Most furcsának tűnik, de csak egy évtizeddel a Hirosima bombázása után, amely megmutatta a sugárzás minden „varázsa”, a világ szó szerint beleszeretett az atomenergiabe. A Szovjetunió és az Egyesült Államok tervezői lelkesen gondolkodtak azon, hogy milyen egyéb szállítási módot kell elhelyezni az atomreaktor számára. A mai napig létező nukleáris tengeralattjárók és jégtörők mellett nukleáris repülőgépeket, autókat és még léghajókat is terveztek. És a huszadik század közepének mérnökei komolyan álmodtak az óriási vonatokról, amelyeket egy atomszívű ezer és ezer kilométer távolságra húzna a távolba.
Az tundrához széles pályán
Ha a valóságról beszélünk, akkor ellentétben a nukleáris bombázók létrehozásának programjával - és a Szovjetunió még a levegőben egy speciálisan kialakított reaktort kipróbált - a nukleáris megavonat tervezésének története nem ment ilyen messzire. Sem a mozdonyok kísérleti modelljeit, sem a tervnek megfelelő pályákat nem építették fel. Minden megállt a tervezet tervezetének szintjén. Ugyanakkor, ellentétben az azonos atommotoros repülőgépek létrehozásának mélyen besorolt munkájával, az újságokban, a könyvekben és a népszerű tudományos folyóiratokban a reaktorokkal működtetett dízelmozdonyok elgondolását támogatták. A Szovjetunió Vasúti Minisztériumának kiadványa, a Gudok újság 1956-ban írta: „Északi, Távol-Kelet és Közép-Ázsia sivatagjainak körülményei között nem mindig ajánlott az újonnan épített vasútvonalak villamosítása. Ilyen körülmények között jobb nukleáris mozdonyokat használni,amelyek önállóan működhetnek, nagy mennyiségű üzemanyag vagy más anyag ellátása nélkül … Természetesen a nukleáris mozdony sokkal nehezebb lesz, mint az azonos teljesítményű gőzmozdony vagy dízelmozdony. De ha egy ilyen mozdonyt eljuttatnak egy távoli autópályára, például az Északi-sarkvidékre, akkor az egész téli szezonban szakaszosan működik, további ellátás nélkül. Nagyon könnyű mobil erőművé alakítani. Ezen felül energiaellátást nyújt fürdőkhöz, mosodákhoz és üvegházakhoz zöldségtermesztéshez.akkor a téli szezonban szakaszosan dolgozik, kiegészítő ellátás nélkül. Nagyon könnyű mobil erőművé alakítani. Ezen felül energiaellátást nyújt fürdőkhöz, mosodákhoz és üvegházakhoz zöldségtermesztéshez. akkor a téli szezonban szakaszosan dolgozik, kiegészítő ellátás nélkül. Nagyon könnyű mobil erőművé alakítani. Ezen felül energiaellátást nyújt fürdőkhöz, mosodákhoz és üvegházakhoz zöldségtermesztéshez.
De a sarkköri uborkaágyak természetesen nem voltak a legfontosabb álmok azok számára, akik hitték a vasúti atom fényes jövőjét. A nagyvonatok gondolata sokkal ambiciózusabb és igényesebbnek tűnt. Állítólag egy hatalmas nukleáris mozdonyból és óriási kocsikból álltak, amelyeket egy ultra széles pályára állítottak, amely 2,5-3-szor szélesebb lenne, mint az országunkban elfogadott szabvány - 1520 mm. Ugyanakkor az ebbe az osztályba tartozó tehergépkocsik teherbírási képessége hasonló lehet a folyami teherhajók teherbírásához, és a kétszintes személygépkocsik példátlan helyet és kényelmet kínálnak az utasok számára. A cikk első terjesztésén bemutatott kép egy kortárs művész által készített ilyen projekt kollektív vizuális képe.
Atomerőmű a kerekeken
Promóciós videó:
Időnként hallhatunk "atomi gőzmozdonyok" projektjeiről, de természetesen senki sem akart forgatni egy gőzmozdony kerekeit. A tervek szerint a kerekek meghajtására villamos motorokat kellene használni, amelyek viszont a klasszikus sémának megfelelően épített mozdony belsejében lévő atomerőműtől származnának. Egy nukleáris reakció eredményeként hő képződik, amelyet a hűtőfolyadékba juttatnak, és hőt bocsát ki a gőzfejlesztő vízében. A kapott gőz csöveken keresztül áramlik a turbinához, és a turbina viszont forgatva hajtja az elektromos generátor tengelyét.
Az alábbi ábra egy egyrészes mozdony vázlatát mutatja, amelyben mind a reaktor, mind a generátor, mind az elektromos motorok egyetlen test belsejében vannak, csak a hőcserélővel ellátott reaktor van borítva biovédő válaszfallal. Információk vannak arról, hogy egy három szakaszos opciót is fontolóra vették, amelyben a reaktor számára biológiai védelemmel elkülönített, két másik csatolóhoz csatlakoztatott szakaszt osztottak ki.
Figyelemre méltó a mozdonytengelyek száma: a tervezők előre láthatták, hogy hatalmas súlya a teher egyenletesebb eloszlását kényszeríti a pályán. Egy atomreaktorú vonat elképzelése egyszerű, és megvalósításának nincs alapvető akadálya. De akkor miért nem lovagolunk még mindig palota kocsikkal és meghódítottuk a sarkvidéki kiterjedéseket a nukleáris mozdonyokon?
Nyilvánvaló, hogy az óriás atomos hajtású vonatok építésének megvalósíthatósága két részre oszlik: a nukleáris energia felhasználásának lehetősége az utasszállításban és a vasút jelentős kiterjesztésének megvalósíthatósága.
Beton és ólom
Valójában semmi nem akadályozza meg az atommag lebomlási energiájának felhasználását a szállítóiparban, sőt, aktívan is felhasználják. Franciaországban az áram körülbelül 75% -át nukleáris erőművekben termelik, így a híres nagysebességű TGV-vonatokat, amelyek a felső kontakthálózatból származó villamos energiával hajtják végre, bizonyos értelemben atomi vonatoknak lehet tekinteni. De lehetséges vagy szükséges-e a teljes erőművet magával vinni? Ennek egyetlen oka a jármű hosszú távú üzemanyag-feltöltés nélküli működése, ha nincs üzemanyag és megfelelő infrastruktúra. A sarkvidéki vizekben hosszú utakon jégtörőknek vagy a másik féltekén figyelmeztető tengeralattjáróknak rendkívül fontos a hosszú távú energia-autonómia. Nem zavarja a stratégiai bombázókat vagy a tengeralattjáró-ellenes repülőgépeket,amely napok óta körözhet az óceán felett, messze a hazai repülőtértől. A nukleáris repülőgépeket azonban el kellett hagyni, és körülbelül ugyanazon okok miatt, amelyek megakadályozták a mozdonyok nukleáris reaktorokkal történő megvalósítását. És a fő ok a biológiai védelem.
A mozdony nukleáris reaktorát minden oldalról vastag ólom- vagy betonréteggel kell szigetelni. Lehetetlen korlátozódni a reaktor és a vezetőfülke közötti falra - elvégre ebben az esetben a halálos sugárzás mindent el fog támadni, ami a pálya oldalán található, hidak alatt és a sínen áthaladó felüljárókon. Az ilyen biológiai árnyékolás teljes tömege több száz tonna lenne, ráadásul jelentős mennyiséget igényelne. Ha figyelembe vesszük, hogy az 1950-es években létrehozott nukleáris reaktorok maguk is nagyok voltak, akkor a nukleáris mozdony mérete és tömege egyszerűen titán lenne. Talán emiatt a tervezők azonnal elkezdtek gondolkodni azon a tényen, hogy a szokásos sávot ultra széles sínre kell váltani. De elegendő csak a síneket széttépni e probléma megoldásához?
Miért csavarja le a síneket?
Amint Viktor Mihailovics Bogdanov, a Vasúti Közlekedés Tudományos Kutatóintézetének tanácsadója elmondta nekünk, a múltban egy nagyon egzotikus projektet vitattak meg az ultraszéles vasútvonalak építésére a Szovjetunióban. Az ötlet szerzői két belső sín eltávolítását javasolták a kétsínű vasutakon. A fennmaradó külső sínek kb. Hat méter széles pályát képeznek!
„Kezdetben hazánkban a vasutak tervezése a legnagyobb átmérőjű volt. Ha Nyugat-Európában a pálya méterére megengedett legnagyobb terhelés 6 tonna, az Egyesült Államokban az autópályák nagy részén 8,5-9 tonna, akkor Oroszországban ez az érték elérheti a 12 tonnát - magyarázza Viktor Mihailovich. - A sínpályákat (hidakat, alagutakat, felsővezeték-infrastruktúrát) megnövelt méretű kocsik számára is tervezték. Van még bizonyos mozgástér a túlméretes rakományok esetében is. De mindez természetesen nem az óriás kocsik és mozdonyok számára készült, amelyek hat méteres pályán haladhatnak. Elég becsülni egy ilyen autó lehetséges térfogatát és súlyát, és világossá válik, hogy teljes terhelésnél (akár nyolc tengely esetén is) a nyommérőre eső terhelés tíz tonna lesz. És ennek ellenére, hogy az út, a töltések és a hidak tulajdonságai változatlanok maradnak."
Nyilvánvaló, hogy a nukleáris megavonatnak nemcsak szélesebb útvonalat kellene meghatároznia, hanem újra kiszámítania és létrehoznia kell a teljes infrastruktúrát. Ennek eredményeként technikai és gazdasági okokból elutasították azt az elképzelést, hogy két széles körű pályát hozzanak létre két szokásos közül. Sokkal tovább haladtak az ultraszéles (3000 mm) utak fejlesztésében a náci Németországban (magazinunk erről részletesen beszélt a márciusi kiadásban), de ott is a dolgok nem haladták meg a tervezési dokumentációt, és a Hitler-rendszer összeomlása után ezt az ötletet már nem hozták vissza, figyelembe véve a gazdaságilag indokolatlan gigantománia megnyilvánulása.
Csernobil.
Hírek délről
Ha Hirosima nem zavart a fél évszázaddal ezelőtt felbukkanó szereteten mindent, ami nukleáris (kivéve a bombákat, természetesen), akkor a csernobili katasztrófa éppen ellenkezőleg, rádiófóbia hullámát és a "békés atom" elutasítását jelentette a világon. Sokan rémül az a gondolat, hogy valahol az emberi lakások közelében egy atomreaktor rohan a sínen. Mi lenne, ha katasztrófa sztrájkol és a mozdony összeomlik? Mi lenne, ha ezt a katasztrófát „segítenek” a terroristák, akik minden bizonnyal nem fogják kihagyni a lehetőséget, hogy a gyorshajtó vonat elé állítsák az utat?
Bármennyire is nagy a sugárzás félelme, az emberiséget egyre inkább aggasztja a fosszilis üzemanyagok hiányával járó globális energiaválság kilátásai, valamint a környezeti problémák, amelyeket súlyosbít a szénhidrogének égéséből származó légköri szennyezés. Ezért nem zárható ki, hogy a nukleáris technológiák terén elért haladás (elsősorban azok nagyobb biztonságának biztosítása érdekében) a közeljövőben az atomszállítás iránti érdeklődés újjáéledésének oka lesz.
Az utóbbi időben a világ különféle országaiban új típusú atomreaktorokat fejlesztenek - kompakt és biztonságosabbak, mint a meglévők. A kilencvenes években az Escom dél-afrikai állami tulajdonú vállalat bejelentette egy úgynevezett gömbös ágyú moduláris reaktor (PBMR) felépítésének szándékát, és a közelmúltban (2020. január 30.) közzétették az információt, miszerint a társaság reméli, hogy folytatja a projekttel kapcsolatos munkát. A PBMR moduláris reaktor nem rendelkezik a szokásos üzemanyag rudakkal. Üzemanyagcellákként javasoljuk a grafitból készült golyókat, amelyek tartalmaznak urán-oxid mikroszkopikus zárványait a szilícium-karbid-kapszulákban. Egy közömbös gázt (a hélium a legmegfelelőbb) fújják át a golyókon, amely eltávolítja a reakció során keletkező hőt. A PMBR a magas hőmérsékletű reaktorok típusához tartozik,és a fűtött gáz elegendő energiával rendelkezik az alacsony nyomású turbina közvetlen meghajtására vagy a hő átadására egy másik hőátadó közegre a hőcserélőn keresztül. Ez nagyban javítja a teljes rendszer hatékonyságát.
De egy ilyen reaktorban a legfontosabb dolog a magas passzív biztonság. A benne levő csernobili baleset forgatókönyve szerint a robbanás nem melegszik túl, mivel egy természetes visszacsatoló rendszer van beépítve a tervbe. Még ha a hűtőgáz áramlása is megáll, és a hőmérséklet emelkedni kezd, egy bizonyos érték elérésekor a reakció önmagában leáll.
A Rio Grande do Sul (Brazília) Szövetségi Egyetem kutatói javaslatot tettek egy kompakt, biztonságos és nem túl drága atomreaktor újabb projektjére. A forráspontú atomreaktor technológiája alapján az eszköz uránium-oxiddal átlapolt gömbök formájában is tüzelőanyagot használ, ugyanakkor a víz hűtőfolyadékként működik.
Ha mindkettőt, és sok más hasonló projektet meghoznak a deklarált paraméterekhez, akkor gondolkodni lehet a kisebb és biztonságosabb nukleáris eszközök használatáról a közlekedésben. Ki tudja, valószínűleg Dél-Afrikában vagy Brazíliában - egy országban, ahol nagy távolságok vannak és hosszú ideje érdeklődik az alternatív energiaforrások iránt -, hogy az atomerőművek ötletének második szele van.
Szerző: Oleg Makarov