Your browser does not support Javascript, in order to see this website. Please turn it on.

Branduolinės energetikos istorija

Kalbant apie pirmojo branduolinio reaktoriaus atsiradimą, tenka pripažinti, jog grandininė branduolių dalijimosi reakcija pirmiausia buvo naudojama branduoliniam ginklui sukurti. Tai supratę didžiausių pasaulio valstybių mokslininkai apie tokią galimybę informavo savo šalių vadovus, netrukus prasidėjo pirmojo branduolinio giklo sukūrimo lenktynės.

1939 m. vengrų fizikas Leo Szilard‘as kartu su Albert‘u Einstein‘u parašė laišką JAV Prezidentui Roosevelt‘ui, kuriame įspėjo apie nacistinės Vokietijos planus sukurti branduolinį ginklą. Laiško paskatintas Prezidentas 1939 m. pabaigoje įkūrė „Urano komitetą“, jo veiklai remti paskirdamas 6000 JAV dolerių. Reali komiteto veikla prasidėjo 1941 m. gruodžio 6-ąją, kai po Pearl Harbor‘o tragedijos JAV įsitraukė į II-ąjį pasaulinį karą. Prasidėjo branduolinio ginklo sukūrimo projektas, pavadintas kodiniu Manhattan‘o pavadinimu. Tam, kad būtų galima pagaminti branduolinį ginklą, reikėjo gauti plutonio, kurio gavimui ir buvo sukurtas pirmasis branduolinis reaktorius.

Reaktorius buvo sukonstruotas patalpoje, esančioje po Čikagos universiteto stadiono tribūna. Reaktorių sudarė 315 tonų grafito blokų, kurių kiekvieno centre buvo urano rutulys. Grafitas atliko neutronų lėtiklio funkciją (dalijimosi reakcijai gauti reikalingi lėtieji neutronai, kurie gaunami po dalijimosi atsiradusiems greitiesiems neutronams pralekiant per neutronų lėtiklį). Dalijimosi reakcijos valdymui buvo naudojami kadmio, kuris sugeria neutronus, strypai. Strypai buvo įleidžiami į reaktorių, kai reaktoriaus viršuje stovintis žmogus su kirviu nukirsdavo strypus laikančias virves. Kitas reaktoriaus „saugos barjeras“ buvo ant reaktoriaus stovintys žmonės su boro rūgšties kibirais rankose, kurie turėjo būti panaudoti reaktoriaus gesinimui. Šalia dirbo reaktoriaus operatorių grupė, kuri stebėjo reaktoriaus charakteristikas.

„Chicago pile“-pirmasis branduolinis reaktorius

Eksperimentas prasidėjo 1942 m. gruodžio 2 d. ryte 9 val. 45 min. Palaipsniui įleidžiant ir ištraukiant kadmio strypus ir taip reguliuojant neutronų skaičių 15 val. 30 min. buvo gauta save palaikanti branduolių dalijimosi reakcija su neutronų daugėjimo koeficientu k=1. Po 33 minučių „Urano komiteto“ narys, italas fizikas Enrico Fermi nusprendė sustabdyti reaktoriaus darbą. Reaktorius tuo metu pasiekė 200 W galią.

Pirmasis elektros gamybai naudotas reaktorius buvo sukurtas JAV ir pavadintas „eksperimentiniu dauginimo reaktoriumi“ (angl. EBR-Experimental Breeder Reactor). Reaktoriaus kurui buvo naudojamas 94% sodrinimo uranas, reaktorių aušino skysto natrio ir kalio mišinys. Reaktorius pradėjo veikti 1951 m. ir pasiekė 1400 kW šiluminę galią, kurios 200 kW buvo naudojama elektros energijai gaminti.

EBR – pirmasis branduolinis reaktorius elektros energijai gaminti

Prasidėjus Šaltajam karui tarp JAV ir Sovietų Sąjungos, pastaroji šalis stengėsi neatsilikti ir taip pat aktyviai įgyvendino branduolinę programą. Po pirmos termobranduolinės bombos sprogdinimo, kurį 1953 m. rugpjūčio 12 d. atliko Sovietų Sąjunga, branduolinės programos vadovas fizikas Igoris Kurčiatovas pasakė savo garsiąją frazę: „Atominis kardas yra mūsų rankose. Metas pagalvoti apie taikų branduolinės energijos panaudojimą“. Todėl, Sovietų Sąjungos vadovui Josifui Stalinui davus leidimą, buvo pradėta įgyvendinti branduolinės energetikos programa. 1954 m. liepos 27 d. Obninske pradėjo veikti pirmoji atominė jėgainė. Joje veikiantis reaktorius buvo aušinamas vandeniu, neutronų lėtinimui buvo naudojamas grafitas. Reaktorius pasiekė 5 MW elektrinę galią.

Obninsko branduolinis reaktorius veikimo ir remonto metu

 

Vakarų mokslo literatūroje Obninsko jėgainėje pradėjęs veikti reaktorius nelaikomas pirmuoju komerciniu reaktoriumi, skirtu elektros energijos gamybai. Šis reaktorius bet kada galėjo būti nesunkiai modifikuotas plutonio, kuris naudojamas branduoliniam ginklui kurti, gamybai.

Didžioji literatūros dalis branduolinės energetikos taikiems ir komerciniams tikslams gimtadieniu laiko 1953 m. gruodžio 8 d. Šią dieną nuskambėjo JAV Prezidento Eisenhower'io kalba pavadinimu „Atomai taikai“ (angl. ,,Atoms for Peace“). Ši kalba buvo pagrindas Tarptautinės atominės energijos agentūros (TATENA) įkūrimui. Taip, praėjus daugiau nei 10 metų po pirmo reaktoriaus sukūrimo, su branduoline energetika susiję klausimai nustojo būti didžiųjų pasaulio šalių valstybinėmis ir karinėmis paslaptimis.

Pirmoji pasaulyje komercinė atominė jėgainė buvo pradėta statyti 1954 m. rugsėjo mėn. Shippingport‘e (JAV), kuri pradėta eksploatuoti 1957 m. gruodžio 23 d. Jėgainė gamino elektros energiją Pitsburgo miestui. Suslėgto vandens reaktorius pasiekė 230 MW šiluminę ir 60 MW elektrinę galias.