Teraz sa to zdá zvláštne, ale len desať rokov po bombardovaní Hirošimy, ktoré ukázalo všetky „kúzla“žiarenia, sa svet doslova zamiloval do atómovej energie. Dizajnéri ZSSR a Spojených štátov nadšene prišli na to, na čo inú dopravu uviesť jadrový reaktor. Okrem jadrových ponoriek a ľadoborcov, ktoré existujú dodnes, boli navrhnuté jadrové lietadlá, autá a dokonca aj vzducholode. A inžinieri z polovice dvadsiateho storočia vážne snívali o obrovských vlakoch, ktoré by do diaľky vtiahla dieselová lokomotíva s atómovým srdcom tisíce a tisíce kilometrov.
Na tundru na širokej trati
Ak hovoríme o realite, potom na rozdiel od programu na výrobu jadrových bombardérov - a ZSSR dokonca testoval špeciálne navrhnutý reaktor vo vzduchu - história navrhovania jadrových mega-vlakov nešla tak ďaleko. Neboli vybudované experimentálne modely lokomotív ani trate zodpovedajúce plánu. Všetko sa zastavilo na úrovni návrhov. V novinách, knihách a populárnych vedeckých časopisoch sa na rozdiel od hlboko klasifikovaných prác na vytvorení rovnakých atómových lietadiel podporovala myšlienka dieselových lokomotív poháňaných reaktormi. Noviny Gudok, publikácia ministerstva železníc ZSSR, napísala v roku 1956: „V podmienkach severu, Ďalekého východu a púští v Strednej Ázii nie je vždy vhodné elektrifikovať novovybudované železničné trate. V týchto podmienkach je lepšie používať jadrové lokomotívy,čo by mohlo fungovať autonómne, bez dodávok veľkého množstva paliva alebo iných materiálov … Jadrová lokomotíva bude samozrejme oveľa ťažšia ako parná lokomotíva alebo dieselová lokomotíva s rovnakou energiou. Ak je však taká lokomotíva odoslaná na vzdialenú diaľnicu, napríklad do Arktídy, potom bude počas celej zimnej sezóny prerušovane fungovať bez dodatočného zásobovania. Premena na mobilnú elektráreň je veľmi jednoduchá. Okrem toho bude môcť dodávať energiu do kúpeľov, práčovní a skleníkov na pestovanie zeleniny. ““potom tam bude pracovať občas počas zimnej sezóny bez ďalších zásob. Premena na mobilnú elektráreň je veľmi jednoduchá. Okrem toho bude môcť dodávať energiu do kúpeľov, práčovní a skleníkov na pestovanie zeleniny. ““potom tam bude pracovať občas počas zimnej sezóny bez ďalších zásob. Premena na mobilnú elektráreň je veľmi jednoduchá. Okrem toho bude môcť dodávať energiu do kúpeľov, práčovní a skleníkov na pestovanie zeleniny. ““
Ale uhorské postele v polárnom kruhu, samozrejme, neboli konečným snom pre tých, ktorí verili vo svetlú budúcnosť atómu železnice. Myšlienka mega-vlakov vyzeral oveľa ambicióznejšie a domýšľavejšie. Mali ich tvoriť mohutné jadrové lokomotívy a obrie vagóny umiestnené na ultraširokej trati, ktorá by bola 2,5 až 3-krát širšia ako norma prijatá v našej krajine - 1520 mm. Zároveň by nákladná kapacita nákladných automobilov tejto triedy mohla byť porovnateľná s nákladnou kapacitou riečnej nákladnej lode a dvojpodlažné osobné automobily by cestujúcim ponúkli bezprecedentný priestor a pohodlie. Obrázok predstavený pri prvom rozšírení nášho článku je kolektívnym vizuálnym obrazom takého projektu od súčasného umelca.
JE na kolesách
Propagačné video:
Niekedy sa dozvedia o projektoch „atómových parných lokomotív“, ale samozrejme nikto neotáčal kolesá lokomotívy parnou silou. Plánovalo sa používať elektrické motory ako pohon pre kolesá, ktoré by boli zase poháňané jadrovou elektrárňou umiestnenou vo vnútri lokomotívy, ktorá bola postavená podľa klasickej schémy. V dôsledku jadrovej reakcie sa vytvára teplo, ktoré sa prenáša do chladiva a odovzdáva teplo do vody v parnom generátore. Výsledná para prúdi potrubím do turbíny a turbína zase poháňa hriadeľ elektrického generátora rotáciou.
Obrázok nižšie ukazuje schému lokomotívy s jednou sekciou, v ktorej reaktor, generátor a elektrické motory sú vo vnútri jediného telesa, iba reaktor s výmenníkom tepla je pokrytý bioprotekčnou priehradkou. Existujú informácie, že sa zvážila aj možnosť troch sekcií, v ktorej bola reaktoru pridelená špeciálna sekcia izolovaná bioprotekciou, ktorá bola pripojená k ďalším dvom väzobným väzbám.
Pozoruhodný je počet náprav lokomotívy: dizajnéri predpokladali, že jeho veľká hmotnosť by prinútila rovnomernejšie rozloženie zaťaženia na koľaji. Myšlienka vlaku s jadrovým reaktorom je jednoduchá a jeho realizácii neexistujú žiadne zásadné prekážky. Prečo teda ešte stále nejazdíme v palácových automobiloch a dobyť arktické expanzie na jadrové lokomotívy?
Otázka uskutočniteľnosti výstavby obrovských atómových vlakov sa, samozrejme, rozdeľuje na dve možnosti: možnosť využitia jadrovej energie v osobnej doprave a uskutočniteľnosť významného rozšírenia železničnej trate.
Betón a olovo
V skutočnosti nič nebráni použitiu energie rozpadu atómového jadra v dopravnom priemysle a navyše sa aktívne využíva. Približne 75% elektriny vo Francúzsku sa vyrába v jadrových elektrárňach, takže známe vysokorýchlostné vlaky TGV poháňané elektrickou energiou z nadzemnej kontaktnej siete možno v určitom zmysle považovať za „atómové vlaky“. Je však možné alebo potrebné so sebou nosiť celú elektráreň? Jediným dôvodom je možnosť dlhodobej prevádzky vozidla bez tankovania, kde nie je palivo a vhodná infraštruktúra. Pre ľadoborcov na dlhých cestách v arktických vodách alebo na ponorkách, ktorí sú na druhej hemisfére v pohotovosti, je dlhodobá energetická autonómia mimoriadne dôležitá. Nezasahovalo by to do strategických bombardérov ani protiponorkových lietadiel,ktoré mohli krúžiť cez oceán celé dni, ďaleko od domáceho letiska. Jadrové lietadlá sa však museli opustiť az približne rovnakých dôvodov, ktoré zabránili realizácii projektov lokomotív s jadrovými reaktormi. Hlavným dôvodom je biologická ochrana.
Jadrový reaktor lokomotívy by musel byť izolovaný hrubou vrstvou olova alebo betónu a zo všetkých strán. Nie je možné sa obmedziť na stenu medzi reaktorom a kabínou vodiča - v tomto prípade smrteľné žiarenie zasiahne všetko, čo je po stranách koľaje, pod mostami a nad nadchodmi prechádzajúcimi cez koľaje. Celková hmotnosť takéhoto biologického tienenia by bola stovky ton, navyše by to vyžadovalo značný objem. Ak vezmeme do úvahy, že jadrové reaktory vytvorené v päťdesiatych rokoch boli samotné veľké, veľkosť a hmotnosť jadrovej lokomotívy by bola jednoducho titanická. Možno z tohto dôvodu dizajnéri okamžite začali premýšľať o tom, že štandardnú stopu bude musieť nahradiť ultrarýchla. Je však na vyriešenie tohto problému stačiť len posunúť koľajnice od seba?
Prečo odskrutkovať koľajnice
Ako nám povedal Viktor Mikhailovič Bogdanov, poradca riaditeľa Vedeckého výskumného ústavu železničnej dopravy, v minulosti sa skutočne diskutovalo o veľmi exotickom projekte výstavby ultraširokých železničných tratí v ZSSR. Autori myšlienky navrhli odstránenie dvoch vnútorných koľajníc na dvojkoľajových železniciach. Zostávajúce vonkajšie koľajnice by vytvorili dráhu širokú asi šesť metrov!
„Železnice boli pôvodne projektované s najväčšími celkovými rozmermi. Ak je v západnej Európe maximálne povolené zaťaženie na meter trate 6 ton, v Spojených štátoch na väčšine diaľnic je to 8,5-9 ton, potom v Rusku môže táto hodnota dosiahnuť 12 ton, vysvetľuje Viktor Mikhailovich. - Konštrukcie tratí (mosty, tunely, nadzemná trolejová infraštruktúra) boli navrhnuté aj pre vozne so zvýšenými rozmermi. Pre nadrozmerný náklad je dokonca určitá rezerva. To všetko však, samozrejme, nie je určené pre obrie vozne a lokomotívy, ktoré by mohli cestovať po šesťmetrovej trati. Stačí odhadnúť možný objem a hmotnosť takého automobilu a je zrejmé, že pri plnom zaťažení (dokonca aj pri ôsmich nápravách) bude zaťaženie na meter trate desiatky ton. A to napriek skutočnosti, že vlastnosti cesty, násypov, mostov zostanú rovnaké. ““
Je zrejmé, že jadrový mega-vlak by nielen musel položiť širšiu trať, ale prepočítať a vytvoriť celú infraštruktúru. V dôsledku toho bola z technických a ekonomických dôvodov zamietnutá myšlienka vytvorenia jednej širokej skladby z dvoch štandardných. Oveľa ďalej v rozvoji ultrarýchlych ciest (3000 mm) išlo v nacistickom Nemecku (náš časopis o tom podrobne hovoril v marcovom čísle), ale ani tam neprekročil rámec projektovej dokumentácie a po páde Hitlerovho režimu sa táto myšlienka už nevrátila, berúc do úvahy prejav ekonomicky neopodstatnenej gigantománie.
Černobyľ.
Správy z juhu
Ak Hirošima neinterferuje s láskou, ktorá sa pred polstoročím rozhorila na všetko jadrové (samozrejme s výnimkou bômb), potom katastrofa v Černobyle naopak spôsobila vlnu rádiofóbie a odmietnutie „mierového atómu“vo svete. Mnoho z nich sa bojí samotnej myšlienky, že niekde v blízkosti ľudských obydlí sa po koľajniciach ponáhľa atómový reaktor. Čo keď katastrofa zasiahne a lokomotíva sa zrúti? Čo ak túto katastrofu „pomôžu“teroristi, ktorým určite neunikne príležitosť vyraziť na cestu pred rýchlostným vlakom?
Bez ohľadu na to, aký veľký je strach z ožiarenia, ľudstvo sa však stále viac obáva vyhliadok na globálnu energetickú krízu spojenú s nedostatkom fosílnych palív, ako aj environmentálnych problémov, ktoré zhoršujú atmosférické znečistenie spaľovaním uhľovodíkov. Preto nie je možné vylúčiť, že pokrok v oblasti jadrových technológií (predovšetkým pri zabezpečovaní ich väčšej bezpečnosti) sa v blízkej budúcnosti stane dôvodom na oživenie záujmu o jadrovú dopravu.
Nedávno sa v rôznych krajinách sveta vyvíjajú nové typy jadrových reaktorov - kompaktné a bezpečnejšie ako existujúce. Juhoafrická štátna spoločnosť Escom už v 90. rokoch oznámila svoj zámer vybudovať tzv. Modulárny reaktor s guľovým lôžkom (PBMR) a nedávno (30. januára 2020) boli zverejnené informácie o tom, že spoločnosť dúfa, že v práci na projekte bude pokračovať. Modulárny reaktor PBMR nebude mať obvyklé palivové tyče. Ako palivové články sa navrhuje použitie gúľ pozostávajúcich z grafitu, ktorý obsahuje mikroskopické inklúzie oxidu uránu v kapsulách z karbidu kremíka. Guľami sa vháňa inertný plyn (najlepšie hélium), ktorý odvádza teplo generované počas reakcie. PMBR patrí k typu vysokoteplotných reaktorov,a zahriaty plyn má dostatok energie na priame poháňanie nízkotlakovej turbíny alebo na prenos tepla do iného teplonosného média cez výmenník tepla. Tým sa výrazne zlepšuje účinnosť celého systému.
Ale hlavná vec v takomto reaktore je vysoká pasívna bezpečnosť. V zásade nemôže dôjsť k prehriatiu pri výbuchu podľa havarijného scenára v Černobyle, pretože do návrhu je zabudovaný prirodzený systém spätnej väzby. Aj keď sa prietok chladiaceho plynu zastaví a teplota sa začne zvyšovať, keď sa dosiahne určitá hodnota, reakcia sa zastaví sama.
Vedci z Federálnej univerzity v Rio Grande do Sul (Brazília) navrhli ďalší projekt kompaktného, bezpečného a nie príliš drahého jadrového reaktora. Na základe technológie vriaceho jadrového reaktora zariadenie využíva aj palivo vo forme guličiek rozptýlených s oxidom uránu - voda však pôsobí ako chladivo.
Ak sa obidva tieto, ako aj mnohé ďalšie podobné projekty dostanú do deklarovaných parametrov, bude možné uvažovať o použití menších a bezpečnejších jadrových zariadení v doprave. Kto vie, možno je to v Južnej Afrike alebo Brazílii - krajine s veľkými vzdialenosťami a dlhodobým záujmom o alternatívne zdroje energie -, že myšlienka atómových vlakov napriek tomu nájde druhý vietor.
Autor: Oleg Makarov