В 5 часов 30 минут 16 июля 1945 года окрестности американской авиабазы Аламогордо в штате Нью–Мексико осветила небывало – яркая вспышка первого в мире ядерного взрыва. Осуществляемый в США, направленный на военное применение ядерной энергии, Манхэттенский проект увенчался успехом.
Последовавшие спустя три недели, трагедии японских городов Хиросимы и Нагасаки со всей очевидностью показали, что в понимании заокеанских элит никакие гуманистические соображения не могут перевесить соблазна применения откровенно-варварских средств для достижения желаемых военно-политических целей.
Через 12 дней после ядерного удара по Хиросиме, 18 августа 1945 года президент США Г. Трумэн отправил советскому коллеге письмо с бесцеремонной просьбой о предоставлении права создания авиабазы на Курильских островах, а несколькими месяцами позже, в недрах командования американских вооруженных сил созрел первый план ядерного удара по СССР. Таким образом, над нашей Родиной нависла новая смертельная опасность.
Необходимые для выживания нашей страны, ликвидация ядерной монополии США, а также достижение технологического и оборонного паритетов с коллективным Западом требовали скорейшего развития отечественных оборонных и гражданских ядерных технологий.
Ввиду того, что плутониевые боезаряды обладают рядом преимуществ перед урановыми аналогами, а для наработки оружейного плутония необходимы ядерные реакторы, создание последних являлось критически важной задачей советского атомного проекта.
20 августа 1945 года был сформирован Специальный комитет для реализации советского атомного проекта. 19 декабря того же года советское правительство приняло постановление №3117-937сс, предусматривающее создание лаборатории для проектирования ядерных реакторов.
Во исполнении данного документа, 31 мая 1946 года вблизи железнодорожной станции «Обнинское» была основана лаборатория «В». 7 сентября 1960 года данное учреждение было переименовано в Физико-энергетический институт (ФЭИ). 29 марта 1994 года ФЭИ был преобразован в Государственный научный центр Российской Федерации и получил имя А.И.Лейпунского.
24 июня 1954 года в Лаборатории «В» встала под нагрузку, оснащенная тридцатимегаваттным уран-графитовым реактором А-1, первая в мире промышленная атомная электростанция.
Гости на крышке реактора первой в мире АЭС29 апреля 1955 года под руководством А. И. Лейпунского (1903 -1972) в лаборатории «В» был запущен первый отечественный ядерный реактор на быстрых нейтронах «БР-1». Данное событие положило начало новому направлению деятельности Лаборатории «В» и новому вектору развития отечественной ядерной энергетики.
Пульс управления реактора "БР-1"При непосредственном участии специалистов ФЭИ в 1973 году был спроектирован и введен в эксплуатацию первый отечественный промышленный ядерный реактор на быстрых нейтронах БН-350. В 1980 г. началась эксплуатация, оснащенного реактором БН-600, третьего блока Белоярской АЭС. В 2016 году вступил в строй, оснащенный реактором БН-800, четвертый блок той же атомной электростанции.
Первый отечественный промышленный реактор на быстрых нейтронах "БН-350"На данный момент, создание реакторов на быстрых нейтронах - одно из базовых направлений деятельности ФЭИ. На 2028 год запланирован физический пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем «БРЕСТ –ОД-300», а в 2033 году должен состоятся физический пуск реактора на быстрых нейтронах «БН-1200».
3 декабря 1959 года началась эксплуатация первого в мире атомного ледокола «Ленин». Судно было оснащено двумя водо-водяными реакторами ОК-150, в проектировании которых, участвовали специалисты Лаборатории «В».
Важнейший вклад ФЭИ в укрепление обороноспособности нашей страны состоит в создании силовых установок для атомных подводных лодок и технической базы для обучения их экипажей, а также в проектировании ядерных энергетических установок для спутников военного назначения.
Учеными ФЭИ прорабатывались два варианта силовых установок для подводных лодок: с водой и со сплавом свинец – висмут в качестве теплоносителя. Последний вариант, в итоге, был отвергнут.
В 1956 году - за год до запуска первого искусственного спутника Земли А. И. Лейпунский предложил оснащать подобные аппараты ядерными энергетическими установками. С легкой руки Генерального конструктора отечественной ракетной техники С. П. Королева (1907-1966), работы по данному направлению были включены в Постановление ЦК КПСС и советского правительства по созданию мощной ракеты-носителя, предназначенной для полета на Луну. Научное руководство данным проектом было возложено на ФЭИ.
Проработав несколько вариантов энергоустановок с машинным преобразованием энергии, ученые ФЭИ предпочли вариант с прямым преобразованием ядерной энергии в электричество системой полупроводниковых элементов.
930–килограммовая, обладающая электрической мощностью 5 Квт., космическая термоэлектрическая установка получила наименование ЯЭУ БУК. В ее основе - малогабаритный ядерный реактор на быстрых нейтронах с находящимся снаружи термоэлектрическим генератором на полупроводниках.
Макет космической ядерной энергетической установки "Бук"Для исследования физики данного реактора в ФЭИ был создан специальный стенд.
Первые летные испытания ЯЭУ БУК состоялись 3 октября 1970 г. на космическом аппарате «Космос-367». Всего на околоземную орбиту было оправлено 33 спутника с данной энергетической установкой.
Параллельно в ФЭИ проводились широкие исследования по созданию реактора-преобразователя с более перспективным – термоэмиссионным – принципом прямого преобразования энергии. Подобное решение позволяет повысить эффективность, увеличить ресурс и улучшить массогабаритные характеристики энергоустановки и космического аппарата в целом. Результатом данных разработок стал первый в мире - 1200-килограммовый, выдающей 7 КВт электроэнергии, термоэмиссионный реактор-преобразователь на промежуточных нейтронах «ТОПАЗ».
Макет космической ядерной энергетической установки "ТОПАЗ"2 февраля 1987 г. первый летный образец ядерной энергетической установки «ТОПАЗ» был запущен в космос в качестве бортового источника электропитания спутника «Космос-1818». Ядерная энергоустановка проработала в космосе около полугода, до исчерпания имеющегося на борту запаса цезия. Второй образец ТОПАЗ (на спутнике «Космос-1876») был запущен 10 июля 1987 г. и проработал около года.
В 1955 году глава Министерства среднего машиностроения СССР Е. П. Славский (1898-1991) высказал предложение о разработке мобильной атомной электростанции для энергоснабжения, расположенных в отдаленных районах Крайнего Севера и Сибири, гражданских и военных объектов.
Ученые Лаборатории «В» предложили поставить мобильную атомную электростанцию на гусеницы (фактически – на шасси танка Т-10 ), тем самым, сделав ее практически вездеходной. Возник проект транспортируемой электростанции ТЭС -3. Такая АЭС могла своим ходом подойти к потребителю, и требуемое время обеспечивать его электроэнергией. В качестве энергетической установки для подобной АЭС был выбран водо –водяной реактор на тепловых нейтронах электрической мощностью 1.5 МВт.
13 октября 1961 года, расположенная на территории ФЭИ, ТЭС-3 встала под промышленную нагрузку. Данное событие ознаменовало начало эпохи малых атомных электростанций.
ТЭС-3 на территории ФЭИ22 мая 2020 года в порту Певек чукотского автономного округа началась эксплуатация единственной в мире плавучей АЭС «Академик Ломоносов». Это событие стало ключевым в становлении отечественной малой ядерной энергетики.
Сегодня в ФЭИ работают над проектом малой атомной электростанции со свинцово-висмутовым ядерным реактором. К базовым особенностям проекта можно отнести:
- Естественную (безнасоную циркуляцию теплоносителя);
- Отсутствие необходимости перезагрузок топлива – установка рассчитана на одну двадцатилетнюю кампанию;
- Невозможность аварий, связанных с расплавлением активной зоны.
- Возможность многократных остановок и последующих запусков реактора, даже в условиях низких температур.
ФЭИ производит и поставляет на рынок более, чем 50 стран около 30 наименований радиоизотопной продукции, включая изделия медицинской техники и источники ионизирующих излучений.
Радиоизотопная продукция ФЭИВ ассортимент нарабатываемых в ФЭИ изотопов входят:
- Актиний-225. (ФЭИ – один из трех мировых производителей данного изотопа).
- Рений-188 и его генератор «ГРЕН-1».
- Йод-125 и микроисточники излучения на его основе.
- Рутений-106, стронций-90 и источники излучения на их основе.
Подводя итог, можно отметить, что к своему восьмидесятилетию Физико-энергетический институт подошел с богатейшим багажом достижений мирового уровня в развитии ядерных технологий, прежде всего, атомной энергетики и с богатейшими заделами на будущее. ФЭИ, безусловно, является одним из основных локомотивов отечественной атомной энергетики и безусловным флагманом обнинской науки.
Торжества по случаю 80-летия ФЭИ