Литературно-художественный альманах «Дружба», № 4
Шрифт:
Давайте проведем воображаемую экскурсию на мощную АЭС близкого будущего. Первое, что нам бросится в глаза, приближаясь к энергетическому гиганту, — очень высокая бетонная труба. Эта стометровая труба никогда не дымит, она служит для удаления воздуха, побывавшего в помещениях станции, и тем самым, следовательно, оберегает здоровье местных жителей и самих работников станции. Воздух и плавающая в воздухе пыль в некоторых цехах АЭС способны накапливать энергию лучей, источаемых атомными машинами. А это было бы очень вредно для людей. Вот почему все помещения станции усиленно проветриваются с помощью вентиляторов — воздух нигде
Прежде всего познакомимся с реакторным цехом АЭС. Огромный зал кажется совсем пустым, если не считать странного крана, похожего на железнодорожный мост. По этому крану катается на рельсах не менее странный вагон, а под ним висит, почти касаясь бетонного пола, целая башня.
Алюминиевые патроны с ураном привозят в реакторный цех на железнодорожных платформах. Особый механизм поднимает эти топливные стержни совсем отвесно и вкладывает их в висящую башню мостового крана. Потом кран катится по рельсам вдоль стен и останавливается у другого конца зала, над многочисленными какими-то серыми колпаками, выглядывающими из-под пола. Это и есть верхняя загрузочная часть атомного котла, а сами чугунные колпаки — как бы дверцы невиданной еще топки — атомной.
Когда ведут укладку урановых стержней в реактор или же вытаскивают их обратно, чтобы заменить «свежими», то в зал никого не пускают. Из открытых отверстий атомного котла вырываются свирепые, губительные для всего живого лучи. Поэтому работой всех машин управляют на расстоянии: люди прячутся за толстыми бетонными стенами и за стале-свинцовыми щитами. В таких случаях можно наблюдать за механизмами и материалами только пользуясь телевизорами и многими хитроумно устроенными контрольными аппаратами.
На телевизионном экране хорошо удается рассмотреть, как крановые машины поднимают тяжелые чугунные пробки-колпаки. В обнаженные гигантские «пчелиные соты» опускаются длинными штангами один алюминиевый патрон за другим, и так до 1000 штук. После установки всех пробок на место и проверки правильности работы приборов дается, наконец, сигнал о пуске реактора. Приходит время «задуть огонь» в котле.
Как же действует дежурный инженер, сидящий среди стеклянных светящихся экранов, всевозможных приборов и кнопок? А очень просто. На пульте управления он нажимает кнопку, и тотчас химическая смесь, содержащая бериллий и соли радия, «разжигает» котел. Атомы бериллия, разрушаясь под действием лучей радия, выбрасывают осколки без всякого электрического заряда — нейтроны. Они-то и служат «атомной растопкой». Нейтроны проникают во взрывные атомы урана и разваливают их ядра. Обломки же разлетаются со скоростью в десятки тысяч километров в секунду. От такой бомбардировки весь реактор сильно нагревается. А этого только и надо. Температура уже пятьсот градусов. Тепло получено без всякого огня!
Для того, чтобы поменьше закладывать урана в котел и чтобы бомбардировка взрывных атомов шла успешнее, необходимо попридержать «растопку», затормозить полет нейтронов. Вот почему реактор, величиной с четырехэтажный дом, не пустой внутри, а целиком заполнен очень чистым графитом. Требуется несколько тысяч тонн графита, чтобы изготовить столь удивительный котел.
Интересно, сколько получилось бы карандашей из этой массы графита? Если как следует потрудиться, то задачу можно одолеть: получается около 1 400 000 000 карандашей. Уложенные в одну линию, эти карандаши могли бы опоясать по экватору нашу планету ровно четыре раза!
Чистый графит — это
Зачем в автомобильной фаре понадобилось вогнутое зеркало? На этот вопрос нетрудно ответить. Те лучи от электрической лампочки, которые в фаре пошли назад, возвращаются зеркалом прямо на дорогу, они не пропадают зря, — тем светлее ехать шоферу. В атомном котле также должно быть «зеркало». Надо заботиться о том, чтобы «атомная растопка» не исчезла, не вылетела наружу, а то число разрушаемых атомов сократится, котел будет остывать, может и совсем «потухнуть». Как удержать нейтроны в реакторе? Оказывается, графит прекрасно отражает эти частицы; нейтроны отскакивают от атомов углерода (графита), как биллиардный шар от резинового бортика. Вокруг центральной части реактора необходимо иметь толстый слой графита — «атомное зеркало».
Итак, атомный котел мы «зажгли». Атомы урана разлетаются вовсю, и жара прибавляется. Если продолжать копить тепло в реакторе, то ничего хорошего из нашей затеи не получится. Наоборот, уже при температуре менее семисот градусов алюминиевый патрон растает как свеча; сам уран и тот расплавится и потечет, если жара достигнет 1133 градусов. Следовательно, никак нельзя допускать очень высокой температуры. Пусть котел работает всегда при строго определенном тепловом режиме. А как это осуществить?
Все видали предохранительный клапан на паровом котле. Если кочегар зазевается, не посмотрит на манометр да бросит на стоянке паровоза в топку лишний уголь, то от избытка пара котел не взорвется. Правда, давление пара увеличится, но одновременно и пружина предохранительного клапана уступит дополнительному напору пара. Пружина сожмется, и через образовавшуюся щель весь лишний пар с оглушительным ревом вырвется вон. Люди и паровоз от промаха кочегара не пострадают.
Примерно то же самое сделано и на АЭС. Только «пружина» клапана здесь очень оригинальная. Известно, что элемент кадмий жадно «проглатывает» нейтроны. Вот и поручили автомату, заведывающему кадмиевым стержнем, приводить реактор в «чувство».
Как только атомный котел перестал работать нормально и температура в нем угрожающе поднимается, автомат немедленно передает «приказ» электродвигателю, и стержни из кадмия падают в отверстия — реактор «затухает».
Это, так сказать, клапан на крайний случай — «аварийный стержень». Но ведь надо постоянно следить и за тем, чтобы котел всегда работал ровно, без каких-либо «скачков». Значит, полезно надеть на него еще и «узду». Элемент бор, хотя и уступает намного кадмию в расправе с нейтронами, но всё же похищает «растопку» в изрядном количестве. Вот и узда — стержни из бористой стали.
Достаточно котлу разогреться на десяток градусов сверх нормы, как автомат уже начинает плавно опускать бористую сталь поглубже. Нейтронов в реакторе становится несколько меньше, частота взрывов атомов урана падает, и обычная температура восстанавливается. Легко понять, что если котел будет чуть остывать во время работы, то стержни должны вытаскиваться. Тогда число свободных нейтронов увеличится — разгром атомов пойдет веселее, и температура дойдет до нормальной. Тут придуман такой контроль, что на самом деле стержни из бористой стали не вдвигаются в реактор и не вытаскиваются. Они лишь всегда немного колеблются, и скачки температуры не превышают нескольких градусов.