232. Второй размножающий реактор будет использовать быстрые нейтроны. Нейтроны, выходящие из активной зоны, будут образовывать во внешней оболочке из урана233 искусственное ядерное горючее — плутоний239.
Такова обширная программа ближайших лет по развитию советской атомной энергетики.
При освоении Арктики большую роль играют морские суда особого типа — ледоколы. Редко какой-нибудь пароходный рейс у наших северных берегов обходится без помощи ледокола. Ледокол обычно по нескольку месяцев находится далеко от топливной базы, встречает караваны судов в наиболее опасных местах и прокладывает им путь в тяжелом, а подчас и в сплошном льду. За это время мощный двигатель ледокола поглощает огромное количество топлива, которое доставляется ему специальными грузовыми судами.
В шестом пятилетнем плане развития народного хозяйства СССР предусмотрено строительство ледокола с атомным двигателем.
Советские ученые и судостроители разработали технический проект и завершили сооружение такого корабля, предназначенного для работы в Арктике. Такой ледокол (рис. 72) позволит изменить условия ледового плавания, продлит сроки навигации в северных морях. Судоходными станут трассы, проходящие в тяжелых льдах.
Значительно расширятся исследования в Полярном бассейне. И, как знать, может быть, этот ледокол достигнет Северного полюса. Ведь об этом мечтал еще знаменитый русский полярный мореплаватель С. О. Макаров.
Атомный двигатель даст ледоколу ряд преимуществ. При тех же размерах его мощность может превышать мощность ледоколов на химическом топливе в полтора — два раза. Он сможет плавать без захода в порты для бункеровки в десять — двенадцать раз дольше.
В обычных ледоколах около 30 процентов грузоподъемности судна составляют запасы топлива, исчисляемые тысячами тонн. Суточный расход топлива превышает сто тонн. А на атомном ледоколе суточный расход — это граммы «горючего». Поэтому район плавания атомного ледокола почти неограничен.
Кроме того, часть корабля, которая раньше предназначалась для запасов топлива, может теперь использоваться под установку более мощных двигателей и для конструкций, увеличивающих прочность корпуса. Ледокол будет преодолевать льды, которые для обычных ледоколов считаются непроходимыми. Советский атомный ледокол будет иметь главные двигатели мощностью 44 тысячи лошадиных сил. Его водоизмещение составит 16 тысяч тонн.
Общие экспедиционные запасы, которые атомный корабль сможет взять на борт (ядерное топливо, продукты питания и прочее), достаточны, чтобы ледокол в течение года находился в плавании. Там будут созданы все условия для научной работы, труда и культурного отдыха.
Научные работники и экипаж разместятся в очень удобных одноместных и двухместных каютах. На корабле предусматривается кают-компания, салоны, клуб, киноустановка, читальный зал и медицинские кабинеты, оснащенные современной лечебно-профилактической аппаратурой. Помещения корабля будут совершенно надежно защищены от радиоактивных излучений. Благодаря полной автоматизации управления тяжелый труд кочегаров заменится работой операторов у пульта управления.
В суровых условиях Арктики метеорологическая обстановка очень сложна. Ледоколу придется прокладывать путь в любую погоду: в туман, в снегопад, во мраке полярной ночи. Поэтому он будет снабжен самыми современными навигационными и радиолокационными устройствами и средствами связи. Два вертолета, находящиеся на судне, будут обеспечивать ледовую разведку.
Таким будет первый советский атомный ледокол.
В течение ближайших пяти лет всемерно разовьются работы по дальнейшему использованию радиоактивных изотопов в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Они будут использованы, в частности, для контроля за качеством материалов и изделий, для управления производственными процессами и их автоматического регулирования, а также для диагностики и лечения различных болезней. Метод меченых атомов найдет более широкое применение в промышленности и в научных исследованиях.
Таким образом, шестой пятилетний план предусматривает весьма существенное расширение использования атомной энергии в мирных целях. Атомная энергия будет играть значительную роль в народном хозяйстве Советского Союза.
Атомная энергетика за рубежом. В капиталистических странах развитие атомной энергетики в сильной степени тормозится тем, что оно противоречит интересам крупных нефтяных и угольных монополий. Эти компании, опасаясь снижения потребности в химическом топливе, естественно, всеми методами стараются задержать использование ядерного горючего для мирных, энергетических целей. В связи с этим буржуазные экономисты, ученые и инженеры пытаются обосновать нецелесообразность, например, в США широкого строительства атомных электростанций в ближайшие десятилетия. Этот промежуток времени США намерены использовать только для проведения экспериментов в области производства электрической энергии на атомном горючем. Поэтому доля электрической энергии, получаемая от атомных электростанций, в общей выработке энергии в США даже в 1965 году будет мала.
В Англии положение несколько иное. Перед этой страной уже сейчас стоит угроза весьма значительного повышения стоимости электроэнергии. Ввиду того что добыча угля почти не увеличивается, цены на уголь растут, а ввоз топлива, естественно, обходится весьма дорого. Поэтому немедленное создание атомных электростанций вызывается экономическими соображениями, и такое строительство уже начато. Предполагается, что вследствие высокой цены на уголь в Англии стоимость энергии уже от этих первых атомных электростанций будет такого же порядка, что и стоимость энергии электростанций, работающих на угле. По намечаемой в Англии программе атомные электростанции должны стать весьма существенным добавлением к существующим источникам энергии. Очевидно, что повышение стоимости обычного топлива, наряду со снижением капитальных расходов в электростанциях нового типа весьма скоро сделает атомные электростанции способными конкурировать с угольными электростанциями.
Эти обстоятельства привели к тому, что в Англии (Колдер-Холл) началось строительство первой английской атомной электростанции с двумя урано-графитовыми реакторами с газовым охлаждением. Первая очередь атомной электростанции вступила в строй 17 октября 1956 года. Энергия получается от двух урано-графитовых реакторов. Схема одного из колдер-холлских реакторов приведена на рис. 73.
Активная зона реактора сложена из большого числа графитовых блоков, применяемых в качестве замедлителя. В графите имеются вертикально расположенные каналы, в которых помещаются тепловыделяющие урановые элементы и регулирующие стержни. Топливом является естественный уран в виде стержней в металлической оболочке. Реактор заключен в стальной герметический котел диаметром 12 метров, высотой 18 метров, изготовленный из стальных плит толщиной 50 миллиметров. Отвод тепла из реактора осуществляется с помощью углекислого газа, находящегося под давлением 7 атмосфер. Углекислый газ проходит через активную зону, нагревается и отдает свое тепло четырем теплообменникам. В теплообменниках образуется пар высокого давления, приводящий в движение турбины, связанные с генераторами электрического тока. Общий вид атомной электростанции приведен на рис. 74.
В Англии в районе Аннама в будущем будет построена еще одна атомная станция на четырех реакторах колдер-холлского типа. До 1965 года намечено построить несколько атомных электростанций такого типа общей мощностью 1200–1400 тысяч киловатт.
С марта 1955 года начато строительство второй английской атомной электростанции с реактором на быстрых нейтронах. Станция создается в Даунри, на Северном побережье Шотландии. Установка состоит из бака (рис. 75), в котором помещен реактор на быстрых нейтронах и находится наружная оболочка для воспроизводства ядерного горючего.
Активная зона представляет собой цилиндр диаметром и высотой 0,6 метра. Через активную зону прокачивается теплоноситель в количестве, достаточном для отвода 60 тысяч киловатт тепловой мощности. В качестве теплоносителя выбран натрий с некоторым добавлением калия для понижения точки плавления. Контур охлаждения будет целиком выполнен из нержавеющей стали. В схеме предусмотрен теплообменник, в котором тепло первичного теплоносителя передается вторичному, также состоящему из натриево-калиевого сплава. Вторичный теплоноситель не должен быть радиоактивным, поэтому между реактором и теплообменником находится защита от нейтронов, выполненная в виде графитовой стены толщиной 1,2 метра, окружающая бак с реактором. Графит содержит бор в количестве, достаточном для поглощения нейтронов после их замедления.
Графит и бак реактора расположены на стальной раме, установленной на бетонное основание, образующее часть биологической защиты. В целом защита представляет собой бетонный бак с внешним диаметром 27,5 метра и высотой 14 метров. Даунрийский реактор будет заключен в сферу диаметром 41 метр, изготовленную из стальных листов толщиной около 2,5 сантиметра. На рис. 76 приведена фотография строительства сферы второй английской атомной электростанции.
В январе 1956 года во Франции, в Маркуле, был пущен первый в стране энергетический реактор G-1. Этот реактор имеет газовое охлаждение (рис. 77).