Kini nampak aneh, tetapi hanya satu dekad setelah pengeboman Hiroshima, yang menunjukkan semua "pesona" radiasi, dunia benar-benar jatuh cinta dengan tenaga atom. Pereka USSR dan Amerika Syarikat dengan bersemangat membuat pengangkutan lain untuk meletakkan reaktor nuklear. Selain kapal selam nuklear dan pemecah ais, yang ada hingga hari ini, pesawat nuklear, kereta dan juga kapal udara dirancang. Dan jurutera pertengahan abad kedua puluh serius mengimpikan kereta api gergasi yang akan ditarik jauh oleh lokomotif diesel dengan jantung atom selama ribuan dan ribuan kilometer.
Ke tundra di landasan yang luas
Sekiranya kita bercakap mengenai realiti, maka tidak seperti program untuk membuat pengebom nuklear - dan USSR bahkan menguji reaktor yang direka khas di udara - sejarah merancang kereta api nuklear tidak begitu jauh. Baik model lokomotif eksperimen, atau trek yang sesuai dengan rancangan itu dibina. Semuanya berhenti pada tahap reka bentuk rancangan. Pada masa yang sama, tidak seperti karya yang sangat terperinci mengenai penciptaan pesawat berkuasa atom yang sama, idea lokomotif diesel yang dikuasakan oleh reaktor dipromosikan di akhbar, buku dan majalah sains popular. Akhbar Gudok, penerbitan Kementerian Keretapi Uni Soviet, menulis pada tahun 1956: “Dalam keadaan di Utara, Timur Jauh dan padang pasir di Asia Tengah, tidak selalu disarankan untuk membuat elektrik saluran kereta api yang baru dibina. Dalam keadaan ini, lebih baik menggunakan lokomotif nuklear,yang boleh berfungsi secara autonomi, tanpa bekalan sejumlah besar bahan bakar atau bahan lain … Sudah tentu, lokomotif nuklear akan jauh lebih berat daripada lokomotif wap atau lokomotif diesel dengan kekuatan yang sama. Tetapi jika lokomotif seperti itu dihantar ke lebuh raya terpencil, misalnya, ke Kutub Utara, maka lokomotif tersebut akan beroperasi di sana sebentar sepanjang musim musim sejuk tanpa bekalan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi loji kuasa mudah alih. Di samping itu, ia akan dapat membekalkan tenaga untuk mandi, dobi, rumah hijau untuk menanam sayur-sayuran. "maka dia akan bekerja di sana sebentar sepanjang musim sejuk tanpa bekalan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi loji kuasa mudah alih. Di samping itu, ia akan dapat membekalkan tenaga untuk mandi, dobi, rumah hijau untuk menanam sayur-sayuran. "maka dia akan bekerja di sana sebentar sepanjang musim sejuk tanpa bekalan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi loji kuasa mudah alih. Di samping itu, ia akan dapat membekalkan tenaga untuk mandi, dobi, rumah hijau untuk menanam sayur-sayuran."
Tetapi tempat tidur timun di Lingkaran Artik, tentu saja, bukan impian utama bagi mereka yang mempercayai masa depan atom kereta api yang cerah. Idea kereta api mega kelihatan jauh lebih bercita-cita tinggi dan megah. Mereka seharusnya terdiri dari lokomotif nuklear dan gerbong gergasi, yang berada di landasan ultra lebar, yang akan 2.5-3 kali lebih lebar daripada standard yang digunakan di negara kita - 1520 mm. Pada masa yang sama, kapasiti kargo kenderaan kargo kelas ini dapat dibandingkan dengan kapal kargo sungai, dan kereta penumpang dua tingkat akan memberikan pelancong ruang dan keselesaan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Gambar yang disajikan pada penyebaran pertama artikel kami adalah gambaran visual kolektif projek sedemikian yang dibuat oleh seniman kontemporari.
NPP pada roda
Video promosi:
Kadang-kadang kita mendengar mengenai projek "lokomotif wap atom", tetapi tentu saja tidak ada yang akan memutar roda lokomotif dengan tenaga wap. Direncanakan untuk menggunakan motor elektrik sebagai penggerak roda, yang pada gilirannya akan digerakkan oleh loji tenaga nuklear yang terletak di dalam lokomotif, yang dibangun sesuai dengan skema klasik. Sebagai hasil tindak balas nuklear, haba dihasilkan, yang dipindahkan ke penyejuk, dan ia mengeluarkan panas ke air dalam penjana wap. Wap yang dihasilkan mengalir melalui paip ke turbin, dan turbin, pada gilirannya, menggerakkan poros penjana elektrik secara berpusing.
Gambar di bawah menunjukkan rajah lokomotif seksyen tunggal, di mana reaktor, penjana, dan motor elektrik berada di dalam satu badan, hanya reaktor dengan penukar haba ditutup dengan partisi bioproteksi. Terdapat maklumat bahawa pilihan tiga bahagian juga dipertimbangkan, di mana bahagian khas, yang diasingkan oleh bioproteksi, disambungkan ke dua pengganding lain diperuntukkan untuk reaktor.
Perlu diperhatikan ialah jumlah gandar lokomotif: para pereka melihat bahawa beratnya yang besar akan memaksa beban untuk diagihkan secara lebih merata di trek. Idea kereta api dengan reaktor nuklear adalah sederhana, dan tidak ada halangan asas untuk pelaksanaannya. Tetapi mengapa, mengapa kita masih tidak naik kereta istana dan menaklukkan kawasan Arktik di lokomotif nuklear?
Jelas, persoalan mengenai kemungkinan membina kereta api bertenaga atom terbahagi kepada dua: kemungkinan menggunakan tenaga nuklear dalam pengangkutan penumpang dan justifikasi teknikal dan ekonomi untuk pengembangan jalur kereta api yang ketara.
Konkrit dan plumbum
Sebenarnya, tidak ada yang menghalang penggunaan tenaga peluruhan inti atom dalam industri pengangkutan, dan lebih-lebih lagi, ia digunakan secara aktif. Kira-kira 75% elektrik di Perancis dihasilkan oleh loji tenaga nuklear, jadi kereta api TGV berkelajuan tinggi yang terkenal, yang digerakkan oleh elektrik dari rangkaian hubungan overhead, dapat dalam arti dianggap "kereta api atom." Tetapi adakah mungkin atau perlu untuk membawa seluruh loji kuasa itu bersama anda? Satu-satunya sebab untuk ini adalah kemungkinan operasi jangka panjang kenderaan tanpa mengisi bahan bakar di mana tidak ada bahan bakar dan infrastruktur yang sesuai. Untuk pemecah ais dalam pelayaran panjang di perairan Artik, atau kapal selam yang berjaga-jaga di hemisfera lain, autonomi tenaga jangka panjang sangat penting. Itu tidak akan mengganggu pengebom strategik atau pesawat anti-kapal selam,yang boleh mengelilingi lautan selama berhari-hari, jauh dari lapangan terbang rumah. Namun, pesawat nuklear harus ditinggalkan, dan dengan alasan yang sama yang menghalangi pelaksanaan projek lokomotif dengan reaktor nuklear. Dan sebab utama adalah perlindungan biologi.
Reaktor nuklear lokomotif harus dilindungi dengan lapisan timah atau konkrit yang tebal, dan dari semua sisi. Mustahil untuk mengurung diri di dinding antara reaktor dan teksi pemandu - bagaimanapun, dalam kes ini, radiasi mematikan akan menyerang semua yang ada di sisi lintasan, di bawah jambatan dan di jambatan yang melewati trek. Berat keseluruhan pelindung biologi seperti itu akan beratus-ratus tan, lebih-lebih lagi, ia memerlukan jumlah yang besar. Sekiranya kita memperhatikan bahawa reaktor nuklear yang dibuat pada tahun 1950-an itu sendiri berukuran besar, maka ukuran dan berat lokomotif nuklear akan menjadi titanic. Mungkin kerana alasan ini, para pereka segera mula memikirkan hakikat bahawa trek standard harus diganti dengan trek ultra lebar. Tetapi cukupkah hanya mendorong rel untuk menyelesaikan masalah ini?
Mengapa menanggalkan rel
Seperti yang diberitahu oleh Viktor Mikhailovich Bogdanov, penasihat kepada pengarah Institut Penyelidikan Ilmu Pengangkutan Keretapi, pada masa lalu, satu projek yang sangat eksotik untuk pembinaan landasan kereta api ultra lebar di USSR benar-benar dibincangkan. Pengarang idea mencadangkan untuk membuang dua rel dalaman di landasan keretapi berkembar. Rel luar yang tersisa akan membentuk landasan selebar enam meter!
"Pada mulanya, di negara kita, kereta api dirancang dengan dimensi keseluruhan yang terbaik. Sekiranya di Eropah Barat muatan maksimum yang dibenarkan per meter trek adalah 6 tan, di AS di sebilangan besar lebuh raya - 8,5-9 tan, maka di Rusia nilai ini dapat mencapai 12 tan, jelas Viktor Mikhailovich. - Struktur trek (jambatan, terowong, infrastruktur catenary overhead) juga telah dirancang untuk gerabak dengan dimensi yang meningkat. Bahkan ada margin tertentu untuk kargo yang besar. Tetapi semua ini, tentu saja, tidak dirancang untuk gerobak dan lokomotif gergasi, yang dapat berjalan di trek sepanjang enam meter. Cukup untuk mengira kemungkinan jumlah dan berat kereta seperti itu, dan menjadi jelas bahawa pada beban penuh (walaupun dengan lapan gandar) beban per meter lintasan akan berpuluh-puluh ton. Dan ini walaupun hakikat bahawa sifat jalan, tanggul, jambatan akan tetap sama."
Jelasnya, kereta api mega nuklear bukan hanya harus meletakkan landasan yang lebih luas, tetapi mengira semula dan membuat keseluruhan infrastruktur. Akibatnya, atas alasan teknikal dan ekonomi, idea untuk membuat satu jalur lebar dari dua yang standard ditolak. Jauh lebih jauh dalam pembangunan jalan tolok lebar (3000 mm) berjalan di Nazi Jerman (majalah kami membincangkan hal ini secara terperinci dalam edisi Mac), tetapi walaupun di sana ia tidak melampaui dokumentasi reka bentuk, dan setelah kejatuhan rejim Hitler, idea ini tidak lagi dikembalikan, dengan mempertimbangkan manifestasi gigantomania yang tidak dibenarkan secara ekonomi.
Chernobyl.
Berita dari selatan
Sekiranya Hiroshima tidak mengganggu cinta yang menyala setengah abad yang lalu untuk semua perkara nuklear (kecuali bom, tentu saja), maka bencana Chernobyl, sebaliknya, menyebabkan gelombang radiofobia dan penolakan "atom damai" di dunia. Banyak yang takut dengan idea bahawa di suatu tempat berhampiran tempat tinggal manusia reaktor atom akan bergegas di sepanjang rel. Bagaimana jika bencana melanda dan lokomotif runtuh? Bagaimana jika malapetaka ini akan "dibantu" oleh pengganas yang tentunya tidak akan melepaskan peluang untuk membuat jalan di hadapan kereta api yang laju?
Tetapi tidak peduli betapa hebatnya rasa takut terhadap radiasi, umat manusia semakin bimbang akan prospek krisis tenaga global yang berkaitan dengan kekurangan bahan bakar fosil, serta masalah persekitaran yang diperburuk oleh pencemaran atmosfera dari pembakaran hidrokarbon. Oleh itu, tidak dapat dikesampingkan bahawa kemajuan dalam bidang teknologi nuklear (terutama dalam memastikan keselamatan mereka yang lebih besar) akan dalam waktu terdekat menjadi alasan untuk menghidupkan kembali minat dalam pengangkutan nuklear.
Baru-baru ini, di pelbagai negara di dunia, jenis reaktor nuklear baru sedang dibangunkan - padat dan lebih selamat daripada yang ada. Pada tahun 90-an, syarikat milik negara Afrika Selatan Escom mengumumkan niatnya untuk membina reaktor modular ball-bed yang disebut (PBMR), dan baru-baru ini (30 Januari 2020) diumumkan bahawa syarikat itu berharap dapat menyambung semula projek tersebut. Reaktor modular PBMR tidak akan mempunyai batang bahan bakar biasa. Sebagai sel bahan bakar, diusulkan untuk menggunakan bola yang terdiri dari grafit, termasuk kemasukan mikroskopik uranium oksida dalam kapsul silikon karbida. Gas lengai (helium paling sesuai) ditiup melalui bebola, yang menghilangkan haba yang dihasilkan semasa tindak balas. PMBR tergolong dalam jenis reaktor suhu tinggi,dan gas yang dipanaskan mempunyai tenaga yang mencukupi untuk menggerakkan turbin tekanan rendah secara langsung atau memindahkan haba ke medium pemindahan haba yang lain melalui penukar haba. Ini meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem.
Tetapi perkara utama dalam reaktor sedemikian adalah keselamatan pasif yang tinggi. Pada prinsipnya, tidak mungkin berlaku kepanasan dengan letupan sesuai dengan senario kemalangan Chernobyl di dalamnya, kerana sistem maklum balas semula jadi dibangun ke dalam reka bentuk. Walaupun aliran gas penyejuk berhenti dan suhu mulai meningkat, apabila nilai tertentu tercapai, reaksi akan berhenti dengan sendirinya.
Satu lagi projek reaktor nuklear yang padat, selamat dan tidak terlalu mahal dicadangkan oleh para saintis dari Universiti Persekutuan Rio Grande do Sul (Brazil). Berdasarkan teknologi reaktor nuklear mendidih, alat ini juga menggunakan bahan bakar dalam bentuk bola yang diselingi dengan uranium oksida - namun, air bertindak sebagai penyejuk.
Sekiranya kedua-dua ini dan banyak projek serupa lainnya dibawa ke parameter yang dinyatakan, adalah mungkin untuk memikirkan penggunaan alat nuklear yang lebih kecil dan lebih selamat dalam pengangkutan. Siapa tahu, mungkin di Afrika Selatan atau Brazil - sebuah negara dengan jarak jauh dan minat lama terhadap sumber tenaga alternatif - bahawa idea kereta api atom akan menemui angin kedua.
Pengarang: Oleg Makarov
