Владимир Орлов - Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

Даже самый далекий от техники человек посочувствует конструкторам, услышав это слово. Он, конечно, помнит по школьным опытам беспокойное поведение этого своеобразного вещества. Натрий мирно хранится в банке под слоем керосина — пособника поджигателей, но воспламеняется в воздухе и красиво взрывается в воде — пособнице пожарных.

И все-таки натрий приручен и впряжен в работу. Он прогоняется насосами через рабочую зону по замкнутой трубе. Его температура достигает 500 °C. От воспламенения его предохраняет инертный газ аргон. Через иллюминатор, остекленный защитным зеленоватым стеклом, мы глядим на могучие трубы натриевого контура, заключенные в замкнутом наглухо железобетонном каземате. Приблизиться к контуру опасно — он несет в себе радиоактивность, равную нескольким килограммам радия. Конечно, никому не пришло в голову направить трубу натриевого контура прямо в паровой котел. Он обогревает лишь промежуточный контур, в котором циркулирует эвтектический сплав натрия и калия, остающийся жидким даже при комнатной температуре. Промежуточный контур нерадиоактивен. Он подогревает парогенератор, в котором образуется пар средних параметров, способный вращать турбину.

Эти замкнутые контуры, сцепленные, как звенья цепи, образуют как бы кровеносную систему реактора. Только идеально чистый натрий циркулирует в ней безупречно. Примесь в нем кислорода в пять тысячных процента порождает окислы, вызывающие коррозию и закупорку труб, наподобие атеросклероза. Поэтому в помещении реактора находится перегонный аппарат для дистилляции натрия. Поэтому конструкторы включили в натриевый контур холодильник со стальными опилками, поглощающий окислы. В «организме» реактора он выполняет функции почки, очищающей кровь от вредных примесей.

На какой бы узел реактора ни падал взор, всюду видишь следы огромных трудностей, преодоленных с такой естественной простотой, какая встречается лишь в классических инженерных решениях.

Вот цепочка контуров аварийного теплосъема. Ясно каждому, что аварийная остановка насосов, гонящих металлы по контурам, приведет к гораздо более серьезным последствиям, чем внезапная остановка воды в горящей газовой ванной колонке. Ведь тепловыделение в реакторе не прекращается сразу. На этот случай ученые предусмотрели цепочку контуров, в которой тепло из рабочей зоны отбирается системой естественных восходящих течений: восходящим течением нагретого натрия, восходящим течением нагретого эвтектического сплава, наконец, восходящим током нагретого воздуха в высоченной фабричной трубе.

Остроумно загрузочное устройство реактора, позволяющее заменить любой стержень рабочей зоны и при этом не потерять аргон, и не спустить воздух, и не вызвать возгорания натрия, налипшего на стержне, и не пострадать самому от излучения. По шутливому выражению изобретателя, создававшего эту пробку, надежно закупоривающую «духа в бутылке», тут пришлось решать логическую задачу, подобную той, как переправить через реку одновременно волка, козу и капусту. Но боюсь, что обилие технических деталей утомит читателя.

Перейдем к выводам. Они серьезны и значительны.

Советские ученые развеяли призраки, порожденные недостаточным знанием, пугавшие мировую науку, заставлявшие сомневаться в скорейшем осуществлении идеи быстрых реакторов.

Они показали, что натрий не так страшен, как его малюют. Он даже надежнее и удобнее воды, потому что работает под нормальным давлением и не так разъедает трубы.

Они прогнали еще более грозный призрак, пророчивший, что под бомбардировкой неслыханно плотного потока нейтронов и ударами бесчисленных атомных микровзрывов в металле будет создаваться наклеп, чудовищно уродующий конструктивные элементы. По счастью, оказалось, что в высокотемпературной рабочей зоне реактора происходят одновременно и наклеп и отжиг, отчасти ликвидирующий наклеп. Керамические стержни из окиси плутония показали себя достаточно стойкими. Поставлен даже своеобразный мировой рекорд полноты выжигания ядерного горючего, достигшей после двух с половиной лет работы пяти процентов.

Была доказана в промышленных условиях возможность построения надежного и экономически выгодного реактора на быстрых нейтронах.

Что это даст людям?

Уже сейчас вокруг реактора, словно вокруг костра, прогоняющего мрак, собрались ученые самых разных интересов, проводящие ядерно-физические и материаловедческие исследования в потоках быстрых нейтронов небыва лой плотности. Но это — польза для науки. Что полезного даст реактор жизни?

Реактор на быстрых нейтронах замечателен тем, что может работать с расширенным воспроизводством ядерного горючего. Это значит, что запас горючего в атомной топке в ходе ее «горенья» будет возрастать. Разъясним, в чем дело.

Напомним, что каждый килограмм природного урана содержит только семь граммов изотопа урана-235, пригодного как ядерное горючее. Остальные девятьсот девяносто три грамма составляет недеятельный уран-238, уходящий в золу атомной топки.

Чудо техники заключается в том, что уран-238, помещенный в рабочую зону быстрого реактора, под воздействием быстрых нейтронов алхимически превращается в ценнейшее ядерное топливо — плутоний. Происходит более драгоценная метаморфоза, чем та, которую искали древние алхимики. Там старались добиться превращения мертвой ртути в мертвое золото. Здесь же мертвое вещество превращается в источник животворной энергии.

Если поместить в рабочую зону реактора уран-238, сделав из него, например, дополнительные стержни или отражатель нейтронов, можно добиться больших коэффициентов воспроизводства плутония, достигающих ста пятидесяти процентов.

Популяризаторы сравнивают реактор с птицей Феникс, сжигающей себя и затем возрождающейся из пепла. Размышляя глубже, еще раз убеждаешься, что законы поэзии не всегда совпадают с законами физики. Поэтические образы далеко не точно изображают сущность дела.

Реактор не во всем подобен сказочной птице. Все-таки сгоревшего не вернешь. Ни энергия, ни новые вещества в реакторе не рождаются из ничего. Просто происходят процессы, при которых «негорючие» в ядерном смысле элементы превращаются в горючие. Грубо сравнивая реактор с обычной печкой, можно сказать, что в дрова здесь превращается часть негорючих примесей и обмуровка самой топки. Огорчим еще раз неудачливых изобретателей «вечных двигателей»! Закон сохранения энергии не поколеблен, как не поколеблен и закон сохранения вещества.

Долговечные машины нужны, но нужны ли вечные машины? Можно не гадать — есть возможность проверить. Правда, вечных машин у нас нет и быть не может, но остались кое-где почтенного возраста машины, которым от роду сто лет и больше.