В последующие годы геологоразведочные работы по поиску урановых месторождений развернулись широким фронтом по всей территории СССР и привели в конце концов к тому, что страна была полностью и с избытком обеспечена урановыми рудами.
Надо отметить, что после организации в 1945 г. Специального комитета под руководством Л.П. Берии и ПГУ под начальством Б.Л. Ванникова 1946 г. стал решающим в истории создания ядерной промышленности. Был сооружен первый московский циклотрон, 25 декабря 1946 г. в 18.00 в Лаборатории № 2 запущен первый опытный физический реактор Ф-1 (без преувеличения можно сказать – любимое детище Курчатова).
Значение пуска физического реактора было велико не только в чисто научном отношении. Как отмечал в своих воспоминаниях М.Г. Первухин: «...пуск реактора вселил уверенность во всех ученых, инженеров и конструкторов, которые работали над ядерной проблемой. Он подтвердил, что мы стоим на правильном пути. Это было очень важно, ибо среди привлеченных к ядерным делам специалистов было немало таких, которые не верили в положительный результат наших усилий. После этого все работы пошли гораздо успешнее и быстрее».
Удачный запуск Ф-1 позволил приступить к проектированию и строительству первого промышленного ядерного реактора на Южном Урале, выдавшем необходимое количество плутония для снаряжения первой ядерной бомбы. Началось строительство первого газодиффузионного завода, хотя к этому времени не было ни изготовлено, ни поставлено специальное оборудование. Все было в проектах и поисках. Но время торопило – пришлось ставить телегу впереди лошади, а отсюда просчеты, провалы и лишние расходы. Но, как известно, в науке часто бывает, что опыт выходит неудачным, тупиковым, но и отрицательный результат – тоже результат, значит, надо идти другим путем. Так получилось, когда пришлось отказаться от многоступенчатой диффузионной машины и перейти на одноступенчатую.
К концу 1946 г. И.В. Курчатов сумел собрать в Центре ядерной науки и техники – Лаборатории № 2 (ЛИПАН) очень серьезный и высококвалифицированный коллектив ученых и инженеров.
1.8. Трудности эксплуатации первого промышленного реактора
Непрерывная работа промышленного реактора (реактора «А») требовала надежной эксплуатации систем управления и защиты, безотказной работы систем контроля температуры и расхода воды в каждом технологическом канале (ТК). В зависимости от распределения мощности по радиусу и высоте активной зоны реактора тепловые нагрузки на урановые блоки сильно различались. Для различных зон реактора устанавливались свои пределы срабатывания от расхода и подачи воды (СРВ и ПРВ соответственно) аварийной защиты – заглушение реактора при недопустимой динамике изменений расхода воды, охлаждающей урановые блоки. Коррозия алюминиевых труб в технологическом канале и оболочек урановых блоков, а также их эрозионный размыв приводили к неприятным факторам, связанным с появлением в воде радиоактивности. Появление влаги в графитовой кладке требовало замены каналов и перегрузки урановых блоков. Наличие влаги в графите изменяло его физические свойства, а при сильном замачивании графитовой кладки реактора могла прекратиться цепная ядерная реакция. Поэтому графит в таком случае требовалось сушить; применение системы воздушной продувки реактора через зазоры графита в ТК затягивало сушку на многие часы. Реактор не работал и не выполнял свои функции наработчика плутония.
Все эти неприятности имели место в первые недели и месяцы эксплуатации реактора. Были случаи и образования так называемых козлов, когда разрушенные по разным причинам урановые блоки спекались с графитом. На реакторе «А» впервые были выявлены такие эффекты, как распухание урана и графита под действием нейтронов. Эти эффекты изучались А.Г. Ланиным, Г.И. Клименковым и другими специалистами Комбината № 817 и институтов под личным руководством сначала И.В. Курчатова, а позднее А.А. Бочвара, С.И. Конобеевского и др.
Крупнейшая авария на реакторе произошла в первые сутки его работы. 19 июня 1948 г. в 24 ч начальник лаборатории «Д» на площадке влагосигнализации зарегистрировал повышенную радиоактивность воздуха. Выяснили, что в ячейке 17—20 (в центре активной зоны) из-за приоткрытого клапана холостого хода в технологическом канале расход охлаждающей уран воды недостаточен. Реактор пришлось остановить, а оставшиеся в графитовой кладке разрушенные урановые блоки частично извлечь, применяя и фрезеровку ячеек. Работы велись до 30 июля 1948 г.