Реактор S2W

Реактор S2W — это американский судовой ядерный реактор с водой под давлением (PWR), разработанный компанией Westinghouse Electric Corporation и установленный на первой в мире атомной подводной лодке USS Nautilus (SSN-571). Реактор S2W стал первым в мире серийным образцом судовой ядерной энергетической установки, положив начало эре атомного подводного флота. Обозначение «S2W» расшифровывается по стандартной системе ВМС США: «S» — судовой (Ship), «2» — второе поколение (или второй проект) реакторов для подводных лодок, «W» — разработчик (Westinghouse).

История создания

Разработка реактора S2W началась в рамках программы создания атомной подводной лодки, инициированной после Второй мировой войны. В 1948 году ВМС США поручили компании Westinghouse создание компактной ядерной энергетической установки, способной обеспечить длительное автономное плавание под водой. Проект возглавил адмирал Хайман Риковер (Hyman G. Rickover), который настоял на использовании водо-водяного реактора как наиболее безопасного и надёжного варианта.

Первоначально реактор S2W был разработан как наземный прототип для испытаний, получивший обозначение S1W (прототип на полигоне в Айдахо). После успешных испытаний прототипа в 1953 году началось строительство реактора S2W для установки на USS Nautilus. Реактор был загружен ядерным топливом в 1954 году, а 17 января 1955 года подводная лодка вышла в море на ядерной тяге, впервые в истории передав радиограмму: «Underway on nuclear power».

Конструкция и характеристики

Реактор S2W относится к типу водо-водяных реакторов (PWR), в которых вода выполняет функции как теплоносителя, так и замедлителя нейтронов. Основные конструктивные особенности:

• Активная зона: содержит урановое топливо (обогащение до 20–40% по урану-235) в виде таблеток диоксида урана, заключённых в циркониевые оболочки. Активная зона имеет форму цилиндра диаметром около 1,2 метра и высотой около 1,8 метра.
• Теплоноситель первого контура: вода под давлением около 140 атмосфер (14 МПа), циркулирующая через активную зону и парогенератор. Давление поддерживается компенсатором давления.
• Парогенератор: теплообменник, в котором тепло первого контура передаётся воде второго контура, превращая её в пар.
• Второй контур: пар вращает турбину, соединённую с гребным валом и электрогенераторами. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе, охлаждаемом забортной водой.
• Система управления: контроль цепной реакции осуществляется с помощью стержней из карбида бора, которые вводятся в активную зону для регулирования мощности и аварийной остановки.

Технические характеристики

Применение

Реактор S2W был установлен на единственной подводной лодке — USS Nautilus (SSN-571). В 1958 году Nautilus совершил историческое плавание под арктическими льдами, достигнув Северного полюса. Реактор обеспечивал лодке скорость до 23 узлов (43 км/ч) в подводном положении и неограниченную дальность плавания (ограничение только по запасам продовольствия и экипажа).

После списания Nautilus в 1980 году реактор S2W был демонтирован, а его активная зона отправлена на переработку. В настоящее время корпус реактора находится в экспозиции Музея подводных сил США в Гротоне (Коннектикут).

Значение и наследие

Реактор S2W стал технологическим прорывом, доказавшим возможность использования ядерной энергии на подводных лодках. Его успешная эксплуатация привела к массовому строительству атомных подводных лодок в США, СССР и других странах. Основные уроки, извлечённые из проекта S2W:

• Надёжность: водо-водяные реакторы (PWR) стали стандартом для военно-морских флотов мира благодаря высокой безопасности и простоте управления.
• Компактность: конструкция S2W позволила разместить реактор в корпусе подводной лодки ограниченных размеров, что стало образцом для последующих проектов.
• Обучение экипажей: программа подготовки персонала, разработанная под руководством Риковера, стала основой для всех последующих ядерных программ ВМС США.

Критика и недостатки

Несмотря на успех, реактор S2W имел ряд недостатков, которые были учтены в последующих моделях:

• Короткий срок службы активной зоны: 2–3 года требовали частой перегрузки топлива, что снижало боевую готовность.
• Шумность: насосы первого контура создавали значительный уровень шума, что делало лодку уязвимой для гидроакустического обнаружения.
• Высокая стоимость: строительство и обслуживание реактора обходились в десятки миллионов долларов (в ценах 1950-х годов).

Интересные факты

• Реактор S2W был назван «первым в мире ядерным двигателем для подводных лодок», хотя прототип S1W был запущен на год раньше.
• Во время плавания Nautilus подо льдами реактор работал без сбоев в течение 96 часов, что стало рекордом для того времени.
• После списания реактора его активная зона была использована для исследований по переработке ядерного топлива.

Источники

• Polmar, N. (2001). The Naval Institute Guide to the Ships and Aircraft of the U.S. Fleet. Naval Institute Press.
• Rickover, H. G. (1958). Nuclear Power for the Navy. United States Naval Institute Proceedings.
• History of the USS Nautilus (SSN-571). Submarine Force Library and Museum, Groton, CT.
• Nuclear Reactors for Submarines. Westinghouse Electric Corporation, 1954.