Об атомизации
транспорта
Сегодня уже является общепринятым мнением, что использование энергии атомного ядра является основной альтернативой заканчивающимся запасам природных ресурсов. Однако одной из проблем является то, что, например, даже в случае перехода практически всей энергетики на атомную энергию, все равно для ряда отраслей (например, для автомобильного транспорта) потребуются двигатели внутреннего сгорания, поскольку электричество, при всех своих достоинствах, обладает существенным недостатком: его нельзя запасать, произведенная электроэнергия должна быть тут же потреблена. Аккумуляторов с высоким КПД, пригодных для того же автотранспорта, так и не создано. В США значительные надежды возлагаются на т.н. водородную энергетику (когда с помощью электричества, произведенного на атомной электростанции, будет извлекаться водород из воды, а потом на основе этого водорода будет изготовляться топливо). Однако и такой процесс также не лишен многих недостатков (о которых подробно сказано, например, в статье Ю.И.Корякина "Что дальше в ядерной энергетике России" в "Бюллетене по атомной энергии" №7 за 2003 год). Разумным выходом тут может быть приоритетное развитие общественного транспорта, который значительно проще, чем частный, может быть электрифицирован. Однако идею «атомизации» транспорта (как способа решения проблемы исчерпания нефти) можно развить и дальше.
Почему нельзя поставить атомный реактор на автомобиль? Очевидно, потому, что для запуска цепной атомной реакции нужно количество делящегося материала, близкое к критической массе. И создаваемая при этом мощность будет на порядки превышать ту, которая необходима для двигательной установки. Разумный шаг на этом пути – поиски возможностей осуществления цепных ядерных реакций с помощью делящегося материала с как можно более низкой критической массой (т.е. с как можно более высоким атомным номером). Основной путь к этому, используемый современной промышленностью – это реакторы на быстрых нейтронах. В них можно “сжигать” как уран и плутоний, так и элементы с более высокими атомными номерами – америций и кюрий (конечно, пока только в качестве «добавок» к урану-238). Возможно, в этой области удастся продвинуться и дальше. Для этого нужно продолжать совершенствование реакторов на быстрых нейтронах, таких как сооружаемый БН-800 и проектируемый БН-1800, чтобы изучить процессы, происходящие при цепной реакции деления изотопов с большим атомным номером. Возможен постепенный путь: если в "быстрых" реакторах все увеличивать концентрацию плутония, то при его работе в режиме бридера начнут нарабатываться большие количества америция и кюрия, которые можно использовать в качестве добавки к основному топливу, как сейчас используют плутоний, и так далее. Пока еще такая технология встречает множество чисто технических сложностей – даже плутоний пока еще планируется сжигать лишь в смеси с ураном, а более тяжелые элементы (т.н. «минор-актиниды» - лишь в виде незначительных добавок). Однако по мере более активного развития таких технологий эта технология будет быстро освоена. Форсированное строительство реакторов БН-800 и БН-1800 официально внесено в программу развития атомного энергопромышленного комплекса России. Однако это уже, скорее, тыл продвижения в область использования более тяжелых элементов. А передний край – это попытки использования в атомных реакторах искусственно получаемых сверхтяжелых элементов (точнее, их долгоживущих высоконейтронных изотопов, когда такие будут получены). Сейчас такие элементы получают в количестве единичных атомов, но прогресс не стоит на месте – можно напомнить, как, например, курчатовий в момент его открытия получали в виде единиц и десятков атомов, а сегодня его получают виде тысяч и десятков тысяч атомов в час. Тоже не очень много, но прогресс налицо. Эти два направления – реакторы типа БН и реакторы на сверхтяжелых элементах – не исключают, а дополняют друг друга. Промышленная эксплуатация реакторов на быстрых нейтронах позволяет вырабатывать большие количества трансурановых элементов, которые можно будет использовать в качестве сырья для получения сверхэлементов, а также будет вырабатываться практика промышленного использования трансуранов. С другой стороны, исследования сверхтяжелых элементов дадут наиболее полные и фундаментальные знания о превращениях трансуранов.
С помощью такой технологии можно даже будет осуществить то, что до сих пор не удавалось: запасать электроэнергию. При переработке урана в “сверхэлементы” энергия, затраченная на работу ускорителей, будет “запасаться” в этих элементах и “высвобождаться” при их делении. Конечно, такая технология запаса электричества будет обладать чудовищно низким КПД, но, во-первых, в ходе дальнейших разработок этот КПД все же можно будет повысить, во-вторых, если ядерное и термоядерное электричество будет производиться в очень больших количествах, то эта проблема будет не принципиальна. В интернете имеются конкретные предложения по конструкции реактора на сверхтяжелых элементах, которые и можно будет использовать.
В продолжение темы:
Якобы имеющийся американский проект автомобиля с ядерным двигателем