Техника - молодёжи 2005-02, страница 56

ПАТЕНТЫ

Юрий ЕРМАКОВ,

заслуженный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор

С ЛЕГКИМ ПАРОМ!

(Продолжение. Начало см. ТМ №8/2004)

Понедельник 26 апреля 2004 г. День памяти погибших в радиационных авариях и катастрофах в России. В конференц-зале Российского фонда культуры в Москве открывается пресс-конференция Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия»¹. Телевизионные мосты установлены с Санкт-Пе-тербургским научным центром РАН и Дворцом конгрессов в Риме, где в этот день начал работать Римский энергетический форум.

Открывает конференцию председатель Ж.И. Алферов:

«Уважаемые дамы и господа, друзья, коллеги! Мы рады приветствовать лауреатов Международной премии «Глобальная энергия» 2004 г. Приятно сознавать, что российская премия пользуется все большей популярностью в мире. Если в прошлом году заявки подали 27 ученых со всего мира, то в нынешнем нам пришлось выбирать уже из 60 кандидатов. Сейчас я с удовольствием назову троих победителей. Все лауреаты имеют непосредственное отношение к ядерной энергетике. Итак, «За разработку физико-технических основ и создание энергетических реакторов на быстрых нейтронах» награждаются экс-президент Иллинойской энергетической компании профессор Леонард Джордж Кох (США) и научный руководитель Опытного конструкторского бюро машиностроения им. А.А. Африкантова академик РАН Федор Михайлович Митенков».

Дружные аплодисменты.

«Персональная премия «За фундаментальные исследования теплофи-зических свойств веществ при предельно высоких температурах» присуждается старейшему члену Российской академии наук почетному директору Института высоких температур Александру Ефимовичу Шейн-длину». Продолжительные аплодисменты.

Обосновывая решения Комитета по присуждению премии, Жорес Иванович отметил, что лауреатами стали яркие ученые и личности, великолепные физики, много лет занимающиеся разработками в области теплофизики, теплоэнергетики и атомного машиностроения.

УГЛЕВОДОРОДОВ НЕ ХВАТИТ, ДА И УРАНА ТОЖЕ. Согласно данным 10-й Мировой энергетической кон

¹ Прим. Премия учреждена в 2002 г. по инициативе российских ученых во главе с нобелевским лауреатом академиком Жоресом Алферовым.

ференции суммарные запасы органического топлива оцениваются по разведанным месторождениям в 22,7 Q, а по геологическим запасам до 296,5 Q. Единица энергии 1 Q соответствует 2,5x10" кКал или 3,35 х 10¹⁰ кВт год. Такая энергия выделяется при сжигании 3,6 х 10¹⁰ т условного (теплота сгорания 1 кг — 7000 кКал) топлива.

В мировых запасах топлива на долю угля приходится 80%. При ежегодных потребностях человечества в энергии 2,5 — 3 Q запасы нефти будут исчерпаны через 50 лет, угля хватит на 100 лет. Взоры впередсмотрящих, потому и страждущих ученых вновь и вновь обращаются к ядерной энергетике. Ведь по расчетам, подтвержденным практикой, 1 кг урана U-235 заменяет 4 млн кг угля или 2 млн кг мазута. В естественном уране этого изотопа содержится 0,712%, остальное U-238 — львиная доля 99,282%, топливом не является, а служит сырьем для производства, не встречающегося в природе плутония Ри-239.

Исторически развитие атомной энергетики шло по пути совершенствования реакторов, сжигающих уран. Для их работы топливо обогащают от 20% содержания U-235 — средне-обогащенное, до 90% — высообога-щенное. Деление ядер осуществляют замедленные в водяной и графитовой массе нейтроны. Их энергия тоже заторможена — сотые доли электрон-вольта, и они находятся в тепловом равновесии со средой реактора. Отсюда и название — тепловые нейтроны.

Лучшие реакторы на тепловых нейтронах сжигают около 1,5% природного урана, остальные 98,5% уходят в отвал - золу, содержащую плутоний. Все реакторы России вырабатывают ежегодно около 4 т плутония. Поэтому при ориентации атомных электростанций (АЭС) только на реакторы на тепловых нейтронах, пусть даже самые совершенные, ядерная энергетика может добавить к обычной всего лишь около 10%.

Запасы урана не безграничны. В месторождениях всего мира, которые экономически выгодно разрабатывать (урана не менее 0,1%), его содержится 3,33 млн т. С распадом Советского Союза Россия лишилась основных источников уранового сырья (Казахстан, Узбекистан). Каков же выход? Что ждет ядерную энергетику в будущем? «Высокоэкономичные реакторы на быстрых нейтронах, — отвечают лауреаты премии «Глобальная энергия». — Реакторы-размножители».

РУССКИЙ ПУТЬ. 1944-й год. В Европе полыхает война. Красная Армия стремительно продвигается к государственной границе СССР. 6 июня союзники США и Великобритания открыли наконец второй фронт высадкой десанта в северо-западной части Франции. В далекой Америке, отделенной океанами от театров военных действий, ускоренными темпами ведутся работы по созданию атомной бомбы. В проекте участвуют всемирно известные ученые, собранные со всего света. На одном из научных семинаров итальянский физик Энрико Ферми высказывает мысль о возможности ядерной реакции на быстрых нейтронах. Быстрые нейтроны, энергия которых составляет несколько сот тысяч электрон-вольт, способны вызывать деление ядер плутония. Плутоний сам становится топливом, выделяя энергию. Для этого в реакторе не должно быть специальных замедлителей нейтронов.

Лауреат «Глобальной энергии -2004» американский ученый и инженер Леонард Кох в середине 40-х годов работал в группе Энрико Ферми над созданием реакторов на быстрых нейтронах. Руководил работами физик-экспериментатор Вальтер Зинн (W. Zinn), директор Аргонской национальной лаборатории в 1946— 1956 гг. «Первый такой реактор EBR-I — Energy Breeder (размножитель) Reactor был построен в США в 1951 г., — рассказал Леонард Кох. — Это был чисто научный агрегат, при его пробном запуске энергии хватило всего на четыре электрические лампы. Но этот аппарат доказал принципиальную возможность получения энергии таким способом. Русская же школа ядерной энергетики оказалась куда эффективнее нашей. Именно русские ученые построили и ввели в эксплуатацию первый промышленный реактор на быстрых нейтронах». Такое признание роли советских ученых многого стоит — ведь стартовали они на несколько лет позже американцев и в разрушенной войной стране. Работы той и другой сторон были засекречены, и наши физики самостоятельно решали все задачи.

Советский физик Александр Ильич Лейпунский (1903—1972) пришел к идее реакторов на быстрых нейтронах в 1946—1948 гг. Тогда он был директором Института физики АН УССР, с 1952 г. работал в Физико-энергетическом институте (ФЭИ) в Обнинске, а с 1959 и до конца жизни был его научным руководителем. С 1949 г. работы по созданию быстрых реакторов в нашей стране ведутся полным ходом. В феврале 1950 г. группа Лейпунского представила Техническому совету Министерства среднего машиностроения проект реактора БР-1 с жидкометалличе-ским теплоносителем. Реактор был запущен в 1955 г. За БР-1 последовали БР-2, БР-5, БОР-бО.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2' 2 0 0 5

54