Реклама

Использование ядерных реакций

в строительной технике

 

Для цепных ядерных реакций деления наблюдается известная закономерность: чем тяжелее ядро – тем ниже его критическая масса. Этому есть целый ряд причин: во-первых, с ростом массы ядра увеличивается среднее количество нейтронов, испускаемых при одном акте деления, более тяжелое ядро менее устойчиво при столкновении с нейтроном, у более тяжелых ядер меньше период спонтанного деления, ведущего к испусканию нейтронов. Эта теоретическая закономерность подтверждена практикой. Например, у плутония критическая масса ниже, чем у урана, у америция – ниже, чем у плутония, а для калифорния эта критическая масса составляет всего 10 граммов

, то есть вес обычной пули. После открытия калифорния в фантастических рассказах описывались «калифорниевые пули», позволявшие с помощью обычного стрелкового оружия отражать нападение целых армий. Увы, на практике это не реализуешь: если бы калифорниевый «боезапас» и был создан, то его пришлось бы носить в свинцовом сейфе, чтобы защитить всё вокруг от нейтронного излучения.

Реализовать такое предложение можно было бы с помощью сверхтяжелых элементов из «острова относительной стабильности» (если удастся получить их долгоживущие изотопы в измеримых количествах). По расчетам, критическая масса дубния (элемент с атомным номером 114) может составить порядка одного миллиграмма или даже доли миллиграмма (ядерный взрыв такого количества делящегося материала будет иметь мощность примерно в один килограмм тротилового эквивалента). Из таких количеств дубния вполне можно будет создать «ядерные пули» для стрелкового оружия, содержащие критическую массу делящегося материала и все необходимые защитные оболочки. Не исключено, что такое «тактическое ядерное оружие» и будет создано (подробнее об оружейных новинках см. здесь).

Рассмотрим, однако, созидательные возможности для применения такого свойства новых элементов. Давно разработан проект еще уранового реактора, представляющий собой два ротора, вращающиеся рядом друг с другом в одной плоскости. На эти роторы насажены урановые препараты с массой, меньшей критической. Однако когда два таких ротора вращаются близко друг от друга, то на какие-то очень короткие моменты урановые болванки подходят близко друг к другу и в такие моменты активность цепной реакции резко возрастает. Аналогичный принцип можно применить и в дубниевых установках.

Известно, что определенные вещества, углерод, тяжелая вода, и др. замедляют нейтроны, что также может вести к уменьшению критической массы. Например, соль урана при массе, близкой к критической, может спокойно лежать в отсутствие воды, но при растворении ее в воде произойдет взрыв, т.к. вода замедляет нейтроны, тем самым облегчая условия для цепной реакции.

То, что у дубния и близких к нему элементов столь малая критическая масса, и при этом выделяется энергия, характерная для «обычных» взрывов – это свойство поможет произвести переворот в строительных работах, например, при прокладывании тоннелей в горных породах. Можно предложить, например, такой вариант устройства. Имеются два ротора, вращающихся рядом друг с другом в одной плоскости: один по часовой стрелке, другой – против. По краям каждого из них находятся препараты, содержащие доли миллиграмма дубния. Через место соприкосновения роторов продувается под большим давлением тонкая струйка пара тяжелой воды (возможно, удастся вместо тяжелой воды можно будет использовать и обычную, если она сможет выполнить функции замедлителя нейтронов). При сближении двух крупинок дубния с разных роторов их суммарная масса становится близкой к критической, а струя тяжеловодяного пара позволяет замедлить нейтроны, что приводит к миниатюрному ядерному взрыву, причем не обычному, а направленному в пространстве. В направлении движения пара будут двигаться струя продуктов реакции и нейтронов с энергией, соответствующей энергетическому выходу реакции, т.е. килограмм тротилового эквивалента. Такое количество остронаправленной энергии позволит просто проплавлять тоннели в горных породах, причем скорость проходки тоннелей ограничивается только скоростью вращения роторов с топливом, а также, естественно, количеством «расходных материалов» - топлива (дубния) и «теплоносителя» (тяжелой воды). Возможностей применения такой техники, необходимой для скорейшей проходки тоннелей, может быть много – от быстрой проходки тоннелей метро до создания углублений под лунную базу.

Следующий вопрос: на какой платформе устанавливать такую установку, учитывая, что она не может быть стационарной, а должна будет двигаться внутри создаваемого тоннеля. Схема, подобная железнодорожному путеукладчику, не пройдет, поскольку выкладывать рельсы впереди себя это устройство не сможет. Колесная схема не подойдет, поскольку создаваемый тоннель, возможно, будет с неровными стенками. Аналогично, не подойдет гусеничная схема, которая для такого устройства будет слишком медленной. Наиболее целесообразным представляется устройство, напоминающее разработанное еще для орбитальной станции «Мир» так называемое «летающее кресло космонавта». Двигательной установкой для его удержания в пространстве может служить либо «электронно-импульсные двигатели», либо ядерные реактивные установки, использующие тот же дубний.

 

В продолжение темы:

 реактор на сверхтяжелых элементах в форме ручки

оригинальный китайский проект: реактор с шаровыми ТВЭЛами

 ядерные транспортные установки - безопасны

заметка из журнала «Юный техник» (№6 за 1991 год) о возможности использования лазеров для прокладки тоннелей

 



Интересен, например, следующий экспериментальный факт, изложенный в недавней статье Ю.Оганесяна (символом «Db» в ней обозначен элемент №105: «В июне 2004 г. было проведено 12 идентичных опытов (С.Н. Дмитриев и др.), в которых было зарегистрировано 15 событий спонтанного деления Db, осколки которого имеют кинетическую энергию около 230 МэВ, а при каждом акте деления испускается в среднем около 4 нейтронов. Такие характеристики присущи спонтанному делению достаточно тяжелого ядра. Напомним, что для 238U эти величины составляют, соответственно, около 170 МэВ и 2 нейтрона»

Ваше мнение?

Hosted by uCoz