Величайшие рукотворные чудеса
Шрифт:
Хотя общее количество запаздывающих нейтронов составляет всего 0,75 %, именно они существенно (примерно в 150 раз) замедляют скорость нарастания нейтронного потока и тем самым облегчают задачу регулирования мощности реактора. За это время, манипулируя поглощающими нейтроны стержнями, можно вмешаться в ход реакции, замедлить ее или ускорить. Кроме того, как выяснилось, поток нейтронов в значительной степени разогревал всю массу реактора – так что не случайно его еще иногда называют «атомным котлом».
Эти принципы и послужили основой для создания первого реактора для атомной электростанции (АЭС).
В 1950 г. технический совет из нескольких предложенных вариантов выбрал реактор, разработанный НИИ Химмаш. Строить первую АЭС решено было в Обнинске, благо что здесь уже имелся вполне работоспособный
Непосредственно строительством АЭС руководила Обнинская физико-энергетическая лаборатория, основанная в 1947 г. При строительстве за основу была взята конструкция промышленного реактора. Только вместо урановых стержней предусматривались урановые тепловыводящие элементы – твэлы. Разница между ними заключалась в том, что стержень вода обтекала снаружи, твэл же представлял собой двустенную трубку. Между стенками располагался обогащенный уран, а по внутреннему каналу протекала вода.
Чтобы она не вскипела и не превратилась в пар тут же в твэлах – а это могло вызвать ненормальную работу реактора, – вода должна была находиться под давлением в 100 атмосфер. Из коллектора горячая радиоактивная вода текла по трубам в теплообменник-парогенератор, после чего, пройдя через циркулярный насос, возвращалась в коллектор холодной воды. Этот ток назывался первым контуром. Теплоноситель (вода) циркулировал в нем по замкнутому кругу, не проникая наружу. Во втором контуре вода выступала в роли рабочего тела. Здесь она была нерадиоактивна и безопасна для окружающих. Нагревшись в теплообменнике до 190 градусов и превратившись в пар с давлением 12 атм., она подводилась к турбине, где и производила свою полезную работу. Покинувший турбину пар должен был конденсироваться и снова направляться в парогенератор. КПД всей энергетической установки составлял 17 %.
Оставалось лишь решить технические сложности проекта. В частности, В. Малых была предложена наиболее удобная в эксплуатации конструкция твэлов. Ураново-молибденовый порошок спрессовали с тонко измельченным магнием – этот металл должен был создать эффективный тепловой контакт урано-молибденового сплава со стенкой твэла.
На АЭС также была тщательно продумана система управления протекающими в реакторе процессами, созданы устройства
для автоматического и ручного дистанционного управления регулирующими стержнями, для аварийной остановки реактора, приспособления для замены твэлов. И вот 27 июня 1954 г. первая в мире АЭС дала промышленный ток. В настоящее время она уже не работает, служит своеобразным музеем. Но опыт, полученный при ее сооружении, был затем использован при сооружении других, более мощных и совершенных атомных энергоблоков. Атомные электростанции ныне работают не только в нашей стране, но и в США, Франции, Японии и многих других странах.
Атомные подводные лодки
Еще Жюль Верн описал затаенную мечту подводников всего мира – создать подводный корабль, который бы мог годами бороздить океаны Земли, не заходя в порт. Ныне эта мечта исполнена. Современные атомные субмарины способны совершить путешествие вокруг света, даже не всплывая. На такой подвиг оказался не способен даже капитан Немо. А вот наши подводники наперегонки в американскими, постарались совершить такое чудо. Да, не удивляйтесь, в мире долгое время соперничали, по существу, два подводных флота – советский и американский. Остальные можно было не брать в расчет – и подлодок мало, и не так они были совершенны. Зато эти два соперника все время старались утереть друг другу носы в упорном, хотя и заочном соревновании. Так уж повелось в этом, прямо сказать, не лучшем из миров – подводники редко воочию видят своего противника, разве что слышат…
Услышали, например, наши, что американцы в 1955 г. спустили на воду «Наутилус» – первую подводную лодку с атомным реактором, тотчас и себе захотели сделать такую же. Оснастили американцы свой подводный флот баллистическими ракетами типа «Поларис», и советские подлодки получили подобные же…
Ядерные реакторы для советских атомных подлодок создавались под руководством академика Н. А. Доллежаля. Того самого, что был конструктором реактора
для первой в мире атомной электростанции, заработавшей в 1954 г. в Обнинске. А вывел первую советскую атомную подлодку в море капитан Л. Г. Осипенко, ставший впоследствии контр-адмиралом. Было это в начале 60-х гг.В 1962 г. ТАСС опубликовал короткое сообщение: советская атомная подводная лодка «Ленинский комсомол» под командованием Л. М. Жильцова, пройдя значительное расстояние под вечным паковым льдом, достигла Северного полюса.
И, наконец, высшее достижение того времени: в 1966 г. отряд советских атомных подводных лодок под командованием контр-адмирала А. И. Сорокина совершил кругосветное плавание, так ни разу не всплыв во время выполнения своего сверхдальнего маршрута.
Впрочем, если быть до конца откровенным, особо занимательным такое путешествие не назовешь. Вспомним, какими красотами любовались герои Жюля Верна во время своего кругосветного путешествия… «Внезапно салон опять осветился. Свет проникал в него с обеих сторон через огромные овальные стекла в стенках. Водные глубины были залиты электрическим светом. Хрустальные стекла отделяли нас от океана, – пишет профессор Аронакс, от лица которого ведет повествование автор. – В первый момент я содрогнулся от мысли, что эта хрупкая преграда может разбиться; но массивная медная рама сообщала стеклам прочность почти несокрушимую. Морские глубины были великолепно освещены в радиусе целой мили от “Наутилуса”. Дивное зрелище!»
А когда героям романа надоедало просто созерцать окружающее пространство, они всегда могли отправиться на подводную прогулку.
Совершенно по-иному описывает кругосветное путешествие, проведенное чуть больше четверти века назад, один из его участников, капитан первого ранга в отставке Г. Н. Савичев: «Плавание на атомной подводной лодке… Его, пожалуй, можно сравнить с пребыванием в наглухо (без окон, без дверей) закупоренной многокомнатной квартире. Движения не ощущалось. Что там наверху – день ли, ночь? Вот почему при переходе из одного часового пояса в другой стрелки на часах мы не переводили. Жили по московскому времени. Качка, столь частая на поверхности океана, полностью отсутствовала. Лодка как бы стояла на прочном бетонном основании. А жаль. Даже такой раздражитель, как качка, который моряки нередко проклинают на надводных кораблях, здесь в какой-то мере мог разнообразить наши будни. Редкие выглядывания на поверхность в перископ были настоящим праздником для того, кто допускался к окуляру…»
Одним из редких «развлечений» для команды стало появление встречных кораблей. Всякий раз, когда гидироакустик докладывал о приближении встречной подлодки, командир корабля В. Т. Виноградов внимательно следил за ее действиями, стараясь предугадать маневр. И, «видя» друг друга только по приборам, подлодки благополучно расходились.
«Видеть» с помощью слуха – так повелось, пожалуй, еще со времен Первой мировой войны. Вопреки мнению Жюля Верна, в воде зрение зачастую бесполезно: темно, да и вода бывает грязной, непрозрачной. Поэтому подводники больше надеются на слух, поскольку звуки в воде распространяются куда лучше, чем свет.
Разобравшись, как ориентируются исконные жители океана – киты и дельфины, – специалисты стали оснащать субмарины акустическими станциями – устройствами, тысячекратно обостряющими слух человека. И сегодня опытный акустик прекрасно ориентируется в шумах океана за сотни, даже тысячи метров в округе. Он словно бы видит косяк рыбы, другую подлодку, надводный корабль… По характеру шума опытный специалист не только определяет тип корабля, направление и расстояние до него, но даже может опознать некоторые технические неисправности. «У этого сторожевика, похоже, одна из лопастей винта погнута…»
Однако не надо думать, что благодаря таким возможностям подводники так уж легко получают преимущество при атаке. Гидропеленгаторными станциями оборудованы также и надводные противолодочные корабли – охотники за субмаринами. Кроме того, подлодка может быть обнаружена с воздуха – с самолета, с вертолета или даже с борта искусственного спутника Земли. И в самом подводном флоте относительно недавно появились «предатели» – особый класс атакующих подлодок, главная задача которых опять-таки выслеживание и атака подлодок противника.