Nüüd tundub see kummaline, kuid vaid kümmekond aastat pärast Hiroshima pommitamist, mis näitas kõiki kiirguse "võlusid", armus maailm sõna otseses mõttes aatomienergiasse. NSV Liidu ja USA disainerid tulid entusiastlikult välja, millise muu transpordi tuumareaktor tööle panna. Lisaks tuumaallveelaevadele ja jäämurdjatele, mis eksisteerivad tänapäevani, kavandati tuumalennukid, autod ja isegi õhulaevad. Ja kahekümnenda sajandi keskpaiga insenerid unistasid tõsiselt hiiglaslikest rongidest, mida tuhandete ja tuhandete kilomeetrite jooksul aatomisüdamega diiselvedur distantsilt tõmbab.
Tundrale laiale rajale
Kui me räägime tegelikkusest, siis erinevalt tuumapommide loomise programmist - ja NSV Liit katsetas isegi spetsiaalselt selleks loodud reaktorit õhus - ei läinud tuumarelvade megarongide projekteerimise ajalugu nii kaugele. Ehitati ei vedurite eksperimentaalseid mudeleid ega plaanile vastavaid rööpaid. Kõik peatus kavandite tasemel. Samal ajal, vastupidiselt sama aatommootoriga lennukite loomise sügavalt salastatud tööle, propageeriti ajalehtedes, raamatutes ja populaarteaduslikes ajakirjades reaktoritest töötavate diiselvedurite ideed. Ajaleht Gudok, NSVL Raudteeministeeriumi väljaanne, kirjutas 1956. aastal: “Põhja, Kaug-Ida ja Kesk-Aasia kõrbe tingimustes ei ole alati soovitatav vastvalminud raudteeliine elektrifitseerida. Nendes tingimustes on parem kasutada tuumavedureid,mis võiks töötada iseseisvalt, ilma suure koguse kütuse või muude materjalide tarnimiseta … Muidugi on tuumavedur palju raskem kui sama võimsusega auruvedur või diiselvedur. Kuid kui selline vedur saadetakse kaugele maanteele, näiteks Arktikasse, siis töötab see seal katkendlikult kogu talvehooaja jooksul ilma lisavarustuseta. Seda on väga lihtne muuta mobiilseks elektrijaamaks. Lisaks on see võimeline varustama energiat vannide, pesumajade ja kasvuhoonetega köögiviljade kasvatamiseks. "siis töötab ta seal vahelduvalt talvehooajal ilma lisavarustuseta. Seda on väga lihtne muuta mobiilseks elektrijaamaks. Lisaks on see võimeline varustama energiat vannide, pesumajade ja kasvuhoonetega köögiviljade kasvatamiseks. "siis töötab ta seal vahelduvalt talvehooajal ilma lisavarustuseta. Seda on väga lihtne muuta mobiilseks elektrijaamaks. Lisaks on see võimeline varustama energiat vannide, pesumajade ja kasvuhoonetega köögiviljade kasvatamiseks."
Kuid arktilises ringis olevad kurgipeenrad polnud muidugi raudteeaatomi helgesse tulevikku uskujate jaoks lõplik unistus. Megarongide idee nägi välja palju ambitsioonikam ja pretensioonikam. Need pidid koosnema üliväga rajale seatud vägevast tuumavedurist ja hiiglaslikest vagunitest, mis oleksid 2,5-3 korda laiemad kui meie riigis vastu võetud standard - 1520 mm. Samas võiks selle klassi kaubaautode veomaht olla võrreldav jõe kaubalaevade veomahuga ning kahekorruselised sõiduautod pakuksid reisijatele enneolematut ruumi ja mugavust. Meie artikli esimesel levikul esitatud pilt on kaasaegse kunstniku tehtud sellise projekti kollektiivne visuaalne pilt.
Tuumaelektrijaam ratastel
Reklaamvideo:
Mõnikord kuuleme "aatomvedurvedurite" projektidest, kuid loomulikult ei kavatsenud keegi aurujõuga veduri rattaid pöörata. Rataste ajamina oli kavas kasutada elektrimootoreid, mille toiteks saaks kasutada klassikalise skeemi järgi ehitatud veduri sees asuv tuumaelektrijaam. Tuumareaktsiooni tagajärjel tekib soojus, mis kandub üle jahutusvedelikku ja eraldab aurugeneraatori vees soojust. Saadud aur voolab läbi torude turbiini ja turbiin omakorda ajab pöörlevalt elektrigeneraatori võlli.
Alloleval joonisel on kujutatud ühe sektsiooniga veduri skeem, kus nii reaktor, generaator kui ka elektrimootorid asuvad ühe korpuse sees, biokaitsega vahesein on kaetud ainult soojusvahetiga reaktoriga. On teavet, et kaaluti ka kolmesektsioonilist varianti, milles reaktorile eraldati spetsiaalne sektsioon, mis on isoleeritud biokaitsega ja ühendatud kahe teise ühendusega.
Märkimisväärne on vedurite telgede arv: disainerid nägid ette, et selle tohutu kaal sunnib koormust rajal ühtlasemalt jaotama. Tuumareaktoriga rongi idee on lihtne ja selle rakendamisel pole mingeid põhimõttelisi takistusi. Kuid miks me siis ikkagi ei sõida paleesõiduautodega ega valluta Arktika avarusi tuumaveduritele?
Ilmselt jaguneb hiiglaslike aatommootoriga rongide ehitamise otstarbekuse küsimus kaheks: tuumaenergia kasutamise võimalus reisijateveol ning raudtee rööbastee märkimisväärse laiendamise tehniline ja majanduslik põhjendus.
Betoon ja plii
Tegelikult ei takista miski aatomi tuuma lagunemisenergia kasutamist transporditööstuses ja pealegi kasutatakse seda aktiivselt. Ligikaudu 75% Prantsusmaal toodetavast elektrienergiast toodetakse tuumaelektrijaamades, mistõttu võib kuulsaid kiirühendusega TGV-rongid, mida toidab kontaktõhkvõrgu elektrienergia, pidada mõnes mõttes "aatomirongideks". Kuid kas on võimalik või vajalik kogu elektrijaama kaasa võtta? Selle ainus põhjus on sõiduki pikaajaline kasutamine ilma tankimiseta seal, kus puudub kütus ja sobiv infrastruktuur. Arktika vetes pikkadel retkedel töötavatel jäämurdjatel või teises poolkeras valves olevate allveelaevade jaoks on pikaajaline energiaautonoomia äärmiselt oluline. See ei häiri strateegilisi pommitajaid ega allveelaevade vastaseid lennukeid,mis võis päevi ringi liikuda ookeani kohal, kodust lennuväljalt kaugel. Tuumalennukitest tuli siiski loobuda ja umbes samadel põhjustel, mis takistasid tuumareaktoritega vedurite projektide rakendamist. Ja peamine põhjus on bioloogiline kaitse.
Veduri tuumareaktor tuleks igast küljest isoleerida paksu plii- või betoonikihiga. Reaktori ja juhikabiini vahelise seinaga on võimatu piirduda - lõppkokkuvõttes tabab surmav kiirgus kõike, mis on raja külgedel, sildade all ja radadelt mööduvatel viaduktidel. Sellise bioloogilise varjestuse kogumass oleks sadu tonne, pealegi võtab see märkimisväärse mahu. Kui võtame arvesse, et 1950ndatel loodud tuumareaktorid olid ise suur, siis oleks tuumaveduri suurus ja kaal lihtsalt titaanne. Võib-olla sel põhjusel hakkasid disainerid kohe mõtlema tõsiasjale, et tavaline rada tuleks asendada ülimadala rajaga. Kuid kas selle probleemi lahendamiseks piisab, kui lihtsalt rööpad lahti lükata?
Miks keerata rööpad lahti
Nagu rääkis meile raudteetranspordi teadusliku uurimisinstituudi direktori nõunik Viktor Mihhailovitš Bogdanov, oli NSV Liidus minevikus tõesti väga eksootiline projekt ultralaiude raudteeliinide ehitamiseks. Idee autorid tegid ettepaneku eemaldada kaks sisarööbast kahe rööpmega raudteelt. Ülejäänud välisrööpad moodustaksid umbes kuue meetri laiuse raja!
„Algselt projekteeriti meie riigis raudteed suurimate mõõtmetega. Kui Lääne-Euroopas on maksimaalne lubatud koormus rööbastee meetri kohta 6 tonni, USA-s enamikul maanteedel 8,5-9 tonni, siis Venemaal võib see väärtus ulatuda 12 tonnini, selgitas Viktor Mihhailovitš. - Suurema mõõtmega vagunitele on projekteeritud ka rööbasteede konstruktsioonid (sillad, tunnelid, kontaktvõrgu infrastruktuur). Ülegabariidiliste veoste osas on isegi teatav varu. Kuid see kõik pole muidugi mõeldud hiiglaslikele vagunitele ja veduritele, mis võiksid sõita kuuemeetrisel rajal. Piisab sellise auto võimaliku mahu ja kaalu hindamisest ning selgub, et täiskoormuse korral (isegi kaheksa teljega) on koormus rööpmeetri kohta kümneid tonne. Ja seda hoolimata asjaolust, et tee, muldkehade, sildade omadused jäävad samaks."
Ilmselt ei peaks tuumaenergiaga rong mitte ainult laiemat rada rajama, vaid kogu infrastruktuuri ümber arvutama ja looma. Selle tulemusel lükati tehnilistel ja majanduslikel põhjustel idee luua kahest tavalisest ühe lai rada. Ülimalt laiuste (3000 mm) teede arendamisel läks Natsi-Saksamaal (meie ajakiri rääkis sellest üksikasjalikult märtsi numbris), kuid isegi seal ei ulatunud see projekteerimisdokumentatsioonist kaugemale ja pärast Hitleri režiimi kokkuvarisemist seda ideed enam tagasi ei antud, arvestades selle avaldumine majanduslikult põhjendamata gigantomaaniast.
Tšernobõli.
Uudised lõunast
Kui Hiroshima ei seganud armastust, mis lahvatas pool sajandit tagasi kõige tuuma (välja arvatud muidugi pommide) vastu, siis Tšernobõli katastroof tekitas vastupidiselt radiofoobia laine ja "rahuliku aatomi" tagasilükkamise maailmas. Paljusid hirmutab mõte, et kuskil inimeste eluruumide lähedal tormab mööda rööpaid aatomireaktor. Mis saab, kui katastroof tabab ja vedur variseb kokku? Mis saab siis, kui seda katastroofi aitavad "terroristid", kes kindlasti ei jäta kasutamata võimalust kiirrongide ees tee välja käia?
Kuid hoolimata sellest, kui suur on hirm hirmu ees, on inimkond üha enam mures fossiilkütuste nappusega seotud globaalse energiakriisi väljavaadete pärast, aga ka keskkonnaprobleemide pärast, mida süvendab süsivesinike põlemisel tekkiv õhusaaste. Seetõttu ei saa välistada, et tuumatehnoloogia valdkonnas tehtud edusammud (eeskätt nende suurema ohutuse tagamisel) saavad lähitulevikus tuumaenergiaalase huvi taaselustamise põhjuseks.
Viimasel ajal töötatakse erinevates maailma riikides välja uut tüüpi tuumareaktorid - kompaktsed ja ohutumad kui olemasolevad. 90-ndatel aastatel teatas Lõuna-Aafrika riigiettevõte Escom oma kavatsusest ehitada nn kuulpeenar modulaarne reaktor (PBMR) ning hiljuti (30. jaanuaril 2020) teatati, et ettevõte loodab projektiga tööd jätkata. PBMR-moodulreaktoril pole tavalisi kütusevardaid. Kütuseelementidena tehakse ettepanek kasutada grafiidist koosnevaid kuulikesi, mis sisaldavad ränikarbiidi kapslitesse uraanoksiidi mikroskoopilisi lisandeid. Kuulidest puhutakse läbi inertset gaasi (kõige paremini heeliumi), mis eemaldab reaktsiooni käigus tekkiva soojuse. PMBR kuulub kõrge temperatuuriga reaktorite tüüpi,ja kuumutatud gaasil on piisavalt energiat madalrõhuturbiini otse juhtimiseks või soojuse soojusvaheti kaudu soojuse ülekandmiseks teise soojusülekande keskkonda. See parandab oluliselt kogu süsteemi efektiivsust.
Kuid peamine asi sellises reaktoris on kõrge passiivne ohutus. Põhimõtteliselt ei saa selles aset leidva Tšernobõli õnnetuse stsenaariumi kohaselt plahvatusega üle kuumeneda, kuna projekti on sisse ehitatud loomulik tagasiside süsteem. Isegi kui jahutusgaasi vool peatub ja temperatuur hakkab tõusma, siis teatud väärtuse saavutamisel peatub reaktsioon iseenesest.
Rio Grande do Suli (Brasiilia) föderaalse ülikooli teadlased pakkusid välja veel ühe kompaktse, ohutu ja mitte liiga kalli tuumareaktori projekti. Keeva tuumareaktori tehnoloogia põhjal kasutab seade ka uraanoksiidiga põimitud kuulide kujul kütust - vesi toimib siiski jahutusvedelikuna.
Kui mõlemad ja paljud muud sarnased projektid tuuakse deklareeritud parameetrite juurde, on võimalik mõelda väiksemate ja ohutumate tuumaseadmete kasutamisele transpordis. Kes teab, võib-olla Lõuna-Aafrikas või Brasiilias - pikkade vahemaadega ja pikka aega huvi tundvate alternatiivsete energiaallikate vastu - leiab aatomirongide idee sellest hoolimata teise tuule.
Autor: Oleg Makarov
