Майкл ДиМеркурио - Подводные лодки

• Силовой установкой называют всё, что обычно находится в задней части подлодки и состоит из реактора, парового двигателя и цепи зубчатых передач.

• Модератор — вещество, которое замедляет активные быстрые нейтроны, образующиеся при распаде урана в результате молекулярных столкновений. Это похоже на замедление бильярдного шара при столкновении его с другим шаром.

• Риковер потребовал от своих инженеров полностью закрытый, законсервированный насос, который будет использовать основную охлаждающую жидкость для того, чтобы она циркулировала вокруг мотора.

• Вода в реакторе разогревается до гораздо больших температур, чем точка кипения, но она остается жидкостью из-за того, что находится под давлением.

• Как избежать риска воздействия радиации.

• Радиоактивность.

• Как дышать под водой.

• Смыв.

Вы можете избежать рисков, связанных с радиацией, тремя способами: это — время, расстояние и экранирование. Время: мы имеем в виду сведение к минимуму времени контакта с радиацией. Расстояние: мы имеем в виду тот факт, что уровень радиации в носовом отсеке подлодки ниже, чем в экранированном тоннеле реакторного отсека. Уровень радиации снижается с расстоянием. И, наконец, экранирование — это способ оградить ваше тело от прямого действия радиации.

Одним из способов экранирования является использование свинца. Свинец не пропускает гамма-излучение, которое похоже на рентгеновские лучи. Гамма-лучи — это электромагнитные волны, которые разрушают ткани. Подобно тому, как раковые больные чувствуют слабость при лечебном облучении, гамма-излучение из реактора заставит вас чувствовать радиационную слабость, если вы не защищены свинцовым экраном или экраном из какого-либо другого тяжёлого элемента.

Нейтронное излучение можно оградить чем-то, содержащим водород Н 2, потому что он представляет собой протон с вращающимся вокруг него электроном. Протон имеет такую же массу, как и нейтрон, а по законам физики объект замедляется лучше всего при столкновении с другим объектом такой же массы. Если вы хотите замедлить бильярдный шар, то попробуйте сначала ударить им о борт стола. Это столкновение с объектом большой массы нисколько не снижает скорость шара. Но когда вы ударяете шаром по скоплению таких же шаров, после нескольких столкновений он остановится, потому что шары поглощают кинетическую энергию шара.

Так же дело обстоит и с нейтронным излучением. Вам нужно использовать несколько протонов, а водород как раз содержит необходимое количество протонов. Это может быть вода или гидрокарбон, например, парафин, бензин или масло.

Наиболее практичные экраны на подлодках содержат воду (экран вокруг активной зоны реактора содержит воду для поглощения нейтронов и снижения уровня нейтронной радиации) и полиэтилен, вид пластика, который имеет форму блоков. Тоннель реакторного отсека экранирован слоем свинца толщиной 18 сантиметров и слоем полиэтилена толщиной 36 сантиметров.

В передней части реакторного отсека находится ёмкость с маслом для дизельной силовой установки. Ёмкость служит одновременно хранилищем масла и экраном. Ёмкость самовосполняющаяся: когда масло используется, то дно ёмкости заполняется морской водой, так что масло плавает сверху. При этом недостатка экранирования не произойдет, и команда не получит дозу радиации.

Основная опасность радиоактивности состоит в действии нейтронов, потому что они, подобно субатомным пулям, жестоко рвут ткани. Вы можете выжить после большой дозы гамма-излучения и даже рассказать об этом, но небольшой дозы нейтронного излучения будет достаточно, чтобы отправить вас на тот свет.

Первые русские подлодки класса «Ноябрь» имели настолько неэффективное экранирование, что лишь некоторые моряки-подводники, служившие на них, доживали до 50 лет — многие умирали молодыми от рака.

Ядерное измерительное оборудование, которое контролирует мощность реактора и уровень нейтронов, размещается в экранированной ёмкости. Оборудование выходит из строя вместе с экраном. Это оборудование — достижение инженерной мысли, отличающее американский флот от русского, на котором атомное оборудование редко работает так, как нужно.

Хватит о радиоактивности. Давайте вернемся к рассмотрению энергии и к тому, как подлодки её вырабатывают. Мы подошли к паровой установке. Основной частью паровой установки являются паровые генераторы или котлы. Горячая основная охлаждающая жидкость, поступающая из реактора в паровой котел, нагревает воду в нем до температуры кипения.

Вода в паровом котле имеет температуру 82 °C и давление 31 атм. Давление достигается за счёт впускового насоса котла, который представляет собой огромный многоосевой насос размером с холодильник.

В воде содержится большое количество химических элементов, которые предотвращают коррозию внутри котлов. Когда вода в котлах соприкасается с U-образными трубами, содержащими основную охлаждающую жидкость, имеющую температуру 260 °C, она начинает кипеть.

Поток воды должен пройти несколько крутых поворотов. Хотя пар может это сделать, капли воды не могут и падают обратно в котел. Пар из котла сначала проходит сквозь стенку между реакторным отсеком и машинным отделением, а потом сразу через изоляционный клапан. Один (MS-2) по левому борту, другой (MS-1) по правому.

Клапан закрывает трубопровод и предотвращает утечку пара. Пар проходит дальше к большим трубопроводам — один по левому борту, другой по правому, — потом к турбинам. Трубопровод делает виток перед поворотом вниз на пути к турбине. Поскольку вода нагревается выше температуры окружающей среды на 235 °C, труба расширяется на несколько сантиметров. Без этого витка трубы разрушались бы после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

Трубы соединены с турбиной через клапаны, называемые дроссельными клапанами. Один открывается вручную оператором. Другой — автоматический дроссельный клапан, предназначен для того, чтобы поддерживать постоянную скорость турбины. Этот дроссель называют ведущим.