gistory (gistory) wrote,
gistory
gistory

Category:

Больше Атома!

Автор статьи профессор Покровский давний, еще довоенный автор журнала и большой любитель пофантазировать на темы научно-технического прогресса. И если к этому времени использование ядерных зарядов для создания гидротехнических сооружений - каналов и плотин воспринималось, как само собой разумеющееся, то Покровский предложил еще более безумные использования энергии атома. В том числе для отправки планеты Земля в межзвездное путешествие.


Один из вариантов электростанции,  работающей на атомном горючем: 1.  Атомный реактор. 2. Теплообменники. 3. Паровой котел 4, Главный паропровод. 5. Насосы для конденсатора, б.  Турбогенераторы, 7. Градирни. 8. Бассейн для охлаждающей воды. 9. Трансформаторная подстанция, 10. Насосная станция. 11. Мастерские. 12. Склад. 13.  Административный корпус.

Двадцать седьмое июня 1954 года. Началась новая эра атомной  энергетики. Это событие радостно волнует все прогрессивное человечество. Это событие вызывает приступы  бессильной злобы у врагов мира.
В этот исторический день  советскими учеными и инженерами была  пущена первая в мире промышленная электростанция на атомной энергии. За нею в строй вступят более  мощные советские атомные  электростанции — по 50 и 100 тыс. квт.
Мечта людей о превращении  атомной энергии в могучую двигательную силу стала реальностью в нашей стране. Расценивая это, лондонский корреспондент агентства Франс Пресс сообщил, что английская атомная электростанция, которая строится в Колдерхолле, сможет вступить в строй не ранее чем через 2,5 года. Токийское радио, отмечая успех  советских ученых, также сообщает, что в Англии и Америке намечен пуск первых атомных электростанций не раньше 1956—1957 годов.
Один из выдающихся японских  ученых в области ядерной физики,  профессор Иосио Фудзиока, заявил, что пуск в СССР электростанции на  атомной энергии является началом  «новой эры».
Сейчас, когда удалось проникнуть в тайну строения вещества и начать использовать могущество ядерных сил в целях мирного строительства, стало совершенно ясно, что человечество, по крайней мере его прогрессивная часть, может обеспечить все условия для своего поистине безграничного развития. Человеческая культура и наука смогут, пользуясь богатствами природы, плодотворно развиваться миллионы лет.
Каковы же новые энергетические ресурсы человечества?
Ответить на этот вопрос можно, начиная разговор об атомной энергии издалека.


Вещество — это совокупность  положительных и отрицательных зарядов. Всем известно, что атом любого  вещества состоит из атомного ядра, имеющего положительный заряд, и электронов, имеющих отрицательные заряды. Оказывается, частицы,  несущие положительные заряды —  атомные ядра, имеют необычайно высокую плотность. Материя в них  сконцентрирована исключительно сильно. Если бы один кубический сантиметр сплошь заполнить только атомными ядрами, то он весил бы многие миллионы тонн. А кубический миллиметр этого вещества был бы равен по весу двум крупным линейным кораблям или 25 товарным поездам.
И наоборот, электроны имеют очень незначительную плотность. Кроме  того, у электронов нет резко  очерченных границ. Это как бы своеобразные пушистые облачка. Поэтому проще говорить не об одном электроне,  взятом отдельно, а об электронной  оболочке атома.. Эта оболочка имеет плотность, равную примерно  плотности атмосферного воздуха.
Знать это важно, учитывая то, что степень концентрации массы тесно связана со степенью концентрации 2 энергии. Отсюда следует, что энергия в ядрах атома сосредоточена в очень больших количествах. Там ее в  миллиарды раз больше, чем в  электронных оболочках. Это важнейшее  положение в настоящее время совершенно точно установлено наукой.
Элементарные частицы вещества — атомы при обычных условиях могут соприкасаться только своими  электронными оболочками. Поэтому  привычные нам физические и химические явления происходят именно от  взаимодействия электронных оболочек атомов и возникающих в этих  оболочках изменений. Давно уже  подсчитано, что возникающая при этом  энергия ничтожна, особенно если сравнить ее с общим запасом энергии,  заключенной в веществе. Известно,  например, что бензин, имеющий среди других веществ наибольшую теплотворную способность, дает при  сгорании одного грамма всего 11 тыс. калорий. Другие вещества при  горении или электро-химических  реакциях выделяют энергии значительно меньше.
Таким образом, обычные, давно освоенные людьми процессы  позволяют использовать чрезвычайно  малую часть окружающих нас запасов энергии. В основном это пока еще тепловая энергия горящего топлива и механическая энергия движущихся воды и воздуха, которая также  является производной тепловой  энергии Солнца.
Количество энергии, используемой людьми, и ее концентрация  непрерывно увеличивались из века в век.  Всего около двух веков назад чудо  тогдашней техники — громадная  паровая машина Ползунова развивала мощность лишь в несколько десятков лошадиных сил и имела большой вес. Теперь двигатель примерно такой же мощности ставят на легковую машину «Победа». Если же мы возьмем  новейший реактивный двигатель,  весящий столько же, сколько автомашина «Победа», то сравнение мощностей даст поразительный результат. Такой реактивный двигатель при  интенсивном режиме и скорости полета  развивает мощность, близкую по величине мощности строящихся на Волге  величайших гидроэлектростанций  мира — Куйбышевской или  Сталинградской.
Мы можем на основании подобных сравнений и наблюдений сделать  вывод, что объективным законом  развития всей техники является  неуклонный рост количества и концентрации энергии, используемой людьми.
Уже сейчас налицо острое  противоречие между обычными способами получения энергии и могучей  техникой, ее потребляющей.  Действительно, много ли мощных ракетных двигателей может работать  одновременно, если каждый из них  потребляет в час десятки тонн горючего! Это получится буквально громадная река жидкого топлива, которую не смогут напоить никакие  нефтепромыслы и перегонные заводы. Техника развилась настолько, что при  широком ее применении запасы энергии, получаемые из электронных оболочек атомов, не смогут удовлетворить грандиозную потребность в топливе.
Неконцентрированная энергия при новой технике представляет к тому же большие неудобства.  Предположим, мощный реактивный самолет должен совершить большой  беспосадочный перелет. Ему понадобится так много горючего, что весь самолет придется превратить в летающую  цистерну, которая совсем не сможет взять полезного груза. Еще большие трудности при применении обычного горючего возникнут у конструкторов при проектировании ракет для  космических полетов.
Естественно, что науке пришлось искать пути получения энергии  значительно более концентрированной, чем энергия, заключенная в дровах, угле, нефти и бензине. Такой вид энергии был найден — это энергия уже не электронной оболочки атома, а энергия его ядра.
 Интересно то обстоятельство, что атомное горючее словно самой  природой приспособлено к его простому и удобному использованию. При  получении из атомного горючего  тепловой энергии механизация нужна лишь для того, чтобы можно было управлять атомными котлами на  расстоянии, через преграду из бетона двухметровой толщины,  задерживающую вредные для человека  излучения. Сам же процесс выделения тепловой энергии происходит  необычайно просто.
Возьмем, к примеру, работу котла, действующего на уране.
Уран впервые был получен французским химиком Пелиго в 1840 году. Но целое столетие этот драгоценный материал применялся в его  соединениях главным образом в качестве краски для стекла (урановая желтая), а также как черная краска для  живописи по фарфору. В настоящее время уран применим в качестве ядерного горючего.
Урановые стержни помещают в котле, рядом со стержнями из  графита в заранее рассчитанном весовом сочетании.
Графит замедляет и отражает внутрь котла излучение нейтронов, испускаемых ураном. Замедленные нейтроны застревают в атомных  ядрах урана и преобразуют его в  другие вещества. При этом выделяются быстро летящие электроны, которые застревают в стержнях и нагревают их. Графит также сильно нагревается. Выделяемым в котле теплом можно, нагревая воду,  получать пар высокого давления. Дальше пар поступает в паровые турбины, которые  вращают электрические генераторы.  Электрический ток поступает  потребителям.  Остающимся теплом пар  нагревает воду, которая идет для отопления домов и предприятий
Расход атомного горючего при этом совсем ничтожен. Расчеты  показывают, что на электростанция в 100 тыс. квт, могущей  обеспечить потребность крупного  промышленного города, в сутки будет  расходоваться четверть килограмма урана. Это количество можно  «транспортировать» в папиросной коробке.
В то же время для такой электростанции пришлось бы в сутки доставлять  целый состав вагонов, груженных  лучшим углем.
Регулировка интенсивности реакции в урановых котлах значительно  проще, чем в обычных. В рабочей зоне находится стержень из  соответствующего материала. Бели этот  стержень глубоко задвинуть в котел,  интенсивная работа котла  прекращается. Вытянуть стержень—работа котла возобновится с соблюдением любого необходимого режима. Управление этими несложными операциями  производится автоматически, а в случае надобности — человеком,  находящимся на безопасном расстоянии.



Ядерная паротурбинная  электростанция — первая энергетическая установка новой эры. На целом ряде прилагаемых схем мы попытались  показать, по каким еще путям может пойти использование ядерной энергии. Всем известно, что Америка  использовала ее для того, чтобы  произвести в мирном японском городе  Хиросима взрыв атомной бомбы.  Следующий «блестящий успех» Америки в освоении нового вида энергии —  катастрофический взрыв у атолла  Бикини — также причинил немало горя многим мирным людям.
Советский Союз использовал новый вид энергии не для разрушения и смерти, а для созидания. И это  характерно, что впервые в мире  именно у нас была пущена в  эксплуатацию электростанция на энергии  атомного ядра. За этой первой атомной электростанцией у нас будут  строиться другие, все более мощные и  совершенные. В США же до сих пор нет ни одной атомной электростанции. Там атомная энергия по воле  монополистических групп Моргана,  Рокфеллера, Меллона и Дюпона  используется для изготовления оружия  массового уничтожения.
О том, на что направлена атомная энергия в руках поджигателей войны, свидетельствует обращение ко всему миру Метеорологического общества Японии. Народ Японии от двух  атомных бомб, сброшенных американцами на Хиросиму и Нагасаки, потерял сотни тысяч людей. Японские ученые, изучая явления после нового, более мощного взрыва в районе атолла  Бикини, предупреждают, что подобными варварскими «опытами» американцы не только обрушились на мирных рыболовов, но отравляют атмосферу планеты радиоактивным пеплом.  Подобные «опыты», по сути, являются гнусными преступлениями против всех народов, в том числе и самих американцев.
К голосу Японии присоединяет свой негодующий голос население Маршалльских островов,  превращенных обезумевшими американскими милитаристами в полигон для  испытания атомного и водородного оружия. Многие жители этих островов по существу стали калеками на всю жизнь. Многие согнаны с родной земли.
Как известно, Маршалльокие  острова являются подопечной США  территорией. И естествен вопрос, с  которым обратились в ООН сами  граждане Америки: «Является ли полное разрушение целого острова... и  превращение обширного района в необитаемую местность поведением,  подобающим опекуну?»
Империалистическим хищникам безразлично, что произойдет в  будущем с человечеством и его  материальной культурой. Истребляя богатства земли, они придерживаются правила: «После нас — хоть потоп». Но  прогрессивные силы человечества, победа которых неминуема, думают и  заботятся о счастливом будущем тысяч и тысяч поколений. Люди доброй  воли сознают свою величайшую  ответственность перед потомками, за  лучшую жизнь которых мы боремся. Поэтому у нас поставлено на  прочную научную основу планирование культурного и технического прогресса.
Учитывая успешное освоение  атомной энергетики, мы приходим к  выводу, что нефть и уголь в недалеком будущем мы должны будем считать не топливом, не источником просто тепловой энергии, а ценнейшим сырьем для химической  промышленности. Ведь нефть, уголь, торф и  дрова при своей высокой сырьевой  ценности могут дать по сравнению с потребностями человечества на ближайшие тысячелетия сравнительно немного энергии. Широкое  использование ядерной энергии позволит нам сэкономить эти пока еще очень  богатые запасы сырья.
Попробуем сравнить имеющиеся на нашей планете старые и новые  запасы энергии. Но в каких единицах измерения их сравнивать? Решим эту. на первый взгляд трудную, задачу так: оценим все эти запасы,  пересчитав их на равное по мощности  количество широко распространенного  высококалорийного топлива — бензина.
Известные в настоящее время  мировые запасы угля и нефти  соответствуют такому количеству бензина, который мог бы покрыть поверхность всего земного шара слоем толщиною немного больше одного сантиметра.
Если же пересчитать на бензин  запасы урана и других тяжелых  химических элементов, пригодных для извлечения атомной энергии, то на поверхности земли получится слой бензина более 100 м толщиной, то-есть в 10 тыс. раз толще. Не подлежит сомнению, что такого  количества энергии хватит на много тысячелетий.
Если теперь перейти к запасам ядерной энергии, которая содержится только в тяжелом водороде земного шара, то эквивалентное количество бензина составит в этом случае  объем размером почти с земной шар.



Атомная (урановая) электростанция  прямого действия и сверхвысокого  напряжения может работать по такой схеме.  Урановый стержень в бетонной трубе  окружен графитовым отражателем нейтронов. Выделяемые при реакции заряженные  частицы покидают урановый стержень, тщательно изолированный от графита, и, попадая в. графит, застревают в нем, В результате стержень получает заряд одного знака, а графит — другого знака. Разность потенциалов может быть  доведена при этом до величины более  полумиллиона волн. Установка не имеет движущихся частей, если не считать  насоса для создания вакуума в трубе и автоматики, регулирующей силу тока установки вдвиганием и выдвиганием кадмиевых стержней, которые поглощают электроны. Дополнительная энергия  наиболее быстрых бета-частиц используется здесь только частично. Она будет лишь нагревать слой графита. Его следует охлаждать, используя теплоту для  обычной паросиловой установки с котлом и турбогенератором.



Возможный вариант прямоточной газовой турбины с атомным котлом вместо камеры сгорания. Если газовая турбина не использует всей энергии, то по этой схеме можно создать реактивный двигатель.

Еще большие количества энергии можно получить в дальнейшем, осваивая обычный водород и литий, ядра которых в принципе также  могут, соединяясь, выделять огромные количества энергии. Лития, а особенно обычного водорода, на земле очень много. Поэтому, если в будущем они будут освоены как атомное горючее, энергетические возможности  человечества возрастут еще в тысячи раз.
Энергия, скрытая в ядрах урана, уже используется у нас в стране для мирных целей. Несколько  принципиально возможных схем  использования ядерной энергии урана мы  приводим в иллюстрациях статьи.
Однако не следует упускать из  виду, что, помимо урана, могут быть использованы запасы и другого  крупного источника энергии будущего. Речь идет об успешном извлечении в СССР энергии, заключенной в  атомных ядрах тяжелого водорода, на  основе использования термоядерных реакций, о чем было сообщение ТАСС от 20 августа 1953 года.
Американские атомщики считают, что невыгодно применять ядерные взрывы для добычи полезных  ископаемых. Прогрессивная наука  говорит о том, что можно использовать в мирных целях благородную силу взрыва-созидателя.
Могучая энергия атомного ядра  позволит быстро строить  гидротехнические сооружения, о чем мы уже писали в нашем журнале. При  помощи направленных взрывов можно будет спрямлять русла крупных рек, возводить исполинские плотины,  буквально в несколько минут прорывать каналы, строительство которых  обычными машинами длилось бы годы.
Горнякам не придется спускаться в глубокие шахты. Взрывами можно будет на большую глубину вскрывать земную толщу, заменять штольни  открытыми карьерами. Взрывами  можно поднимать, как это показано на наших схемах, огромное количество воды, чтобы затем использовать ее энергию с помощью  гидроэлектростанций.
Поистине беспредельны  перспективы, открывающиеся благодаря новой атомной энергетике. Холодное  течение, омывающее наше Заполярье, можно будет сделать более теплым, чем Гольфстрим. Исчезнет тундра, субтропики поднимутся до Москвы, и на Колыме будет климат Франции.
Пройдут десятилетия, и о пустынях дети смогут узнать только из  учебников. Ведь на любом безводном пространстве, занесенном мертвыми песками, нетрудно будет создать  искусственно слой плодородной почвы и подать туда любое количество воды для орошения.
Угрюмые дебри тайги,  раскинувшиеся на громадные пространства,  станут обжитыми и приветливыми.



Атомная гидроэлектростанция может  работать по такой схеме. Вода из моря или реки поступает в огромную подземную  пещеру. Здесь периодически производится атомный взрыв. Давлением газов и  нагретых водяных паров вода подается в бассейн на горе. Оттуда она при  перепаде в сотни метров питает обычную  гидростанцию. Во взрывной камере  установлены впускной и выпускной клапаны.

Другой вариант гидроэлектростанции может быть таким. Вода из моря подается в бассейн на горе в виде мощной струи направленным действием атомных  зарядов. Отсюда вода поступает по трубам к турбинам гидроэлектростанции.


Широчайшее развитие получит  новая наука — ядерная химия.  Перестройка ядра дает право ставить  вопрос о превращении одного элемента в другой — азота в кислород, ртути в золото.
 Появится новая отрасль промышленности, такая, как  радиоактивная технология металлов,  пластмасс и других материалов.
Ядерная физика широко придет на помощь современной медицине,  сельскому хозяйству, промышленности.
Даже самые, казалось бы,  фантастические проекты могут быть  воплощены в жизнь на новой  энергетической основе. И если мы говорим  сегодня о реально существующей в  нашей стране атомной электростанции, как о первом шаге развития  атомной энергетики, что же открывает нам эта энергетика в далеком  будущем?
Стоя у истоков новой эры  энергетики, давайте помечтаем о грядущем.
Чтобы представить себе все  могущество труда будущего человека, взявшего в руки новые источники энергии, мы нарисуем фантастическую картину того, как может быть решен один из бесконечно удаленных и,  казалось, неразрешимых в прошлом вопросов.
Человечеству грозит «тепловая смерть» — бубнили когда-то пророки конца света во главе с Джинсом.  Когда-нибудь Солнце остынет, все  источники-энергии будут использованы, жизнь замерзнет в холодном космосе, наступит гибель человечества...
Можно ли при современных  знаниях решить задачу бесконечного развития человечества? На такой  вопрос мы можем ответить ясно и  твердо. Да, уже при современных наших знаниях можно ставить такую задачу.
И решение этой задачи грядущего можно было бы осуществить  несколькими путями. Первый путь состоит в том, чтобы когда-нибудь обеспечить освоение людьми других планет при помощи космических ракет или других  космических кораблей.
Этот способ, несомненно, можно  будет применить для освоения планет солнечной системы. Полет отдельных ракет на другие звездные системы хотя в принципе и возможен, но, ввиду исключительно большой  дальности, будет весьма длительным.  Люди могли бы путешествовать на таком корабле только при условии смены многих поколений.
Попробуем найти другой путь. На первый взгляд он покажется  слишком смелым. Но при высоком  развитии техники далекого будущего такое решение в принципе осуществимо.
Это решение состоит в том, чтобы превратить всю нашу планету  целиком в гигантский космический  корабль, который будет двигаться не по орбите, а по пути» намеченному  человеком.
Для управления движением Земли есть возможность сообщить земному шару некоторое ускорение при  помощи огромного реактивного двигателя, ось сопла которого совпадает с осью Земли.
Очевидно, что такой двигатель удобно расположить в Антарктике, в районе Южного полюса, совместив его ось с осью Земли.
Условия космической навигации будут сильно ограничены такой  установкой двигателя, но зато окажется возможным легче приспособить  поверхность земного шара к тем  изменениям» которые возникнут при ускорении движения Земли. Эти  изменения проявятся в форме мощного прилива в южном полушарии и  такого же мощного отлива в северном полушарии.
При помощи двигателя,  установленного но оси земного шара, нельзя  направить Землю по любому заданному направлению. Установка получится недостаточно маневренной.
Другой, более гибкий способ  управления движением Земли состоит в том, чтобы установить множество реактивных двигателей в полосе  тропиков. При этом двигатели смогут  работать попеременно; в каждый данный момент включится тот двигатель,  который имеет ось, совпадающую с  направлением движения Земли по ее  орбите.
Весьма серьезной задачей является сохранение атмосферы Земли от ее затягивания и выбрасывания в  пространство реактивными струями двигателей.
Сама конструкция таких  двигателей, которые должны работать на  основе термоядерных реакций, также потребует детального изучения и  представляет собою, несомненно, сложнейшую проблему.
При приближении к той или иной планете необходимо установить  режим движения Земли и другой  планеты около общего центра тяжести таким образом, чтобы избежать  разрушения планет от действия сил взаимного притяжения (приливные волны), а также их столкновения друг с другом. При этих условиях Земля и планета будут кружиться одна  возле другой на сравнительно большом расстоянии. Через этот промежуток можно будет передавать на Землю  тяжелый водород (тяжелую воду), уран и другие полезные ядерные  ископаемые.
Зарядившись энергией и полезными ископаемыми, взятыми с других  планет, можно обеспечить освещение и отопление Земли помимо Солнца и направиться к отдаленным звездным системам для их изучения и  использования на благо безгранично  развивающегося человечества.
От первой атомной электростанции до проектов космического масштаба лежит очень длинная дорога. Но нет границ для могущества человеческого разума, нет пределов для развития науки и материальной культуры, если они направлены на дело мирного процветания человечества.
Tags: 1954, Техника Молодежи, ядерная энергетика
Subscribe

promo gistory march 6, 2014 20:25 14
Buy for 1 000 tokens
Ищу родственников тех, кто строил оборонительные на московском направлении, а также любую информацию связанную с этим. Воспоминания, фотографии, газетные вырезки, все что может рассказать о событиях лета-осени 1941 года. Значительную долю строителей составляли москвичи, но вместе с ними работали…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments