrale nucleare del mondo a Obninsk è stato spento per sempre. Come ha riferito il servizio stampa del Ministero dell’Energia Atomica della Federazione Russa, la stazione è stata fermata esclusivamente per ragioni economiche, poiché “mantenerla in condizioni di sicurezza diventava ogni anno sempre più costoso”.

Sulla base della centrale nucleare di Obninsk è stato creato un museo dell'energia nucleare.

Lett.: Velikhov E. P. Dalla bomba nucleare alla centrale nucleare. Igor Vasilievich Kurchatov (1903-1960) // Bollettino dell'Accademia russa delle scienze. 2003. T. 73. N. 1. P. 51-64; Lo stesso [risorsa elettronica]. URL: http://vivovoco.astronet.ru/VV/PAPERS/BIO/BORODA/BORODA1.HTM; Società statale per l'energia atomica "Rosatom": sito web. 20080-2010. URL: http://www.rosatom.ru/; Centro scientifico statale della Federazione Russa - Istituto di fisica ed energia intitolato ad A. I. Leipunsky: sito web. 2004-2011. URL: http://www.ippe.obninsk.ru/; 10 anni della prima centrale nucleare al mondo dell'URSS. M., 1964; La prima centrale nucleare al mondo: come è iniziata: sab. arco-storia. doc. / Istituto di fisica ed energia intitolato all'accademico A. I. Leypunovsky; [Comp. N. I. Ermolaev]. Obninsk, 1999.

La prima centrale nucleare al mondo

Dopo aver testato la prima bomba atomica, Kurchatov e Dollezhal hanno discusso della possibilità di creare una centrale nucleare, concentrandosi sull'esperienza di progettazione e funzionamento di reattori industriali. Il 16 maggio 1949 fu emanato il relativo decreto governativo. Nonostante l'apparente semplicità del passaggio da un reattore nucleare all'altro, la questione si rivelò estremamente complessa. I reattori industriali funzionavano a bassa pressione dell'acqua nei canali di lavoro, l'acqua raffreddava i blocchi di uranio e questo bastava.

La progettazione della centrale nucleare è stata notevolmente complicata dal fatto che era necessario mantenere un'alta pressione nei canali di lavoro per ottenere il vapore necessario per il funzionamento della turbina e che è stato necessario introdurre più materiali strutturali nel nocciolo del reattore. , che richiedeva l'arricchimento dell'uranio con l'isotopo 235. Per non contaminare con radioattività il vano turbina della centrale nucleare, è stato utilizzato un circuito a doppio circuito, complicando ulteriormente la centrale.

Il primo circuito radioattivo comprendeva i canali di processo del reattore, le pompe di circolazione dell'acqua, la parte tubolare dei generatori di vapore e le tubazioni di collegamento del circuito primario. Un generatore di vapore è un recipiente progettato per una pressione significativa di acqua e vapore. Sul fondo del recipiente sono presenti fasci di sottili tubi attraverso i quali viene pompata l'acqua del circuito primario con una pressione di circa 100 atmosfere e una temperatura di 300 gradi. Tra i fasci tubieri è presente acqua nel circuito secondario, la quale, ricevendo calore dai fasci tubieri, si riscalda e porta all'ebollizione. Il vapore risultante ad una pressione superiore a 12 atmosfere viene inviato alla turbina. In questo modo, nel generatore di vapore, l’acqua del circuito primario non si mescola con il fluido del circuito secondario e rimane “pulita”. Il vapore scaricato nella turbina viene raffreddato nel condensatore della turbina e si trasforma in acqua, che viene pompata nuovamente nel generatore di vapore. Ciò mantiene la circolazione del liquido refrigerante nel secondo circuito.

I blocchi di uranio convenzionali non erano adatti per le centrali nucleari. È stato necessario costruire speciali canali tecnologici costituiti da un sistema di tubi a pareti sottili di piccolo diametro, sulle cui superfici esterne era posto il combustibile nucleare. Canali tecnologici lunghi diversi metri sono stati caricati nelle celle della muratura di grafite del reattore mediante un carroponte situato nella sala del reattore e collegati alle tubazioni del circuito primario con parti rimovibili. C'erano molte altre differenze che complicavano la relativamente piccola centrale nucleare.

Quando furono determinate le caratteristiche principali del progetto della centrale nucleare, questo fu riferito a Stalin. Ha molto apprezzato l'emergere dell'energia nucleare domestica; gli scienziati hanno ricevuto non solo l'approvazione, ma anche l'assistenza nell'attuazione della nuova direzione.

Nel febbraio 1950, nella Prima Direzione Principale, guidata da B.L. Vannikov e A.P. Zavenyagin, le proposte degli scienziati furono discusse in dettaglio, e il 29 luglio dello stesso anno Stalin firmò la Risoluzione del Consiglio dei Ministri dell'URSS sullo sviluppo e la costruzione di una centrale nucleare con un reattore nella città di Obninsk, ha ricevuto il nome in codice "AM". Il reattore è stato progettato da N.A. Dollezhal con la sua squadra. Allo stesso tempo, la progettazione delle apparecchiature della stazione è stata effettuata da altre organizzazioni, così come la costruzione della centrale nucleare.

Kurchatov nominò D.I. Blokhintsev suo vice per la gestione scientifica della centrale nucleare di Obninsk; per ordine della PGU, a Blokhintsev fu affidata non solo la gestione scientifica ma anche organizzativa della costruzione e della messa in servizio della centrale nucleare. N. A. Nikolaev è stato nominato primo direttore della centrale nucleare.

Nel 1952 furono condotti lavori scientifici e di progettazione sul reattore AM e sulla centrale nucleare nel suo complesso. All'inizio dell'anno sono iniziati i lavori nella parte sotterranea della centrale nucleare, la costruzione di alloggi e servizi sociali, strade di accesso e una diga sul fiume Protva. Nel 1953, la maggior parte dei lavori di costruzione e installazione fu completata: furono costruiti l'edificio del reattore e l'edificio del generatore a turbina, furono installate le strutture metalliche del reattore, i generatori di vapore, le condutture, le turbine e molto altro. Nel 1953 il cantiere ottenne lo status di più importante presso il Ministero della costruzione di macchine medie (nel 1953 il PSU fu trasformato in Ministero della costruzione di macchine medie). Kurchatov veniva spesso alla costruzione, per lui fu costruita una piccola casa di legno nella foresta vicina, dove tenne riunioni con i gestori del sito.

All'inizio del 1954 fu effettuata la posa della grafite del reattore. La tenuta del contenitore del reattore è stata testata in anticipo utilizzando un metodo sensibile all'elio. Il gas elio è stato fornito all'interno del corpo a bassa pressione e dall'esterno tutti i giunti saldati sono stati “sentiti” con un rilevatore di perdite di elio, che rileva piccole perdite di elio. Durante i test con l'elio sono state identificate soluzioni progettuali infruttuose e alcune cose hanno dovuto essere rifatte. Dopo aver riparato le saldature e controllato nuovamente l'eventuale presenza di perdite, ho pulito accuratamente le superfici interne delle strutture metalliche e le ho poste sotto muratura.

I lavori di muratura in grafite sono attesi con impazienza sia dai lavoratori che dai dirigenti. Questa è una sorta di pietra miliare nel lungo percorso di installazione del reattore. La muratura appartiene alla categoria dei lavori puliti e richiede infatti una pulizia sterile. Anche la polvere che entra nel reattore ne deteriorerà la qualità. Riga per riga, vengono posati i blocchi di grafite funzionanti, controllando gli spazi tra loro e le altre dimensioni. Gli operai sono ormai irriconoscibili, indossano tutti tute bianche e scarpe antinfortunistiche, e berretti bianchi per non far cadere un capello. Nella sala del reattore c'è la stessa pulizia sterile, niente di superfluo, la pulizia con acqua è quasi continua. La muratura viene eseguita rapidamente, 24 ore su 24, e dopo aver terminato il lavoro viene consegnata a ispettori esigenti. Infine, i portelli del reattore vengono chiusi e saldati. Successivamente iniziano a installare canali di processo e canali di controllo e protezione del reattore (canali di controllo e di sicurezza) Nella prima centrale nucleare hanno causato molti problemi. Il fatto è che i tubi del canale avevano pareti molto sottili e funzionavano ad alta pressione e temperatura. L'industria per la prima volta ha padroneggiato la produzione e la saldatura di tubi a pareti così sottili, che causavano perdite d'acqua a causa delle perdite di saldatura. È stato necessario modificare i canali attuali, così come la loro tecnologia di produzione, tutto ciò ha richiesto tempo. Ci sono state altre difficoltà, ma tutti gli ostacoli sono stati superati. Sono iniziati i lavori di avviamento.

Il 9 maggio 1954 il reattore raggiunse la criticità; fino al 26 giugno furono eseguiti lavori di adeguamento su numerosi impianti di centrali nucleari a diversi livelli di potenza. Il 26 giugno, alla presenza di I.V. Kurchatov, fu fornito vapore alla turbina e la potenza fu ulteriormente aumentata. Il 27 giugno ha avuto luogo il lancio ufficiale della prima centrale nucleare di Obninsk al mondo, che fornisce elettricità al sistema Mosenergo.

La centrale nucleare aveva una potenza di 5.000 kilowatt. Nel reattore sono stati installati 128 canali di processo e 23 canali di controllo delle barre di controllo. Un carico era sufficiente per far funzionare la centrale nucleare a piena potenza per 80-100 giorni. La centrale nucleare di Obninsk ha attirato l'attenzione di persone di tutto il mondo. Vi hanno partecipato numerose delegazioni provenienti da quasi tutti i paesi. Volevano vedere con i propri occhi il miracolo russo. Non c'è bisogno di carbone, petrolio o gas infiammabili, qui il calore del reattore, nascosto dietro un'affidabile protezione in cemento e ghisa, aziona un turbogeneratore e genera elettricità, che a quel tempo era sufficiente per le esigenze di una città con una popolazione di 30-40mila persone, con un consumo di combustibile nucleare di circa 2 tonnellate all'anno.

Passeranno gli anni e centinaia di centrali nucleari di enorme potenza appariranno sulla terra in diversi paesi, ma tutte, come il Volga da una sorgente, hanno origine sul suolo russo non lontano da Mosca, nella città di Obninsk, famosa in tutto il mondo. dove per la prima volta un atomo risvegliato spingeva le pale della turbina e dava corrente elettrica all’insegna del glorioso motto russo: “Lascia che l’atomo sia un lavoratore, non un soldato!”

Nel 1959, Georgy Nikolaevich Ushakov, che sostituì Nikolaev come direttore della centrale nucleare di Obninsk, pubblicò un libro: "La prima centrale nucleare". Un'intera generazione di scienziati nucleari ha studiato da questo libro.

Anche durante la sua costruzione e messa in servizio, la centrale nucleare di Obninsk si è trasformata in un'eccellente scuola per la formazione del personale di costruzione e installazione, degli scienziati e del personale operativo. La centrale nucleare ha svolto questo ruolo per molti decenni durante il funzionamento industriale e numerosi lavori sperimentali su di essa. Alla scuola di Obninsk hanno frequentato noti specialisti dell'energia nucleare come: G. Shasharin, A. Grigoryants, Yu. Evdokimov, M. Kolmanovsky, B. Semenov, V. Konochkin, P. Palibin, A. Krasin e molti altri .

Nel 1953, in uno degli incontri, il ministro del Ministero della costruzione di macchine medie dell'URSS V.A. Malyshev sollevò davanti a Kurchatov, Alexandrov e altri scienziati la questione dello sviluppo di un reattore nucleare per un potente rompighiaccio, di cui il paese aveva bisogno per estendere significativamente la navigazione nei nostri mari del Nord, per poi renderla operativa tutto l'anno. A quel tempo, un'attenzione particolare veniva prestata all'estremo nord come regione economica e strategica più importante. Sono passati 6 anni e la prima rompighiaccio nucleare al mondo "Lenin" ha intrapreso il suo viaggio inaugurale. Questo rompighiaccio ha prestato servizio per 30 anni nelle dure condizioni artiche.

Contemporaneamente alla rompighiaccio veniva costruito un sottomarino nucleare (NPS), la decisione del governo sulla sua costruzione fu firmata nel 1952 e nell'agosto 1957 la barca fu varata. Questo primo sottomarino nucleare sovietico si chiamava “Leninsky Komsomol”. Ha fatto un viaggio sotto il ghiaccio fino al Polo Nord ed è tornata sana e salva alla base.

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La prima centrale nucleare al mondo

Il 27 giugno 1954 la prima al mondo diede corrente a Obninsk vicino a Mosca.

centrale nucleare.

Nell'autunno del 1949, dopo un test riuscito, quando il plutonio era già stato prodotto nel primo reattore industriale, quando la produzione di uranio arricchito fu organizzata e padroneggiata su scala industriale, iniziò una discussione attiva sui problemi e le direzioni per la creazione di energia nucleare reattori per uso nei trasporti e per la generazione di elettricità e calore.
Nel giugno 1950, il membro corrispondente dell'Accademia delle scienze dell'URSS Dmitry Ivanovich Blokhintsev fu nominato direttore del Laboratorio "B". Nel dicembre dello stesso anno venne creato il Consiglio Accademico per la formazione di personale scientifico altamente qualificato. Il consiglio comprendeva: A.I. Leypunsky, D.I. Blokhintsev, N.V. Ageev, O.D. Kazachkovsky, A.K. Krasin, P.N. Slyusarev, P.D. Gorbachev.
Il laboratorio "B" ha proposto un reattore a base di uranio arricchito con moderatore di berillio e raffreddamento a elio per applicazioni energetiche; si prevedeva inoltre di sviluppare reattori utilizzando neutroni veloci e intermedi con vari raffreddamenti, compreso il metallo liquido.
La Risoluzione del Consiglio dei Ministri del 16 maggio 1950 determinò la costruzione di tre reattori sperimentali (uranio-grafite con raffreddamento ad acqua, uranio-grafite con raffreddamento a gas e uranio-berillio con raffreddamento a gas o metallo liquido). Secondo il progetto originale, avrebbero dovuto funzionare tutti a turno su un'unica turbina a vapore e un generatore con una capacità di 5000 kW.
I progetti tecnici avrebbero dovuto essere completati nel 1950. Iniziò così la creazione della prima centrale nucleare e dei prototipi di supporti per centrali elettriche di sottomarini nucleari. Per ordine
Il capo del PSU datato 08.08.1950, il direttore del Laboratorio “B” D.I. Blokhintsev si è impegnato ad iniziare i lavori preparatori. In termini generali, il progetto del reattore della Prima Centrale è rimasto vicino a quanto originariamente proposto. Il reattore moderato al berillio è stato implementato con raffreddamento al piombo-bismuto, combustibile uranio-berillio e uno spettro di neutroni intermedio. Invece di un reattore a elio-grafite, è stato creato un reattore ad acqua pressurizzata, il tipo principale per sottomarini e rompighiaccio, nonché per le future centrali nucleari. Il 12 giugno 1951 fu emanato un decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS sulla costruzione di una centrale elettrica sperimentale (impianto V-10) sul territorio del Laboratorio "B".
Su suggerimento di I.V. Kurchatov, il 27 giugno 1951, tutti i materiali di progettazione disponibili per un reattore a uranio-grafite raffreddato ad acqua furono trasferiti al Laboratorio "B". Il 12 luglio 1951, con decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS, al Laboratorio “B” fu affidato il compito di sviluppare e costruire centrali nucleari raffreddate ad acqua.
Il 9 maggio 1954, il laboratorio iniziò a caricare di carburante il nocciolo del reattore della centrale nucleare.
canali. Quando si è introdotto il 61esimo canale del carburante, lo stato critico è stato raggiunto alle 19:40. Nel reattore è iniziata una reazione a catena autosufficiente di fissione dei nuclei di uranio. Ha avuto luogo l'avvio fisico della centrale nucleare.
Il 26 giugno 1954, alle ore 17:30, fu aperta la valvola di alimentazione del vapore al turbogeneratore e il generatore fu sincronizzato con la rete Mosenergo. È stata messa in funzione la prima centrale nucleare al mondo, che ha funzionato per 48 anni e ha aperto la strada all'uso dell'energia nucleare per scopi pacifici.
Il 27 giugno 1954, la prima centrale nucleare al mondo con un reattore AM-1 da 5 MW (Atom Peaceful) produsse corrente industriale e aprì la strada all'uso dell'energia atomica per scopi pacifici, operando con successo per quasi 48 anni.
Il 29 aprile 2002 il reattore della prima centrale nucleare fu spento per sempre. La stazione è stata chiusa per motivi economici. L'esperienza del suo funzionamento ha confermato pienamente le soluzioni tecniche e ingegneristiche proposte dagli specialisti del settore, che hanno permesso di effettuare la costruzione e la messa in servizio della centrale nucleare di Beloyarsk nel 1964 con una capacità elettrica di 300 MW.

Questo giorno è stato il più freddo nella storia delle osservazioni meteorologiche.1881 anno, quando la temperatura media giornaliera a Mosca era di +4,1 gradi Celsius, e il periodo più caldo era in pieno 1911 anno. Quel giorno la temperatura salì a +31,4 gradi.

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Abbiamo visitato la centrale nucleare di Obninsk, la prima centrale nucleare al mondo. Una centrale nucleare con un solo reattore AM-1 (“atomo pacifico”) con una potenza di 5 MW ha prodotto corrente industriale il 27 giugno 1954 nel villaggio di Obninskoye vicino a Mosca, nella regione di Kaluga, sul territorio della cosiddetta "laboratorio B" (ora Centro scientifico statale della Federazione Russa "Istituto di fisica ed energia intitolato all'accademico A.I. Leypunsky").

La stazione fu costruita in assoluta segretezza e improvvisamente il 30 giugno 1954 si udì un messaggio della TASS non solo in tutto il paese ma in tutto il mondo, che scioccò l'immaginazione della gente: “Nell'Unione Sovietica, grazie agli sforzi di scienziati e ingegneri, lavorare alla progettazione e costruzione della prima centrale industriale ad energia nucleare con una potenza utile di 5000 kilowatt. Il 27 giugno la centrale nucleare è stata messa in funzione e ha fornito elettricità all’industria e all’agricoltura nelle zone circostanti”.

Il 9 maggio 1954, alle 19:07, alla presenza di I.V. Kurchatov e di altri membri della commissione di lancio ebbe luogo l'avvio fisico del reattore della prima centrale nucleare: iniziò la reazione a catena. E solo nell'ottobre 1954 raggiunsero il 100% di potenza, la turbina produsse 5mila kW. Questo periodo di tempo - dal lancio fisico alla capacità di progettazione - è stato un periodo in cui si domava la "bestia selvaggia". Il reattore doveva essere studiato, i suoi parametri operativi confrontati con quelli calcolati e gradualmente portato alla sua capacità progettuale.

La storia dell'energia atomica, iniziata a Obninsk, ha radici profonde nell'AM prebellico e in tempo di guerra - atomo pacifico - questo è ciò che I.V. Kurchatov chiamava il reattore della prima centrale nucleare. La stazione fu costruita in tempi estremamente brevi. Dalla progettazione preliminare all'avviamento elettrico sono trascorsi poco più di tre anni. Il lavoro dei creatori della prima centrale nucleare è stato molto apprezzato. Un folto gruppo di partecipanti a questo lavoro ha ricevuto ordini e medaglie. Nel 1956, D.I. Blokhintsev ricevette la Stella d'Oro dell'Eroe del Lavoro Socialista, A.K. Krasin ricevette l'Ordine di Lenin. Il Premio Lenin fu assegnato nel 1957 a D.I. Blokhintsev. N.A. Dollezhal, A.K. Krasin e V.A. Malykh.

L'esperienza operativa della prima centrale nucleare, essenzialmente sperimentale, ha confermato pienamente le soluzioni ingegneristiche e tecniche proposte dagli specialisti dell'industria nucleare, che hanno permesso di iniziare l'attuazione di un programma su larga scala per la costruzione di nuove centrali nucleari nell'URSS.

Dall'inizio dell'attività della Prima Centrale Nucleare, il lavoro sperimentale è stato ampiamente svolto grazie alla costruzione di circuiti e canali sperimentali. Sono stati studiati i regimi dell'acqua che bolle direttamente negli elementi tubolari di combustibile del reattore, è stato creato un circuito per studiare il trasferimento di calore durante l'ebollizione del refrigerante e il vapore è stato surriscaldato nel reattore stesso. L'analisi delle modalità operative con ebollizione e surriscaldamento del vapore ha fornito la base per la progettazione di grandi reattori di potenza per le centrali nucleari di Beloyarsk, Bilibino, Leningrado e molte altre.


Il tour è stato condotto dal dipendente più anziano della stazione. È qui dal giorno della sua fondazione.

La vasta esperienza tecnica acquisita attraverso il funzionamento della prima centrale nucleare e l'ampio materiale sperimentale sono serviti come base per l'ulteriore sviluppo dell'energia nucleare. Ciò era previsto e ciò è stato facilitato dalle caratteristiche di progettazione del reattore della centrale nucleare di Obninsk. Hanno fornito maggiori capacità sperimentali del reattore con buoni parametri neutronici.

Il design del reattore prevede quattro canali orizzontali per scopi di scienza dei materiali. Due sono stati utilizzati per produrre isotopi radioattivi artificiali e due sono stati utilizzati per studiare l'effetto dell'irradiazione neutronica sulle proprietà di vari materiali.

Uno dei canali orizzontali rimossi dal nocciolo del reattore è stato utilizzato per studiare le strutture atomico-cristalline e magnetiche dei solidi utilizzando il metodo della diffrazione di neutroni. I risultati degli studi sulle strutture cristalline e magnetiche del cromo, condotti su un diffrattometro di neutroni, hanno ricevuto un riconoscimento generale e sono stati qualificati come una scoperta scientifica.

Pertanto, il reattore della prima centrale nucleare è diventato una delle principali basi del reattore di ricerca. Nelle sue installazioni sperimentali di progettazione e nei 17 circuiti sperimentali appena creati, è stata organizzata la produzione di prodotti isotopici, sono state effettuate misurazioni neutroniche nel campo della fisica dello stato solido, della scienza dei materiali dei reattori e di altri studi completi fino all'ultimo giorno di funzionamento della stazione .

I sensazionali resoconti dei media di tutto il mondo sul lancio della prima centrale nucleare hanno suscitato un interesse speciale per i grandi risultati della scienza e della tecnologia nell'Unione Sovietica. Questo interesse crebbe soprattutto tra il mondo scientifico e i leader statali dopo la Prima Conferenza di Ginevra sugli usi pacifici dell’energia atomica nell’autunno del 1955. D.I. Blokhintsev ha fatto un rapporto. Contrariamente alle regole stabilite, la conclusione della relazione è stata accolta da una tempesta di applausi.


Telecomando.

Subito dopo la messa in funzione, la centrale nucleare è diventata accessibile al grande pubblico. La delegazione dell'Autorità britannica per l'energia atomica ha espresso la sua ammirazione per il lavoro del professor Blokhintsev e dei suoi colleghi in un libro degli ospiti. La delegazione della DDR ha lasciato una nota in cui considerava la visita alla centrale nucleare un grande onore. Il fisico tedesco Hertz ha scritto nel suo libro degli ospiti: “Ho già sentito e letto molto sulle centrali nucleari, ma quello che ho visto qui ha superato tutte le mie aspettative...”.

Tra gli ospiti che hanno visitato la centrale nucleare di Obninsk in momenti diversi c'erano scienziati, personaggi politici e pubblici eccezionali: D. Nehru e I. Gandhi, A. Sukarno, W. Ulbricht, Kim Il Sung, I. Broz Tito, F. Joliot-Curie , G. Seaborg, F. Perren, Z. Eklund, G. K. Zhukov, Yu. A. Gagarin, membri del governo del nostro paese - G. M. Malenkov, L. M. Kaganovich, V. M. Molotov e molti altri.

Durante i primi 20 anni di attività, circa 60mila persone hanno visitato la prima centrale nucleare.

Distribuzione del telecomando.


Il pulsante rosso AZ (Protezione Emergenza) è stato premuto una sola volta nel 2002. Ha spento il reattore.

Ogni cosa ha una sua aspettativa di vita, gradualmente si consuma e diventa obsoleta moralmente e fisicamente. Dopo 48 anni di funzionamento senza incidenti, la prima centrale nucleare ha esaurito la sua vita utile, avendo servito 18 anni in più del previsto.

17h. 45 minuti 26 giugno 1954: il vapore viene fornito alla turbina.
27 giugno 1954 – messa in funzione della prima centrale nucleare, riportata dal quotidiano Pravda.
11 ore e 31 minuti 29 aprile 2002: la stazione è stata fermata, la reazione a catena è stata fermata.

Attualmente la centrale nucleare di Obninsk è dismessa. Il suo reattore è stato spento il 29 aprile 2002, dopo aver funzionato con successo per quasi 48 anni. La stazione è stata fermata esclusivamente per ragioni economiche, poiché mantenerla in condizioni di sicurezza diventava ogni anno sempre più costoso, la stazione beneficiava da tempo di sussidi statali e il lavoro di ricerca svolto in essa e la produzione di isotopi per le esigenze di La medicina russa copriva solo il 10% circa dei costi operativi. Allo stesso tempo, inizialmente il Ministero russo dell'Energia Atomica aveva pianificato di chiudere il reattore della centrale nucleare solo entro il 2005, dopo che le risorse cinquantennali fossero state esaurite.


Sala del reattore.


Reattore, alcune piastre protettive sono state rimosse.


Qui vengono immerse le aste con il combustibile esaurito.


Pannello di controllo per una gru che trasporta barre di combustibile esaurito. L'operatore guarda attraverso un vetro al quarzo spesso circa 50 cm.

Negli ultimi anni di funzionamento della centrale nucleare veniva affettuosamente chiamata “la vecchia signora”. È diventata davvero madre e nonna delle prossime generazioni di centrali nucleari, più potenti e avanzate. Sotto la guida scientifica dell'IPPE, fu costruita la prima centrale nucleare e poi, con la sua partecipazione, furono creati oggetti importanti e ben noti: la centrale nucleare trasportabile TPP-3, reattori veloci sperimentali dell'IPPE - BR-5, BR- 10 e BOR-60 a Dimitrovgrad, centrali nucleari da trasporto con refrigerante a metallo liquido per sottomarini nucleari, il primo reattore a neutroni veloci al mondo con raffreddamento al sodio BN-350, centrale nucleare con reattore a neutroni veloci BN-600 - 3a unità del Stazione di Beloyarsk, Bilibino ATPP, operante nell'estremo nord nei carichi variabili di calore ed elettricità, reattori-convertitori spaziali del tipo “Topaz” e “Buk”.


E questa immagine mostra in modo abbastanza accurato come si sono svolti i lavori alla stazione.

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Foto scattate da Moi e Dima

Quando e dove è stata costruita la prima centrale nucleare al mondo?
La prima centrale nucleare del mondo (NPP) fu costruita nell'URSS dieci anni dopo il bombardamento di Hiroshima. Quasi gli stessi specialisti hanno preso parte a questo lavoro come alla creazione della bomba atomica sovietica: I. Kurchatov, N. Dollezhal, A. Sakharov, Yu. Khariton e altri. Si è deciso di costruire la prima centrale nucleare a Obninsk: esisteva già un turbogeneratore pienamente operativo con una capacità di 5.000 kW. La costruzione della centrale nucleare fu supervisionata direttamente dal Laboratorio di fisica ed energia di Obninsk, fondato nel 1947. Nel 1950, il consiglio tecnico, tra diverse opzioni proposte, scelse un reattore sviluppato dall'Istituto di ricerca Khimmash, guidato da N. Dollezhal. Il 27 giugno 1954, la prima centrale nucleare al mondo produsse corrente industriale. Attualmente non funziona più e funge da sorta di museo. Ma l'esperienza maturata durante la sua costruzione venne poi utilizzata nella realizzazione di altre centrali nucleari più potenti e avanzate. Le centrali nucleari ora operano non solo nel nostro paese, ma anche negli Stati Uniti, in Francia, in Giappone e in molti altri paesi.

Qual è stato il primo reattore pacifico?
Il principio di funzionamento e progettazione del reattore divenne chiaro agli sviluppatori del reattore già a metà degli anni '40: blocchi di grafite con canali per blocchi di uranio e barre di controllo - assorbitori di neutroni - furono collocati in un involucro metallico. La massa totale dell'uranio doveva raggiungere una massa critica, alla quale iniziò una reazione a catena sostenuta di fissione degli atomi di uranio. Inoltre, in media, per ogni mille neutroni generati, molti non volarono via istantaneamente, al momento della fissione, ma poco dopo volarono fuori dai frammenti. L'esistenza di questi cosiddetti neutroni ritardati si è rivelata decisiva per la possibilità di una reazione a catena controllata.
Sebbene il numero totale di neutroni ritardati sia solo dello 0,75%, essi rallentano significativamente (di circa 150 volte) la velocità di aumento del flusso di neutroni e quindi facilitano il compito di regolare la potenza del reattore. Durante questo periodo, manipolando le barre che assorbono i neutroni, puoi interferire con il corso della reazione, rallentarla o accelerarla. Inoltre, come si è scoperto, il flusso di neutroni ha riscaldato in modo significativo l'intera massa del reattore, quindi a volte viene chiamato "caldaia atomica".
Questo schema è servito come base per la creazione del primo reattore per una centrale nucleare. Durante la costruzione, è stata presa come base la progettazione di un reattore industriale. Solo che al posto delle barre di uranio sono stati forniti elementi di rimozione del calore dell'uranio: barre di combustibile. La differenza tra loro era che l'acqua scorreva attorno alla barra dall'esterno, mentre la barra di combustibile era un tubo a doppia parete. Tra le pareti si trovava l'uranio arricchito e l'acqua scorreva attraverso il canale interno. Per evitare che bollesse e si trasformasse in vapore proprio negli elementi combustibili, cosa che avrebbe potuto causare un funzionamento anomalo del reattore, l'acqua doveva trovarsi ad una pressione di 100 atm. Dal collettore, l'acqua calda radioattiva scorreva attraverso i tubi in uno scambiatore di calore-generatore di vapore, dopodiché, dopo aver attraversato una pompa circolare, ritornava al collettore di acqua fredda. Questa corrente è stata chiamata il primo circuito. L'acqua (refrigerante) circolava al suo interno in un circolo chiuso senza uscire. Nel secondo circuito l'acqua fungeva da fluido di lavoro. Qui era non radioattivo e sicuro per gli altri. Dopo essersi riscaldato nello scambiatore di calore fino a 190 °C e trasformato in vapore ad una pressione di 12 atm, veniva inviato alla turbina dove svolgeva il suo lavoro utile: il vapore in uscita dalla turbina doveva essere condensato e rimandato all'impianto. generatore di vapore L'efficienza dell'intera centrale elettrica era del 17%.
Nella centrale nucleare è stato attentamente studiato anche il sistema di controllo dei processi che si verificano nel reattore, sono stati creati dispositivi per il controllo remoto automatico e manuale delle barre di controllo, per l'arresto di emergenza del reattore e dispositivi per la sostituzione delle barre di combustibile.



La particolarità di una centrale nucleare è che la fonte di energia elettrica è il nucleo di un atomo (uranio e plutonio).

La prima centrale nucleare al mondo fu costruita nell’Unione Sovietica.

In Russia sono attualmente operative le seguenti centrali nucleari:

  • Balakovskaja
  • Belojarskaja
  • Bilibinskaja
  • Kalininskaja
  • Kola
  • Kursk
  • Leningradoskaja
  • Novovoronezhskaya
  • Rostovskaja
  • Smolenskaja

Il maggior numero di centrali nucleari si trova negli Stati Uniti


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