На месте демонтированного реактора БР-2 был создан новый быстрый исследовательский реактор БР-5.

В качестве теплоносителя в нём был использован жидкий натрий в первом контуре и натрий-калий во втором, а в качестве топливного материала для первой загрузки — PuO₂. Проектирование, изготовление оборудования, строительные и пусконаладочные работы были завершены в срок менее четырёх лет; в 1959 году БР-5 достиг проектной мощности 5 МВт (тепловых) и был сдан в эксплуатацию 27 января 1959 г.

Перед реактором БР-5 была поставлена основная задача проверить на практике и по возможности определить оптимальные решения по основным элементам реакторных установок: активной зоне, оборудованию первого и второго контуров, схемам контроля и управления и многому другому. Поэтому расширенное воспроизводство плутония в БР-5 не предусматривалось.

Основные параметры реактора:

• топливо – двуокись плутония (первоначальное), загрузка около 50 кг;
• диаметр тепловыделяющего элемента 4 мм, размер активной зоны 280×280 мм;
• максимальный поток нейтронов в центре активной зоны 8·10¹⁴ н/(см²·с);
• максимальная энергонапряженность 500 кВт/л;
• максимальный тепловой поток на оболочке твэл 1,2·10⁶ ккал/(м²·ч);
• средняя температура натрия на выходе из активной зоны 500 °С.

На реакторе БР-5 решались следующие основные задачи:

• Испытание отдельных образцов тепловыделяющих элементов и активных зон на их основе для промышленных реакторов в условиях, близких к рабочим.
• Получение опыта работы многоконтурной системы с жидкометаллическим теплоносителем и испытание оборудования.
• Изучение кинетики энергетических систем на быстрых нейтронах.
• Проведение ядерно-физических и материаловедческих исследований в интенсивных потоках быстрых нейтронов.

Реактор БР–5 дал возможность получить первые принципиальные данные по физике, технологии радиоактивного натрия, работоспособности твэлов и другие данные, необходимые для разработки быстрых энергетических реакторов с натриевым охлаждением.

За цикл исследований в области физики ядерных реакторов на быстрых нейтронах сразу же после пуска БР-5 в 1960 году ученым ФЭИ А.И. Лейпунскому, О.Д. Казачковскому, И.И. Бондаренко, Л.Н. Усачеву была присуждена Ленинская премия.

Основные даты

• 1956 год – разработка технического задания на проектирование реактора БР-5.
• 1956–1957 годы – создание проекта реактора БР-5.
• 1957–1958 годы – производство и монтаж оборудования БР-5 в здании закрытого реактора БР-2.
• 25 июля 1958 года – физический пуск реактора БР-5 без теплоносителя.
• 27 января 1959 года – физический пуск реактора БР-5 с теплоносителем, дата начала эксплуатации реактора.
• 21 июля 1959 года – выход на проектную мощность 5 МВт (тепловых).