オブニンスク原子力発電所 — 世界初の原子力発電所の歴史

1954 年 6 月 27 日、モスクワ近郊のオブニンスク市で、有効出力 5000 kW の世界初の原子力発電所 (NPP-1) が運転開始されました。

天王星は1789年にドイツの化学者マルティン・クラプロスによって発見され、天王星にちなんで命名されました。数十年後の 1951 年 12 月、米国アイダホ州アルコにある EBR-I 増殖実験炉で、原子力発電により初めて、4 つの電球を点灯できる電力が生成されました。ただし、EBR-I は発電するように設計されていません。

オブニンスクの NPP-1 は、商業用に電力を生産する世界初の原子力発電所です。

世界初の原子力発電所

世界初の創造において 原子力発電所 ソ連の主要な研究所、設計局、工場が参加した。この問題の科学的管理は原子力研究所 (IAE) と学者の I. V. クルチャトフ個人によって行われています。 1951 年以来、科学的および技術的管理は物理エネルギー研究所とその所長 D. I. ブロヒンツェフ教授に委託されています。

A.K.クラシン氏は第一副局長。燃料要素（燃料棒）の開発はV.A.マリクが主導しました。原子炉の設計は、学者N.A.ドレザルと彼の側近補佐であるP.I.アレシェンコフが率いるチームによって行われた。最も重要なシステムの 1 つである原子炉制御および保護システムは、ソ連科学アカデミーの相当会員である I. Ya. Emelyanov の指導の下で開発されました。

1950年代のオブニスク原子力発電所の建物

1950年2月、科学者たちはモスクワ地域に30,000kWの熱と5,000kWの電力を生成する実験炉を建設することを提案した。ソ連閣僚理事会は 1950 年 5 月にこのプロジェクトを承認しました。

1950年12月末に原子炉と火力発電所の設計が公表され、翌年末には機器の詳細設計と製作が始まった。建設は 1951 年 7 月に始まりました。

最初の原子力発電所には水黒鉛チャネル炉が選ばれました。その中で減速材はグラファイトであり、水は燃料要素で放出された熱を除去する役割を果たします（ちなみに、水は中性子の減速にも関与します）。

ソビエト連邦。カルーガ地方。オブニンスク。世界初の原子力発電所の原子炉。写真提供：TASS / バレンティン・クノフ

発電用原子炉の基本構造は複雑で高価な技術構造ですが、非常に単純です。

最初の原子力発電所の原型である水黒鉛チャネル炉は、垂直方向の穴が開けられた黒鉛ブロックの積み重ねで構成されています。穴は均一なグリッドを形成します。これらには、燃料要素と制御保護装置 (CPS) を備えた燃料チャネルが含まれています。

グラファイトパッケージは、不活性ガスで満たされた密閉された反応器空間に配置されます。反応器空間は、石積みが置かれる底板、側ジャケット、および石積みの開口部に対応する開口部を有する上部プレートによって形成される。

最初の原子力発電所の燃料要素で放出された熱を除去するために、2 つの循環回路が設けられました。

最初の回路は密閉されています。その中で、水（冷却材）は上から各燃料チャネルに供給され、そこで加熱され、熱交換器（蒸気発生器）に入り、冷却された後、そこでポンプが水を原子炉に戻します。

2 番目の回路では、蒸気発生器で蒸気が生成され、従来のタービンを駆動するため、火力発電所の蒸気ボイラーがエネルギーリアクターに置き換えられます。このため、蒸気を発生する原子力発電所と呼ばれることがあります。

第一原子力発電所の原子炉構造図

現在、最初の原子力発電所の装置は単純かつ平凡に見えます。特に専門家にとっては。しかし、それが作成されたほぼ 70 年前には、計算結果をチェックするためのアナログ、モデル、ベンチは存在しませんでした。

そしてたくさんの質問がありました。一次回路からの水を 128 個の燃料チャネルすべてに、各チャネルからさらに 4 個の燃料電池にどのように分配するか、また、チャネル電力が変化したとき (動作中には避けられない)、この分配はどのように変化するでしょうか?

特に起動時の暖機時や停止時の冷却時、反応器がある供給物から別の供給物に移行するときなど、流路内の水の密度に避けられない変化が再び生じた場合、反応器はどのように動作するのでしょうか?

最初の原子力発電所の運転開始により、これらおよび他の多くの質問に対する回答が得られ、科学者や発電所開発者の期待が完全に裏付けられました。

最初の原子力発電所の設計に関与したソリューションは非常に成功したことが判明し、運転開始から 40 年を経た現在でも科学的および技術的な実験に使用され続けています。

1956 年に、最初の商用原子力発電所であるカルダー ホール 1 が英国の全国送​​電網に接続されました。 1958年、米国初の商業用原子力発電所であるシポート原子力発電所が稼働した。 1964 年、フランス初の発電炉 EDF1 がロワール川のシノンで運転されました。

トムスクのシベリア原子力発電所が稼働するまでの約4年間、オブニンスクはソ連の唯一の原子炉であった。次に送電網に接続されたソ連の原子力発電所は、1964 年の 100 MW ベロヤルスク発電所第 1 号でした。 ロシアの原子力発電所).

ベロヤール原子力発電所とビリビン原子力発電所の第一段階の原子炉は、オブニンスクの原子炉に最も近かった。しかし、根本的な違いもあります。ベロヤルスク原子力発電所では、核による蒸気の過熱が世界で初めて使用されました。

チャネル炉の作成と 10 年間の運転経験により、直列発電炉 RBMK (高出力沸騰炉) のプロジェクトを開発することが可能になりました。その熱スキームは水黒鉛チャネルを備えた原子炉と同じですが、燃料要素は管状ではなく棒状であり、中性子を弱く吸収するジルコニウム合金の裏地が付いています。

18 本のそのような燃料棒は燃料集合体に結合され、ジルコニウム管の上部に取り付けられ、燃料チャネルを形成します。保護装置と制御装置は同じパイプ内で実行されます。

燃料チャネルの設計により、原子炉を停止することなく燃料を再装填することが可能になります（特別な機械を使用）。これは他のほとんどすべてのタイプの原子炉では避けられません。原子炉の出力時稼働時間が増加し、ウラン利用効率が大幅に向上します。

チャンネル型水黒鉛反応器RBMKの構造図

電気容量 1000 MW の最初の RBMK は、1973 年に運転開始されたレニングラード原子力発電所に設置されました。同じ原子炉はチェルノブイリ原子力発電所にも設置されました。

1983 年末、最初の RBMK-1500 がイグナリナ原子力発電所で就役しました。したがって、30 年足らずで原子炉の単位出力は 300 倍に増加しました。 1 台の RBMK-1500 は、GOELRO 計画に基づいて建設されたすべての発電所と同じ容量を備えています。イグナリナ原子炉は数年間世界で最も強力でした。

国際原子力機関によると、現在世界で 443 基の民生用原子炉が稼働しており、さらに 51 基が建設中です。

オブニンスク原子力発電所の主制御盤

オブニンスク原子力発電所は 2002 年 4 月に閉鎖され、廃止されました。つまり、当初の計画よりも 18 年長い 48 年間、何事もなく運転され、その間に発電所のオーバーホールは 1 回だけ行われました。

最初の原子力発電所の重要性は、決して過大評価することはできません。その役割は、原子力エネルギーの開発において、次の発電所のプロジェクトに含まれる技術的解決策の正当化において、高度な資格を持つ人材の訓練において、非常に大きい。

2009 年に、オブニンスク原子力発電所を基にして原子力エネルギー博物館が設立されました。