Юный техник, 2009 № 06 - Журнал «Юный техник»

Основная техническая сложность проекта заключалась в том, что атомный котел локомотива пришлось бы изолировать толстым слоем свинца или бетона, причем со всех сторон. Общий вес такой защиты составил бы сотни тонн, да и компактной ее никак не назовешь.

А если учесть, что и первые ядерные реакторы, создававшиеся в середине прошлого столетия, сами по себе отличались большими габаритами, то размеры и вес атомного локомотива оказались бы просто титаническими. Потому проект так и остался на бумаге.

Схема контроля передвижения ядерного поезда по спецмаршруту.

Впрочем, не надо думать, что он забыт окончательно. В наши дни в разных странах мира конструкторы ведут разработки новых типов ядерных реакторов — компактных и более безопасных. Например, в ЮАР конструируют так называемый модульный реактор с шариковой засыпкой (PBMR). Вместо привычных стержней с тепловыделяющими элементами (ТВЭЛами) в реакторе предполагается использовать шарики из графита, включающего в себя микроскопические вкрапления оксида урана в капсулах из карбида кремния. Через шарики продувается инертный газ (лучше всего подходит гелий), который отводит тепло, возникающее в ходе реакции.

Другой проект компактного и не слишком дорогого ядерного реактора предложен учеными Федерального университета Рио-Гранде-ду-Сул (Бразилия). Он также использует топливо в виде шариков с вкраплениями оксида урана; только вместо газа тепло отводится с помощью жидкости. Но будут ли на основе этих проектов созданы реальные локомотивы, пока не известно.

И. ЗВЕРЕВ

СЕКРЕТЫ ЯДЕРНОГО ПОЕЗДА

Если атомные локомотивы так и не были построены, то вот ядерные поезда — это реальность наших дней. Нет, локомотивы у них самые обычные, но вот груз…

Вы когда-нибудь задумывались, как транспортируют с места производства на место хранения ядерные боеголовки? Или радиоактивные отходы атомных электростанций?

В ином кинофильме иногда показывают: поезд, а к нему почему-то прицеплен спецвагон с боеголовкой. На самом деле все обстоит совершенно иначе. Вот как, например, организована охрана спецпоездов на Приаргунском горно-химическом комбинате, что расположен в закрытом городе Забайкальске Читинской области.

По словам одного из разработчиков защитной системы, Владимира Соколова, ключи безопасности ядерных поездов находятся на космической высоте. А именно, благодаря глобальной навигационной системе ГЛОНАСС и спутниковой системе связи «Гонец» диспетчер совершенно точно знает, где находится в данный момент спецпоезд и не нужна ли ему помощь.

Сама трасса движения на всем ее протяжении оснащена датчиками, которые скрытно наблюдают за местностью и подают сигнал опасности при нештатной ситуации — например, при продвижении к железнодорожному полотну группы людей без особого на то разрешения.

Кроме того, состав спецпоезда состоит из особых вагонов-сейфов, по сравнению с которыми бронепоезда Первой мировой войны выглядят детскими игрушками. Но даже если злоумышленники проникнут внутрь вагона, там их ждут такие «сюрпризы», что выбраться обратно у них не будет шансов, — утверждает Владимир Соколов.

Само же ядерное топливо или его отходы упакованы в сверхпрочные модули, способные выдерживать падение с высоты десятиэтажного дома, пожар и прямое попадание самолета. Так что даже подстроенное крушение поезда ничего не даст террористам — вскрыть его быстро не удастся. Вывезти же сам многотонный модуль — задача нелегкая в самом прямом смысле этого слова. Тут нужна особая техника, передвижение которой опять-таки сразу же будет засечено с орбиты.

…Каждый день по спецмаршруту и особому расписанию движутся поезда с радиоактивными материалами. За ними следят сотни чутких умных приборов из космоса. Надежность такого контроля проверена временем — за все время работы этой системы безопасности она не дала ни одного сбоя.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Дом, который придумал Том

Каждую зиму человечество выбрасывает буквально на ветер огромное количество энергии. Значительная часть тепла улетучивается через окна. Кроме того, централизованная подача тепла от ТЭЦ, как показывает практика, не очень рациональна — до половины тепла теряется по дороге. Можно ли избежать таких потерь?

Рациональный дом начали строить в предместье Гааги, Нидерланды. Главный архитектор стройки, 36-летняя Эвелин Раденбург поясняет, чем этот, с виду ничем не примечательный, дом отличается от других. Одна из особенностей дома — в его остеклении. У него даже крыша стеклянная, а в окнах — особые стекла. Расположенная внутри оконных блоков прозрачная пленка отличается одной интересной особенностью. Летом, когда солнце обычно высоко стоит над горизонтом и его лучи падают на стены и окна дома под углом, эта пленка отражает инфракрасную, тепловую часть спектра, так что внутри не так жарко… Зимой же, когда солнце находится невысоко над горизонтом, оно посылает свои лучи почти под прямым углом к окнам, пленка пропускает инфракрасное излучение внутрь и оно дополнительно обогревает помещение.

Крыша у дома тоже особая. Здесь расположены панели, помогающие снабжать дом не только теплом, но и электричеством. Каждая такая панель представляет собой фотоэлемент, под которым расположены трубки теплообменника, отводящего солнечное тепло. Таким образом, одним махом, вопреки пословице, ловятся сразу два зайца. Охлаждение фотоэлемента повышает его КПД, а значит, дом получает больше электроэнергии. Само же дополнительное тепло, получаемое с крыши, обогревает помещения.

Придумал эту рационализацию инженер Томас Рау, который и возглавляет фирму, затеявшую строительство экспериментального дома. Причем главная «изюминка» конструкции, по его мнению, вовсе не в новом остеклении.

— Меня давно одолевала досада вот по какому поводу, — говорит он. — Летом мы то и дело открываем окна, а то и включаем кондиционеры, чтобы избавить дом от излишнего тепла, а зимой тратим прорву энергии на его отопление. Нельзя ли запасать тепло летом, а тратить его зимой?

Несколько лет Томас Рау бился над решением этой проблемы. И кажется, кое-что придумал. В подвале его рационального дома будет расположен особый теплоаккумулятор, который способен сохранить тепло лета до самой зимы.

— К сожалению, такого чудодейственного вещества, которое было бы способно не остывать несколько месяцев, мне отыскать не удалось, — разводит руками Томас Рау. — Поэтому приходится использовать обходные маневры…

Одна из таких хитростей заключается в том, что летом излишнее тепло и электричество используется для разложения воды на водород и кислород. Газы закачиваются в баллоны высокого давления и используются затем по мере надобности.

Недостаток этого способа, как самокритично заметил Рау, заключается в том, что баллоны с газами взрывоопасны и хранить их в жилом доме запрещено правилами пожарной безопасности.

Поэтому он в настоящее время вместе с группой исследователей ищет такие химические соединения, которые способны были бы под действием тепла переходить из одного состояния в другое и оставаться в нем до тех пор, пока температура окружающей среды не понизится. А затем начнется обратный процесс, сопровождающийся выделением тепла.

Однако поскольку эксперименты в этом направлении еще только начинаются, Томас Рау отказался сказать, когда эта работа перейдет в стадию практической реализации. И свой дом он пока собирается оснастить геотермальной системой отопления, использующей тепло земных недр. Такая система работает с помощью тепловых насосов. Внешний контур такого насоса забирает тепло из окружающей среды. Второй контур содержит хладагент, который отбирает тепло у первого контура и передает его в теплоприемник третьего контура; нагретая таким образом вода циркулирует по обычным трубам и батареям водяного отопления.

Аналогичные системы уже начали использовать в районе Франкфурта в декабре 2008 года для обогрева жилых домов.

В. ВЛАДИМИРОВ

НЕ УПУСТИ ТЕПЛО…

Обычный европейский дом требует в год 160–300 киловатт-часов на каждый квадратный метр площади, а здание с современной теплоизоляцией — всего 15–30 киловатт-часов, посчитали немецкие теплотехники. Отопление или кондиционирование включаются в нем только в самые холодные или в самые жаркие дни.

Правда, в новом строительстве в Германии такие дома составляют сейчас всего 2 %, поскольку пока обходятся слишком дорого. Но лиха беда — начало; ведь после реконструкции даже старого здания расход энергии на отопление и кондиционирование воздуха снижается на 90 с лишним процентов…