«Огонёк» 1955 г. №12
Однако нет никаких принципиально неодолимых препятствий ни для уменьшения размеров реакторов, ни для усовершенствования их оборудования. А если наука говорит «можно», то техника обязательно ответит «будет сделано». Для практики, конечно, важно, чтобы выдвигаемые решения не были и непомерно дороги.
Но как бы ни были далеки от совершенства (на данном этапе развития наших знаний) способы отвода тепла от реактора, защиты людей от возникающих в нем излучений, ядерный реактор уже сейчас выступает как серьезный претендент на непосредственное участие в дальних и сверхдальних сообщениях. Ядерное «горючее» обладает главным преимуществом: при том же производстве энергии по весу его расходуется в миллионы раз меньше, чем обычного. Вдобавок к этому ядерный реактор для производства энергии не нуждается в кислороде. Больше того, часть производимой им энергии может быть израсходована для добывания тем или иным способом «дыхательного» кислорода, нужного экипажу. Это может иметь решающее значение, скажем, в подводных лодках, вынужденных, по условиям плавания, неограниченно долгое время находиться в воде. Подобные условия складываются, например, в затянутых льдом просторах Арктики.
 Перед космическим кораблем откроется панорама неведомых миров. |
Овладение атомной энергией обещает в будущем покорение Вселенной. Мечты о межпланетных полетах приобрели реальную почву после того, как в расчетах стали ориентироваться на использование атомного горючего. Схема такой межпланетной ракеты, как всякая схема, проста. Выделяющееся в атомном реакторе тепло испаряет жидкость, которая, собственно, и играет роль рабочего вещества двигателя. Образующиеся при этом раскаленные газы устремляются наружу, вытекая из камеры со скоростью значительно большей, чем удается достичь сейчас. По одному из предварительных подсчетов, приводимых, например, Б. Ляпуновым в его новой книге «Открытие мира», полет на Луну, основанный на использовании атомной энергии, мог бы занять всего около 4 часов. За 4 часа атомная ракета преодолеет в этом случае расстояние в 384 тысячи километров. Полет на Марс мог бы занять 49 часов, в течение которых было бы пройдено около 80 миллионов километров. Путешествие на Венеру за 40 миллионов километров могло бы продолжаться 36 часов.
Заманчивые перспективы открылись бы с появлением возможности использования для межпланетных ракет термоядерной реакции. Как известно, существует два вида превращений ядер. Энергия может выделяться при делении тяжелых ядер с образованием более легких (например, тяжелое ядро урана способно делиться с образованием осколков — более легких ядер: теллура, циркония, криптона, бария и других элементов). При термоядерной реакции происходит процесс противоположного характера: из ядер атомов более легких химических элементов синтезируются более тяжелые ядра (например, ядра атома гелия из ядер двух изотопов водорода: тяжелого водорода, дейтерия, и сверхтяжелого водорода, трития). Подобные процессы могли бы оказаться при известных условиях более эффективными для межпланетного корабля. Столь оптимистическое предположение тотчас вызывает тучу сомнений: ведь мы пока не умеем управлять такой реакцией! Современные металлурги не могут сейчас назвать сплавы, способные выдержать те степени нагрева, которые можно ожидать в атомных реактивных двигателях... Но никогда нельзя предсказывать неудачи науке!
Так, например, классическая цепочка преобразований энергии (тепло, выделяющееся в реакторе, — паровой котел — паровая турбина — генератор электрической энергии) тоже еще недавно рассматривалась как единственно возможный цикл превращения атомной энергии в электрическую. Однако уже известны способы непосредственного осуществления этого важнейшего превращения.
Представьте себе два металлических шара — один в другом. Поверхность внутреннего шара является источником заряженных частиц, испускаемых нанесенным на нее слоем радиоактивного вещества. Внешний шар, наоборот, собирает эти частицы. Поскольку все они несут определенный заряд, поверхность внешнего шара заряжается, и между шаровыми поверхностями создается высокая разность потенциалов. Она будет постоянной, поскольку поток заряженных частиц испускается радиоактивным слоем практически равномерно. Если эти поверхности соединить проводником, по нему пойдет электрический ток. По литературным данным мы знаем, что уже удалось построить основанные на этом принципе электрические батареи на несколько десятков тысяч вольт при токе в несколько микроампер. Если источником радиоактивных излучений избрано вещество с достаточно медленным темпом радиоактивного распада (он исчисляется по времени, в течение которого распадается половина определенного количества радиоактивного вещества; для радия, например, это время — 1 620 лет), то такая батарея может оказаться практически неистощимым источником электричества.
Другой возможный способ непосредственного преобразования ядерной энергии в электрическую основан на использовании так называемых термисторов, кристаллических полупроводников (например, германия), нашедших за последнее время весьма широкое применение в радиотехнике. При облучении с помощью радиоактивных изотопов одного конца такого термистора в нем возникает разность потенциалов, образующаяся за счет того, что каждый попавший в кристаллик электрон, обладающий большой энергией, вызывает в нем появление электронной лавины из сотен тысяч электронов со значительно меньшей энергией. Пока что токи, практически получаемые с помощью термисторов, невелики, но никогда проникновение в новую область не начиналось с количественных завоеваний!