Nyní se to zdá divné, ale jen deset let po bombardování Hirošimy, které ukázalo všechna „kouzla“záření, se svět doslova zamiloval do atomové energie. Designéři SSSR a Spojených států nadšeně přišli s tím, na jakou další dopravu nasadit jaderný reaktor. Kromě jaderných ponorek a ledoborců, které existují dodnes, byly navrženy jaderná letadla, auta a dokonce i vzducholodi. A inženýři z poloviny dvacátého století vážně snili o obřích vlacích, které by do dálky stáhla dieselová lokomotiva s atomovým srdcem po tisíce a tisíce kilometrů.
K tundře na široké trati
Pokud hovoříme o realitě, pak na rozdíl od programu pro výrobu jaderných bombardérů - a SSSR dokonce testoval speciálně navržený reaktor ve vzduchu - historie projektování jaderných megafotek nešla tak daleko. Nebyly vytvořeny experimentální modely lokomotiv ani stopy odpovídající plánu. Všechno se zastavilo na úrovni návrhů. Na rozdíl od hluboce klasifikované práce na vytvoření stejného atomového letounu byla myšlenka dieselových lokomotiv poháněných reaktory propagována v novinách, knihách a populárních vědeckých časopisech. Noviny Gudok, publikace ministerstva železnic SSSR, psaly v roce 1956: „V podmínkách severu, Dálného východu a pouští ve střední Asii není vždy vhodné elektrifikovat nově vybudované železniční tratě. V těchto podmínkách je lepší používat jaderné lokomotivy,což by mohlo fungovat autonomně, bez dodávek velkého množství paliva nebo jiných materiálů … Jaderná lokomotiva bude samozřejmě mnohem těžší než parní lokomotiva nebo dieselová lokomotiva se stejnou energií. Pokud je však taková lokomotiva poslána na vzdálenou dálnici, například do Arktidy, bude tam po celou zimní sezónu občas fungovat bez dodatečných dodávek. Je velmi snadné ji proměnit v mobilní elektrárnu. Kromě toho bude moci dodávat energii do koupelen, prádelen a skleníků pro pěstování zeleniny. “pak tam bude občas pracovat po celou zimní sezónu bez dodatečných zásob. Je velmi snadné ji proměnit v mobilní elektrárnu. Kromě toho bude moci dodávat energii do koupelen, prádelen a skleníků pro pěstování zeleniny. “pak tam bude občas pracovat po celou zimní sezónu bez dodatečných zásob. Je velmi snadné ji proměnit v mobilní elektrárnu. Kromě toho bude moci dodávat energii do koupelen, prádelen a skleníků pro pěstování zeleniny. “
Lůžka okurky v polárním kruhu však samozřejmě nebyla konečným snem pro ty, kteří věřili ve světlou budoucnost atomu železnice. Myšlenka mega-vlaků vypadala mnohem ambicióznější a domýšlivější. Měli se skládat z mocné jaderné lokomotivy a obřích vozů, umístěných na ultraširoké trati, která by byla 2,5 až 3krát širší, než je norma přijatá v naší zemi - 1520 mm. Současně by nákladní kapacita nákladních automobilů této třídy mohla být srovnatelná s kapacitou říční nákladní lodi a dvoupodlažní osobní automobily by cestujícím nabídly bezprecedentní prostor a pohodlí. Obrázek představený při prvním rozšíření našeho článku je kolektivním vizuálním obrazem takového projektu současného umělce.
JE na kolech
Propagační video:
Někdy slyšíme o projektech „atomových parních lokomotiv“, ale samozřejmě nikdo nechtěl otáčet kola lokomotivy parní silou. Bylo plánováno používat elektrické motory jako pohon pro kola, která by byla zase poháněna jadernou elektrárnou umístěnou uvnitř lokomotivy, postavenou podle klasického schématu. V důsledku jaderné reakce se vytváří teplo, které se přenáší do chladicího média a vydává teplo do vody v parním generátoru. Výsledná pára protéká trubkami do turbíny a turbína zase otáčí hřídelí elektrického generátoru.
Na následujícím obrázku je schéma jednokřídlové lokomotivy, ve které jsou reaktor, generátor a elektrické motory uvnitř jediného tělesa, pouze reaktor s tepelným výměníkem je pokryty bioprotekční přepážkou. Existují informace, že byla zvážena také možnost tří sekcí, ve které byla reaktoru přidělena zvláštní sekce izolovaná bioprotekcí, spojená s dalšími dvěma vazebními členy.
Pozornost je věnována počtu náprav lokomotivy: konstruktéři předpokládali, že její velká hmotnost by nutila rovnoměrnější rozložení zátěže na kolej. Myšlenka vlaku s jaderným reaktorem je jednoduchá a jeho implementaci neexistují žádné zásadní překážky. Ale proč tedy stále nejezdíme v palácových autech a dobýváme arktické expanze na jaderných lokomotivách?
Je zřejmé, že otázka účelnosti výstavby obřích atomových vlaků se dělí na dvě: možnost využití jaderné energie v osobní dopravě a technické a ekonomické zdůvodnění významného rozšíření železniční tratě.
Beton a olovo
Ve skutečnosti nic nebrání využití energie rozpadu atomového jádra v dopravním průmyslu a navíc se aktivně používá. Přibližně 75% elektřiny ve Francii je vyráběno v jaderných elektrárnách, takže známé vysokorychlostní vlaky TGV poháněné elektřinou z nadzemní kontaktní sítě lze v jistém smyslu považovat za „atomové vlaky“. Je však možné nebo nutné nosit celou elektrárnu s sebou? Jediným důvodem je možnost dlouhodobého provozu vozidla bez doplňování paliva, kde není palivo a vhodná infrastruktura. Pro ledoborce na dlouhých plavbách v arktických vodách nebo ponorky v pohotovosti na jiné polokouli je dlouhodobá energetická samostatnost nesmírně důležitá. Nezasahovalo by to do strategických bombardérů nebo protiponorkových letadel,který mohl kroužit po oceánu několik dní daleko od domácího letiště. Jaderná letadla však musela být opuštěna az přibližně stejných důvodů, které bránily realizaci projektů lokomotiv s jadernými reaktory. A hlavním důvodem je biologická ochrana.
Jaderný reaktor lokomotivy by musel být izolován silnou vrstvou olova nebo betonu a ze všech stran. Je nemožné se omezit na zeď mezi reaktorem a kabinou řidiče - v tomto případě smrtelné záření v tomto případě zasáhne všechno, co je po stranách koleje, pod mosty a nad nadjezdem procházejícím přes koleje. Celková hmotnost takového biologického stínění by byla stovky tun, navíc by to zabralo značný objem. Pokud vezmeme v úvahu, že jaderné reaktory vytvořené v 50. letech byly samy o sobě velké, velikost a hmotnost jaderné lokomotivy by byla jednoduše titanická. Možná z tohoto důvodu návrháři okamžitě začali přemýšlet o tom, že by standardní dráha musela být nahrazena ultrarozměrnou dráhou. Je však pro vyřešení tohoto problému stačit jen kolejnice od sebe oddělit?
Proč odšroubovat kolejnice
Jak nám Viktor Mikhailovič Bogdanov, poradce ředitele Vědecko-výzkumného ústavu železniční dopravy, v minulosti řekl, v minulosti se opravdu diskutovalo o velmi exotickém projektu výstavby ultrarýchly železničních tratí v SSSR. Autoři myšlenky navrhli odstranit dvě vnitřní kolejnice na dvoukolejných železnicích. Zbývající vnější kolejnice by vytvořily rozchod široký asi šest metrů!
„Zpočátku byly u nás železnice navrženy s největšími celkovými rozměry. Pokud je v západní Evropě maximální přípustné zatížení na metr trati 6 tun, v USA na většině dálnic - 8,5-9 tun, pak v Rusku může tato hodnota dosáhnout 12 tun, vysvětluje Viktor Michajlovič. - Konstrukce kolejí (mosty, tunely, nadzemní trolejová infrastruktura) byly také navrženy pro vozy se zvýšenými rozměry. U nadměrného nákladu je dokonce určitá rezerva. To vše ovšem není určeno pro obří vozy a lokomotivy, které by mohly cestovat po šesti metrech. Stačí odhadnout možný objem a hmotnost takového automobilu a je zřejmé, že při plném zatížení (i při osmi nápravách) bude zatížení na metr tratě desítky tun. A to i přesto, že vlastnosti cesty, náspy, mosty zůstanou stejné. “
Je zřejmé, že jaderný mega-vlak by musel nejen položit širší trať, ale přepočítat a vytvořit celou infrastrukturu. V důsledku toho byla z technických a ekonomických důvodů zamítnuta myšlenka vytvoření jedné široké skladby ze dvou standardních. Mnohem dále se vyvíjely silnice ultralehkého rozchodu (3000 mm) v nacistickém Německu (náš časopis o tom podrobně hovořil v březnovém čísle), ale i zde se věci nepřekračovaly rámec projektové dokumentace a po pádu Hitlerova režimu se tato myšlenka již nevrátila, vzhledem k jeho projev ekonomicky neodůvodněné gigantomanie.
Černobyl.
Zprávy z jihu
Pokud by Hirošima nezasahovala do lásky, která vzplala před půlstoletím pro všechno jaderné (samozřejmě s výjimkou bomb), způsobila černobylská katastrofa naopak vlnu radiofobie a odmítnutí „mírového atomu“na světě. Mnozí se bojí samotné myšlenky, že někde v blízkosti lidských bytů bude po kolejích spěchat atomový reaktor. Co když katastrofa zasáhne a lokomotiva se zhroutí? Co když této katastrofě „pomohou“teroristé, kteří si určitě nenechají ujít příležitost vyrazit před rychlostní vlak?
Ale bez ohledu na to, jak velký je strach z radiace, lidstvo se stále více obává vyhlídek na globální energetickou krizi spojenou s nedostatkem fosilních paliv, jakož i environmentálních problémů, které zhoršuje atmosférické znečištění způsobené spalováním uhlovodíků. Nelze proto vyloučit, že pokrok v oblasti jaderných technologií (především v zajištění jejich vyšší bezpečnosti) se v blízké budoucnosti stane důvodem k obnovení zájmu o jadernou dopravu.
V poslední době se v různých zemích světa vyvíjejí nové typy jaderných reaktorů - kompaktní a bezpečnější než ty stávající. Již v 90. letech jihoafrická státní společnost Escom oznámila svůj záměr postavit tzv. Modulární reaktor s kuličkovým ložem (PBMR) a nedávno (30. ledna 2020) bylo oznámeno, že společnost doufá, že v práci na projektu bude pokračovat. Modulární reaktor PBMR nebude mít obvyklé palivové tyče. Jako palivové články se navrhuje používat kuličky sestávající z grafitu, včetně mikroskopických inkluzí oxidu uranu v kapslích z karbidu křemíku. Injekční plyn (nejvhodnější je helium) je foukán přes koule, což odvádí teplo generované během reakce. PMBR patří k typu vysokoteplotních reaktorů,a zahřátý plyn má dostatečnou energii pro přímý pohon nízkotlaké turbíny nebo přenos tepla do jiného média pro přenos tepla prostřednictvím tepelného výměníku. Tím se výrazně zvyšuje účinnost celého systému.
Ale hlavní věcí v takovém reaktoru je vysoká pasivní bezpečnost. V zásadě nemůže dojít k přehřátí explozí podle scénáře havárie v Černobylu, protože do návrhu je zabudován přirozený systém zpětné vazby. I když se průtok chladicího plynu zastaví a teplota začne stoupat, jakmile je dosaženo určité hodnoty, reakce se zastaví sama.
Vědci z Federální univerzity v Rio Grande do Sul (Brazílie) navrhli další projekt kompaktního, bezpečného a ne příliš drahého jaderného reaktoru. Na základě technologie vroucího jaderného reaktoru používá zařízení také palivo ve formě kuliček rozptýlených s oxidem uranu - voda však působí jako chladivo.
Pokud budou oba uvedené a mnoho dalších podobných projektů přivedeny k deklarovaným parametrům, bude možné uvažovat o použití menších a bezpečnějších jaderných zařízení v dopravě. Kdo ví, možná je to v Jižní Africe nebo Brazílii - zemi s dlouhými vzdálenostmi a dlouhodobým zájmem o alternativní zdroje energie - že myšlenka atomových vlaků přesto najde druhý vítr.
Autor: Oleg Makarov