Атомные фантазии полвека спустя
Что из предсказанного в середине прошлого века сбылось, а что и сегодня остается фантастикой? Мы уже писали, почему не удалось построить АЭС с тяжеловодным реактором и чем закончились эксперименты с самолетом на ядерном топливе. В этом номере — пули из калифорния, концепт-кар с говорящим названием WTF и локомотив-атомоход.
Содержание:
УРАНОВАЯ «ПОБЕДА»
«Принципиально возможно построить для автомобилей двигатель, работающий на атомном горючем. Маломощный атомный реактор этого двигателя должен содержать несколько цилиндров с поршнями. Ядерное горючее в газообразном состоянии под давлением вводится в каждый цилиндр. Поршень, перемещаясь, сжимает газ, доводит его объем до такого, что в нем начинается деление ядер. Выделяющаяся при этом энергия с силой выталкивает поршень, объем газа становится больше, реакция в этом цилиндре прекращается. Но зато в то же время в другом цилиндре происходит сжатие газа и начинается цепная реакция. И так поочередно в каждом цилиндре. В результате атомная энергия будет преобразовываться в механическую энергию движения поршней.
Разумеется, придется принять дополнительные меры по предупреждению воздействия вредных излучений. Но зато какие исключительные данные имел бы автомобиль с атомным двигателем! На 200 тыс. км пути при мощности, одинаковой с двигателем «Победы», он расходовал бы всего 12 г урана, в то время как «Победа» требует свыше 20 т бензина».
Петр Асташенков «Атомная промышленность» (М., Воениздат, 1956)
Что сбылось: на Всемирной ярмарке 1963 года компания Ford произвела фурор, представив концепт-кар Ford Seattle-ite XXI. Предлагалось множество новинок: от системы компьютерной навигации (прообраз GPS) до силовой установки на топливных элементах с возможностью замены на компактный атомный двигатель по типу описанного Петром Асташенковым.
Модель Ford Nucleon — еще одного авто с ядерным реактором
Вернулся к этой затее в 2009 году американский художник-дизайнер Лорен Кулесус. К 100-летию Cadillac он сконструировал футуристический концепт-кар с кузовом купе. Автор предлагает использовать двигатель с ядерным реактором на тории — торий предпочтительнее урана и плутония: это элемент не такой редкий и не такой опасный с точки зрения распространения ядерного оружия. Назвал Кулесус свой автомобиль Cadillac World Thorium Fuel — WTF. Дизайнер мыслит масштабно: его машина может подпитывать электросети и быть подвижным зарядным устройством для, например, электромобилей. Срок службы без перезарядки топливом определен в 100 лет. Одна незадача — ториевый движок пока так и не появился.
АРКТИЧЕСКИЙ «МОБИ ДИК»
Крейсер проекта 941 «Акула»
«В Англии разработан проект атомного подводного судна-рудовоза «Моби Дик» водоизмещением 50 тыс. т. На судне длиной 185 м и диаметром корпуса 22 м предполагается установить реактор кипящего типа. Мощность главных двигателей, равная 75 тыс. лошадиных сил, обеспечит длительное плавание под водой на глубине до 100 м со скоростью 25 узлов (46 км/ч. — «СР»). За один рейс подводное судно будет перевозить 28 тыс. т железной руды или нефти. Предназначено оно для плавания между Англией и Канадой подо льдами Арктики.
В Японии ведутся работы по созданию атомного подводного танкера водоизмещением 65 тыс. т. На танкере предполагается установить реактор, охлаждаемый водой под давлением, и паровые турбины мощностью 25 тыс. лошадиных сил».
Анатолий Анзин «Атом — двигатель» (М., Воениздат, 1964)
Что сбылось: эти проекты осуществлены не были. Проведенные в 1970-е годы исследования показали, что создание транспортной атомной подводной лодки гражданского назначения может считаться экономически оправданным при водоизмещении не менее 100 тыс. т (что соответствует американскому атомному авианосцу) и скорости порядка 40 узлов (74 км/ч). А это потребует оснащения ее энергоустановкой мощностью 270–400 тыс. лошадиных сил, что пока является фантастикой.
Брошюра о рудовозе «Моби Дик»
В свое время появились предложения об использовании выводимых из состава ВМФ России атомных субмарин в качестве подводного транспорта арктических морей. Так, замышлялось переоборудовать самые крупные в мире тяжелые атомные подводные ракетные крейсеры проекта 941 «Акула» в рудовозы. Однако очевидная нерентабельность использования в данном качестве «водовозов» (так прозвали флотские острословы эти лодки из-за неимоверного количества принимаемой ими при погружении балластной воды) априори похоронила экзотическую задумку.
ЕЩЕ РАБОТАТЬ И РАБОТАТЬ
Вариант конструкции ядерного ракетного двигателя
«Предполагают, что в ракете, стартующей с космической станции, будут применяться наиболее легкие по весу высокотемпературные реакторы на быстрых нейтронах, охлаждаемые жидкими металлами с последующей передачей тепла рабочему веществу. Таким образом могут быть обеспечены длительные полеты в космическом пространстве. Для создания ядерных ракетных двигателей понадобится много лет напряженной работы ученых и инженеров различных областей науки и техники, при этом ядерная энергетика должна достигнуть более высокого уровня своего развития. Ведь для того чтобы обеспечить тягу хотя бы 900 т, потребуется установить реактор мощностью 40 млн кВт, в то время как мощность крупнейших современных реакторов на атомных электростанциях не превышает 1 млн кВт».
Анатолий Анзин «Атом — двигатель» (М., Воениздат, 1964)
Что сбылось: с 1958 года ядерный ракетный двигатель в соответствии с правительственным постановлением разрабатывался в СССР. Он получил обозначение РД‑0410 (разработчики — воронежское Конструкторское бюро химавтоматики, Курчатовский институт и обнинский ФЭИ). Реактор РД‑0410, топливом для которого служил карбид урана, а рабочим телом водород, испытывался на Семипалатинском полигоне в 1978–1981 годы. Испытания показали, что непреодолимых технических препятствий на пути создания космической ракеты с ядерным ракетным двигателем не оставалось. Рассматривалась также возможность создания боевых межконтинентальных баллистических ракет с ЯРД (правда, рабочим телом в этом случае должен был служить аммиак). Задачей пытались было «нагрузить» коллектив Королева, но дело дальше эскизного проекта не пошло.
ФАНТАСТИЧЕСКИЙ КАЛИФОРНИЙ
«Калифорний‑254 — радиоактивный элемент, занимающий в таблице Менделеева 98-ю клетку, — в природе не существует. Его период полураспада — 56 дней. Человек сумел получить этот элемент, облучая уран‑238 огромным потоком нейтронов во время ядерных испытаний (а также в ядерных реакторах. — «СР»). Изучение калифорния чрезвычайно увлекательно, так как он самопроизвольно делится и после каждого деления испускает более трех вторичных нейтронов. Вследствие этого его критическая масса настолько мала, что могла бы уместиться в ружейной пуле. Если смешать калифорний‑254 с веществом, которое жадно поглощало бы нейтроны и плавилось при температуре 100 °C, можно было бы получить критическую массу при взрыве ядерной пули. Но все это, к счастью, лишь научная фантастика».
Maurice Nahmias «Science, défense, dissuasion» (Paris, 1967); в русском переводе вышла в издательстве «Мир» в 1969 году под названием «Наука и оборона»
Что сбылось: что для французских ученых научная фантастика, для русских — фантастическая быль. Ходят слухи, что ядерные пули из 254-го изотопа калифорния разрабатывались в Советском Союзе для патронов автоматического оружия калибра 7,62 мм. Из таких атомных пулеметов можно было уничтожать танки (достаточно попадания всего одной пули) и мощные укрепления — тротиловый эквивалент при взрыве пули составлял бы 0,1–0,7 кт.
Однако хранение таких боеприпасов требовало специальных термостатических холодильников, а главное — нестабильность калифорния‑254 не позволяла создавать долговременные запасы стрелковых боеприпасов на его основе, что и привело к отмене программы их разработки. Если, конечно, таковая на самом деле велась.
НА АТОМНОМ ПАРУ
«Более чем возможно», — говорится в буклете об атомном локомотиве
«Согласно одному из проектов, атомовоз — локомотив будущего — должен весить 300 т, что вдвое больше, чем современные крупные паровозы. Его длина — 50 м, высота — 5 м. На локомотиве предполагается применить реактор с раствором урановой соли в воде, содержащим 9 кг урана‑235. Слой защиты от атомных излучений будет иметь толщину 1,2 м. Пар, образовавшийся за счет тепла реактора, поступает на турбину, вращающую электрогенераторы. Ток от них поступает на 12 тяговых двигателей мощностью по 600 лошадиных сил каждый. Предполагаемый расход горючего такого атомовоза — 15 г на 1 тыс. км пробега».
Петр Асташенков «Атомная промышленность» (М., Воениздат, 1956)
Что сбылось: в Советском Союзе во второй половине 1950-х годов действительно разрабатывался такой атомный локомотив. Предусматривалось его использование в отдаленных районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, в том числе в качестве мобильной электростанции для небольших населенных пунктов.
Проект не был реализован по экономическим причинам. Массогабаритные характеристики тогдашней реакторной техники потребовали бы строительства новых железнодорожных путей особо широкой колеи и инфраструктуры, что было невозможно без значительных затрат.
В 1980-е годы подобный атомовоз, но уже для обычной колеи, в нашей стране задумали создать для боевых железнодорожных ракетных комплексов «Молодец» — специальных поездов с межконтинентальными баллистическими ракетами РТ‑23УТТХ в пусковых вагонах, замаскированных под рефрижераторные. Однако и здесь до реализации дело не дошло, и такие хитрые составы тянули за собой обычные тепловозы. А потом эти комплексы и вовсе были ликвидированы согласно российско-американским договоренностям по сокращению стратегических вооружений.
