Техника - молодёжи 1999-06, страница 29

щий материал — уран-238 или торий, который, будучи облучен нейтронами, превратится в делящийся материал для новых детонаторов или для реакторного топлива. Из-за того, что потоки нейтронов во взрыве гораздо плотнее, чем в любом реакторе, эффективность такого превращения значительно выше. Все, что осталось от энергозаряда, — несго-ревшее топливо, продукты сгорания, распыленные конструкционные материалы и наработанный делящийся материал, — оказывается растворено в жидком натрии, и из него придется все это выделять и возвращать в соответствующие циклы использования.

Чем привлекательна идея КВС? В ее осуществлении нет принципиальных проблем, срок разрешения которых заранее не поддается определению. Большая часть того, что нужно для КВС-элек-тростанции, уже когда-то где-то кем-то делалось; по технологиям же, которые предстоит разработать, есть хороший задел. Далее, малая материалоемкость, причем в сравнении как с атомными реакторами, так и с угольными ТЭС. Наконец, малые затраты на топливо (делящихся материалов требуется гораздо меньше, чем на АЭС, эффективность и скорость их воспроизводства выше, а дейтерий получается перегонкой простой воды).

А безопасность? Энергозаряд будет собираться манипуляторами непосредственно во взрывной камере из двух частей, каждая из которых по отдельности является безобидной. Максимум, что может произойти нехорошего, — это его взрыв в отсутствие натриевой защитной стенки в камере. По расчетам, в таком случае внутренняя стальная оболочка будет сильно повреждена, что сделает котел непригодным к дальнейшей эксплуатации, но утечки радиоактивных материалов наружу не произойдет.

Парадокс, но именно взрывное выделение энергии само по себе — гарантия безопасности. Если используется медленное выделение энергии, могут сложиться условия, при которых оно резко ускорится, — и установка пойдет вразнос, вплоть до взрыва; катастрофа на Чернобыльской АЭС — наглядный пример. Но если взрывной режим — штатный, а выделение энергии уже при нормальной работе идет с максимально возможной скоростью — ускорять его некуда, и отклонения от расчетного режима возможны только в сторону уменьшения мощности. Что, естественно, никакой угрозы не представляет.

По расчетам Г.А.Иванова, себестоимость энергии КВС, даже при сегодняшних ценах на органическое топливо, будет наименьшей. Ожидаемый срок окупаемости — от года до двух (и это не самая оптимистичная оценка). Электроэнергия от КВС может стать и выгодным экспортным товаром, а при большом масштабе ее производства — и основой благополучия экономики страны.

Дешевизна энергии КВС дает еще одно преимущество. Многие производства становятся нерентабельными при выполнении всех необходимых природоохранных мероприятий, поэтому от таковых отказываются. При дешевой же энергии природоохранные мероприятия будут неразорительны, что позволит выполнять их в достаточном (или, по крайней мере, большем, чем сейчас) объеме.

Базовым для энергетики будущего, по мнению сотрудников ВНИИТФ, может стать КВС 10/25 (первая цифра означает мощность одного энергозаряда в кило-тоннах тротилового эквивалента, вторая — снимаемую тепловую мощность в гигаваттах). Прорабатывался и эскизный проект КВС 50/100.

С чего предлагается начать? С экспериментальной установки (КВСЭ), способной давать коммерчески выгодную энергию. Задача выглядит гораздо более легкой, чем строительство Первой АЭС в Обнинске,

Котел взрывного сгорания. Цифрами обозначены: 1 — взрыв термоядерного устройства; 2 — «завеса» из жидкого натрия;

3 — накопительные баки с холодным теплоносителем;

4 — горячий теплоноситель в теплообменнике; 5 — подача жидкого натрия в накопительные баки; 6 — второй контур теплообмена; 7 — канал ввода взрывного устройства.

Рис. Михаила ШМИТОВА

ибо предлагается использовать уже готовую (или создаваемую помимо КВС для другого использования) «обвязку». Если построить КВСЭ в Озерске (прежнее название — Челябинск-65), то для переработки топлива можно использовать мощности комбината «Маяк», а для выработки электроэнергии — энергоагрегаты строящейся Южно-Уральской АЭС. ЮУАЭС будет оснащена реактором БН-800 на быстрых нейтронах, имеющим тот же самый теплоноситель из жидкого натрия, что и КВС. В итоге, если удастся вывести КВСЭ на режим КВС 3/6, электрическая мощность ЮУАЭС возрастет раза в 3,5 по сравнению с одним БН-800, а затраты на повышение мощности не должны превысить половины от базовых.

Мощность КВСЭ придется наращивать медленно, выявляя слабые места и запасы. Начать можно со взрывов в 1 Кт, а через год или два выйти на номинальный режим. Если взрывная камера котла сможет долгосрочно выдерживать взрывы в 2 — 4 Кт тротилового эквивалента по одному - два в час, то тепловая мощность КВСЭ составит от 2 до 9 ГВт, а электрическая — от 0,7 до 3 ГВт. А уж после сколь-нибудь длительного опробования КВСЭ на номинальном режиме можно будет переходить и к строительству КВС 10/25.

Но КВС — это еще не вся энергетика, скажет кто-нибудь. Это электро- и (частично, для городов, близких к электростанциям) теплоснабжение. А для того, что движется, — используя энергию КВС, либо разлагать воду и использовать получающийся водород в качестве моторного топлива, либо производить из угля и того же водорода синтетическое жидкое топливо.

Разумеется, и КВС — отнюдь не на веки вечные. Все-таки заманчивой остается идея осуществить термоядерный синтез, не привлекая (даже для 0,2 % энерговыделения) делящихся материалов. А еще хорошо бы обуздать ту энергию, что гуляет в атмосфере в виде смерчей и торнадо... Я уверен, что и это будет. Но нам сейчас не дано видеть — когда.

А вот у авторов идеи КВС на вопрос «Когда?» есть четкий ответ: внедрение можно осуществить за пятилетку. Вряд ли сходу надо строить столько мощных КВС, сколько мы осилим (хотя, может быть, уже и пора...). Но экспериментальную установку безусловно нужно делать уже сейчас. А за ней — и что-то более мощное. Чтобы иметь уверенность в том, что мы можем, и нарабатывать опыт. Чтобы не оказаться безоружными к тому моменту, когда клюнет жареный петух. Причем представляется принципиально важным начать эти работы, пока еще трудятся на своих местах специалисты, разрабатывавшие реально испытанные в натуре ядерные боеприпасы.

ОТ РЕДАКЦИИ. Воистину — ничто не ново под Луной. Еще в № 3 за 1976 г. «ТМ» рассказала о проекте «ядерно-взрывной электростанции» кандидата геолого-ми-нералогических наук Джумы Хамраева Но... какие шансы на реализацию имела сложнейшая конструкция, призванная «переварить» излучение ядерного взрыва в вакуумированной камере? •