Otto Frish. Ob effektivnosti ispol'zovaniya ugol'nyh stancij
-----------------------------------------------------------------------
"Iskatel'", 1966, N 5. Per. - R.Fesenko.
OCR & spellcheck by HarryFan
-----------------------------------------------------------------------
OT REDAKCII
Nizhesleduyushchaya stat'ya iz ezhegodnika Instituta po ispol'zovaniyu
istochnikov energii za 4995 god publikuetsya dlya oznakomleniya shirokih krugov
chitatelej s novymi dannymi, vazhnymi v nastoyashchij moment v svyazi s ugrozoj
istoshcheniya zapasov urana i toriya v gornorudnoj sisteme Zemlya - Luna.
VVODNAYA CHASTX
V svyazi s nedavnim otkrytiem uglya (chernye okamenevshie rastitel'nye
ostatki) vo mnogih rajonah Zemli voznikayut interesnye vozmozhnosti dlya
polucheniya energii ot reakcii deleniya. V nekotoryh mestah, gde byli
obnaruzheny mestorozhdeniya uglya, imeyutsya nesomnennye priznaki ih
ekspluatacii doistoricheskim chelovekom. Po vsej veroyatnosti, ugol'
ispol'zovalsya v te vremena lish' dlya zhenskih ukrashenij i okraski lica pri
razlichnyh plemennyh ceremoniyah.
|nergeticheskie vozmozhnosti uglya zavisyat ot ego sposobnosti legko
okislyat'sya - pri etom dostigaetsya vysokaya temperatura i vydelyaetsya
energiya, ravnaya primerno 0,0000001 megavattdnyam/gramma. |to, konechno, ne
vysokij energeticheskij pokazatel', no pri dobyche uglya v bol'shih masshtabah
etot nedostatok budet kompensirovan.
Glavnoe preimushchestvo uglya - eto to, chto ego kriticheskaya massa namnogo
men'she, chem u lyubogo yadernogo goryuchego. Izvestno, chto atomnye stancii
neekonomichny pri moshchnostyah men'she 50 megavatt; ugol'nye zhe stancii mogut
byt' effektivno ispol'zovany v rajonah s malym potrebleniem energii.
RASCHET KONSTRUKCII UGOLXNOGO REAKTORA
Trudnee vsego okazalos' poluchit' svobodnuyu, no upravlyaemuyu podachu
kisloroda k toplivnym elementam. Kinetika reakcii ugol' - kislorod namnogo
slozhnee kinetiki deleniya atomnogo yadra i do sih por ne raskryta. Polucheno
differencial'noe uravnenie, approksimiruyushchee process protekaniya etoj
reakcii, no ego reshenie prigodno tol'ko dlya prostejshih sluchaev.
Reakcionnyj sosud predlagaetsya vypolnit' v vide dvuh koncentricheski
vstroennyh cilindrov. Vneshnij cilindr dolzhen byt' vypolnen s perforaciyami
dlya vyhoda produktov sgoraniya. Perforacii vnutrennego cilindra sluzhat dlya
podachi kisloroda k toplivnym elementam, raspolozhennym mezhdu vneshnim i
vnutrennim cilindrami.
TOPLIVNYE |LEMENTY
Po vsej veroyatnosti, toplivnye elementy dlya ugol'nyh reaktorov budet
legche proizvodit', chem dlya yadernyh. |lementy iz uglya ne trebuetsya i
necelesoobrazno pokryvat' obolochkoj, poskol'ku eto prepyatstvovalo by
proniknoveniyu kisloroda. Raschety reshetok razlichnoj konfiguracii pokazali,
chto budet nailuchshej v ekspluatacii samaya prostaya reshetka s plotnoj
upakovkoj iz raznyh sfer. V nastoyashchee vremya provodyatsya raschety na
vychislitel'nyh mashinah po opredeleniyu optimal'nogo razmera sfer i
vozmozhnyh dopuskov.
Ugol' myagok i legko obrabatyvaetsya, tak chto proizvodstvo ugol'nyh sfer
ne predstavit bol'shogo truda.
OKISLITELX
CHistyj kislorod, bezuslovno, yavlyaetsya ideal'nym okislitelem, no ego
ispol'zovanie potrebuet bol'shih zatrat. Predlagaetsya primenyat' v ugol'nyh
reaktorah prosto vozduh. Odnako vozduh soderzhit 78 procentov azota, i dazhe
nebol'shaya dolya etogo gaza v soedinenii s uglerodom uglya obrazuet
vysokotoksichnyj gaz cianogen, ochen' vrednyj dlya zdorov'ya cheloveka (sm.
nizhe).
|KSPLUATACIYA I REGULIROVANIE
Dlya polucheniya reakcii trebuetsya dovol'no vysokaya temperatura (primerno
530 gradusov). Takoj temperatury legche vsego dostich', propustiv mezhdu
vneshnim i vnutrennim cilindrami elektricheskij tok (torcevye kryshki pri
etom dolzhny byt' vypolneny iz izolyacionnoj keramiki). Dlya propuskaniya toka
v neskol'ko amper pri napryazhenii primerno v 30 vol't potrebuyutsya moshchnye
akkumulyatornye batarei, a eto znachitel'no povysit stoimost' vsego
agregata.
Skorost' protekaniya reakcii reguliruetsya podachej kisloroda. |tot metod
tak zhe prost, kak i metod ispol'zovaniya reguliruyushchih sterzhnej v obychnyh
atomnyh reaktorah.
KORROZIYA
Steny ugol'nogo reaktora dolzhny vyderzhivat' vysokie temperatury
(prevyshayushchie namnogo 500 gradusov) v srede, sostoyashchej iz kisloroda, azota,
okisi i dvuokisi ugleroda, s primes'yu dvuokisi sery i drugih eshche ne
ustanovlennyh nami komponentov. Takim tyazhelym usloviyam mogut protivostoyat'
lish' nemnogie metally i materialy iz metallokeramiki. Niobij s tonkim
nikelevym pokrytiem mozhet okazat'sya priemlemym, odnako veroyatnee vsego
primenenie chistogo nikelya. Iz keramiki naibolee podhodyashchim, pozhaluj,
okazhetsya splav okisi toriya.
OPASNOSTX DLYA ZDOROVXYA
Glavnaya opasnost' dlya zdorov'ya cheloveka svyazana s udaleniem produktov
sgoraniya. V nih soderzhitsya ne tol'ko okis' ugleroda i dvuokis' sery (oba
himicheskih produkta vysokotoksichny), no i bol'shoe kolichestvo kancerogennyh
komponentov, kak-to: cinatrin i dr. Vypusk v atmosferu produktov sgoraniya
isklyuchaetsya, tak kak pri etom dopustimaya doza v radiuse neskol'kih
kilometrov ot reaktora budet prevyshena.
Sledovatel'no, gazovye othody neobhodimo sobirat' v sootvetstvuyushchie
kontejnery, kotorye sleduet podvergat' zatem himicheskomu obezvrezhivaniyu.
Racional'no smeshivat' gazovye othody s vodorodom dlya zapolneniya osobyh
sharov ogromnyh razmerov i vypuskat' ih v vozdushnoe prostranstvo.
Tverdye othody pridetsya udalyat' chasto, po-vidimomu, ne rezhe odnogo raza
v sutki. Ispol'zovanie obychnogo oborudovaniya s distancionnym upravleniem
svedet k minimumu opasnost' dlya zdorov'ya, svyazannuyu s operaciej udaleniya
othodov. Tverdye othody predpolagaetsya vyvozit' v more i zataplivat'.
Sushchestvuet opasnost', i ves'ma maloveroyatnaya, chto reaktor rasplavitsya
pri vyhode iz-pod kontrolya sistemy podachi kisloroda, i togda vydelitsya
znachitel'noe kolichestvo yadovityh gazov. |to odin iz ser'eznyh dovodov
protiv stroitel'stva ugol'nyh stancij i za atomnye, polnaya bezopasnost'
kotoryh podtverzhdena ih ekspluataciej v techenie neskol'kih tysyach let. Po
vsej veroyatnosti, potrebuetsya eshche neskol'ko desyatkov let na sozdanie
dostatochno nadezhnoj sistemy regulirovaniya ugol'nyh reaktorov.
Last-modified: Sun, 04 Mar 2001 20:41:57 GMT