Nå virker det rart, men bare et tiår etter bombingen av Hiroshima, som viste alle "sjarmene" av stråling, forelsket verden bokstavelig talt seg i atomkraft. Designerne av USSR og USA kom entusiastisk opp med hvilken annen transport å sette atomreaktoren på. I tillegg til atomubåter og isbrytere, som eksisterer i dag, ble atomplan, biler og til og med luftskip designet. Og ingeniørene fra midten av det tjuende århundre drømte alvorlig om kjempetog som ville bli trukket avstanden av et diesellokomotiv med et atomhjerte i tusenvis og tusenvis av kilometer.
Til tundraen på et bredt spor
Hvis vi snakker om virkeligheten, så i motsetning til programmet for å lage atombombere - og USSR til og med testet en spesialdesignet reaktor i luften, gikk ikke historien med å designe kjernefysiske megatog så langt. Verken eksperimentelle modeller av lokomotiver, eller spor som tilsvarer planen ble bygget. Alt stoppet på nivå med utkast. I motsetning til det dypt klassifiserte arbeidet med opprettelsen av de samme atomdrevne flyene, ble ideen om diesellokomotiv drevet av reaktorer fremmet i aviser, bøker og populærvitenskapelige magasiner. Avisen Gudok, publiseringen av USSR Ministry of Railways, skrev i 1956: “Under forholdene i Nord, Fjern Østen og ørkenene i Sentral-Asia er det ikke alltid lurt å elektrifisere nybygde jernbanelinjer. Under disse forholdene er det bedre å bruke atomlokomotiver,som kan fungere autonomt, uten tilførsel av store mengder drivstoff eller andre materialer … Selvfølgelig vil et kjernefysisk lokomotiv være mye tyngre enn et damplokomotiv eller diesellokomotiv med samme kraft. Men hvis et slikt lokomotiv blir sendt til en avsidesliggende motorvei, for eksempel til Arktis, vil den operere der med mellomrom gjennom hele vintersesongen uten ekstra tilførsel. Det er veldig enkelt å gjøre det om til et mobilt kraftverk. I tillegg vil den kunne levere energi til bad, vaskerier, drivhus for dyrking av grønnsaker. "så vil han jobbe der med mellomrom hele vintersesongen uten ekstra forsyninger. Det er veldig enkelt å gjøre det om til et mobilt kraftverk. I tillegg vil den kunne levere energi til bad, vaskerier, drivhus for dyrking av grønnsaker. "så vil han jobbe der med mellomrom hele vintersesongen uten ekstra forsyninger. Det er veldig enkelt å gjøre det om til et mobilt kraftverk. I tillegg vil den kunne levere energi til bad, vaskerier, drivhus for dyrking av grønnsaker."
Men agurksenger i polarsirkelen var selvfølgelig ikke den ultimate drømmen for de som trodde på den lyse fremtiden til jernbaneatomet. Ideen om megatog så mye mer ambisiøs og pretensiøs ut. De skulle bestå av et mektig kjernefysisk lokomotiv og gigantiske vogner, satt på et ultrabredt spor, som ville være 2,5–3 ganger bredere enn standarden som ble vedtatt i vårt land - 1520 mm. Samtidig kan lastekapasiteten til godsvogner av denne klassen være sammenlignbar med kapasiteten til et elvefartøyskip, og passasjerbiler med dobbel dekk ville gi reisende enestående plass og komfort. Bildet som ble presentert på den første spredningen av artikkelen vår, er et kollektivt visuelt bilde av et slikt prosjekt laget av en samtidskunstner.
NPP på hjul
Salgsfremmende video:
Noen ganger hører vi om prosjekter med "atomdamplokomotiver", men selvfølgelig var det ingen som hadde tenkt å rotere hjulene til et lokomotiv med dampkraft. Det var planlagt å bruke elektriske motorer som drivverk for hjulene, som igjen ville bli drevet av et kjernekraftverk som ligger inne i lokomotivet, bygget i henhold til den klassiske ordningen. Som et resultat av en kjernefysisk reaksjon blir det generert varme som overføres til kjølevæsken, og den avgir varme til vannet i dampgeneratoren. Den resulterende dampen strømmer gjennom rør til turbinen, og turbinen på sin side driver akselen til den elektriske generatoren i rotasjon.
Figuren nedenfor viser et diagram av et lokasjonsbil med ett snitt, der både reaktoren, generatoren og de elektriske motorene er inne i et enkelt legeme, bare reaktoren med en varmeveksler er dekket med en biobeskyttelsespartisjon. Det foreligger informasjon om at et tredelingsalternativ også ble vurdert, der en spesiell seksjon, isolert ved biobeskyttelse, koblet til to andre koblere ble tildelt til reaktoren.
Bemerkelsesverdig er antall lokomotivaksler: designerne forutså at den enorme vekten ville tvinge belastningen til å bli jevnere fordelt på banen. Ideen om et tog med en atomreaktor er enkel, og det er ingen grunnleggende hindringer for implementeringen. Men hvorfor sykler vi fremdeles ikke i palassbiler og erobrer de arktiske vidder på kjernefysiske lokomotiver?
Spørsmålet om muligheten for å bygge gigantiske atomdrevne tog deler seg åpenbart i to: muligheten for å bruke kjernekraft i persontransport og den tekniske og økonomiske begrunnelsen for en betydelig utvidelse av jernbanesporet.
Betong og bly
Ingenting hindrer faktisk bruken av forfallsenergien til en atomkjerne i transportindustrien, og dessuten brukes den aktivt. Omtrent 75% av elektrisiteten i Frankrike blir produsert i kjernekraftverk, så de berømte høyhastighets-TGV-togene som drives av elektrisitet fra kontaktledningsnettet kan på en måte betraktes som "atomtog." Men er det mulig eller nødvendig å ta med seg hele kraftverket? Den eneste grunnen til dette er muligheten for langvarig drift av kjøretøyet uten tanking der det ikke er drivstoff og passende infrastruktur. For isbrytere på lange seilaser i arktiske farvann eller ubåter som er på vakt på den andre halvkule, er langsiktig energiautonomi ekstremt viktig. Det ville ikke forstyrre strategiske bombefly eller anti-ubåtfly,som kunne sirkle over havet i flere dager, langt fra hjemmeflyplassen. Imidlertid måtte kjernefly forlates, og av omtrent de samme grunnene som forhindret gjennomføring av lokomotivprosjekter med atomreaktorer. Og hovedårsaken er biologisk beskyttelse.
Lokomotivets kjernereaktor måtte isoleres med et tykt lag bly eller betong, og fra alle sider. Det er umulig å begrense seg til veggen mellom reaktoren og førerhuset - når alt kommer til alt, vil i dette tilfellet dødelig stråling ramme alt som er på sidene av sporet, under broer og på overganger som passerer over sporene. Den totale vekten av slik biologisk skjerming vil være hundrevis av tonn, dessuten ville den ta et betydelig volum. Hvis vi tar i betraktning at kjernefysiske reaktorer opprettet på 1950-tallet selv var store i størrelse, ville størrelsen og vekten på et kjernefysisk lokomotiv ganske enkelt være titanisk. Kanskje av denne grunn begynte designerne umiddelbart å tenke på det faktum at standardsporet måtte byttes ut med et ultrabredt spor. Men er det nok å bare skyve skinnene fra hverandre for å løse dette problemet?
Hvorfor skru løs skinnene
Som Viktor Mikhailovich Bogdanov, rådgiver for direktøren for Scientific Research Institute of Railway Transport, fortalte oss i det siste, et veldig eksotisk prosjekt for bygging av ultrabrede jernbanelinjer i USSR. Forfatterne av ideen foreslo å fjerne to interne skinner på dobbeltsporet jernbane. De resterende ytre skinner ville danne et spor omtrent seks meter bredt!
Til å begynne med ble jernbaner i vårt land utformet med størst overordnede dimensjoner. Hvis i Vest-Europa den maksimalt tillatte belastningen per meter spor er 6 tonn, i USA på de fleste motorveiene - 8,5-9 tonn, så i Russland kan denne verdien nå 12 tonn, forklarer Viktor Mikhailovich. - Sporstrukturer (broer, tunneler, infrastruktur for luftledninger) er også designet for vogner med økte dimensjoner. Det er til og med en viss margin for stor last. Men alt dette er selvfølgelig ikke designet for gigantiske vogner og lokomotiver, som kunne ferdes på en seks meter lang bane. Det er nok å estimere mulig volum og vekt på en slik bil, og det blir klart at ved full belastning (selv med åtte aksler) vil belastningen per meter bane være titalls tonn. Og dette til tross for at egenskapene til stien, vollene, broene vil forbli de samme."
Det er klart at et kjernefysisk megatog ikke bare må legge et bredere spor, men omberegne og skape hele infrastrukturen. Som et resultat av tekniske og økonomiske årsaker ble ideen om å lage et bredt spor fra to vanlige standarder avvist. Mye lenger i utviklingen av ultrabrede sporveier (3000 mm) veier gikk i Nazi-Tyskland (magasinet vårt snakket om dette detaljert i marsutgaven), men også der gikk ikke ting utover designdokumentasjon, og etter sammenbruddet av Hitler-regimet ble denne ideen ikke lenger returnert, med tanke på dens manifestasjon av økonomisk uberettiget gigantomani.
Tsjernobyl.
Nyheter fra sør
Hvis Hiroshima ikke forstyrret kjærligheten som blusset opp for et halvt århundre siden for alt kjernefysisk (bortsett fra bomber, selvfølgelig), forårsaket Tsjernobyl-katastrofen tvert imot en bølge av radiofobi og avvisning av det "fredelige atomet" i verden. Mange blir skremt av tanken om at et sted i nærheten av menneskelige boliger vil en atomreaktor skynde seg langs skinnene. Hva om en katastrofe rammer og lokomotivet kollapser? Hva om denne katastrofen vil bli "hjulpet" av terrorister som absolutt ikke vil gå glipp av muligheten til å komme ut banen foran det raske toget?
Men uansett hvor stor frykten for stråling er, er mennesken mer og mer bekymret for utsiktene for en global energikrise forbundet med mangel på fossilt brensel, samt miljøproblemer som forverres av atmosfærisk forurensning fra brennende hydrokarboner. Derfor kan det ikke utelukkes at fremskritt innen atomteknologier (først og fremst for å sikre deres større sikkerhet) i nær fremtid vil bli årsaken til at interessen for atomtransport blir gjenopplivet.
Nylig utvikles det i forskjellige land i verden nye typer atomreaktorer - kompakte og sikrere enn de eksisterende. Tilbake på 90-tallet kunngjorde det sørafrikanske statlige selskapet Escom sin intensjon om å bygge en såkalt ball-bed modular reactor (PBMR), og nylig (30. januar 2020) ble det kunngjort at selskapet håper å gjenoppta arbeidet med prosjektet. PBMR-modulreaktoren vil ikke ha de vanlige drivstoffstengene. Som brenselceller foreslås det å bruke kuler som består av grafitt, inkludert mikroskopiske inneslutninger av uranoksyd i silisiumkarbidkapsler. En inert gass (helium er best egnet) blir blåst gjennom kulene, som fjerner varmen som genereres under reaksjonen. PMBR tilhører typen høye temperaturreaktorer,og den oppvarmede gassen har tilstrekkelig energi til å direkte lede lavtrykksturbinen eller overføre varme til et annet varmeoverføringsmedium gjennom varmeveksleren. Dette forbedrer effektiviteten til hele systemet.
Men det viktigste i en slik reaktor er høy passiv sikkerhet. I prinsippet kan det ikke være noen overoppheting med en eksplosjon i følge Tsjernobyl-ulykkescenariet, siden et naturlig tilbakemeldingssystem er innebygd i designet. Selv om strømmen av kjølevæske stopper og temperaturen begynner å stige, når en viss verdi er nådd, vil reaksjonen stoppe av seg selv.
Et annet prosjekt av en kompakt, sikker og ikke for dyr atomreaktor ble foreslått av forskere fra Federal University of Rio Grande do Sul (Brasil). Basert på teknologien til en kokende atomreaktor, bruker enheten også drivstoff i form av baller ispedd uranoksyd - imidlertid fungerer vann som et kjølevæske.
Hvis begge disse og mange andre lignende prosjekter bringes til de deklarerte parametere, vil det være mulig å tenke på å bruke mindre og tryggere kjernefysiske enheter i transport. Hvem vet, kanskje er det i Sør-Afrika eller Brasil - et land med lange avstander og en mangeårig interesse for alternative energikilder - at ideen om atomtog likevel vil finne en ny vind.
Forfatter: Oleg Makarov
