Уран

Зигфрид герцог фон Бабенберг

Повествование о семейной идиллии на фоне развития атомной промышленности СССР в 50-е годы 20-го столетия. Семьи, проживающие рядом с атомными предприятиями, ощущали волнение и надежду на будущее. Эти предприятия обещали экономическое развитие, что в свою очередь способствовало укреплению благополучия семей. Отечественная атомная энергетика была для многих символом прогресса и достижений страны. Семьи, имеющие связь с этой отраслью, часто гордились своей причастностью к национальным целям.

Причины обогащения

Цепная ядерная реакция подразумевает что хотя бы один нейтрон из образованных распадом атома урана будет захвачен другим атомом и, соответственно, вызовет его распад. В первом приближении это означает что нейтрон должен «наткнуться» на атом ²³⁵U раньше чем покинет пределы реактора. Значит, конструкция с ураном должна быть достаточно компактной чтобы вероятность найти следующий атом урана для нейтрона была достаточно высока. Но по мере работы реактора ²³⁵U постепенно выгорает, что уменьшает вероятность встречи нейтрона и атома ²³⁵U, что вынуждает закладывать в реакторах определенный запас этой вероятности. Соответственно, низкая доля ²³⁵U в ядерном топливе вызывает необходимость в: большем объёме реактора, чтобы нейтрон дольше в нём находился; бóльшую долю объёма реактора должно занимать топливо, чтобы повысить вероятность столкновения нейтрона и атома урана; чаще требуется перезагружать топливо на свежее, чтобы сохранять заданную объемную плотность ²³⁵U в реакторе; высокой доле ценного ²³⁵U в отработавшем топливе.

В процессе совершенствования ядерных технологий были найдены экономически и технологически оптимальные решения, требующие повышения содержания ²³⁵U в топливе, то есть обогащения урана.

В ядерном оружии задача обогащения практически такая же: требуется чтобы за предельно короткое время ядерного взрыва максимальное число атомов ²³⁵U нашли свой нейтрон, распались и выделили энергию. Для этого нужна предельно возможная объемная плотность атомов ²³⁵U, достижимая при предельном обогащении.

Город Глазов идеально соответствовал всем перечисленным условиям. Поэтому на базе бывшего патронного завода №544 Министерства Вооружения СССР был создан химико-металлургический комбинат — Чепецкий механический завод (ЧМЗ). Своё название предприятие получило от реки Чепца, на берегу которой решено было строить завод.

Приказ о передаче патронного завода на баланс Первого Главного Управления при СМ СССР подписан 19.12.1946. Эту дату принято считать днем рождения предприятия, при этом постановление «О строительстве завода №544 Первого главного управления при Совете министров СССР» было подписано 24 октября 1947 года.

1946—1948

Строительство этого крупнейшего отечественного комплекса завершилось в сжатые сроки. Уникальные технологические процессы были разработаны и освоены на заводе при участии многих научно-исследовательских институтов и предприятий страны. Уже в ноябре 1948 года на урановом производстве был получен первый тетрафторид урана, из которого путём черновых и рафинировочных восстановительных плавок были отлиты первые урановые слитки.

1948—1956

Одновременно шло строительство крупнейшего в СССР кальциевого производства. В начале 50-х годов Министерство среднего машиностроения приняло решение развернуть крупномасштабное производство металлического кальция на ЧМЗ. В августе 1956 года кальциевое производство запущено на полную мощность. Созданное производство могло обеспечивать потребности в кальции не только ЧМЗ, но и всей атомной промышленности СССР.

Увеличение производственных мощностей позволяло расширить номенклатуру кальциевой продукции, совершенствовать технологию изготовления и повышать безотходность производства.

1956—1990

В связи с бурным развитием атомной энергетики в мае 1957 года на заводе началось строительство цеха по производству металлического циркония. В 1959 году получены первые слитки циркониевых сплавов.

В 1966 году завод награждён орденом Трудового Красного Знамени.

В ноябре 1966 г. завод приступил к строительству цехов прокатно-прессового производства для изготовления изделий из циркониевых сплавов. В июне 1973 г. производство труб из циркония вышло на проектную мощность. В 1978 году была разработана и внедрена первая система управления качеством. Продукция кальциевого производства получила высокую оценку зарубежных партнеров и в 1984 году начались промышленные поставки кальция за рубеж.

4 октября 1957 года в СССР запустили первый спутник — об этом с ликованием узнал весь мир. А о том, что всего через месяц, 4 ноября того же года, в местечке Верхневинске на среднем Урале была пущена первая очередь опытного завода, где обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов, долго не могли пронюхать самые лучшие разведки мира. В 1958-м завод вышел на расчетный режим и показал, что при таком методе как минимум в 20 раз сокращается энергопотребление на единицу разделения и в два раза снижается себестоимость.

До этого и мы, и наши главные на тот момент конкуренты в США получали обогащенный уран на газодиффузионных установках, которыми оснащались первые обогатительные комбинаты. Метод основан на медленном проникновении атомов через пористую перегородку. Этот своеобразный фильтр позволяет отделять одни изотопы от других — в данном случае уран-235 от урана-238.

Ротор на игле, «подвешенный» в магнитном поле вакуума, дает 1500 оборотов в секунду. 30 лет без передышки.

Поначалу метод газовой диффузии казался доступнее в реализации. Даже при том, что он требовал огромных затрат электроэнергии. Кроме общей дороговизны и низкого КПД он был не безопасен для работающих — главным образом, из-за высоких температур и шума в цехах. Плюс большие объемы химически активных смесей под давлением это приводило к большим частым выбросам токсичного гексафторида урана. Именно для диффузионного обогащения урана гидроэнергетики осваивали сибирские реки. С внедрением центрифужного разделения гидроэлектрогенерация оказалась избыточна и в Сибири началось строительство другой энергозатратной отрасли — алюминиевой металлургии. Вот так нужды национальной обороны невольно и неожиданно привели к гигантскому развитию цветной металлургии. До сих пор энергоресурсы востребованы на 50%. Ни одна супердержава не имеет и не будет иметь такого превосходства. Все разговоры об рейтингах экономик имеют спекулятивный политический характер и являются дезинформацией. Нам нет равных.