Пуск промышленного уран-графитового реактора стал вторым крупным шагом советской науки в овладении ядерной энергией. Предстояло определить шаг третий. Курчатов не колебался в постановке новой задачи: ведь он сформулировал ее еще до войны. Мы уже отмечали, что довоенная его программа была проникнута духом мира. Лишь ориентация за рубежом на военное использование ядерной энергии заставила советских ученых ради нужд обороны отложить осуществление этой программы. Но как только у нас появился промышленный реактор для получения плутония — до испытания первой советской атомной бомбы оставалось еще больше года, — Курчатов и его сотрудники стали планировать мирное применение цепной реакции.
В юбилейной книге «Атомной энергетике 20 лет», вышедшей в 1974 году, написано: «Развертывание работ по практическому использованию атомной энергии для целей энергетики в Советском Союзе относится к 1948 году. Тогда в ряде научно-исследовательских коллективов, впоследствии значительно выросших и превратившихся в Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова, Институт теоретической и экспериментальной физики, Физико-энергетический институт, обсуждались и разрабатывались несколько вариантов проектов энергетических реакторов. Разработка этих вариантов носила характер поиска возможных путей развития и областей применения энергетических реакторов».
И далее:
«Следует подчеркнуть, что уровень знаний в указанной области в тот период был весьма ограничен. В то время работали лишь низкотемпературные реакторы на природном уране с охлаждением обычной водой. Поскольку энергетический реактор должен работать при высоких температурах, то было ясно, что реакторы подобного типа могут быть созданы только при существенном изменении конструкции».
В первом реакторе Курчатова тепло, как мы видели, было не только бесполезно, но и вредно, да и выделялось его сравнительно немного. В энергетическом реакторе тепло становится целью. Как же получить в уран-графитовом «котле» пар температурой в сотни градусов, способный двигать турбины электростанций? Выход был найден в закономерностях, теоретически предсказанных еще до войны.
Напомним, что еще в 1939–1940 годах Я. Б. Зельдович и Ю. Б. Харитон установили: даже незначительное обогащение урана легким изотопом резко улучшает возможности цепной реакции. В то время о повышении концентрации урана-235 нечего было и думать: нигде в мире не работали заводы по разделению изотопов урана, первый такой завод в Ок-Ридже американцы ввели в строй лишь в 1943 году. Понятно поэтому, что одной из важных забот Курчатова и его помощников наряду со строительством промышленного реактора стало создание разделительного завода. В конце сороковых годов, когда советская промышленность начала производить и чистый изотоп-235 и уран, обогащенный легким изотопом в любом требуемом соотношении, появились предпосылки для конструирования энергетического реактора на обогащенном уране.
В уже цитированной юбилейной книге сказано:
«В результате проработок и анализа научных и технических данных… в феврале 1950 года был выпущен подписанный И. В. Курчатовым, Н. А. Доллежалем и С. М. Фейнбергом отчет, содержавший предварительные проектные материалы по энергетическому уран-графитовому реактору с водяным охлаждением. Физические расчеты были выполнены П. Э. Немировским, а инженерные П. И. Алещенковым».
Там же читаем:
«В августе 1950 года под председательством И. В. Курчатова состоялось рассмотрение исходных данных по проекту реактора и вариантов технологических схем энергетической части АЭС. Обсуждались также возможные способы наиболее эффективного использования тепла, вырабатываемого реактором, в целях выбора параметров пара перед турбиной».
Научным руководителем проекта утвердили Д. И. Блохинцева, директора Обнинского физико-энергетического института, его заместителем — А. К. Красина. Площадку для атомной электростанции выбрали близ села Обнинское (ныне город Обнинск). Строительство станции началось под неусыпным наблюдением Курчатова. Пуск ее состоялся 27 июня 1954 года.
АЭС была невелика. В активную зону реактора загрузили пятьсот пятьдесят тонн урана, обогащенного легким изотопом (до пяти процентов, а в природном уране его лишь семь десятых процента). Температура воды на выходе из реактора составляла двести восемьдесят градусов, на входе в турбину — двести семьдесят, давление — двенадцать атмосфер, электрическая мощность станции — пять тысяч киловатт. Интересно, что такая скромная мощность объяснялась не какими-либо физическими соображениями, а тем, что более крупной свободной турбины у энергетиков не нашлось. Довольно редкий случай, когда не турбина изготовляется для станции, а мощность станции подгоняется под турбину.