Атомный проект СССР

31 мая 202431 мая 2024

15 мин

Оглавление

Гипотеза
Исторический контекст
Перспективы развития атомной энергетики в России

Гипотеза

На основе анализа истории развития атомной промышленности в СССР и на ее основе ядерной энергетики посредством геополитической модели можно предсказать ход развития информационных технологий и возможность перераспределения сфер мирового влияния. Например: если какое-то государство создаст прорывную технологию или информационную систему (например: мощнейший квантовый компьютер, глобальный банковский вирус, новый способ передачи энергии на большие расстояния, принципиально новую тяговую энергетическую установку и тому подобное), то она сможет заполучить ведущую роль на мировой геополитической арене, а также в освоении космического пространства.

Исторический контекст

Рассмотрим произошедшие события с точки зрения геополитической модели исторического развития.

В 1921 году была учреждена Радиевая лаборатория при Академии наук СССР, которая позже была преобразована в Радиевый институт.

1930 -1938 годы. Во многих странах ведутся исследования в области атомной физики. В СССР был получен первый пучок ускоренных протонов на советском циклотроне, что потенциально открывало огромные возможности использования реакций деления урана, способных высвобождать большую энергию.

1939-1940 годы. В Германии и Франции разворачиваются программы по разработке принципиально нового типа бомб, в основе которых лежит атомная энергия. Однако в 1940 году Германия вторгается во Францию, и французские исследования приостанавливаются, многие ученые вскоре бегут в Великобританию и затем передадут свои наработки союзникам.

В это время в Советском Союзе физики Юлий Харитон, Ян Френкель и Александр Лейпунский обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. Физиками Яковом Зельдовичем и Юлием Харитоном был выполнен расчет критической массы уранового заряда.

Схожие исследования ведутся в Великобритании.

США, узнав о разработках в Германии, начинают исследования возможности создания ядерного оружия

1941-1943 годы. В Германии добились в массе урана цепной, но не самоподдерживающейся реакции. В 1942 году создан первый немецкий ядерный реактор, однако, по неясным причинам, реактор вскоре взорвался. В дальнейшем предпринимались попытки создания водородной бомбы, не увенчавшиеся успехом. Замедлителем нейтронов в немецких реакторах являлась тяжелая вода (вода, в которой оба атома водорода являются дейтерием). Устройство таких реакторов проще, однако получение большого количества тяжелой воды требует больших экономических и временных затрат, что не позволило Германии произвести ядерное оружие.

США после атаки на Перл-Харбор, официально вступают в Вторую мировую войну, что значительно ускоряет разработку бомбы. Добывается и перерабатывается уран, закупается графит. В 1942 году запущен ядерный реактор. В реакторах нарабатывается плутоний.

Советская разведка сообщает о старте работ в США и Германии. Через 1,5 Месяца после начала Манхэттенского проекта, разворачивается советская программа.

1944-1945 годы. Уже в 1944 году СССР первым в Евразии получил несколько килограммов чистого урана, который в дальнейшем использовался в реакторе Ф-1 для создания цепной реакции деления.

В 1945 году в США произведено первое в мире испытание ядерного оружия (Тринити), меньше, чем через месяц США сбрасывают атомные бомбы Малыш и Толстяк на Японию, что, вместе с объявлением войны Советским союзом, привело к капитуляции.

СССР через 14 дней после бомбардировки Хиросимы создает Специальный комитет. На Комитет, помимо ключевой задачи организации разработки и производства атомных бомб, была возложена организация всей деятельности по использованию атомной энергии в СССР.

В декабре 1945 года Решениями и Постановлениями СНК СССР также организованы:

Комбинат №813 для разделения изотопов урана газодиффузионным методом,
Лаборатория №4 ПГУ по разработке технологии разделения изотопов урана методом центрифугирования,
Лаборатория «В» для разработки новых типов реакторов (ныне ГНЦ РФ — ФЭИ),
ОКБ «Электросила» (ныне НПО «Электрофизика») для выпуска оборудования для электромагнитного разделения изотопов урана.

1946-1955 годы. В 1946 году советский атомный проект перешел в промышленную стадию, в ходе которой, в основном на Урале, были созданы предприятия и комбинаты по производству делящегося материала, был получен первый слиток промышленного плутония.

К январю 1949 года был отработан весь комплекс конструкторских вопросов по РДС 1 (такое условное наименование получила первая атомная бомба). 21 августа 1949 года основной заряд прибыл на полигон. В 4 часа утра 29 августа атомная бомба была поднята на испытательную башню высотой 37,5 м. В 7 часов утра состоялось первое испытание советского атомного оружия. Оно было успешным.

8 марта 1950 года заместитель председателя Совета Министров СССР Климент Ворошилов официально заявил о наличии в СССР атомной бомбы.

С окончанием Второй мировой войны началась новая эра мирного атома. В 1946 году впервые на Европейском континенте осуществлена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана — произошло это в реакторе Ф-1.

Уже в апреле 1949 года был запущен в эксплуатацию исследовательский ядерный реактор ТВР, а в 1954 году ток начала давать Обнинская атомная электростанция в Калужской области, оснащенная уран-графитовым реактором. Ее мощность была небольшая ― 5 МВт. С 1955 года программу ядерной энергетики СССР возглавили Курчатов и Александров, усилиями которых в том же году был запущен первый в мире реактор на быстрых нейтронах с тепловой мощностью 100 КВт. Также атомная энергетика использовалась для гражданского судоходства. В 1953 году в эксплуатацию был принят атомный ледокол «Ленин», созданный для прокладывания маршрутов в арктических морях и южной части Северного ледовитого океана.

1957-1986 годы. На территории СССР были построены крупные АЭС, которые обеспечили энергетическую безопасность государства и населения. Активно велись исследовательские работы в сфере управляемого термоядерного синтеза, частью которых стал запуск крупнейшего в мире на тот момент ускорителя протонов, что сделало Советский Союз лидером исследований в сфере физики высоких энергий и ядерной энергетики. После аварии на Чернобыльской АЭС проекты новых атомных электростанций были свернуты, текущее строительство заморожено. Атомная отрасль СССР начала стагнировать.

В начале 2000-х годов началось возрождение атомной энергетики России, когда был запущен энергоблок №1 Ростовской АЭС.

Перспективы развития атомной энергетики в России

Сегодня Россия активно работает над совершенствованием уже эксплуатируемых станций и разрабатывает новые уникальные установки: водяные реакторы под давлением, которые являются более надежными и безопасными инструментами для производства электричества, но у них есть недостаток ― ограниченный ресурс урана. Если посмотреть на будущее, то есть реакторы, которые могут использовать весь уран, и тогда горизонт эксплуатации увеличивается на 1000 лет, и Россия является одной из немногих стран, кто реализует не только существующие планы, но и смотрит в будущее. У России есть компетенции, которые она сегодня реализует в ряде уникальных проектов. Проект «Прорыв» является мощным шагом в будущее атомной энергетики, потому что будут реализованы замкнутый ядерный цикл и быстрый реактор нового поколения. Реализация проекта «Прорыв» должна обеспечить лидерство России в мировой атомной энергетике на много десятилетий вперед.

Росатом стремится стать лидером высоких технологий вообще, за пределами атомной энергетики. Согласно стратегии деятельности корпорации «Видение 2030», целевой показатель общей выручки к 2030 году должен достичь 4 трлн рублей, причем новые бизнесы должны приносить больше 40% выручки. А в разработанной Росатомом «дорожной карте» «Технологии новых материалов и веществ» поставлена сложная, но достижимая цель — к 2030 году Россия должна войти в число мировых технологических лидеров по четырем направлениям: полимерные композиционные материалы, аддитивные технологии, редкие и редкоземельные металлы, а также новые конструкционные и функциональные материалы и вещества.

Росатом активно участвует в цифровизации отечественной экономики — является центром компетенций Федерального проекта «Цифровые технологии» Национальной программы «Цифровая экономика». В стратегической области корпорация координирует создание в России в 2024 году компьютера на новых физических принципах, что существенно повысит конкурентоспособность государства в области высокопроизводительных вычислений и безопасности. Росатом также активно работает в сфере, охватываемой дорожной картой по развитию нового индустриального ПО, цель которой — обеспечение технологической независимости России в области промышленного программного обеспечения. В этом направлении ведутся разработка и вывод на рынок цифровых продуктов для различных отраслей: в портфеле Госкорпорации уже содержится более 70 цифровых продуктов, а флагманскими здесь являются система математического моделирования и инженерного анализа «Логос», PLM-система «САРУС», линейка ПО для управления проектами по сооружению объектов крупного капитального строительства «Мульти-Д». С 2021 года Росатом реализует первый российский проект по импортозамещению целого класса промышленного ПО — систем инженерного анализа и математического моделирования (САЕ-класс), а в 2022 году выступил координатором общестранового проекта по созданию российской PLM-системы тяжелого класса.

Росатом активно работает над решением поставленной Президентом РФ Владимиром Путиным задачи — в ближайшие 10 лет обеспечить массовое внедрение технологий искусственного интеллекта (ИИ). На 2023–2025 годы намечены планы использования технологий ИИ по трем направлениям: в нейроморфных системах; для предиктивного моделирования и поддержки принятия решений в технических, промышленных, природных и социальных системах; для профилактической медицины, психодиагностики и биометрии.

В 2024 году построенные Росатомом в нескольких российских регионах центры ядерной медицины должны принять первых пациентов. Ядерная медицина — раздел клинической медицины, который занимается применением радионуклидных фармацевтических препаратов в диагностике и лечении различных заболеваний, в первую очередь онкологических. Преимущество методов ядерной медицины заключается в точности диагностики и высокоэффективном щадящем органосохраняющем лечении.

Снежинский циклотрон, производящий радиофармпрепараты для ПЭТ-диагностики

В планах Росатома на будущее — решение важных задач в рамках национального проекта «Экология». Вот лишь несколько из них, которые планируется решить к 2030 году: переработка на семи производственно-технических комплексах 350 тыс. тонн в год отходов I и II классов опасности и получение востребованных продуктов рециклинга; реализация вторичных ресурсов и вторичного сырья, полученных из отходов на площадке Федеральной государственной информационной системы учета и контроля за обращением с отходами I и II классов опасности (ФГИС ОПВК); завершение работ по ликвидации объектов накопленного экологического вреда на территории РФ и сопредельных государств.

Говоря о будущем, нельзя не сказать про город будущего. Им должен стать созданный по поручению Президента России в Сарове Нижегородской области в 2021 году Национальный центр физики и математики (НЦФМ). Его научной и экспериментальной базой стал Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ (РФЯЦ-ВНИИЭФ).

НЦФМ — научно-исследовательский и образовательный центр, цель которого — подготовка специалистов высшей квалификации по перспективным фундаментальным направлениям физики, математики, вычислительных технологий, компьютерных наук, суперкомпьютерных технологий на основе лучших мировых научных и образовательных практик.

Научную кооперацию с НЦФМ составляют более 50 ведущих научных институтов, научно-исследовательских вузов и наукоемких компаний страны. К 2025 году на территории НЦФМ будет создан новый комплекс из научно-исследовательских корпусов, передовых лабораторий и установок класса «миди-сайенс», к 2030 году — «мега-сайенс».

Задач очень много, и их решение, как ожидается, положительно скажется на развитии отечественной экономики, поможет стране в достижении технологического суверенитета и даже лидерства в мире по каким-то определенным направлениям, как например, в технологиях производства сверхскоростных носителей ядерного оружия. Кроме того, развиваются партнерские отношения с дружественными странами.

Анализ темы с использованием методов циклов и аналогий

Нередко открытие нового фундаментального явления или концепции могут повлечь за собой развитие целой отрасли, имеющей влияние на вид всей эпохи. В истории можно отметить много таких случаев – будь то открытие электричества или возможности извлечения энергии из атомного ядра. Опираясь на циклическую модель исторического развития, можно отметить, что появление подобного рода отраслей является систематическим, и одной из главных отраслей сегодня можно считать информационно-технологическую. Проводя параллели с развитием атомной промышленности нетрудно заметить, как наличие мощной информационной отрасли влияет на политический вес страны. Банковские, промышленные, городские и прочие современные инфраструктуры сегодня все больше полагаются на информационные технологии, все чаще поднимается вопрос информационной безопасности, и не далек день, когда урегулирование военных конфликтов будет упираться не только в вопросы войны атомной, но и информационной.

Обзор музеев, выставок и литературы для изучения исследовательской проблемы атомного проекта СССР и ее экстраполяция для подтверждения гипотезы

Павильон атомной энергии на ВДНХ

Экспозиционная зона «Советский атомный проект» знакомит посетителей с историей становления советской ядерной физики и создания советского атомного оружия.

Открытия начала XX века — электрон, нейтрон, радиация, рентгеновское излучение — перевернули физику. Исследования атома в СССР начали в 30-х годах в Ленинградском физико-техническом институте. К началу Великой Отечественной войны некоторые из ученых уже представляли себе потенциал урана как оружия, но до практической реализации было очень далеко, и исследования приостановили. В разгар Сталинградской битвы советское руководство приняло решение о возобновлении исследовательских работ.

Советским физикам предстояло преодолеть череду проблем, для которых не было готового решения: найти подходящий уран, извлечь и обогатить его, создать из урана не существующий в природе элемент — плутоний и, наконец, создать и испытать бомбу.

Экспозиция показывает все подъёмы и крутые повороты на этом пути. Её пространство организовано таким образом, что становится особенно ясно виден контраст между мирной жизнью советских и американских обывателей и напряжённой атмосферой гонки вооружений. Благодаря оригинальным мультимедийным решениям, артефактам и документальным свидетельствам посетители погружаются в атмосферу эпохи, навсегда изменившей мир. В то время учёные работали над оружием, которое, как это ни удивительно, в итоге привело мир к мысли о необходимости разоружения. Советская «Царь-Бомба», самое разрушительное оружие всех времён, буквально смогла усадить лидеров противоборствующих стран за стол переговоров.

На «Лифте времени» вы попадёте в прошлое и пройдёте по инсталляциям, отсылающим к ключевым этапам проекта — подвалам немецкого уранового завода, Комбинату №817, где нарабатывали оружейный плутоний, и испытательному полигону в Семипалатинске. Вы узнаете, как строился и жил «атомный» город Саров, как собирали первую ядерную бомбу РДС и как мир встретил её появление.

Экспозиция «Гаранты ядерного щита России»

С целью восстановления, сохранения и передачи новым поколениям памяти о первопроходцах советского атомного проекта, основных вехах становления и развития ядерного оружейного комплекса в 2018 году начальником 12 Главного управления Минобороны России генерал-лейтенантом Колесниковым Игорем Анатольевичем было принято решение о создании исторической экспозиции «Гаранты ядерного щита России». Работы по созданию экспозиции велись более трех лет. Специалистами 12 Главного управления и 12 ЦНИИ Минобороны России под руководством кандидата исторических наук Николая Сергеевича Бирюкова были проведены исследования исторических аспектов развития отечественного ядерного оружейного комплекса, собраны уникальные исторические материалы и экспонаты, которые и легли в основу экспозиции. Экспозиция «Гаранты ядерного щита России» расположилась на площади более 1000 м кв. и включает в себя 15 специально оформленных выставочных пространств с индивидуальной тематической направленностью, конференц-зал на 40 посадочных мест и зал для переговоров. Особенностью экспозиции стало гармоничное сочетание материальных и документальных носителей памяти и цифровых интерактивных технологий, способствующих более полной и доступной демонстрации содержания экспозиции.

Музей мировой атомной энергетики в Обнинске

Музей был создан в целях информирования общественности о развитии АЭ и мерах для безопасной эксплуатации АЭС, привлечения и взращивания молодого поколения, передачи им опыта ветеранов. Музей является единым информационным и образовательным пространством, работающим на нескольких площадках, в т.ч. на цифровой основе. В перспективе сформируется единая хронология событий атомной энергетики, история ВАО АЭС, история исправления ошибок, обмен информацией и демонстрация принципов культуры безопасности.

Музей не только формирует и распространяет Информационную базу о мировой атомной энергетике, которая станет виртуальным активом всех центров ВАО АЭС и информационных центров при АЭС. При поддержке партнёров музей создаёт интерактивные экспонаты на разных площадках, готовит книги из серии "Портретная галерея выдающихся деятелей атомной энергетики" (например, про Игнатенко, Иванова, лорда Маршалла и др.). Затем эта продукция распространяется в цифровом и полиграфическом формате.