Idėja apie branduolinį reaktorių automobilyje skamba kaip mokslinės fantastikos siužetas, tačiau praeityje egzistavo drąsūs bandymai ją įgyvendinti. Nors šiandien tai atrodo neįmanoma, verta panagrinėti, kodėl tokia vizija atsirado ir kokie iššūkiai ją stabdo.
Istorinis kontekstas ir „Ford Nucleon“ vizija
6-ajame ir 7-ajame dešimtmečiuose branduolinė energetika buvo naujovė, žadinanti žmonių vaizduotę. 1955 m. nuleistas pirmasis pasaulyje atominis povandeninis laivas „USS Nautilus“ davė postūmį manyti, kad ateityje reaktoriai taps mažesni ir paprastesni. Atsižvelgiant į tai, 1957 m. „Ford“ pristatė „Nucleon“ koncepciją - automobilį su branduoliniu reaktoriumi.
„Ford Nucleon“ dizainas buvo futuristinis: kabina su vairuotoju ir keleiviu buvo pastumta į priekį, o gale slėpėsi urano branduolinis reaktorius ir dvi garo turbinos. Viena turbina suktų ratus, kita gamintų elektros energiją prietaisams. Automobilio vairuotojai pamirštų degalines - „Ford“ teigė, kad ateityje degalinių apskritai nebeliks, o jas pakeis specialūs aptarnavimo centrai, kur būtų keičiami automobilių reaktoriai.
Pagal planą, „Nucleon“ turėjo lankytis aptarnavimo centre maždaug kas 8047 km. „Ford“ neketino tiesiai automobilyje pildyti branduolinio kuro ar atlikti techninio aptarnavimo - reaktorius būtų buvęs atskirame, lengvai keičiamame modulyje. Įdomu tai, kad „Ford“ svajojo siūlyti skirtingas reaktorių versijas - vairuotojai galėtų rinktis tarp versijos, leidžiančios nuvažiuoti toliau, ir kitos, suteikiančios daugiau galios. „Nucleon“ nebūtų varomas elektra - ratus suktų garo turbina, naudojanti urano branduolinio reaktoriaus energiją.
Kodėl „Ford Nucleon“ netapo realybe?
Nepaisant drąsių planų, „Ford Nucleon“ taip niekada ir netapo realybe. „Ford“ sukūrė tik sumažintą atominio automobilio modelį ir rimtai nesvarstė šių mašinų gamybos. Pagrindinė priežastis - tokie maži reaktoriai taip ir nebuvo sukurti, ir net dabar neturime technologijos, leidžiančios juos pagaminti.
JAV karinės pajėgos norėtų turėti itin mažą branduolinį reaktorių, kad galėtų jį panaudoti kaip priežiūros ir degalų nereikalaujantį generatorių tolimoms bazėms, tačiau kol kas nieko panašaus nėra.
Žinoma, atominis automobilis yra neįmanomas ir dėl kitų priežasčių. Visų pirma, dėl kainos. Net jei tokio dydžio branduolinis reaktorius ir būtų sukurtas, jis būtų tiesiog per brangus. Nerimą keltų ir saugumas - kiekviena avarija galėtų sukelti radiacinį užterštumą. Galiausiai, „Nucleon“ yra tiesiog nereikalingas. Tiek energijos nereikia jokiam automobiliui - mums visiškai pakanka tų 500-1000 km. Niekas nesiryžtų pirkti tokio brangaus ir įtartino automobilio, kad galėtų važiuoti 8000 km. Elektriniai, benzininiai ir dyzeliniai automobiliai yra pranašesni už „Nucleon“, todėl atominio automobilio tikriausiai niekada neturėsime.
Kas yra branduolinis reaktorius?
Branduolinis reaktorius - tai įrenginys, skirtas pradėti ir kontroliuoti nepertraukiamą grandininę branduolinę reakciją. Dažniausiai branduoliniai reaktoriai naudojami gaminti elektros energiją ir varyti povandeninius laivus.
Kaip veikia branduolinis reaktorius?
Priverstinis branduolinis dalijimasis yra branduolinio reaktoriaus veikimo principas. Branduoliniai reaktoriai, kaip ir tradicinės elektrinės, įkinko terminę energiją. Kai didelis ir skalus atomo branduolys (uranas-235 arba plutonis-239) sugeria neutroną, jis gali pereiti branduolinį dalijimąsi. Sunkusis branduolys skyla į du arba daugiau lengvesnius branduolius (skilimo produktus), tai išlaisviną kinetinę energiją, gama spinduliuotę bei laisvuosius neutronus. Dalis šių neutronų gali būti vėliau sugerti kitų branduolių ir sukelti tolimesnius skilimo įvykius, kurie išleidžia vėl neutronus ir taip tęsiasi, kol skyla paskutinis branduolys. Grandininę branduolinę reakciją galima valdyti naudojant neutronų nuodus arba neutronų lėtiklius taip pakeičiant neutronų porciją, kuri sukels daugiau skilimų.
Reaktoriaus branduolys gamina šilumą keliais
Branduoliniai reaktoriai: nuo automobilių svajonių iki šiuolaikinių jėgainių
Nuo pat branduolinės energijos atradimo žmonija svajojo apie jos pritaikymą įvairiose srityse, įskaitant transportą. Nors idėja apie automobilį su branduoliniu reaktoriumi, kaip antai „Ford Nucleon“ koncepcija, liko tik svajone, branduoliniai reaktoriai šiandien yra neatsiejama šiuolaikinės energetikos dalis.
Istorinė pažintis su branduoliniais reaktoriais
Pirmasis pasaulyje branduolinis reaktorius „Chicago Pile-1“ buvo paleistas 1942 m. gruodžio 2 d. Čikagoje (JAV) vadovaujant Enrico Fermi. Šis eksperimentas buvo dalis Manheteno projekto. Pirmoji eksperimentinė branduolinė jėgainė EBR-I, gaminusi elektrą, buvo paleista 1951 m. gruodžio 20 d. dykumoje Aidaho valstijoje, JAV. Tuo metu ji gamino tiek energijos, jog pakako uždegti keturioms 200 vatų lemputėms. Pirmoji komercinė jėgainė 1954 m. birželio 27 d. Obninske pastatė Tarybų Sąjunga.
Branduoliniuose reaktoriuose vykstant branduolių dalijimosi reakcijai, išsiskyrusi šiluminė energija šilumnešiu tiesiogiai arba per šilumokaičius perduodama elektrinės turbinoms. Tiesioginio perdavimo atveju branduolinis reaktorius turi vieną šilumnešio cirkuliacijos kontūrą, perduodant energiją per šilumokaičius - du arba tris kontūrus. Branduolinės reakcijos metu išsiskyrusi šiluminė energija yra paverčiama elektros energija.
Seniausios ir veikiančios atominės elektrinės
Du trečdaliai pasaulio gyventojų dar nebuvo gimę, kai jau veikė seniausios pasaulyje branduolinės jėgainės. Portalas „Bloomberg“ sudarė seniausių ir dar veikiančių atominių elektrinių sąrašą. Tarp jų:
- Doetingenas, Šveicarija (pastatyta 1969 m. rugpjūčio 6 d.)
- Tarapuras, Indija (pirmieji du reaktoriai paleisti 1968 m. spalio 28 d.)
- Skriba, Niujorkas, JAV (veikė ant Ontarijo ežero pakrantės)
- Forked River, Naujasis Džersis, JAV (pirmasis reaktorius veikė 1969 m. gruodžio 1 d.)
- Tsuruga, Japonija (pirmasis reaktorius pastatytas 1970 m. kovo 14 d.)
- Morisas, Ilinojus, JAV (atominė elektrinė pradėjo veikti 1970 m. birželio 2 d.)
- Ontarijas, Niujorkas, JAV (atominė elektrinė pradėjo veikti 1970 m. liepos pradžioje)
- Mihama, Japonija (pirmasis reaktorius pradėjo veikti 1970 m. lapkričio 28 d.)
- Pointbyče, JAV (veikianti atominė jėgainė pradėjo veikti 1970 m. gruodžio 21 d.)
- Two Rivers, Viskonsinas, JAV (statyti nuo 7 dešimtmečio)
Jau nuo 7 dešimtmečio statyti naujas atomines elektrines tapo vis sunkiau dėl griežtėjančių saugumo taisyklių, pigesnės alternatyvios elektros gamybos ir prastėjančių ekonominių sąlygų.
Branduolinės energetikos diskusijos Lietuvoje
Lietuvoje nuo 1983 m. gruodžio 31 d. iki 2009 m. gruodžio 31 d. veikė Ignalinos atominė elektrinė, turėjusi du didžiausius pasaulyje reaktorius. Šiuo metu vyksta aktyvios diskusijos dėl naujos atominės elektrinės statybos.
Nors branduolinė energetika turi privalumų, tokių kaip mažesnė aplinkos tarša lyginant su įprastinėmis elektrinėmis ir didesnis energetinis saugumas, ji taip pat susijusi su pavojais, atidirbusio branduolinio kuro utilizavimo problemomis ir didelėmis investicijomis.
Už ir prieš atominę jėgainę
Privalumai:
- Lietuva neturi iškastinio kuro išteklių, o atominė jėgainė galėtų padėti sumažinti priklausomybę nuo rusiškų dujų.
- Branduolinės jėgainės daug mažiau teršia aplinką, nes jose nėra kuro degimo ir neišskiriami kenksmingi oksidai.
- Didelis energinis tankis ir sumažėję kuro transportavimo kaštai.
Trūkumai:
- Branduolinė technologija susijusi su pavojais, nors avarijų tikimybė yra labai maža, pasekmės gali būti baisios.
- Atidirbusio branduolinio kuro neutralizavimas yra labai sunkus, jo radioaktyvumas išlieka tūkstančius metų.
- Didelės investicijos ir neaiškumas dėl elektros kainos vartotojams.
- Galimi vadybos ir projekto valdymo trūkumai, kaip parodė ankstesni projektai.
Ateities vizijos: atominiai automobiliai
6-ajame ir 7-ajame dešimtmečiuose branduolinė energetika kaitino žmonių vaizduotę. 1957 m. „Ford“ pristatė „Nucleon“ koncepciją - automobilį su branduoliniu reaktoriumi. Šiame futuristiniame automobilyje kabina buvo pastumta toli į priekį, o gale buvo sumontuotas urano branduolinis reaktorius ir dvi garo turbinos. „Ford“ teigė, kad ateityje degalinių nebeliks, o automobiliai bus aptarnaujami specialiuose centruose, kur bus keičiami reaktoriai. Tačiau „Ford Nucleon“ taip niekada ir netapo realybe, nes nebuvo sukurtų pakankamai mažų ir saugių branduolinių reaktorių automobiliams. Be to, tokie automobiliai būtų buvę itin brangūs ir keltų didelius saugumo rūpesčius.
„Ford“ 1958 m. suprojektuotas automobilis „Nuclear“ – „Nucleon“
tags: #atominis #reaktorius #automobilyje