диаметром около 10 сантиметров. Внутри кассеты смонтированы сотни тоненьких урановых стерженьков диаметром несколько миллиметров. Они называются тепловыделяющими элементами — ТВЭЛами. Все 650 кассет должны быть с небольшим зазором установлены в держащем коллекторе внутри корпуса реактора. В совокупности весь набор кассет образует мощное цилиндрическое „сердце” реактора, которое начнет „биться” после пуска. Материал ТВЭЛов различен для центральных кассет и бокового экрана. Центральный объем высотой в один метр и диаметром полтора метра называется активной зоной реактора. В этом небольшом „бочонке” ТВЭЛы изготовлены из обогащенного урана. Он содержит в себе примерно в 30 раз больше изотопа 235, чем его содержится в обычном природном уране. Этот уран-235 и является поджигающим топливом реактора, в котором разгорается цепная реакция деления.
По мере работы реактора исходное ядерное топливо (уран-235) будет убывать или, как говорят физики, „выгорать”. Зато в боковом экране, где ТВЭЛы изготовлены из обычного урана, будет под действием нейтронного потока накапливаться новое ядерное топливо в виде плутония. И что самое главное: в быстром реакторе новое топливо будет накапливаться быстрее, чем будет „выгорать” старое. Быстрый реактор не просто воспроизводит, но и „размножает” ядерное топливо. Через десять лет работы дополнительно накопленного топлива хватит для сооружения еще одного такого же реактора. Поэтому-то быстрые реакторы и называются размножителями. Может быть, именно это их свойство и окажется востребованным в XXI веке…
В активной зоне реактора БН-350 по проекту должно содержаться около тонны исходного горючего, урана-235. Много это или не очень? Для взрыва атомной бомбы достаточно 5 килограмм. Так что загрузка БН-350 по топливу эквивалентна примерно 200 атомным бомбам. Почему не взрывается?
Потому что вся эта тонна топлива не представляет собой единую массу. Она распределена дистанционно в ТВЭЛах и кассетах маленькими порциями, масса каждой из которых меньше критической взрывоопасной массы. Каждая порция находится на некотором расстоянии от другой. По правде говоря, на очень небольшом расстоянии — семь миллиметров. Маловато, конечно, по бытовым понятиям, но для физической безопасности — вполне достаточно…
В процессе работы реактора ТВЭЛы в активной зоне будут разогреваться почти до 700° за счет энергии, выделяющейся при делении ядер урана-235. Если их не охлаждать, они просто расплавятся. А расплавленная масса топлива, слившись воедино, может при определенных условиях превысить критическую массу. И тогда взрыв неминуем. Не дай бог получить подобный взрыв в густонаселенной местности! В крайнем случае, уж лучше в пустыне…
Поэтому главное назначение основных систем реактора — обеспечить постоянный и надежный отвод тепла, выделяющегося в этом адском источнике. Это достигается прокачкой через активную зону специального охладителя — расплавленного натрия. Жидкий натрий должен прокачиваться под давлением в 10 атмосфер между кассетами и внутри них, между ТВЭЛами. Чтобы увеличить надежность системы охлаждения, жидкий натрий будет подаваться в корпус реактора по шести независимым трубопроводам („петлям”). Каждая „петля” состоит из мощного натриевого насоса (сложнейшего сооружения высотой с двухэтажный дом), системы трубопроводов, теплообменников, фильтр-ловушек и технологической арматуры. За несколько секунд своего движения через корпус реактора натрий успеет нагреться от 300° до 500°. Снятое таким образом тепло в конечном итоге будет превращено в перегретый водяной пар, который будет использоваться для получения электроэнергии и опреснения морской воды.
Однако надежная работа натриевых насосов — это еще не полная гарантия безопасности. В проблеме охлаждения реактора есть еще целый ряд аспектов. В частности, повышенные требования предъявляются к чистоте жидкого натрия. Наличие в нем примесей и окислов может привести к зашлакованию узких зазоров между ТВЭЛами и ухудшению теплосъема, хотя бы и в локальном объеме активной зоны. А это, в свою очередь, чревато опасностью расплавления топлива. Конечно, на реакторе БН-350 предусмотрено несколько защитных кассет из материалов, эффективно поглощающих нейтроны. Эти „кассеты защиты” в аварийных случаях могут быть за считанные доли секунды сброшены внутрь активной зоны для прекращения цепной реакции. Однако эта помощь при сильном объемном оплавлении топлива может оказаться запоздалой и неэффективной. Примерно такая авария и произошла в 1964 году на полупромышленном американском реакторе „Энрико Ферми” вскоре после его пуска. Оплавилась почти вся активная зона. Оборудование и конструкции этого реактора после аварии в течение года демонтировали, резали и хоронили в могильниках. Хорошо, что обошлось без взрыва. Вскоре после этой аварии американцы отказались от своей долгосрочной программы строительства быстрых реакторов. А ведь „Энрико Ферми” — детская игрушка по сравнению с БН-350…
В конце августа 1972 года, за несколько месяцев до пуска БН-350, когда система охлаждения была готова к заполнению натрием, прочищена, промыта специальными жидкими составами, высушена и вакуумирована, произошло непредвиденное. При испытании одного из насосов обнаружилась утечка масла в одном из узлов. Анализ аварии показал, что около 10 килограмм масла могли через петлевой трубопровод попасть непосредственно в корпус реактора. Эта посторонняя примесь могла бы стать причиной аварии уже при первом пуске реактора. Когда об этом сообщили по телефону Лейпунскому, он был страшно расстроен. Александр Ильич в 1964 году был в Америке и своими глазами видел поверженный „Энрико Ферми”. Что теперь делать? Весь первый контур уже смонтирован. Реактор герметично закрыт поворотными пробками. Каким образом попасть внутрь реактора и вычистить эту паршивую лужу масла на самом дне? Этого Лейпунский не знал.
21
Оперативное совещание началось вечером по окончании рабочего дня. В нем принимали участие руководители механомонтажа, наладчики из горьковского ОКБМ и — в связи со специфичностью обсуждаемого вопроса — начальник отдела техники безопасности.
Тимофеев был хмур и озлоблен. Сказывалась невероятная физическая и нервная нагрузка. Василенко — внешне спокоен, но молчалив и удручен. Обстановка — тише и серьезнее, чем на обычных оперативках с шуточками и матерком. Обсуждался один-единственный вопрос: что делать с вероятной утечкой масла в корпус реактора? Как с минимальными демонтажными работами попасть внутрь корпуса?
Техническое решение было принято к полуночи. Остановились на „вскрытии” трубопровода одной из „петель” первого контура примерно в 30 метрах от реактора. Диаметр трубы (около 60 сантиметров) допускал возможность проникновения в него человека с небольшими габаритами. Это было опасно из-за сравнительно длинного участка и наличия двух поворотов трассы, однако ничего лучшего придумать не смогли. Начальник отдела ТБ настоял на специальном обсуждении мер безопасности в случае потери сознания „кандидатом X” во время проведения операции. В центральном зале над трассой было решено поставить аварийную бригаду монтажников, укомплектованную лучшими сварщиками. В случае приказа Василенко они обязаны были оперативно вскрыть участок пола, демонтировать бетон и арматуру и вырезать, не считаясь с материальным ущербом и последствиями, большой участок трубопровода для доступа к потерявшему сознание. В этом случае пуск реактора пришлось бы отложить на несколько месяцев.
Тут же на совещании был составлен план проведения работ с указанием необходимых мер безопасности при их проведении. Единоличная ответственность за проведение операции возлагалась, как и положено в таких случаях, на главного инженера. Константин Иванович невозмутимо подписал план. С этого момента он отвечал за жизнь будущего „лазутчика”.
Монтажников и наладчиков отправили домой, но человек пять эксплуатационников еще задержались. Решили обсудить возможную кандидатуру на роль „лазутчика”. Сошлись на том, что он должен быть небольшого роста, тощим и иметь инженерное образование, чтобы хорошо понимать сущность операции и принять в случае необходимости самостоятельное технически грамотное решение.
На роль малогабаритного героя был единогласно утвержден физик по фамилии Болгарин. Валерий Иванович закончил в 1969 году Томский Политехнический. В Шевченко его не распределили, он сам приехал сюда со свободным дипломом и упросил Тимофеева принять его на любую должность, даже рабочую, и с
