Nu virker det mærkeligt, men blot et årti efter bombningen af Hiroshima, der viste alle strålingens "charme", blev verden bogstaveligt forelsket i atomenergi. Designerne af USSR og USA kom entusiastisk op med, hvilken anden transport de skal sætte atomreaktoren på. Ud over atomubåde og isbrydere, der eksisterer i dag, blev atomplaner, biler og endda luftskibe designet. Og ingeniørerne i midten af det tyvende århundrede drømte alvorligt om gigantiske tog, der ville blive trukket i afstanden af en diesellokomotiv med et atomhjerte i tusinder og tusinder af kilometer.
Til tundraen på et bredt spor
Hvis vi taler om virkeligheden, så i modsætning til programmet til oprettelse af atombomber - og Sovjetunionen endda testede en specielt designet reaktor i luften - gik historien med at designe nukleare megatog ikke så langt. Hverken eksperimentelle modeller af lokomotiver eller spor, der svarer til planen, blev bygget. Alt stoppede på niveau med udkastdesign. I modsætning til det dybt klassificerede arbejde med oprettelsen af de samme atomdrevne fly blev tanken om diesellokomotiver drevet af reaktorer fremmet i aviser, bøger og populærvidenskabelige magasiner. Avisen Gudok, udgivelsen af USSR Ministry of Railways, skrev i 1956:”Under forholdene i Nord, Fjernøsten og ørkenerne i Centralasien anbefales det ikke altid at elektrificere nybyggede jernbanelinjer. Under disse forhold er det bedre at bruge nukleare lokomotiver,som kunne fungere autonomt uden tilførsel af store mængder brændstof eller andre materialer … Selvfølgelig vil et atomlokomotiv være meget tungere end et damplokomotiv eller diesellokomotiv med samme magt. Men hvis en sådan lokomotiv sendes til en fjern motorvej, f.eks. Til Arktis, vil den operere der med mellemrum gennem hele vintersæsonen uden yderligere forsyning. Det er meget let at omdanne det til et mobilt kraftværk. Derudover vil det være i stand til at levere energi til bade, vaskerier, drivhuse til dyrkning af grøntsager. "så vil han arbejde der med mellemrum hele vintersæsonen uden yderligere forsyninger. Det er meget let at omdanne det til et mobilt kraftværk. Derudover vil den være i stand til at levere energi til bade, vaskerier, drivhuse til dyrkning af grøntsager. "så vil han arbejde der med mellemrum hele vintersæsonen uden yderligere forsyninger. Det er meget let at omdanne det til et mobilt kraftværk. Derudover vil den være i stand til at levere energi til bade, vaskerier, drivhuse til dyrkning af grøntsager."
Men agurksenge i polcirklen var naturligvis ikke den ultimative drøm for dem, der troede på den lyse fremtid for jernbaneanomen. Ideen om megatog så meget mere ambitiøs og prætentiøs ud. De skulle bestå af en mægtig atomlokomotiv og gigantiske vogne, der var placeret på et ultrabredt spor, som ville være 2,5-3 gange bredere end den standard, der blev vedtaget i vores land - 1520 mm. På samme tid kunne lastkapaciteten på godsvogne i denne klasse være sammenlignelig med kapaciteten for et flodlasteskib, og dobbeltdækkede personbiler ville give rejsende en hidtil uset plads og komfort. Billedet præsenteret på den første spredning af vores artikel er et kollektivt visuelt billede af et sådant projekt lavet af en moderne kunstner.
NPP på hjul
Salgsfremmende video:
Undertiden hører vi om projekter med "atomdamplokomotiver", men selvfølgelig var det ingen, der ville dreje hjulene på et lokomotiv med dampkraft. Det var planlagt at bruge elektriske motorer som et drev til hjulene, som igen ville blive drevet af et atomkraftværk placeret inde i lokomotivet, bygget efter det klassiske skema. Som et resultat af en nuklear reaktion genereres der varme, der overføres til kølemidlet, og den afgiver varme til vandet i dampgeneratoren. Den resulterende damp flyder gennem rør til turbinen, og turbinen på sin side driver den elektriske generators aksel i rotation.
Figuren nedenfor viser et diagram over et lokationsmotor med et enkelt snit, hvor reaktoren, generatoren og de elektriske motorer befinder sig i et enkelt legeme, kun reaktoren med en varmeveksler er dækket med en biobeskyttelsesskille. Der findes information om, at der også blev overvejet en tresnitsmulighed, hvor en speciel sektion, isoleret ved biobeskyttelse, forbundet med to andre koblere blev tildelt til reaktoren.
Bemærkelsesværdigt er antallet af lokomotivaksler: designerne forudså, at dens enorme vægt ville tvinge belastningen til at blive mere jævnt fordelt på banen. Ideen om et tog med en atomreaktor er enkel, og der er ingen grundlæggende hindringer for dens gennemførelse. Men hvorfor kører vi dog stadig ikke i paladsbiler og erobrer de arktiske vidder på nukleare lokomotiver?
Det er åbenlyst, at spørgsmålet om hensigtsmæssigheden af at bygge kæmpe atomdrevne tog opdeles i to: muligheden for at bruge kerneenergi i persontransport og den tekniske og økonomiske begrundelse for en betydelig udvidelse af jernbanesporet.
Beton og bly
Intet forhindrer intet brugen af en forringet energi fra en atomkerne i transportindustrien, og desuden bruges den aktivt. Cirka 75% af elektriciteten i Frankrig genereres i atomkraftværker, så de berømte højhastigheds-TGV-tog, der drives af elektricitet fra det faste kontaktnet, kan i en vis forstand betragtes som "atomtog." Men er det muligt eller nødvendigt at medbringe hele kraftværket med dig? Den eneste grund til dette er muligheden for langvarig drift af køretøjet uden tankning, hvor der ikke er brændstof og passende infrastruktur. For isbrytere på lange rejser i arktiske farvande eller ubåde, der er opmærksomme på den anden halvkugle, er langvarig energiautonomi ekstremt vigtig. Det ville ikke forstyrre strategiske bombefly eller anti-ubåd fly,som kunne cirkle over havet i dage, langt fra hjemmeflyvepladsen. Imidlertid måtte kernefly overlades, og af omtrent samme grunde, der forhindrede implementering af lokomotivprojekter med atomreaktorer. Og hovedårsagen er biologisk beskyttelse.
Lokomotivets atomreaktor skulle isoleres med et tykt lag bly eller beton og fra alle sider. Det er umuligt at begrænse sig til væggen mellem reaktoren og førerkabinen - i dette tilfælde vil dødelig stråling i dette tilfælde ramme alt, hvad der er på siderne af sporet, under broer og på overflader, der passerer over sporene. Den samlede vægt af sådan biologisk afskærmning ville være hundreder af tons, og det ville desuden optage et betydeligt volumen. Hvis vi tager højde for, at atomreaktorer, der blev oprettet i 1950'erne, i sig selv var store i størrelse, ville størrelsen og vægten af et nukleare lokomotiv være simpelt titanisk. Måske af denne grund begyndte designerne straks at tænke på, at standardsporet skulle udskiftes med et ultrabredt spor. Men er det nok at bare skubbe skinnerne fra hinanden for at løse dette problem?
Hvorfor skru skinnerne ud
Som Viktor Mikhailovich Bogdanov, rådgiver for direktøren for det videnskabelige forskningsinstitut for jernbanetransport, fortalte os i fortiden, et meget eksotisk projekt til opførelse af ultrabrede jernbanelinjer i USSR virkelig blev drøftet. Forfatterne af ideen foreslog at fjerne to interne skinner på dobbeltsporet jernbane. De resterende ydre skinner ville danne et spor omkring seks meter bredt!
”Oprindeligt i vores land blev jernbaner designet med de største samlede dimensioner. Hvis i Vesteuropa den maksimalt tilladte belastning pr. Meter spor er 6 ton, i USA på de fleste motorveje er det 8,5-9 ton, så i Rusland kan denne værdi nå 12 ton, forklarer Viktor Mikhailovich. - Sporstrukturer (broer, tunneler, hovedledningsinfrastruktur) er også designet til vogne med forøgede dimensioner. Der er endda en vis margen for stor last. Men alt dette er naturligvis ikke designet til kæmpe vogne og lokomotiver, der kunne køre på en seks meter lang bane. Det er nok at estimere den mulige volumen og vægt på en sådan bil, og det bliver klart, at ved fuld belastning (selv med otte aksler) vil belastningen pr. Meter spor være titusinder af tons. Og dette til trods for, at stienes egenskaber, dæmninger, broer vil forblive de samme."
Det er klart, at et nukleare megatog ikke kun skal lægge et bredere spor, men omberegne og skabe hele infrastrukturen. Som et resultat af tekniske og økonomiske grunde blev ideen om at skabe et bredt spor fra to almindelige spor afvist. Meget længere i udviklingen af ultrabrede sporveje (3000 mm) veje gik i Nazi-Tyskland (vores magasin talte om dette detaljeret i martsudgaven), men også der gik tingene ikke ud over designdokumentation, og efter sammenbruddet af Hitler-regimet blev denne idé ikke længere vendt tilbage i betragtning af dens manifestation af økonomisk uberettiget gigantomani.
Tjernobyl.
Nyheder fra syd
Hvis Hiroshima ikke blandede sig i den kærlighed, der blussede op for et halvt århundrede siden for alt nukleart (bortset fra bomber, selvfølgelig), forårsagede Tjernobyl-katastrofen tværtimod en bølge af radiofobi og afvisning af det "fredelige atom" i verden. Mange er bange for selve tanken om, at et sted i nærheden af menneskelige boliger vil en atomreaktor skynde sig langs skinnene. Hvad hvis en katastrofe rammer og lokomotivet kollapser? Hvad hvis denne katastrofe bliver "hjulpet" af terrorister, som bestemt ikke vil gå glip af muligheden for at komme ud af banen foran det hurtige tog?
Men uanset hvor stor frygt for stråling er, er menneskeheden mere og mere bekymret over udsigterne til en global energikrise forbundet med en mangel på fossile brændstoffer såvel som miljøproblemer, der forværres af atmosfærisk forurening fra forbrænding af kulbrinter. Derfor kan det ikke udelukkes, at fremskridt inden for nukleare teknologier (primært med hensyn til at sikre deres større sikkerhed) i den nærmeste fremtid vil blive årsagen til genoplivning af interessen for nuklear transport.
For nylig er der i forskellige lande i verden udviklet nye typer atomreaktorer - kompakte og sikrere end de eksisterende. Tilbage i 90'erne annoncerede det sydafrikanske statsejede firma Escom sin hensigt om at bygge en såkaldt kuglebed-modulreaktor (PBMR), og for nylig (30. januar 2020) blev det annonceret, at virksomheden håber at genoptage arbejdet med projektet. PBMR-modulreaktoren har ikke de sædvanlige brændstofstænger. Som brændselsceller foreslås det at anvende kugler, der består af grafit, herunder mikroskopiske indeslutninger af uranoxid i siliciumcarbidkapsler. En inert gas (helium er bedst egnet) blæses gennem kuglerne, der fjerner den varme, der genereres under reaktionen. PMBR hører til typen af højtemperaturreaktorer,og den opvarmede gas har tilstrækkelig energi til direkte at drive lavtryksturbinen eller overføre varme til et andet varmeoverføringsmedium gennem varmeveksleren. Dette forbedrer effektiviteten af hele systemet.
Men det vigtigste i en sådan reaktor er høj passiv sikkerhed. I princippet kan der ikke være nogen overophedning med en eksplosion i henhold til scenariet med Tjernobyl-ulykken i det, da et naturligt feedback-system er indbygget i designet. Selv hvis strømmen af kølegas stopper, og temperaturen begynder at stige, når en bestemt værdi nås, stopper reaktionen af sig selv.
Et andet projekt af en kompakt, sikker og ikke for dyr atomreaktor blev foreslået af forskere fra Forbundsuniversitetet i Rio Grande do Sul (Brasilien). Baseret på teknologien fra en kogende nukleærreaktor bruger enheden også brændstof i form af kugler ispedd uranoxid - vand fungerer imidlertid som et kølemiddel.
Hvis både disse og mange andre lignende projekter bringes til de deklarerede parametre, vil det være muligt at overveje at bruge mindre og mere sikre nukleare anordninger i transport. Hvem ved, måske er det i Sydafrika eller Brasilien - et land med lange afstande og en langvarig interesse for alternative energikilder - at ideen om atomtog ikke desto mindre finder en anden vind.
Forfatter: Oleg Makarov
