Александр Чуркин - Литературно-художественный альманах «Дружба», № 4
Источник найден, — это неисчерпаемая энергия атомного ядра.
Атомной энергии кругом сколько угодно. Только не всё делается сразу.
Ученые сейчас нашли способ освобождать атомную энергию на электростанциях пока лишь из металла урана. Это довольно редкий серебристый металл, такой же тяжелый, как золото.
ГОТОВИМ АТОМНОЕ ГОРЮЧЕЕ…В той местности, где геологи обнаружили урановую руду, строят шахты. Поднятую из недр горную породу, содержащую уран, сразу отправляют на соседнюю обогатительную фабрику. Тут руду сушат, дробят, мелют, промывают и отсеивают пустую породу. Обогащенную руду везут на химическую фабрику. Вот здесь-то и вырабатывают уже совсем чистый металл уран.
И всё же это еще не готовое атомное горючее. Дело в том, что не все атомы урана способны взрываться и отдавать человеку свою сказочную энергию.
Таких «щедрых» атомов среди других только 1/140 доля. На столь «бедном» уране нынешняя электростанция работать не может. Приходится обогащать сам уран.
А задача трудная: необходимо увеличить число взрывных атомов в куске по крайней мере в два раза. Поэтому чистый металлический уран доставляют на завод, на котором занимаются… сортировкой атомов. Нужный материал сначала превращают в газ, и этот газ прогоняют насосами через множество фарфоровых перегородок. Взрывные атомы урана чуть легче остальных и поэтому быстрее проскакивают через стенки-препятствия. Это-то как раз и важно: газ, переходя из камеры в камеру, постепенно обогащается взрывными атомами. Понятно, что потом снова требуется превратить газ в твердый металл.
Работа заканчивается на специальном металлургическом заводе. Здесь из обогащенного урана отливают стержни удобной круглой формы и заказанных размеров. Остается только уберечь уран от разрушительного воздействия на него воздуха и воды. Чтобы металл не ржавел и не тратился без пользы, его защищают, — одевают в алюминиевую рубашку (уран хранят на электрической станции в алюминиевых патронах)..
ПОЧЕМУ НАША СТАТЬЯ НАЗЫВАЕТСЯ «АЭС»Все знают, что такое ТЭЦ и ГЭС. Это теплоэлектроцентраль и гидроэлектростанция. В наше время пора запомнить и новое сочетание из трех букв — АЭС — атомная электрическая станция.
Ученые пока не знают способа сразу превращать большое количество энергии атомной в электрическую. При освобождении новой силы природы получается очень много тепла, и это тепло применяют на АЭС. Следовательно, нынешняя атомная электростанция так же, как и ТЭЦ, должна иметь паровые котлы, турбины, генераторы — машины, рождающие электрический ток, насосы и многое другое, — всё необходимое для мощного паросилового хозяйства. Вот так штука: атомная электростанция — паровая!
Конечно, между ТЭЦ и АЭС есть и громадная разница. Паровые котлы атомной станции не нуждаются в топках, не надо и обширного склада для топлива. А на обычной тепловой станции нет того чудодейственного атомного котла, который техники называют реактором.
ТОПКА БЕЗ ОГНЯ…Давайте проведем воображаемую экскурсию на мощную АЭС близкого будущего. Первое, что нам бросится в глаза, приближаясь к энергетическому гиганту, — очень высокая бетонная труба. Эта стометровая труба никогда не дымит, она служит для удаления воздуха, побывавшего в помещениях станции, и тем самым, следовательно, оберегает здоровье местных жителей и самих работников станции. Воздух и плавающая в воздухе пыль в некоторых цехах АЭС способны накапливать энергию лучей, источаемых атомными машинами. А это было бы очень вредно для людей. Вот почему все помещения станции усиленно проветриваются с помощью вентиляторов — воздух нигде не задерживается. Воздух еще не стал плохим, как его уже гонят в долговязую трубу и развеивают высоко над землей.
Прежде всего познакомимся с реакторным цехом АЭС. Огромный зал кажется совсем пустым, если не считать странного крана, похожего на железнодорожный мост. По этому крану катается на рельсах не менее странный вагон, а под ним висит, почти касаясь бетонного пола, целая башня.
Алюминиевые патроны с ураном привозят в реакторный цех на железнодорожных платформах. Особый механизм поднимает эти топливные стержни совсем отвесно и вкладывает их в висящую башню мостового крана. Потом кран катится по рельсам вдоль стен и останавливается у другого конца зала, над многочисленными какими-то серыми колпаками, выглядывающими из-под пола. Это и есть верхняя загрузочная часть атомного котла, а сами чугунные колпаки — как бы дверцы невиданной еще топки — атомной.
Когда ведут укладку урановых стержней в реактор или же вытаскивают их обратно, чтобы заменить «свежими», то в зал никого не пускают. Из открытых отверстий атомного котла вырываются свирепые, губительные для всего живого лучи. Поэтому работой всех машин управляют на расстоянии: люди прячутся за толстыми бетонными стенами и за стале-свинцовыми щитами. В таких случаях можно наблюдать за механизмами и материалами только пользуясь телевизорами и многими хитроумно устроенными контрольными аппаратами.
На телевизионном экране хорошо удается рассмотреть, как крановые машины поднимают тяжелые чугунные пробки-колпаки. В обнаженные гигантские «пчелиные соты» опускаются длинными штангами один алюминиевый патрон за другим, и так до 1000 штук. После установки всех пробок на место и проверки правильности работы приборов дается, наконец, сигнал о пуске реактора. Приходит время «задуть огонь» в котле.
Как же действует дежурный инженер, сидящий среди стеклянных светящихся экранов, всевозможных приборов и кнопок? А очень просто. На пульте управления он нажимает кнопку, и тотчас химическая смесь, содержащая бериллий и соли радия, «разжигает» котел. Атомы бериллия, разрушаясь под действием лучей радия, выбрасывают осколки без всякого электрического заряда — нейтроны. Они-то и служат «атомной растопкой». Нейтроны проникают во взрывные атомы урана и разваливают их ядра. Обломки же разлетаются со скоростью в десятки тысяч километров в секунду. От такой бомбардировки весь реактор сильно нагревается. А этого только и надо. Температура уже пятьсот градусов. Тепло получено без всякого огня!
1 400 000 000 КАРАНДАШЕЙ…Для того, чтобы поменьше закладывать урана в котел и чтобы бомбардировка взрывных атомов шла успешнее, необходимо попридержать «растопку», затормозить полет нейтронов. Вот почему реактор, величиной с четырехэтажный дом, не пустой внутри, а целиком заполнен очень чистым графитом. Требуется несколько тысяч тонн графита, чтобы изготовить столь удивительный котел.
Интересно, сколько получилось бы карандашей из этой массы графита? Если как следует потрудиться, то задачу можно одолеть: получается около 1 400 000 000 карандашей. Уложенные в одну линию, эти карандаши могли бы опоясать по экватору нашу планету ровно четыре раза!
Чистый графит — это углерод. А атомы углерода нейтронов почти не захватывают, зато здорово замедляют их движение при столкновениях. Значит, графит и может служить нам хорошим атомным тормозом. Но этот черный и жирный на ощупь материал выполняет в реакторе еще одну полезную службу.
Зачем в автомобильной фаре понадобилось вогнутое зеркало? На этот вопрос нетрудно ответить. Те лучи от электрической лампочки, которые в фаре пошли назад, возвращаются зеркалом прямо на дорогу, они не пропадают зря, — тем светлее ехать шоферу. В атомном котле также должно быть «зеркало». Надо заботиться о том, чтобы «атомная растопка» не исчезла, не вылетела наружу, а то число разрушаемых атомов сократится, котел будет остывать, может и совсем «потухнуть». Как удержать нейтроны в реакторе? Оказывается, графит прекрасно отражает эти частицы; нейтроны отскакивают от атомов углерода (графита), как биллиардный шар от резинового бортика. Вокруг центральной части реактора необходимо иметь толстый слой графита — «атомное зеркало».
ОРИГИНАЛЬНЫЙ КЛАПАН.Итак, атомный котел мы «зажгли». Атомы урана разлетаются вовсю, и жара прибавляется. Если продолжать копить тепло в реакторе, то ничего хорошего из нашей затеи не получится. Наоборот, уже при температуре менее семисот градусов алюминиевый патрон растает как свеча; сам уран и тот расплавится и потечет, если жара достигнет 1133 градусов. Следовательно, никак нельзя допускать очень высокой температуры. Пусть котел работает всегда при строго определенном тепловом режиме. А как это осуществить?
Все видали предохранительный клапан на паровом котле. Если кочегар зазевается, не посмотрит на манометр да бросит на стоянке паровоза в топку лишний уголь, то от избытка пара котел не взорвется. Правда, давление пара увеличится, но одновременно и пружина предохранительного клапана уступит дополнительному напору пара. Пружина сожмется, и через образовавшуюся щель весь лишний пар с оглушительным ревом вырвется вон. Люди и паровоз от промаха кочегара не пострадают.
