«Огонёк» 1955 г №12

Фантазии и реальность


Конец обзорной статьи о технике

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!