Прошлое и будущее российской атомной отрасли: обречённость на успех
По соглашению, которое подписали правительство России, правительство Чукотского автономного округа и компанией KAZ Minerals как инвестора проекта добычи и переработки медной руды «Баимский ГОК», обеспечение этого проекта электроэнергией - зона ответственности правительства и, соответственно, государственного бюджета.
С точки зрения истового сторонника государственных интересов, это выглядит не совсем логично: государство из бюджета будет финансировать энергетическое обеспечение проекта частной компании, которой предстоит разворачивать производство на месторождении федерального значения, каковым является «Песчанка». Это действительно может быть поводом для дискуссий, но при их ведении стоит помнить ровно одну цифру: объем инвестиций, которые предстоит сделать KAZ Minerals, составляет 8 миллиардов долларов. Имеет ли Россия возможность вкладывать такие деньги из государственного бюджета, особенно после всех тех проблем, которые в 2020 году принесла пандемия COVID-19? Обстоятельства сложились такие, какие есть, подписи и печати под соглашением уже проставлены.
Срок реализации проекта «Баимский ГОК - 2027 год, и остается надеяться, что медный концентрат, который станет продуктом производства чукотского месторождения, будет не уходить на экспорт, а отправляться на дальнейшую переработку, на производство продукции более высоких переделов на новые российские предприятия.
[Spoiler (click to open)]
Загадки реактора РИТМ-200
Все еще не получила официального подтверждения информация, предоставленная порталом РБК, согласно которой президент России Владимир Путин в качестве решения электрификации «Баимского ГОКа» утвердил предложение Росатома: четыре плавучих АЭС на рейде порта Наглёйнгык, который еще только предстоит построить на берегу Чаунской губы Восточно-Сибирского моря, пятый плавучий энергоблок - для того, чтобы производство электроэнергии во время замены ядерного топлива шло без перебоев.
Из предложения Росатома совершенно очевидно, что новые плавучие АЭС не будут «тиражированием» ПАТЭС «Академик Ломоносов», поскольку вместо реакторов КЛТ-40С, которые используются на «Академике Ломоносове», новые будут оснащены реактором РИТМ-200. Электрическая мощность КЛТ-40С - 35 МВт, в составе ПАТЭС «Академик Ломоносов» таких реакторов два, то есть совокупная электрическая мощность составляет 70 МВт. Электрическая мощность реакторов РИТМ-200, которые уже работают на новейшем российском атомном ледоколе «Арктика» - 55 МВт, то есть новые плавучие АЭС будут мощнее «Академика Ломоносова» на 55-57%.
Пожалуй, в 999 случаев из 1000 после этой «вводной» приводятся сравнительные технические характеристики реакторов, их габаритов и так далее. Относительно того, кто разработал, где производятся реакторы РИТМ-200, тоже имеется некий стандартизированный текст, приблизительно вот такой:
«Главный разработчик проекта - ОКБМ им. И. Африкантова, комплексный поставщик - машиностроительный дивизион Росатома, основной производитель комплектующих и ответственный за конечную сборку - ЗиО-Подольск».
Ни одного имени, никаких объяснений: ОКБМ - разработал, ЗиО-Подольск - произвел, Атомэнергомаш - обеспечил полный объем поставок. Короткий список названий, а далее следует более или менее подробное описание характеристик реактора РИТМ-200, причем крайне редко кто-то удосуживается «расшифровать» эту аббревиатуру - реактор интегрированный транспортный морской диаметром 2 метра.
Конечно, можно поступить точно так же, но кто-то ведь должен ответить на очевидные вопросы. Почему разработчиком стало именно Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения и кто такой Игорь Иванович Африкантов, чье имя носит это подразделение машиностроительного дивизиона Росатом? Почему главная часть работы поручена ЗиО-Подольск - разве не проще всю работу вести в Нижнем Новгороде, где расположен ОКБМ? Как понимать слова «комплексный поставщик» в данном случае и почему это подчеркивается - неужели при строительстве, допустим, реакторов КЛТ-40С, которые стоят на ПАТЭС «Академик Ломоносов» какая-то часть производственной цепочки находилась вне контура Росатома? Почему в «стандартном» описании не упоминается ни одной фамилии - кто, к примеру, главный конструктор РИТМ-200 не как организация, а как конкретный человек? Поскольку старт проекта «Баимский ГОК» намечен на 2027 год, времени на то, чтобы без спешки ответить на все эти вопросы, вполне достаточно. А ответы, как бы на первый взгляд это удивительно не было, корнями уходят в 1945 год, в самый первый становления отечественного атомного проекта, который, как известно, вышел из солдатской шинели.
Диффузия как способ получить оружейный уран
Сведения о том, что быстрее и проще обеспечить нашу страну технологией создания атомного оружия за счет использования плутония-239, руководству Спецкомитета по энергии атомного ядра предоставила советская разведка. Как именно это удалось, кем была создана и укреплена агентурная сеть в Великобритании, в США, в Канаде, как привлекались к сотрудничеству участники Манхэттенского проекта - отдельная история, которая, конечно, заслуживает отдельного рассказа.
В Спецкомитете был создан отдел «С» (не исключено, что этой буквой отдел был обязан своему руководителю Павлу Судоплатову), отвечавший за доступ ученых из группы Игоря Курчатова к сверхсекретным документам, поступавшим из-за океана. «Алаверды» ученых соответствовал важности происходящего - для сотрудников отдела «С» были организованы курсы по атомной, ядерной и квантовой физике. Соединив в единое целое разработки, имевшиеся у наших ученых, со сведениями, предоставляемыми отделом «С», Игорь Курчатов принял решение о том, что наш атомный проект должен начинаться с создания уран-графитового атомного реактора, который необходим для наработки плутония-239 - этот вариант был самым быстрым, а именно время на момент монопольного обладания атомным оружием Соединенными Штатами было самым ценным ресурсом.
Напомним, что Манхэттенский проект шел по двум направлениям, и ученые всего мира, собравшиеся в США, и экономическая мощь этой страны позволили добиться двойного успеха. Атомная бомба, взорванная над Хиросимой, была оснащена боезарядом из урана, обогащенного по содержанию изотопа уран-235 до 90%, Нагасаки был уничтожен при помощи боезаряда из плутония-239 оружейной чистоты.
Выбор в пользу разработки и создания технологии производства плутония-239 не означал, что Спецкомитет отказался от работы над технологией обогащения урана - просто это направление, условно говоря, было вторым по приоритетности.
Разработку технологии обогащения урана поручили будущему академику Исааку Константиновичу Кикоину. Неудачные попытки использования для обогащения урана газовых центрифуг, которыми в СССР занимался Фриц Ланге, и добытые внешней разведкой сведения о том, что эту технологию не смогли освоить в США - вот причины, по которым в 1945 году Спецкомитет принял решение о необходимости сосредоточиться на газодиффузионной технологии. Оставалось решить, какой из советских заводов способен разработать и освоить производство диффузионных машин. Стоит отметить, что выбирать было из чего: предприятия, в годы войны в три смены и без выходных выполнявшие оборонный заказ, имели и подготовленных специалистов и передовое по тем временам оборудование.
В секретных документах диффузионные машины значились под кодом «турбокомпрессоры РЗГ» и разрабатывать их предстояло в буквальном смысле слова «с нуля». Единственный разумный способ добиться этого - обеспечить максимально тесное сотрудничество научных руководителей и инженеров-конструкторов, при этом оптимально, чтобы такого рода конструкторские бюро находились в составе заводов, обладающими крупными материально-техническими базами.
Слово «бюро» здесь именно во множественном числе: какие бы сказки нам ни рассказывали о стремлении административно-командной системы к полнейшей монополизации всего и вся, в научно-технической отрасли СССР подобное было редкостью.
Руководитель Спецкомитета Лаврентий Берия, начальник Первого главного управления Борис Ванников прекрасно понимали важность соревновательности творческой работы, что многократно зафиксировано в десятках и сотнях документов.
27 декабря 1945 года вышли сразу два постановления Совнаркома. Одно из них - «Об организации проектирования и изготовления на Ленинградском Кировском заводе Наркомтрансмаша опытных компрессоров РЗГ», результатом исполнения которого стало создание Особого конструкторского бюро, которое в наше время известно как ЦКБМ, центральное конструкторское бюро машиностроения, входящее в состав «Атомэнергомаша», машиностроительного дивизиона Росатома. Вторым постановлением было создано Опытное Конструкторское Бюро «по проектированию специальных машин» при Горьковском артиллерийском заводе № 92 - нынешнее ОКБМ (опытное конструкторское бюро машиностроения), носящее имя Игоря Ивановича Африкантова.
Два свежеорганизованных конструкторских бюро состязались в разработках диффузионных машин, а общее дело от этого только выигрывало - в серийное производство шли только лучшие образцы оборудования, ученые отдела Исаака Кикоина тесно общались с конструкторами, обогащая их теоретическими знаниями и получая «по бартеру» практические.
Фантастическое время: эти коллективы ученых и инженеров, совсем недавно работавших на оборонную промышленность (как пример - Горьковский артиллерийский завод за четыре года войны впервые в мире освоил поточное производство артиллерийских орудий, оправил на фронт более 100 тысяч орудий разных калибров и мощности) создавали то, о чем раньше никто даже не задумывался. Оборудование, назначение которого отделить друг от друга атомы урана-238 и урана-235.
Это сейчас в России есть целая сеть «ядерных вузов» и отличные учебники, а в послевоенные годы ученым и инженерам на ходу приходилось осваивать знания, навыки, умения, путем проб и ошибок нарабатывая те самые сведения, которые теперь аккуратно разбиты на главы и параграфы.
Да, специально для тех, кто слишком привык к гаджетам и ноутбукам: первая ЭВМ в ОКБМ появилась в 1962 году, то есть все, что здесь создавалось до этого времени, рассчитывалось при помощи листочков в клеточку, логарифмических линеек и арифмометров. ОКБ-92 разработал в общей сложности 25 типов диффузионных машин, 15 из которых приемная комиссия признала удачными, но в серийное производство поли только 9 вариантов - творческое состязание с ОКБ ЛКЗ было действительно напряженным. Зато результат получился превосходным: усилиями ученых и конструкторов удалось добиться получения урана с обогащением в 90% без использования на конечном этапе дорогостоящего электромагнитного метода обогащения.
Завод № 92 и его руководители
Если вспоминать о тех, кто стоял у истоков ОКБМ, то начинать, конечно, нужно с Амо Сергеевича Еляна, который руководил заводом № 92 с 1940 года. Военных лет награды завода № 92: четыре ордена Ленина и орден Отечественной войны I степени. Награды директора завода за те же годы - четыре Сталинских премии, звезда Героя Социалистического труда, три ордена Ленина и воинское звание генерал-майора технической службы.
Это под его руководством завод осваивал совершенно незнакомое производство, это при нем начальникам цехов и бригадирам читали лекции по гидродинамике доктора наук и академики, это он отвечал за подбор специалистов в ОКБ-92. Но в атомной отрасли Амо Сергеевич не остался: в 1951 году он возглавил КБ-1, которое создало два кольца ПВО столицы за счет системы С-25.
Вам ни о чем не говорит унылое название «КБ-1»? Сейчас это НПО «Алмаз», его новейшая продукция - системы ПВО с аббревиатурами С-300, С-400, С-500. Судьба А.С. Еляна - наглядное доказательство, кто из высших советских руководителей занимался самыми настоящими репрессиями. В 1955 году «ставленник разоблаченного врага народа Берии» был снят со всех должностей и назначен … главным механиком небольшого подмосковного завода. Три инсульта в течение года, тяжелейшая инвалидность и смерть в 1965 году. Сейчас эти годы любят называть «оттепелью».
Имен и фамилий, конечно, хочется назвать много, но рамки статьи этого не позволяют, поэтому давайте хотя бы коротко вспомним, кем был Игорь Иванович Африкантов, чье имя с гордостью носит ОКБМ.
Он родился в Горьковской области, в 23 года получил специальность инженер-механик по механическому оборудованию судов и после выпуска, с 1939 по 1942 годы работал начальником одной из групп КБ Сталинградской судостроительной верфи, после эвакуации завода вернулся в Горький, на тот самый завод № 92. Начальник отделения, начальник цеха, заместитель главного технолога, а с начала 1946 года - заместитель начальника ОКБ-92 «по опытным работам».
Вы все правильно поняли - результаты конструкторской работы по проектированию компрессорных машин большой мощности для диффузионных установок стали основой диссертации на звание кандидата технических наук, которую Игорь Иванович Африкантов неудачно пытался защитить в 1958 году. Неудачно - потому что приемная комиссия, объективно оценив предоставленную диссертацию, присвоила Игорю Ивановичу звание доктора технических наук, благополучно миновав кандидатскую ступень.
В 1946 году ОКБ-92 была поручена еще одна работа: первому советскому промышленному реактору, знаменитому А-1 в Озерске, требовалась разгрузочная машина для урановых блочков. Звучит незамысловато, но это был крайне ответственный механизм: урановые блочки необходимо было с очень высокой точностью извлекать из активной зоны реактора в тот момент, когда ядерные реакции обеспечивали максимальное содержание плутония-239. Реакцию при этом не останавливали, на место извлеченных блочков необходимо было мгновенно ставить новые - и все эти операции проводились при чрезвычайно высоком уровне радиации.
Возможно, именно вот такая необходимость одновременно выполнять совершенно разные, но чрезвычайно важные работы заложили основу той невероятной работоспособности, которая отличала Игоря Африкантова.
ОКБ-92 - промышленные реакторы
В 1951 году Африкантов стал главным конструктором ОКБ-92, и дальше - просто перечисление того, что он успел сделать как конструктор за 53 своих недолгих года. 1948 - Африкантов становится одним из ведущих разработчиков реактора ОК-110 - эволюционный проект А-1 со значительно более высокими характеристиками.
ОКБ-92 продолжало оставаться часть завода № 92 - и именно здесь была произведена основная часть оборудования для трех таких реакторов. Проектное время работы реакторов ОК-110 - 10 лет, из эксплуатации их выводили в 1989-1990 годах. В 1949 ОКБ-92 сумел «обойти» подольский ОКБ «Гидропресс» - опытная база горьковского завода оказалась более удачной для того, чтобы не только спроектировать, но и создать испытательные стенды, а затем и сам первый промышленный (для наработки плутония-239) реактор на тяжелой воде - проект ОК-180.
Тогда же стал проявляться «фирменный стиль» будущего ОКБМ: сами разработали проект, сами проверили все конструкторские узлы, произвели львиную часть оборудования, обеспечили шефский монтаж и пусковые работы на месте, обеспечили всем необходимым и провели планово-предупредительные работы.
Серии уран-графитовых и тяжеловодных реакторов ОКБ-92 вел одновременно. ОК-110, ОК-120, ОК-135, ОК-140, ОК-204, ОК-205 и ОК-206 друг за другом вставали на площадки комбинатов в Челябинске-40 (нынешний Озерск и производственное объединение «Маяк»), в Томске-7 (нынешний Северск и Сибирский Химический Комбинат), в Красноярке-26 (нынешний Железногорск и Горно-Химический Комбинат). Так что именно горьковским конструкторам СССР обязан практически всем нашим оружейным плутонием - ОКБ-92 разработал и произвел девять уран-графитовых промышленных реакторов. «Тяжеловодники» ОК-180 и последовавшие за ним ОК-190, ОК-190М и Л-2 - это уже наработка трития, основа термоядерных боезарядов. Дальше пошли реакторы ЭИ - энергетические, изотопные, впервые работавшие не на природном, а на обогащенном уране, ставшие основой для Сибирской АЭС.
ОКБМ, подводный флот атомные ледоколы
Пожалуй, уже этого было бы достаточно для того, чтобы ОКБ-92 вошел в виртуальный «зал славы» советского атомного проекта, но все только начиналось - и для ОКБ-92, и для его главного конструктора.
1954 год - ОКБ-92 в очередной раз получает работу сразу по двум направлениям. Разработка рабочего проекта стенда 27ВМ и самой ЯППУ ВМ-А при научном руководстве НИИ-8 - это раз. Извините, но вот так выглядели задания для атомных дел мастеров в те годы, тут без перевода не обойтись. Стенд 27ВМ - наземный прототип лодочной ядерной энергетической установки, ВМ-А- ядерная паропроизводящая установка ВМ-А - реактор нашей первой атомной подводной лодки, НИИ-8 в наше время - НИКИЭТ (научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники) им. Николая Антоновича Доллежаля. И в том же 1954-м ОКБ получил задание разработать реактор для атомного ледокола «Ленин».
Проект реактора ОК-150 был готов уже в 1955 году, физический пуск трех ОК-150 состоялся уже в 1959 году - успешно, поскольку монтаж на Адмиралтейском заводе в Ленинграде обеспечивали специалисты ОКБ-92. Проект ВМ-А был готов в 1955 году, АПЛ К-3, в 1962 году получившая название «Ленинский комсомол», была принята в состав ВМФ СССР.
Понимая перспективы, Игорь Африкантов добился от главы министерства среднего машиностроения Ефима Славского создания при ОКБ-92 сектора транспортных атомных установок и значительного усиления кадрами. Отказывать Игорю Ивановичу, в 1960 году получившему за разработку ОК-150 звание Героя Социалистического Труда и третий по счету орден Ленина, было непросто, да и предложение было совершенно логичным.
ОК-300, ОК-350, ОК-700 0 реакторы АПЛ II поколения, и это тоже ОКБ-92. ОК-900 - два этих реактора пришли из города Горького на смену трем реакторам ОК-150 на борту «Ленина», при этом обеспечив рост общей мощности (мощность ОК-150 - 90 МВТ, мощность ОК-900 - 159 МВт).
Реактор ОК-900 - это «ядерное сердце» для серии атомных ледоколов - «Арктика», «Сибирь», «Россия», «Советский Союз» и «Ямал». На основе ОК-900 уже после смерти Африкантова, был разработан реактор КЛТ-40 - на нем трудятся атомные ледоколы «Таймыр» и «Вайгач», лихтеровоз «Северный морской путь», модификация КЛТ-40С - это ядерная энергетическая установка ПАТЭС «Академик Ломоносов». Конструкция ОК-900, их мощность были по достоинству оценены и военными моряками - эти реакторы обеспечили создание тяжелых атомных ракетных крейсеров. Реакторы для АПЛ поколения III - это снова главный конструктор Игорь Иванович Африкантов и ОКБ-92.
ОКБМ - жидкометаллические реакторы
Все перечисленные ядерные реакторы для морского флота, как военного, так и ледокольного, относятся к водо-водяному типу, но мы ведь знаем, что у СССР имелись и АПЛ с жидкометаллическими реакторами.
Да, все верно - свинцово-висмутовый реактор ОК-550 от ОКБ-92, которое в 1963 году вышло из состава завода № 92 и получило современную аббревиатуру ОКБМ, устанавливался на четырех АПЛ проекта 705. Еще один свинцово-висмутовый реактор, БМ-40/А был разработан подольским Гидропрессом и работал на трех АПЛ серии 705К.
Вам ничего не говорят эти вот проекты 705 и 705К? По классификации НАТО эти АПЛ назывались Alfa, а у нас прижилось название «Лира» - те самые, которые уверенно уходили от противолодочных торпед просто за счет своей скорости в 41 узел (76 км/ч). Все «Лиры» были выведены из состава ВМФ в 90-е годы по двум причинам: реакторы явно требовали доработки, лодки чаще стояли у пирса, чем отправлялись в походы, а вторая причина общеизвестна - отсутствие свободных средств в государственном бюджете.
Но для ОКБМ жидкометаллическая тематика на этом не завершилась - вслед свинцом и висмутом для подлодок пришло время реакторов на жидком натрии.
Игорь Иванович Африкантов - главный конструктор реактора БН-350, эксплуатация которого началась уже после смерти выдающегося инженера, конструктора и организатора - в 1973 в казахстанском городе Шевченко. Научным руководителем этого проекта был Александр Лейпунский, и вместе с конструкторами его группа внимательно изучала, как шла работа первого опытно-промышленного реактора на быстрых нейтронах. Полученный опыт лег в основу проекта реактора БН-600, который с 1982 работает в составе Белоярской АЭС. Эволюционное развитие БН-600 - реактор БН-800, строительство которого было завершено только в 2015 году.
Если свести все перечисленное в единый список, то ОКБМ им. И.И. Африкантова - это: уран-графитовые и тяжеловодные промышленные реакторы для наработки оружейного плутония, реакторы для АПЛ I, II и III поколений, реакторы для всех наших атомных ледоколов, реакторы для атомных ракетных крейсеров, реакторы на быстрых нейтронах и реакторы для ПАТЭС «Академик Ломоносов».
Поскольку ¾ этой работы проходило под грифом «совершенно секретно», нельзя даже точно сказать, в какой именно год ОКБМ «взял» отметку в 500 реакторов, которые были здесь не только разработаны, но и произведены. То, что в России это конструкторское бюро побило все мыслимые и немыслимые рекорды - совершенно очевидно, но вряд ли и в США найдется компания, которая способна похвастаться вот такими достижениями. ОКБМ - предприятие, в истории которого тесно переплелись военная и мирная составляющие атомного проекта. Стране нужен был уран оружейного уровня обогащению по 235-му изотопу - ОКБМ обеспечивал диффузионное обогащение, требовался плутоний, тритий, изотоп лития - ОКБМ создавал реакторы с требуемыми характеристиками. Подводные лодки и надводные крейсеры, атомные ледоколы, водо-водные реакторы и реакторы с металлическими теплоносителями - невероятная универсальность и точность исполнения. Конструкторское бюро, в стенах которого неоднократно бывали доктора наук и академики, высшие руководители армии, флота и государства. То, что именно ОКБМ им. И.И. Африкантова взяло на себя функции главного конструктора новейшего ледокольного реактора РИТМ-200 - не сенсация, а закономерность.
Но и это еще не все
Прежде, чем переходить к рассказу о РИТМ-200, о производственной кооперации ОКБМ с ЗиО-Подольск, скажу несколько слов о том, какие еще проекты имеются у нижегородских атомных конструкторов, чтобы ни у кого даже не появлялась мысль о том, что их потенциал исчерпан.
Ждет своих заказчиков реакторная установка АБВ-6Э, проект которой предусматривает как наземное расположение, так и в составе плавучей АЭС малой мощности. В настоящее время профессионалы ОКБМ разрабатывают проект реактора РИТМ-400, предназначенного для оснащения сверхмощных атомных ледоколов класса «Лидер». Осенью 2020 года правительство России приняло решение о необходимости развития нашей собственной водородной программы и первыми корпорациями, которые откликнулись на это предложение, стали Газпром и Росатом.
Причину, по которым водородное направление интересно Газпрому, легко понять, если вспомнить химические формулы воды и метана, из которого на 90% состоит природный газ - Н2О и СН4. Водорода в составе метана в два раза больше, чем в воде, об остальном можно и нужно поговорить отдельно.
А почему водород интересен Росатому, ответ после этой статьи, надеемся, тоже очевиден - потому, что у Росатома есть ОКБМ им. И.И. Африкантова. Теоретически известно, что наиболее эффективный метод получения метан-водородных смесей возможен при использовании ВТГР, высокотемпературных газоохлаждемых реакторов.
Проект именно такого реактора, МГР-Т, на ОКБМ разработан еще в 2004 году, имеется даже вполне официальный комментарий разработчиков: «Технические решения, заложенные в проекты ВТГР, обеспечены правовой охраной и на сегодняшний день АО «ОКБМ Африкантов» является правообладателем 1 изобретения, 9 программ для ЭВМ, 1 базы данных 41 секрета производства (ноу-хау)».
ВТГР требует для себя совершенно новый тип ядерного топлива - шарового (по геометрии), с использованием пиролитического углерода и карбида кремния. Звучит крайне необычно, но подольское научно-производственное объединение «Луч» такое топливо уже и разработало, и запатентовало.
Росатом, что называется, на старте, хотя технических проблем, конечно, еще достаточно много, но все они решаемы, если будет дан ответ на главный вопрос - о финансировании этого направления. Но и это не все - вот цитата с официального сайта ОКБМ.
«В настоящее время продолжаются работы по реактору БН-1200 с целью улучшения его конкурентоспособности по отношению к традиционным АЭС и ВИЭ. Для обоснования новых конструкторских решений проводятся опытно-конструкторские работы».
И как-то нет сомнений в том, что эти работы будут успешно завершены - у ОКБМ по-другому просто не бывает. Очевидно, конечно, и то, что на главной странице ОКБМ и в любых других открытых источниках мы прочитать не можем - мы ведь помним, что АПЛ проектов «Борей» и «Ясень-М» относятся уже к IV поколению. Придется подождать лет 30-40 - и мы узнаем, как выглядит сотрудничество ОКБМ Африкантов и Северного машиностроительного предприятия в Северодвинске.
Борис Марцинкевич
С точки зрения истового сторонника государственных интересов, это выглядит не совсем логично: государство из бюджета будет финансировать энергетическое обеспечение проекта частной компании, которой предстоит разворачивать производство на месторождении федерального значения, каковым является «Песчанка». Это действительно может быть поводом для дискуссий, но при их ведении стоит помнить ровно одну цифру: объем инвестиций, которые предстоит сделать KAZ Minerals, составляет 8 миллиардов долларов. Имеет ли Россия возможность вкладывать такие деньги из государственного бюджета, особенно после всех тех проблем, которые в 2020 году принесла пандемия COVID-19? Обстоятельства сложились такие, какие есть, подписи и печати под соглашением уже проставлены.
Срок реализации проекта «Баимский ГОК - 2027 год, и остается надеяться, что медный концентрат, который станет продуктом производства чукотского месторождения, будет не уходить на экспорт, а отправляться на дальнейшую переработку, на производство продукции более высоких переделов на новые российские предприятия.
[Spoiler (click to open)]
Загадки реактора РИТМ-200
Все еще не получила официального подтверждения информация, предоставленная порталом РБК, согласно которой президент России Владимир Путин в качестве решения электрификации «Баимского ГОКа» утвердил предложение Росатома: четыре плавучих АЭС на рейде порта Наглёйнгык, который еще только предстоит построить на берегу Чаунской губы Восточно-Сибирского моря, пятый плавучий энергоблок - для того, чтобы производство электроэнергии во время замены ядерного топлива шло без перебоев.
Из предложения Росатома совершенно очевидно, что новые плавучие АЭС не будут «тиражированием» ПАТЭС «Академик Ломоносов», поскольку вместо реакторов КЛТ-40С, которые используются на «Академике Ломоносове», новые будут оснащены реактором РИТМ-200. Электрическая мощность КЛТ-40С - 35 МВт, в составе ПАТЭС «Академик Ломоносов» таких реакторов два, то есть совокупная электрическая мощность составляет 70 МВт. Электрическая мощность реакторов РИТМ-200, которые уже работают на новейшем российском атомном ледоколе «Арктика» - 55 МВт, то есть новые плавучие АЭС будут мощнее «Академика Ломоносова» на 55-57%.
Пожалуй, в 999 случаев из 1000 после этой «вводной» приводятся сравнительные технические характеристики реакторов, их габаритов и так далее. Относительно того, кто разработал, где производятся реакторы РИТМ-200, тоже имеется некий стандартизированный текст, приблизительно вот такой:
«Главный разработчик проекта - ОКБМ им. И. Африкантова, комплексный поставщик - машиностроительный дивизион Росатома, основной производитель комплектующих и ответственный за конечную сборку - ЗиО-Подольск».
Ни одного имени, никаких объяснений: ОКБМ - разработал, ЗиО-Подольск - произвел, Атомэнергомаш - обеспечил полный объем поставок. Короткий список названий, а далее следует более или менее подробное описание характеристик реактора РИТМ-200, причем крайне редко кто-то удосуживается «расшифровать» эту аббревиатуру - реактор интегрированный транспортный морской диаметром 2 метра.
Конечно, можно поступить точно так же, но кто-то ведь должен ответить на очевидные вопросы. Почему разработчиком стало именно Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения и кто такой Игорь Иванович Африкантов, чье имя носит это подразделение машиностроительного дивизиона Росатом? Почему главная часть работы поручена ЗиО-Подольск - разве не проще всю работу вести в Нижнем Новгороде, где расположен ОКБМ? Как понимать слова «комплексный поставщик» в данном случае и почему это подчеркивается - неужели при строительстве, допустим, реакторов КЛТ-40С, которые стоят на ПАТЭС «Академик Ломоносов» какая-то часть производственной цепочки находилась вне контура Росатома? Почему в «стандартном» описании не упоминается ни одной фамилии - кто, к примеру, главный конструктор РИТМ-200 не как организация, а как конкретный человек? Поскольку старт проекта «Баимский ГОК» намечен на 2027 год, времени на то, чтобы без спешки ответить на все эти вопросы, вполне достаточно. А ответы, как бы на первый взгляд это удивительно не было, корнями уходят в 1945 год, в самый первый становления отечественного атомного проекта, который, как известно, вышел из солдатской шинели.
Диффузия как способ получить оружейный уран
Сведения о том, что быстрее и проще обеспечить нашу страну технологией создания атомного оружия за счет использования плутония-239, руководству Спецкомитета по энергии атомного ядра предоставила советская разведка. Как именно это удалось, кем была создана и укреплена агентурная сеть в Великобритании, в США, в Канаде, как привлекались к сотрудничеству участники Манхэттенского проекта - отдельная история, которая, конечно, заслуживает отдельного рассказа.
В Спецкомитете был создан отдел «С» (не исключено, что этой буквой отдел был обязан своему руководителю Павлу Судоплатову), отвечавший за доступ ученых из группы Игоря Курчатова к сверхсекретным документам, поступавшим из-за океана. «Алаверды» ученых соответствовал важности происходящего - для сотрудников отдела «С» были организованы курсы по атомной, ядерной и квантовой физике. Соединив в единое целое разработки, имевшиеся у наших ученых, со сведениями, предоставляемыми отделом «С», Игорь Курчатов принял решение о том, что наш атомный проект должен начинаться с создания уран-графитового атомного реактора, который необходим для наработки плутония-239 - этот вариант был самым быстрым, а именно время на момент монопольного обладания атомным оружием Соединенными Штатами было самым ценным ресурсом.
Напомним, что Манхэттенский проект шел по двум направлениям, и ученые всего мира, собравшиеся в США, и экономическая мощь этой страны позволили добиться двойного успеха. Атомная бомба, взорванная над Хиросимой, была оснащена боезарядом из урана, обогащенного по содержанию изотопа уран-235 до 90%, Нагасаки был уничтожен при помощи боезаряда из плутония-239 оружейной чистоты.
Выбор в пользу разработки и создания технологии производства плутония-239 не означал, что Спецкомитет отказался от работы над технологией обогащения урана - просто это направление, условно говоря, было вторым по приоритетности.
Разработку технологии обогащения урана поручили будущему академику Исааку Константиновичу Кикоину. Неудачные попытки использования для обогащения урана газовых центрифуг, которыми в СССР занимался Фриц Ланге, и добытые внешней разведкой сведения о том, что эту технологию не смогли освоить в США - вот причины, по которым в 1945 году Спецкомитет принял решение о необходимости сосредоточиться на газодиффузионной технологии. Оставалось решить, какой из советских заводов способен разработать и освоить производство диффузионных машин. Стоит отметить, что выбирать было из чего: предприятия, в годы войны в три смены и без выходных выполнявшие оборонный заказ, имели и подготовленных специалистов и передовое по тем временам оборудование.
В секретных документах диффузионные машины значились под кодом «турбокомпрессоры РЗГ» и разрабатывать их предстояло в буквальном смысле слова «с нуля». Единственный разумный способ добиться этого - обеспечить максимально тесное сотрудничество научных руководителей и инженеров-конструкторов, при этом оптимально, чтобы такого рода конструкторские бюро находились в составе заводов, обладающими крупными материально-техническими базами.
Слово «бюро» здесь именно во множественном числе: какие бы сказки нам ни рассказывали о стремлении административно-командной системы к полнейшей монополизации всего и вся, в научно-технической отрасли СССР подобное было редкостью.
Руководитель Спецкомитета Лаврентий Берия, начальник Первого главного управления Борис Ванников прекрасно понимали важность соревновательности творческой работы, что многократно зафиксировано в десятках и сотнях документов.
27 декабря 1945 года вышли сразу два постановления Совнаркома. Одно из них - «Об организации проектирования и изготовления на Ленинградском Кировском заводе Наркомтрансмаша опытных компрессоров РЗГ», результатом исполнения которого стало создание Особого конструкторского бюро, которое в наше время известно как ЦКБМ, центральное конструкторское бюро машиностроения, входящее в состав «Атомэнергомаша», машиностроительного дивизиона Росатома. Вторым постановлением было создано Опытное Конструкторское Бюро «по проектированию специальных машин» при Горьковском артиллерийском заводе № 92 - нынешнее ОКБМ (опытное конструкторское бюро машиностроения), носящее имя Игоря Ивановича Африкантова.
Два свежеорганизованных конструкторских бюро состязались в разработках диффузионных машин, а общее дело от этого только выигрывало - в серийное производство шли только лучшие образцы оборудования, ученые отдела Исаака Кикоина тесно общались с конструкторами, обогащая их теоретическими знаниями и получая «по бартеру» практические.
Фантастическое время: эти коллективы ученых и инженеров, совсем недавно работавших на оборонную промышленность (как пример - Горьковский артиллерийский завод за четыре года войны впервые в мире освоил поточное производство артиллерийских орудий, оправил на фронт более 100 тысяч орудий разных калибров и мощности) создавали то, о чем раньше никто даже не задумывался. Оборудование, назначение которого отделить друг от друга атомы урана-238 и урана-235.
Это сейчас в России есть целая сеть «ядерных вузов» и отличные учебники, а в послевоенные годы ученым и инженерам на ходу приходилось осваивать знания, навыки, умения, путем проб и ошибок нарабатывая те самые сведения, которые теперь аккуратно разбиты на главы и параграфы.
Да, специально для тех, кто слишком привык к гаджетам и ноутбукам: первая ЭВМ в ОКБМ появилась в 1962 году, то есть все, что здесь создавалось до этого времени, рассчитывалось при помощи листочков в клеточку, логарифмических линеек и арифмометров. ОКБ-92 разработал в общей сложности 25 типов диффузионных машин, 15 из которых приемная комиссия признала удачными, но в серийное производство поли только 9 вариантов - творческое состязание с ОКБ ЛКЗ было действительно напряженным. Зато результат получился превосходным: усилиями ученых и конструкторов удалось добиться получения урана с обогащением в 90% без использования на конечном этапе дорогостоящего электромагнитного метода обогащения.
Завод № 92 и его руководители
Если вспоминать о тех, кто стоял у истоков ОКБМ, то начинать, конечно, нужно с Амо Сергеевича Еляна, который руководил заводом № 92 с 1940 года. Военных лет награды завода № 92: четыре ордена Ленина и орден Отечественной войны I степени. Награды директора завода за те же годы - четыре Сталинских премии, звезда Героя Социалистического труда, три ордена Ленина и воинское звание генерал-майора технической службы.
Это под его руководством завод осваивал совершенно незнакомое производство, это при нем начальникам цехов и бригадирам читали лекции по гидродинамике доктора наук и академики, это он отвечал за подбор специалистов в ОКБ-92. Но в атомной отрасли Амо Сергеевич не остался: в 1951 году он возглавил КБ-1, которое создало два кольца ПВО столицы за счет системы С-25.
Вам ни о чем не говорит унылое название «КБ-1»? Сейчас это НПО «Алмаз», его новейшая продукция - системы ПВО с аббревиатурами С-300, С-400, С-500. Судьба А.С. Еляна - наглядное доказательство, кто из высших советских руководителей занимался самыми настоящими репрессиями. В 1955 году «ставленник разоблаченного врага народа Берии» был снят со всех должностей и назначен … главным механиком небольшого подмосковного завода. Три инсульта в течение года, тяжелейшая инвалидность и смерть в 1965 году. Сейчас эти годы любят называть «оттепелью».
Имен и фамилий, конечно, хочется назвать много, но рамки статьи этого не позволяют, поэтому давайте хотя бы коротко вспомним, кем был Игорь Иванович Африкантов, чье имя с гордостью носит ОКБМ.
Он родился в Горьковской области, в 23 года получил специальность инженер-механик по механическому оборудованию судов и после выпуска, с 1939 по 1942 годы работал начальником одной из групп КБ Сталинградской судостроительной верфи, после эвакуации завода вернулся в Горький, на тот самый завод № 92. Начальник отделения, начальник цеха, заместитель главного технолога, а с начала 1946 года - заместитель начальника ОКБ-92 «по опытным работам».
Вы все правильно поняли - результаты конструкторской работы по проектированию компрессорных машин большой мощности для диффузионных установок стали основой диссертации на звание кандидата технических наук, которую Игорь Иванович Африкантов неудачно пытался защитить в 1958 году. Неудачно - потому что приемная комиссия, объективно оценив предоставленную диссертацию, присвоила Игорю Ивановичу звание доктора технических наук, благополучно миновав кандидатскую ступень.
В 1946 году ОКБ-92 была поручена еще одна работа: первому советскому промышленному реактору, знаменитому А-1 в Озерске, требовалась разгрузочная машина для урановых блочков. Звучит незамысловато, но это был крайне ответственный механизм: урановые блочки необходимо было с очень высокой точностью извлекать из активной зоны реактора в тот момент, когда ядерные реакции обеспечивали максимальное содержание плутония-239. Реакцию при этом не останавливали, на место извлеченных блочков необходимо было мгновенно ставить новые - и все эти операции проводились при чрезвычайно высоком уровне радиации.
Возможно, именно вот такая необходимость одновременно выполнять совершенно разные, но чрезвычайно важные работы заложили основу той невероятной работоспособности, которая отличала Игоря Африкантова.
ОКБ-92 - промышленные реакторы
В 1951 году Африкантов стал главным конструктором ОКБ-92, и дальше - просто перечисление того, что он успел сделать как конструктор за 53 своих недолгих года. 1948 - Африкантов становится одним из ведущих разработчиков реактора ОК-110 - эволюционный проект А-1 со значительно более высокими характеристиками.
ОКБ-92 продолжало оставаться часть завода № 92 - и именно здесь была произведена основная часть оборудования для трех таких реакторов. Проектное время работы реакторов ОК-110 - 10 лет, из эксплуатации их выводили в 1989-1990 годах. В 1949 ОКБ-92 сумел «обойти» подольский ОКБ «Гидропресс» - опытная база горьковского завода оказалась более удачной для того, чтобы не только спроектировать, но и создать испытательные стенды, а затем и сам первый промышленный (для наработки плутония-239) реактор на тяжелой воде - проект ОК-180.
Тогда же стал проявляться «фирменный стиль» будущего ОКБМ: сами разработали проект, сами проверили все конструкторские узлы, произвели львиную часть оборудования, обеспечили шефский монтаж и пусковые работы на месте, обеспечили всем необходимым и провели планово-предупредительные работы.
Серии уран-графитовых и тяжеловодных реакторов ОКБ-92 вел одновременно. ОК-110, ОК-120, ОК-135, ОК-140, ОК-204, ОК-205 и ОК-206 друг за другом вставали на площадки комбинатов в Челябинске-40 (нынешний Озерск и производственное объединение «Маяк»), в Томске-7 (нынешний Северск и Сибирский Химический Комбинат), в Красноярке-26 (нынешний Железногорск и Горно-Химический Комбинат). Так что именно горьковским конструкторам СССР обязан практически всем нашим оружейным плутонием - ОКБ-92 разработал и произвел девять уран-графитовых промышленных реакторов. «Тяжеловодники» ОК-180 и последовавшие за ним ОК-190, ОК-190М и Л-2 - это уже наработка трития, основа термоядерных боезарядов. Дальше пошли реакторы ЭИ - энергетические, изотопные, впервые работавшие не на природном, а на обогащенном уране, ставшие основой для Сибирской АЭС.
ОКБМ, подводный флот атомные ледоколы
Пожалуй, уже этого было бы достаточно для того, чтобы ОКБ-92 вошел в виртуальный «зал славы» советского атомного проекта, но все только начиналось - и для ОКБ-92, и для его главного конструктора.
1954 год - ОКБ-92 в очередной раз получает работу сразу по двум направлениям. Разработка рабочего проекта стенда 27ВМ и самой ЯППУ ВМ-А при научном руководстве НИИ-8 - это раз. Извините, но вот так выглядели задания для атомных дел мастеров в те годы, тут без перевода не обойтись. Стенд 27ВМ - наземный прототип лодочной ядерной энергетической установки, ВМ-А- ядерная паропроизводящая установка ВМ-А - реактор нашей первой атомной подводной лодки, НИИ-8 в наше время - НИКИЭТ (научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники) им. Николая Антоновича Доллежаля. И в том же 1954-м ОКБ получил задание разработать реактор для атомного ледокола «Ленин».
Проект реактора ОК-150 был готов уже в 1955 году, физический пуск трех ОК-150 состоялся уже в 1959 году - успешно, поскольку монтаж на Адмиралтейском заводе в Ленинграде обеспечивали специалисты ОКБ-92. Проект ВМ-А был готов в 1955 году, АПЛ К-3, в 1962 году получившая название «Ленинский комсомол», была принята в состав ВМФ СССР.
Понимая перспективы, Игорь Африкантов добился от главы министерства среднего машиностроения Ефима Славского создания при ОКБ-92 сектора транспортных атомных установок и значительного усиления кадрами. Отказывать Игорю Ивановичу, в 1960 году получившему за разработку ОК-150 звание Героя Социалистического Труда и третий по счету орден Ленина, было непросто, да и предложение было совершенно логичным.
ОК-300, ОК-350, ОК-700 0 реакторы АПЛ II поколения, и это тоже ОКБ-92. ОК-900 - два этих реактора пришли из города Горького на смену трем реакторам ОК-150 на борту «Ленина», при этом обеспечив рост общей мощности (мощность ОК-150 - 90 МВТ, мощность ОК-900 - 159 МВт).
Реактор ОК-900 - это «ядерное сердце» для серии атомных ледоколов - «Арктика», «Сибирь», «Россия», «Советский Союз» и «Ямал». На основе ОК-900 уже после смерти Африкантова, был разработан реактор КЛТ-40 - на нем трудятся атомные ледоколы «Таймыр» и «Вайгач», лихтеровоз «Северный морской путь», модификация КЛТ-40С - это ядерная энергетическая установка ПАТЭС «Академик Ломоносов». Конструкция ОК-900, их мощность были по достоинству оценены и военными моряками - эти реакторы обеспечили создание тяжелых атомных ракетных крейсеров. Реакторы для АПЛ поколения III - это снова главный конструктор Игорь Иванович Африкантов и ОКБ-92.
ОКБМ - жидкометаллические реакторы
Все перечисленные ядерные реакторы для морского флота, как военного, так и ледокольного, относятся к водо-водяному типу, но мы ведь знаем, что у СССР имелись и АПЛ с жидкометаллическими реакторами.
Да, все верно - свинцово-висмутовый реактор ОК-550 от ОКБ-92, которое в 1963 году вышло из состава завода № 92 и получило современную аббревиатуру ОКБМ, устанавливался на четырех АПЛ проекта 705. Еще один свинцово-висмутовый реактор, БМ-40/А был разработан подольским Гидропрессом и работал на трех АПЛ серии 705К.
Вам ничего не говорят эти вот проекты 705 и 705К? По классификации НАТО эти АПЛ назывались Alfa, а у нас прижилось название «Лира» - те самые, которые уверенно уходили от противолодочных торпед просто за счет своей скорости в 41 узел (76 км/ч). Все «Лиры» были выведены из состава ВМФ в 90-е годы по двум причинам: реакторы явно требовали доработки, лодки чаще стояли у пирса, чем отправлялись в походы, а вторая причина общеизвестна - отсутствие свободных средств в государственном бюджете.
Но для ОКБМ жидкометаллическая тематика на этом не завершилась - вслед свинцом и висмутом для подлодок пришло время реакторов на жидком натрии.
Игорь Иванович Африкантов - главный конструктор реактора БН-350, эксплуатация которого началась уже после смерти выдающегося инженера, конструктора и организатора - в 1973 в казахстанском городе Шевченко. Научным руководителем этого проекта был Александр Лейпунский, и вместе с конструкторами его группа внимательно изучала, как шла работа первого опытно-промышленного реактора на быстрых нейтронах. Полученный опыт лег в основу проекта реактора БН-600, который с 1982 работает в составе Белоярской АЭС. Эволюционное развитие БН-600 - реактор БН-800, строительство которого было завершено только в 2015 году.
Если свести все перечисленное в единый список, то ОКБМ им. И.И. Африкантова - это: уран-графитовые и тяжеловодные промышленные реакторы для наработки оружейного плутония, реакторы для АПЛ I, II и III поколений, реакторы для всех наших атомных ледоколов, реакторы для атомных ракетных крейсеров, реакторы на быстрых нейтронах и реакторы для ПАТЭС «Академик Ломоносов».
Поскольку ¾ этой работы проходило под грифом «совершенно секретно», нельзя даже точно сказать, в какой именно год ОКБМ «взял» отметку в 500 реакторов, которые были здесь не только разработаны, но и произведены. То, что в России это конструкторское бюро побило все мыслимые и немыслимые рекорды - совершенно очевидно, но вряд ли и в США найдется компания, которая способна похвастаться вот такими достижениями. ОКБМ - предприятие, в истории которого тесно переплелись военная и мирная составляющие атомного проекта. Стране нужен был уран оружейного уровня обогащению по 235-му изотопу - ОКБМ обеспечивал диффузионное обогащение, требовался плутоний, тритий, изотоп лития - ОКБМ создавал реакторы с требуемыми характеристиками. Подводные лодки и надводные крейсеры, атомные ледоколы, водо-водные реакторы и реакторы с металлическими теплоносителями - невероятная универсальность и точность исполнения. Конструкторское бюро, в стенах которого неоднократно бывали доктора наук и академики, высшие руководители армии, флота и государства. То, что именно ОКБМ им. И.И. Африкантова взяло на себя функции главного конструктора новейшего ледокольного реактора РИТМ-200 - не сенсация, а закономерность.
Но и это еще не все
Прежде, чем переходить к рассказу о РИТМ-200, о производственной кооперации ОКБМ с ЗиО-Подольск, скажу несколько слов о том, какие еще проекты имеются у нижегородских атомных конструкторов, чтобы ни у кого даже не появлялась мысль о том, что их потенциал исчерпан.
Ждет своих заказчиков реакторная установка АБВ-6Э, проект которой предусматривает как наземное расположение, так и в составе плавучей АЭС малой мощности. В настоящее время профессионалы ОКБМ разрабатывают проект реактора РИТМ-400, предназначенного для оснащения сверхмощных атомных ледоколов класса «Лидер». Осенью 2020 года правительство России приняло решение о необходимости развития нашей собственной водородной программы и первыми корпорациями, которые откликнулись на это предложение, стали Газпром и Росатом.
Причину, по которым водородное направление интересно Газпрому, легко понять, если вспомнить химические формулы воды и метана, из которого на 90% состоит природный газ - Н2О и СН4. Водорода в составе метана в два раза больше, чем в воде, об остальном можно и нужно поговорить отдельно.
А почему водород интересен Росатому, ответ после этой статьи, надеемся, тоже очевиден - потому, что у Росатома есть ОКБМ им. И.И. Африкантова. Теоретически известно, что наиболее эффективный метод получения метан-водородных смесей возможен при использовании ВТГР, высокотемпературных газоохлаждемых реакторов.
Проект именно такого реактора, МГР-Т, на ОКБМ разработан еще в 2004 году, имеется даже вполне официальный комментарий разработчиков: «Технические решения, заложенные в проекты ВТГР, обеспечены правовой охраной и на сегодняшний день АО «ОКБМ Африкантов» является правообладателем 1 изобретения, 9 программ для ЭВМ, 1 базы данных 41 секрета производства (ноу-хау)».
ВТГР требует для себя совершенно новый тип ядерного топлива - шарового (по геометрии), с использованием пиролитического углерода и карбида кремния. Звучит крайне необычно, но подольское научно-производственное объединение «Луч» такое топливо уже и разработало, и запатентовало.
Росатом, что называется, на старте, хотя технических проблем, конечно, еще достаточно много, но все они решаемы, если будет дан ответ на главный вопрос - о финансировании этого направления. Но и это не все - вот цитата с официального сайта ОКБМ.
«В настоящее время продолжаются работы по реактору БН-1200 с целью улучшения его конкурентоспособности по отношению к традиционным АЭС и ВИЭ. Для обоснования новых конструкторских решений проводятся опытно-конструкторские работы».
И как-то нет сомнений в том, что эти работы будут успешно завершены - у ОКБМ по-другому просто не бывает. Очевидно, конечно, и то, что на главной странице ОКБМ и в любых других открытых источниках мы прочитать не можем - мы ведь помним, что АПЛ проектов «Борей» и «Ясень-М» относятся уже к IV поколению. Придется подождать лет 30-40 - и мы узнаем, как выглядит сотрудничество ОКБМ Африкантов и Северного машиностроительного предприятия в Северодвинске.
Борис Марцинкевич