Знание—сила, 1997 № 02(836)

Из каждого килограмма добываемого урана атомный реактор использует всего лишь семь граммов. Таково содержание в природном уране изотопа 235U, который только и делится в процессе цепной реакции. Все остальное — изотоп 238U, идущий в отвал. Правда, если содержание изотопа 235U в реакторе увеличить в несколько раз, то цепную реакцию можно осуществить и в таком режиме, когда ядра 23&U тоже будут делиться. Более того, часть их станет превращаться в ядра другого, легко делящегося химического элемента — плутония 239Pu. Однако в сильноточной электроялерной установке (ее в этом случае называют бридером — размножителем) этот процесс протекает намного быстрее и безопаснее. Наработанный таким образом плутоний можно использовать в качестве ядерного горючего в реакторах деления, не имеющих «ускорительной приставки».

Бридерная технология гарантирует, что после того как будут исчерпаны запасы природного углеводородного топлива, энергетический голод нашей планете не грозит в течение по крайней мере нескольких тысяч лет. Разведанных запасов урана хватит надолго.

Сегодня еще трудно сказать, как станет развиваться электроядерная энергетика — путем создания относительно компактных систем «один ускоритель + один реактор» или же начнут создаваться узловые станциибридеры с мощными ускорителями, которые будут снабжать легкоделящимся плутониевым топливом дочерние реакторы деления и одновременно перерабатывать их радиоактивные отходы. На первых порах, наверное, будет использоваться первый путь — он более простой и пока более дешевый.

До недавнего времени оценки показывали, что производство электроядерного электричества обойдется на тридцать — сорок процентов дороже, чем на обычных АЭС. В основном из-за высокой стоимости еще плохо освоенных сильноточных ускорителей. Однако недавно эти оценки были пересмотрены группой западноевропейских специалистов, работающих под руководством нобелевского лауреата К. Руббиа. По их подсчетам, стоимость «электроядерной энергии» с учетом новых технологий должна быть вдвое ниже, чем на действующих АЭС, и значительно дешевле, чем на угольных и газовых электростанциях, не говоря уже о несравненно большей экологической чистоте. С точки зрения рынка фактор двойка — это очень серьезно, ведь в конечном счете все определяется экономической эффективностью. Вместе с высокой степенью безопасности электроядерных АЭС это дает основания утверждать, что к атомной энергетике приходит второе дыхание. Именно этим и вызван сегодня большой интерес ученых и практиков — физиков, энергетиков, экономистов — к электроядерному методу.

Кроме урана, цепная реакция деления может протекать еще и в тории. Правда, деление его происходит не столь интенсивно, и выход электроэнергии на один бомбардирующий протон в электроядерной установке будет приблизительно на тридцать-сорок процентов меньше. Зато в ториевых реакторах образуется значительно меньше долгоживущих радиоактивных шлаков, а вместо плутония образуется элемент 233U. Он легкоделящийся, и Подобно плутонию его в принципе тоже можно использовать в качестве атомной взрывчатки, однако выделить его из сложной смеси радиоактивных изотопов чрезвычайно трудно. Так что, какая ветвь электроядерной технологии предпочтительнее, урановая или ториевая, это требует еще изучения.

Можно предполагать, что первая опытно-промышленная электроядерная АЭС с трансмутацией ядерньгх отходов будет построена в ближайшие пять — десять лет. Принципиальных препятствий туг нет, все трудности технического характера, хотя и весьма значительные. Впрочем, кое- что уже наработано и давно используется, например, на наших атомных подводных лодках. Недавно лос-аламосская атомная лаборатория США заказала Физико-энергетическому институту в Обнинске, где была разработана свинцово-висмутовая технология охлаждения для подводных лодок, изготовить мишень для электроядерной установки.

Поскольку электроядерные эксперименты весьма громоздки и дороги, физиками международного института в Дубне создана математическая модель электроядерной установки. С ее помощью можно заменить реальный эксперимент несравненно более дешевым математическим — на вычислительных машинах. Таким способом сегодня изучаются свойства слоистых подкритических реакторов- сэндвичей. Расчеты говорят; промежуточные слои в них можно подобрать так, что интенсивность цепной реакции возрастет во много раз.

В общем, тут есть еще над чем поработать инженерам и физикам! •

Рисунки Е, Садовниковой

Морские волны неустанно размывают берег моря и изменяют береговую линию. Чтобы сохранить берег неизменным, используются мощные береговые сооружения в виде бетонных дамб и волноломов, уходящих далеко в море, но это обычно мало помогает — берег продолжает разрушаться. Что делать?

Американская химическая компания «Дюпон» внесла в арсенал борьбы с разрушительной силой морского прибоя новое устройство — искусственную морскую водоросль. Заграждение изготавливается из легкой и прочной технической ткани «Тайпер» в виде длинного, до полутора метров, узкого мешка, с одного края которого отходят широкие, свыше метра длиной, ленты из этой же ткани. Мешок заполняется песком, камнями и другими имеющимися на месте тяжестями, а затем опускается на дно моря и устанавливается так, чтобы ленты всплыли наверх и образовали нечто вроде частокола. Колебания лент гасят силу набегающих на берег волн, и, кроме того, ленты задерживают песок, который уносится в море.

Напомним: мустанги — одичавшие лошади, потомки завезенных когда-то в Америку домашних лошадей, оказавшихся в силу различных причин на свободе. Более пятидесяти тысяч животных бродят сегодня на просторах некоторых западных штатов. Они защищены федеральным законом, но число их должно быть ограничено. Бюро по управлению государственными землями США разработало специальную программу по адаптации одичавших лошадей, прошедших ветеринарное обследование. Каждый год на частные фермы попадает от пяти до десяти тысяч мустангов, о которых фермеры обязаны заботиться.

Всем известно возбуждающее и стимулирующее воздействие кофеина на млекопитающих, в частности на человека, однако долгое время никто не знал, какова его роль в самом растении — в кофейных деревьях и листьях чая и кала. Зачем он там нужен?