Подкиньте атома втопку!

Подкиньте атома втопку!

    Монстр на рельсах Односекционный локомотив, в котором и реактор, и генератор, и электромоторы расположены в единого кузова

В тундру по широкой колее

В случае если сказать о действительности, то в отличие от программы создания ядерных бомбардировщиков — а СССР кроме того испытывал в воздухе намерено сконструированный реактор, — история проектирования ядерных мегапоездов зашла не так на большом растоянии. Не были выстроены ни экспериментальные образцы локомотивов, ни соответствующие плану пути. Все остановилось на уровне эскизных проектов.

Наряду с этим, в отличие от глубоко засекреченных работ по созданию того же самолета на ядерной тяге, мысль тепловозов, питающихся от реакторов, пропагандировалась в газетах, книгах и научно-популярных изданиях. В газете «Гудок» — печатном органе Министерства путей сообщения СССР — во второй половине 50-ых годов двадцатого века писали: «В условиях Севера, пустынь и Дальнего Востока Центральной Азии не всегда целесообразно электрифицировать снова строящиеся ЖД линии.

В этих условиях лучше использовать ядерные локомотивы, каковые имели возможность бы трудиться самостоятельно, без подвоза громадных количеств горючего или других материалов Само собой разумеется, ядерный локомотив будет существенно тяжелее паровоза либо тепловоза той же мощности. Но в случае если таковой локомотив направить на отдаленную магистраль, к примеру в Арктику, то он будет трудиться в том месте с перерывами в течение целого зимнего сезона без дополнительного снабжения. Его весьма легко перевоплотить в подвижную электростанцию.

Помимо этого, он сможет снабжать энергией бани, прачечные, парники для выращивания овощей».

Но огуречные грядки за полярным кругом, очевидно, не были пределом мечтаний для тех, кто верил в яркое будущее ЖД атома. Куда более масштабно и пафосно смотрелась мысль мегапоездов. Они должны были складываться из могучего гигантских вагонов и атомного локомотива, поставленных на сверхширокую колею, которая в 2,5−3 раза превышала бы по ширине принятый у нас стандарт — 1520 мм.

Наряду с этим грузовместимость товарных вагонов этого класса имела возможность бы быть сравнима с подобным показателем речного грузового судна, а двухэтажные пассажирские вагоны внесли предложение бы путникам комфорт и небывалый простор. Картина, представленная на первом развороте отечественной статьи, представляет собой выполненный современным живописцем собирательный визуальный образ для того чтобы проекта.

АЭС на колесах

Время от времени приходится слышать о проектах «ядерных паровозов», но конечно же никто не планировал вращать колеса локомотива силой пара. В качестве привода для колес планировалось применять электродвигатели, каковые со своей стороны запитывались бы от находящейся в локомотива АЭС, выстроенной по классической схеме. В следствии ядерной реакции вырабатывается тепло, которое передается теплоносителю, а он отдает тепло воде в парогенераторе.

Образующийся пар поступает по трубам к турбине, а турбина со своей стороны приводит во вращение вал электрогенератора.

На рисунке внизу продемонстрирована схема односекционного локомотива, в котором и реактор, и генератор, и электромоторы находятся в единого кузова, лишь реактор с теплообменником прикрыты перегородкой биозащиты. Имеется сведения о том, что рассматривался и трехсекционный вариант, в котором для реактора была выделена особая, изолированная биозащитой секция, соединенная с двумя вторыми сцепкой.

Привлекает внимание количество осей локомотива: проектировщики предвидели, что его громадный вес вынудит более равномерно распределять нагрузку на пути.

Мысль поезда с ядерным реактором несложна, и для ее реализации нет никаких препятствий фундаментального характера. Но отчего же тогда мы до сих пор не ездим в вагонах-дворцах и не покоряем арктические просторы на ядерных локомотивах?

Разумеется, что вопрос о целесообразности строительства огромных поездов на ядерной тяге распадается на два: о возможности применения ядерной энергии в пассажирском транспорте и о технико-экономической оправданности большого расширения колеи ЖД пути.

свинец и Бетон

Фактически, нет ничего, что мешает применять энергию распада ядра атома в транспортной индустрии, и более того, она широко применяется. Приблизительно 75% электричества во Франции вырабатывается на АЭС, так что известные скоростные поезда TGV, питающиеся электричеством из контактной сети, возможно в каком-то смысле вычислять «ядерными поездами». Но возможно либо необходимо ли возить всю электростанцию с собой?

Единственный аргумент за — это возможность долгосрочной эксплуатации транспортного средства без дозаправки в том месте, где нет подходящей инфраструктуры и топлива. Для ледоколов, совершающих долгие вояжи в арктических водах, либо подводных лодок, находящихся на боевом дежурстве в другом полушарии, долгосрочная энергетическая автономность очень важна.

Не помешала бы она и стратегическим бомбардировщикам либо противолодочным самолетам, каковые имели возможность бы днями кружить над океаном далеко от аэропорта базирования. Но от ядерных самолетов было нужно отказаться, причем приблизительно по тем же обстоятельствам, каковые помешали реализоваться проектам локомотивов с ядерными реакторами. И основная обстоятельство — биологическая защита.

Ядерный реактор локомотива было нужно бы изолировать толстым слоем свинца либо бетона, причем со всех сторон. Ограничиться стенкой между кабиной машинистов и реактором запрещено — так как при таких условиях убийственное излучение будет поражать все, что находится по сторонам от колеи, под мостами и на проходящих над дорогами эстакадах. Неспециализированный вес таковой биологической защиты составил бы много тысячь киллограм, к тому же она занимала бы большой количество.

В случае если же учесть, что ядерные реакторы, создававшиеся в 1950-х, сами по себе отличались громадными габаритами, то вес и размеры ядерного локомотива были бы легко титаническими. Быть может, как раз по данной причине проектировщики сходу стали задумываться о том, что стандартную колею нужно будет заменить сверхшироким методом. Но достаточно ли для ответа данной задачи рельсы?

Для чего развинчивать рельсы

Как поведал нам советник директора ОАО «НИИ ЖД транспорта» Виктор Михайлович Богданов, в прошлом вправду обсуждался очень экзотический проект устройства в СССР сверхшироких ЖД магистралей. Авторы идеи предлагали на двухпутных железных дорогах снимать по два внутренних рельса.

Оставшиеся внешние рельсы образовали бы собой колею шириной около шести метров! «Изначально у нас железные дороги проектировались с громаднейшими габаритными возможностями. В случае если в Западной Европе максимально максимальный вес на метр пути равна 6 т, в Соединенных Штатах на большей части магистралей — 8,5−9 т, то в Российской Федерации это значение может быть около 12 т, — растолковывает Виктор Михайлович. — Под вагоны увеличенных габаритов спроектированы и путевые сооружения (мосты, тоннели, инфраструктура контактной сети).

Существует кроме того определенный запас для негабаритных грузов. Но все это, очевидно, не вычислено на локомотивы и гигантские вагоны, каковые имели возможность бы ездить по шестиметровой колее. Достаточно оценить вес и возможный объём для того чтобы вагона, и станет ясно, что при полной загрузке (кроме того при наличии восьми осей) нагрузка на метр пути составит десятки тысячь киллограм. И это при том, что свойства пути, насыпей, мостов останутся прошлыми».

Разумеется, что для ядерного мегапоезда было нужно бы не просто прокладывать более широкую колею, но заново просчитывать и создавать всю инфраструктуру. В итоге по техническим и экономическим соображениям мысль создания одной широкой колеи из двух стандартных была отклонена. Значительно дальше в области разработки сверхширококолейной (3000 мм) дороги зашли в нацистской Германии (об этом отечественный издание детально говорил в мартовском номере), но и в том месте дело не пошло дальше проектной документации, а по окончании провала гитлеровского режима к данной идее больше не возвращались, сочтя ее проявлением экономически необоснованной гигантомании.

Новости с юга

В случае если Хиросима не помешала вспыхнувшей полвека назад любви ко всему ядерному (не считая бомб, очевидно), то чернобыльская трагедия, наоборот, позвала в мире неприятия мирного и волну «радиофобии атома». Многих пугает сама идея о том, что где-то рядом с людскими жилищами будет носиться по рельсам ядерный реактор. Что, в случае если произойдёт локомотив и катастрофа разрушится?

Что, в случае если данной трагедии «окажут помощь» террористы, каковые точно не потеряют возможности разобрать путь перед спешащим поездом?

Но как бы ни был велик ужас перед радиацией, человечество все больше тревожат возможности глобального энергетического кризиса, связанного с недостатком ископаемого горючего, и неприятности внешней среды, каковые усугубляются загрязнением воздуха в следствии сжигания углеводородов. Исходя из этого нельзя исключить, что прогресс в области ядерных разработок (прежде всего в вопросах обеспечения их большей безопасности) станет в недалеком будущем обстоятельством восстановления интереса к ядерному транспорту.

Сейчас в различных государствах мира ведутся разработки новых типов ядерных реакторов — компактных и более надёжных, чем сейчас существующие. Пара лет назад южноафриканская госкомпания Escom объявляла о намерении выстроить так называемый модульный реактор с шариковой засыпкой (PBMR). В нем не будет привычных стержней с ТВЭЛ.

В качестве топливных элементов в реакторе предполагается применять шарики, складывающиеся из графита, включающего в себя микроскопические вкрапления оксида урана в капсулах из карбида кремния. Через шарики продувается инертный газ (оптимальнее подходит гелий), что отводит тепло, появляющееся на протяжении реакции.

PMBR относится к типу высокотемпературных реакторов, и разогретый газ владеет достаточной энергией, дабы конкретно приводить в перемещение турбину низкого давления либо передавать тепло второму теплоносителю через теплообменник. Это существенно повышает КПД всей совокупности.

Но основное в таком реакторе — высокая пассивная безопасность. Никакого перегрева со взрывом по сценарию чернобыльской аварии в нем не может быть в принципе, поскольку в конструкцию встроена совокупность естественной обратной связи. Кроме того в случае если поступление охлаждающего газа закончится и температура начнет расти, то при достижении определенного ее значения реакция остановится сама собой.

Второй проект компактного, надёжного и не через чур дорогого ядерного реактора предложен учеными Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул (Бразилия). Имея в базе разработку кипящего ядерного реактора, устройство кроме этого применяет горючее в виде шариков с вкраплениями оксида урана — действительно, в качестве охладителя выступает вода.

В случае если оба эти и многие другие подобные проекты будут доведены до заявленных параметров, возможно будет поразмыслить и об применении менее габаритных и более надёжных ядерных устройств в транспорте. Кто знает, быть может, как раз в Южной Африке либо в Бразилии — стране с давним интересом и большими расстояниями к экологически чистым источникам энергии — мысль ядерных поездов получит второе дыхание.

Для кругосветного полета

В 18 милях от города Арко (штат Айдахо, США) прямо под открытым небом стоят два двигателя X-39. Это настоящие ядерные моторы для стратегических бомбардировщиков, проектировавшихся в Соединенных Штатах в середине 1950-х. Предполагалось, что ядерные самолеты смогут летать со скоростью приблизительно 750 км/ч на дальность до 48 000 км. Для опробований был намерено переоборудован винтовой стратегический бомбардировщик B-36.

С 1955 по 1957 год он совершил 47 полетов с трудящимся (но не подключенным к двигателям) реактором на борту. Сейчас площадка с двигателями считается национальным музеем, но доступ в том направлении разрешен лишь туристическим группам, складывающимся из американцев старше 16 лет.

Ядерная Тачка

    Еще одно дитя наивной веры во всемогущество атома — ядерный автомобиль Ford Nucleon — поражает воображение как минимум не меньше, чем мысль мегапоезда.

Во второй половине 50-ых годов XX века Ford показал концепт (в виде уменьшенного макета), что был призван стать олицетворением американского образа судьбы в ярком ядерном будущем. В кормовой части Nucleon (так и хочется сообщить «в багажнике») предполагалось поместить силовую установку, складывающуюся из реактора, парогенератора и двух паровых турбин. Одна турбина приводила в перемещение колеса, вторая — вращала вал электрогенератора.

Пользы казались очевидными. Нет чадящих выхлопных труб. Нет рева бензинового двигателя (отыщем в памяти, что в те времена автомобильные моторы были куда голосистее собственных нынешних негромких собратьев).

На одной «заправке» ядерного горючего (под ним подразумевался уран) машина, как думалось инженерам, имела возможность преодолеть не менее 5000 миль. А что дальше? Дальше необходимо было легко заехать на особую станцию, где реактор, имеющий модульную конструкцию, сняли бы и поставили на его место совершенно верно такой же, лишь снова заправленный ураном.

Более того, обладатель имел возможность бы по собственному усмотрению выбрать один из нескольких моделей ядерной силовой установки, любая из которых была бы приспособлена под определенный тип езды (динамичный, экономичный и т. д.).

При отработанной технологии заправка заняла бы не намного больше времени, чем профилактический заезд на автосервис. А позже в первых рядах опять 5000 миль. По окончании начала серийного выпуска ядерных машин сеть заправочных станций должна была раскинуться по всей Америке, неспешно заменяя собой простые АЗС.

Дизайн концепта был выполнен в футуристическом ключе и вызывал в памяти транспортные средства суперменов из комиксов. Но, одна особенность дизайна имела очевидно функциональный суть. Пассажирская кабина Nucleon вынесена на большом растоянии вперед, практически за переднюю ось.

Сделано это чтобы, во-первых, расширить расстояние между реактором и сидящими в автомобиле людьми, а во-вторых, посредством рычага создать противовес тяжелой кормовой части автомобиля и ослабить тем самым нагрузку на заднюю ось.

Авторы проекта Nucleon собирались применять на своем концепте ядерный реактор той же конструкции, что использовался на подводных лодках ВМС США, лишь, конечно, масштабированный до габаритов автомобиля . Инженеры были уверены, что прейдет скоро появление миниатюрных реакторов, и новых материалов, каковые окажут помощь сделать биозащиту уже, а основное — легче.

Тут они, но, ошибались — ничего аналогичного создано не было, и Ford Nucleon занял скоро почетное место в последовательности уникальных, но фактически неисполнимых проектов. Современные же люди, просматривая о фантастических идеях прошлого, большей частью задаются вопросами наподобие: «а вот если бы на перекрестке столкнулись два ‘нуклеона’, собралась бы около них привычная масса людей зевак? Либо, напротив, район аварии вмиг стал бы самым пустынным местом в городе?»

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№73, ноябрь 2008).

<

h4>

Желаешь я научу тебя отжиматься!? Лето в городе: фитнес либо пиво? Алла Михеева Металлического мира 🙂

Статьи, которые будут Вам интересны: