Содержание
Атомный автомобиль СССР
В этом году исполнилось 57 лет с того момента, как «Волга-Атом», первый гражданский автомобиль, приводившийся в движение не сгоранием ископаемого топлива, а энергией атома, выехал за ворота сборочного цеха.
Дмитрий Мамонтов
В 1949 году Советский Союз стал второй страной в мире, сумевшей успешно построить и испытать образец атомного оружия. С одной стороны, это, безусловно, был серьезный успех советских ученых и инженеров. С другой — не менее серьезный удар по самолюбию советского руководства. Ведь в гонке двух стран второе место — это последнее. Именно тогда многие руководители страны стали задумываться над теми областями, в которых СССР мог бы вырваться вперед. В частности, над проектами мирного использования атомной энергии.
Гонка за мирным атомом
В 1949 году правительство СССР, прислушавшись к доводам ученых, среди которых были академик Петр Капица, президент Академии наук Сергей Вавилов и «отец советской атомной бомбы» Игорь Курчатов, приняло решение о строительстве первого сугубо гражданского атомного объекта — атомной электростанции. В октябре 1954 года Обнинская АЭС была официально включена в сеть Мосэнерго, и обычные люди получили возможность зажечь лампочку от атомной электроэнергии. Советский Союз выиграл первый отрезок эстафеты за «мирный атом».
Но и американцы не дремали. В 1952 году на верфях Гротона была заложена подводная лодка «Наутилус», которая должна была стать первой атомной субмариной в мире. К 1954 году, когда была построена Обнинская АЭС, «Наутилус» был спущен на воду, а в январе 1955-го вышел в море, став первым транспортным (хотя и не гражданским) средством, движимым энергией атомного распада.
При разработке «Волга-Атом» конструкцию существующего шасси ГАЗ-21 никак не удавалось усилить. В результате идея компоновки была позаимствована у концепт-кара 1962 года Ford Seattle-ite XXI с двумя передними осями. Все четыре передних колеса «Волга-Атом» были рулевыми (из них два ведущими). Несмотря на длинный капот, места для размещения биозащиты и системы охлаждения в моторном отсеке не хватило. Пришлось использовать переднюю часть салона, а водительское место разместили сзади.
Однако в Союзе уже был готов ответный ход. В 1953 году Совет министров СССР принял решение о строительстве атомного ледокола. Судно было заложено в 1956 году на ленинградском судостроительном заводе им. Марти, через год спущено на воду, после чего начался монтаж ядерной энергетической установки, разработанной коллективом нижегородского Опытного конструкторского бюро машиностроения (ОКБМ) под руководством Игоря Африкантова. В декабре 1959 года атомный ледокол «Ленин» был официально передан Министерству морского флота СССР, и хотя к тому времени «Наутилус» уже эксплуатировался и даже успел достичь своим ходом Северного полюса, счет можно было считать как минимум равным. Важно то, что ледокол «Ленин» был чисто гражданским судном, а «Наутилус» военным кораблем, — ведь в глазах международной общественности вес гражданских атомных проектов был существенно выше. Через несколько лет еще несколько атомных гражданских судов вышли на океанский простор — американская «Саванна» (1964) и немецкий «Отто Ган» (1968) (японское судно «Муцу» сильно запоздало из-за технических проблем и было сдано в 1990 году). Но, образно говоря, они явились на старт, когда гонка уже была закончена.
Чистый дизайн и начинка
Тем не менее идеологическую победу в атомной гонке все-таки нельзя было признать совсем чистой, и советские ученые, инженеры и руководители искали возможность закрепить успех. Требовались нестандартные идеи, и одна из них поступила по дипломатическим каналам.
В 1957 году компания Ford представила публике один из самых амбициозных концептов в своей истории — Ford Nucleon. Дизайнеры изобразили свое видение автомобиля будущего, причем даже не на полноразмерном макете, а на модели в масштабе 3:8. Nucleon выглядел крайне футуристично, но самым необычным был вовсе не его внешний вид, а предполагаемый источник энергии — очень компактный ядерный реактор. Дальше масштабной модели и ее концептуального описания дело не пошло, но принято считать, что Ford Nucleon стал своеобразным символом атомной эпохи.
Столкнувшись с проблемами масштабирования, Камнев предложил создать побочный продукт — атомную машину для дорожного строительства, точнее — атомный дорожный каток. Славский озвучил идею Хрущеву, и тот пришел в восторг, узнав, что с помощью такого катка можно, используя выделяемое реактором избыточное тепло, с минимальными затратами строить прямую как стрела и ровную как зеркало дорогу даже в самых густых лесах. Один такой каток был построен к концу 1959 года, очевидец описывает его так: «Даже в самых больших карьерах я не видел таких гигантов. Махина высотой с семиэтажный дом и шириной в 20 м прокладывает в лесу прямую и ровную дорогу, просто спекая верхний слой грунта при температуре свыше 500 градусов». Испытания, проведенные в Сибири, оставили 25-километровый отрезок великолепнейшей дороги прямо сквозь тайгу примерно посередине между Томском и Новосибирском. Дорогу бы проложили до конца, но случилась неприятность: усталый оператор катка заснул за рычагами, и единственная в своем роде строительная машина утонула в болоте, на дне которого она и лежит до сих пор. А идеальная дорога одиноко начинается и заканчивается посреди тайги — как памятник атомной фантазии прошлой эпохи.
Ford Nucleon был представлен на различных выставках, и в 1958 году на одном из американских автосалонов его увидел второй секретарь советского посольства Владимир Синявин. Он был большим энтузиастом технического прогресса и с восторгом описал идею автомобиля в своем отчете. Поскольку там упоминался атомный проект, на родине отчет внимательно изучили. Военных он не заинтересовал, поскольку они посчитали описанное пустой фантазией, но на всякий случай отчет переслали в Министерство среднего машиностроения СССР, которое курировало тогда все атомные проекты. Его увидел один из заместителей министра, легендарного Ефима Павловича Славского. Так началась неизвестная история удивительной машины, которая могла бы перевернуть всю мировую автомобильную промышленность.
Добиться невозможного
Славскому идея показалась интересной, и он конфиденциально попросил нескольких физиков-атомщиков изучить возможность реализации подобного проекта. Ответ был совершенно однозначным: «Пустые фантазии!». На ближайшем совещании в Кремле Славский между делом в шутку упомянул об этом — вот, мол, какой ерундой занимаются американцы. Он ожидал, что Хрущев посмеется вместе с ним, однако реакция была совершенно другой. Никита Сергеевич выслушал министра и вдруг неожиданно серьезно сказал: «А почему бы нам не сделать такой автомобиль? Ведь с ледоколом хорошо получилось!» Попытки переубедить генсека не увенчались успехом, Хрущев отмел все возражения взмахом руки: «Если эти физики не могут, найдите других».
И такие физики были найдены. Для проектирования автомобиля, приводимого в движение атомной энергией, было создано Автомобильное конструкторское бюро (АКБ) под руководством Александра Эдуардовича Камнева. АКБ занималось разработкой ядерной силовой установки.
По пушечной схеме
Физики АКБ, взяв за основу атомную силовую установку ледокола «Ленин», быстро убедились в том, что она не поддается масштабированию в меньшую сторону. Построить же автомобиль под существующий реактор было немыслимо — настолько огромной получалась машина. Над этой проблемой физики работали до 1960 года, но без особого успеха, пока на очередном совещании кто-то них в сердцах не воскликнул: «Не получается, хоть засовывай уран в цилиндры двигателя!» — и это навело Камнева на идею, которая оказалась весьма плодотворной.
Идея состояла в следующем. Традиционный реактор требует довольно значительного количества радиоактивного урана. При уменьшении массы топлива коэффициент размножения нейтронов падает, и реактор перестает быть критичным — «затухает». Между тем критичность реактора зависит не только от массы загруженного в него радиоактивного материала, но и от его конструкции и конфигурации. Камнев предложил использовать классическую «пушечную схему», хорошо знакомую физикам-ядерщикам по конструкции первых атомных бомб из урана (более совершенные плутониевые делались уже по другой схеме — имплозивной). Суть ее работы состоит в том, что при сближении двух кусков обогащенного урана начинается цепная реакция, растет коэффициент размножения нейтронов и реакция становится самоподдерживающейся. В бомбе она идет еще дальше — начинается нарастающая цепная реакция, и происходит взрыв. Но ведь работа обычного двигателя внутреннего сгорания — это есть серия маленьких взрывов! Нужно только остановить реакцию вовремя, чтобы замкнуть цикл работы двигателя.
Атомное сердце
К концу 1961 года конструкция была в основном проработана. Двигатель А21 представлял собой вполне традиционный четырехцилиндровый агрегат, в котором на торцах поршней и цилиндров были расположены шайбы из обогащенного изотопом 235 урана. В торце цилиндра была также расположена шайба из графита — замедлителя нейтронов. В качестве рабочего тела выступал гелий, закачанный в цилиндры. При ходе сжатия массы урана сближались, коэффициент размножения нейтронов начинал расти. За счет тепловыделения гелий разогревался и начинал расширяться, толкая поршень наверх, — это был рабочий ход. Контролировать обороты и останавливать работу двигателя можно было с помощью стержней-поглотителей, которые располагались на месте клапанов и выдвигались независимо вращающимся распредвалом с изменяемыми фазами кулачков. По мере расхода ядерного топлива фазы смещались, чтобы компенсировать «выгорание» топлива. В качестве аварийного «гашения» реактора при закритических авариях предусматривался впрыск раствора борной кислоты в цилиндры. Весь агрегат был помещен в полностью герметичную оболочку с биозащитой, наружу были выведены только трубопроводы второго контура охлаждения и магнитная муфта, вращавшая редуктор коробки передач.
После полугода настроек и экспериментов двигатель, установленный на стенде, отработал три месяца совершенно штатно, при этом условный пробег составил около 70 000 км. Пора было испытать его в деле. Для проектирования шасси были привлечены инженеры специально созданной рабочей группы Горьковского автозавода (ГАЗ). Поставленная задача немало их удивила. Подвеску нужно было значительно усилить: А23 весил не 200 кг, как штатный мотор ГАЗ-21, а почти 500. При этом двигатель имел совершенно фантастические по тем временам характеристики: мощность 320 л.с. и крутящий момент более 800 Н•м при низких оборотах (60 об/мин). В требованиях также оговаривались полное исключение доступа под капот, отсутствие топливной системы и навесных агрегатов, и особо — наличие производительной системы охлаждения.
«Волга-Атом»
В апреле 1965 года машина выехала на испытательный полигон под Северском. По воспоминаниям принимавшего участие в разработке двигателя Валентина Семенова, которому удалось прокатиться за рулем автомобиля (или атомобиля?), ощущения были весьма необычными: машина была очень тяжелой, но мощность двигателя компенсировала повышенную массу. Разгон был бодрым, а вот с торможением дело обстояло хуже. И еще мотор сильно грелся, и в автомобиле, несмотря на сибирскую прохладную весну, было очень жарко.
Проведенные испытания показали, что конструкция вполне рабочая, при этом реальный ресурс пробега составил более 60 000 км. Однако после этого весь силовой агрегат нужно было менять, а это очень хлопотно и расточительно для гражданской техники. Поэтому физики начали работу над второй версией двигателя — с газофазным топливом в виде гексафторида урана вместо твердого урана. Гексафторид одновременно служил и рабочим телом вместо гелия, который также доставлял в первой версии немало хлопот, улетучиваясь сквозь малейшие щели уплотнителей и даже сквозь стенки (для поддержания его уровня двигатель был оснащен баллоном с гелием и автоматической системой компенсации расхода). Правда, графитовый замедлитель пришлось сделать пористым, чтобы газ эффективнее перемешивался и в нем шла реакция деления. Новый двигатель был менее мощным (200 л.с., 600 Н•м), а пробег на одной загрузке топлива уменьшился примерно до 40 000 (по результатам испытаний). Зато для «заправки» теперь не требовалось менять весь двигатель, достаточно было закачать в цилиндры новый запас гексафторида урана.
Изначально планировалось изготовить несколько опытных машин, чтобы демонстрировать их на выставках и катать почетных гостей. Однако, пока конструкторы разрабатывали двигатель и сам автомобиль, ситуация изменилась. Хрущев ушел с поста генсека, а у сменившего его Брежнева не было подобных амбиций. Так что проект без особого шума закрыли. А два опытных экземпляра автомобилей (без двигателей, которые были сняты для дезактивации и захоронения) долгое время стояли на полигоне, а потом были утилизированы. С ними ушел и безграничный и безрассудный энтузиазм той эпохи, в которой люди не боялись хватать атом за хвост.
У Сadillac появился автомобиль с ядерным реактором
У Сadillac появился автомобиль с ядерным реактором — Газета.Ru
Российское авторское кино покажут в Латинской Америке и Африке
14:17
На Украине предложили переименовать 8 марта по «ООНовской…
14:17
МО РФ: российские ПВО за сутки сбили 15 снарядов HIMARS И «Ураган»
14:17
Путин провел телефонный разговор с президентом Ирана Раиси
14:16
В США прошла испытания вакцина против туберкулеза, не требующая холодильника
14:14
Пожар в ЖК «Михайловский парк» в Москве ликвидирован
14:14
Гепатолог Прашнова рассказала, как защититься от болезней печени
14:14
В Башкирии водитель дважды переехал собаку и заявил, что не заметил ее
14:14
В офисе Зеленского назвали главу МИД Венгрии «адвокатом дьявола»
14:13
В Иркутской области четырехлетний ребенок запутался в бельевой веревке и погиб
14:12
Автомобили
У Сadillac появился концепт будущего – автомобиль с ядерным реактором, который не придется заправлять топливом. Все потенциально ломкие детали машины продублированы — для того, чтобы она могла проездить без ремонта 100 лет.
Фантастические образы, выраженные писателями и кинематографистами в своем творчестве, постепенно обретают плоть. Американский дизайнер Лорен Кулесус подготовил для компании Сadillac проект футуристического автомобиля будущего, который не будет ломаться 100 лет и не потребует заправки топливом, при том что хозяин будет его эксплуатировать каждый день. Концепция World Thorium Fuel Vehicle (WTF) такова, что все потенциально ломкие детали машины продублированы. К примеру, каждое из 4 толстых колес WTF состоит из 6 более тонких, которые достаточно плотно подогнаны друг к другу. Таким образом, движение WTF не остановит даже прокол шин. Качество самих покрышек, по замыслу создателя машины, должно быть настолько высокое, чтобы их хватало на весь срок эксплуатации. Каждое из четырех суперколес оснащено самостоятельным мощным электромотором.
Размышления о нынешнем экологическом уроне, наносимом современными автомобилями, натолкнули создателя автомобиля на поиск принципиально нового источника движения для его создания. Кулесус остановился на тории.
Этот химический элемент используется в современной атомной промышленности в виде топлива для ядерных реакторов. Именно ядерный реактор как наименее вредный для окружающей среды двигатель и выбрал американец в качестве мотора для концепта Сadillac. В природе этот элемент достаточно распространен, его запасов в 4 раза больше, чем залежей урана. При самых оптимистичных прогнозах, нефти хватит еще лет на 80, а запасов тория на десятки тысяч лет обеспечения энергетических нужд человечества.
Наличие такого колоссального источника энергии в автомобиле сразу же дает ему феноменальное превосходство над другими машинами в плане мощности, а топливо, необходимое для 100-летней работы, — минимально. Благодаря ресурсу реактора количество дополнительных электрических устройств в машине будет ограничено только желанием водителя.
В принципе, для американцев идея создания наземного транспортного средства с ядерным реактором далеко не новая.
Еще в конце 50-х годов в Пентагоне рассматривали возможность строительства танка с ядерным реактором. Правда, из-за того, что в то время не могли создать достаточно надежных саркофагов, предполагалось, что экипаж танка придется периодически менять, чтобы не развились онкологические заболевания. Пока не понятно, как эту проблему решат в Сadillac. Реактор планируется разместить за сидениями заднего ряда. Торий считается малотоксичным элементом из-за того, что достаточно распространен в природе, но для человека более опасны продукты его распада, образующиеся непосредственно в реакторе.
Впрочем, пока не представляется ситуации, при которой бы WTF появился на дорогах общего пользования. Достаточно много вопросов вызывает безопасность автомобиля с реактором, попавшего в ДТП. Кроме того, в руках безумца или террориста такой автомобиль может стать страшным оружием.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Картина дня
Военная операция на Украине. День 376-й
Онлайн-трансляция специальной военной операции на Украине — 376-й день
Бомба под днище. Автомобиль бизнесмена Малофеева хотели взорвать
ФСБ заявила о предотвращении покушения на главу совета директоров «Царьграда» Малофеева
«Потеряны лучшие бригады, Киев готовит сдачу». Что пишут западные СМИ про битву за Артемовск
El Pais: из-за огромных потерь под Артемовском для ВСУ сложилась тяжелая ситуация
Советник Пушилина Гагин: ВСУ из-за потерь неспособны на контрнаступление где-либо
В офисе Зеленского назвали главу МИД Венгрии «адвокатом дьявола»
Врио губернатора Балицкий: Запорожье, Николаев и Одесса весной перейдут к России
Институт русского языка РАН внес три новых слова в орфографический словарь
Новости и материалы
Психологи установили связь между иммунитетом и сексуальными отношениями
Иосиф Пригожин упрекнул Лайму Вайкуле в лицемерии
Российское авторское кино покажут в Латинской Америке и Африке
На Украине предложили переименовать 8 марта по «ООНовской практике»
МО РФ: российские ПВО за сутки сбили 15 снарядов HIMARS И «Ураган»
Путин провел телефонный разговор с президентом Ирана Раиси
В США прошла испытания вакцина против туберкулеза, не требующая холодильника
Пожар в ЖК «Михайловский парк» в Москве ликвидирован
Гепатолог Прашнова рассказала, как защититься от болезней печени
В Башкирии водитель дважды переехал собаку и заявил, что не заметил ее
В Иркутской области четырехлетний ребенок запутался в бельевой веревке и погиб
Эмир Кустурица не приедет на закрытие фестиваля «Дух огня» в Ханты-Мансийск
Гладилин о возобновлении РПЛ: качество игры пока на низком уровне
МО: на Краснолиманском направлении нанесено поражение живой силе и технике ВСУ
Джонни Депп продал свои рисунки за 4,5 миллиона фунтов стерлингов
Захарова: молчание Запада в связи с покушением на Малофеева будет означать поддержку
Мать погибшего на Украине военного требует признать его отца не членом их семьи
Киану Ривз признался, что всегда хотел сыграть Росомаху
Все новости
«Они желают длительной войны». Кто на Западе против переговоров Киева и Москвы
Член Совбеза Турции Эрхан сообщил, что Вашингтон и Лондон против встречи Путина и Зеленского
Утомляемость, темная моча, зуд: как распознать проблемы с печенью
Гепатолог Прашнова назвала симптомы, указывающие на болезни печени
«Жутко сложный человек»: звезды, которые не общаются с родителями
Ревва, Самбурская и другие звезды, которые перестали общаться с родителями
После развода отец не хочет общаться с детьми: психологи – о том, как это объяснить детям
Психолог Глебова: фраза «это сложно, но жизнь продолжается» поможет детям пережить уход отца из семьи
«Англичанка гадит». Вована и Лексуса снова заблокировали на YouTube
YouTube удалил канал пранкеров Вована и Лексуса из-за «нарушения правил сообщества»
«Никто не ожидал, что мы легко откажемся от газа и нефти из России»: что рассказал Шольц в интервью СNN
Канцлер Германии Шольц рассказал об обещании Китая не поставлять оружие России
Лучшие фотографии недели
«Золотая корона» перестала отправлять переводы с карт подсанкционных банков из-за «требований партнеров»
РБК: «Золотая корона» ограничила переводы за рубеж с карт нескольких российских банков
Интервью с певцом Александром Киреевым — о секретах «Фабрики звезд» и жизни после проекта
Участник «Фабрики звезд» Александр Киреев объяснил, почему скандалы вокруг шоу актуальны до сих пор
В США ждут переговоров между Москвой и Киевом — в случае военных успехов Украины
WSJ сообщила о давлении Байдена на страны Балтии из-за их жесткой позиции по России
«Ссоры Варшавы и Берлина из-за ракет, танков и запасных частей вышли на новый уровень»
Bloomberg: противостояние Польши и Германии может подорвать поставки оружия Украине
Китай увеличил военный бюджет до 1,55 трлн юаней. И пообещал бороться с независимостью Тайваня
Власти КНР намерены в 2023 году «решительно бороться» против независимости Тайваня
«Бывают клиентки, которые не хотят тратить время на свидания и приходят ко мне»: астролог о своей работе
Астролог Инна Любимова о школах астрологии, натальных картах и правдивости журнальных гороскопов
Георгий Бовт
Сталин жив
К 70-летию временно усопшего
Марина Ярдаева
А кто здесь обезьяна?
О том, сделает ли труд из школьника человека
Дмитрий Воденников
Рукописи не едят
О голодном Гоголе и прожорливом огне
«Дай Откусить»
Пожирнее и погуще
О том, зачем ходить в рестораны высокой кухни
Дмитрий Самойлов
Пост принял
О религиозном воздержании православных
—>
Читайте также
Мурманск, Хакасия, Пермский край: где можно отдохнуть в этом году вместо Сочи
Шоколад, секс и холод. Что может вызвать головную боль и как с ней бороться
Тест: узнайте, какой автомобиль вам подходит
Не только Atomic Heart. Семь российских игр, ставших мировыми хитами
«Мандалорец», «Наследники», «Король и Шут», «Тед Лассо», «Шершни» и еще 16 сериалов марта
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Где все атомные автомобили, которые нам обещали?
Многие правительства по всему миру, похоже, поставили перед собой вполне реальную задачу отправить двигатели внутреннего сгорания (ДВС) в раннюю могилу. Это происходит по разным причинам, но поскольку большая часть инфраструктуры, лежащей в основе нашей цивилизации, в буквальном смысле работает на ископаемом топливе, такой переход должен осуществляться относительно постепенно и хорошо спланирован.
Одним из решений является замена автомобилей с ДВС на электромобили (EV). Хотя на первый взгляд это хорошее решение, эта технология еще не в состоянии заменить удобство и стоимость всех ДВС.
Но есть одно потенциальное технологическое направление, которое, возможно, стоит изучить, хорошо изучить заново, автомобили с ядерными двигателями! Если вы являетесь поклонником серии компьютерных игр Fallout или серии фильмов «Назад в будущее», мы надеемся, что теперь мы привлекли ваше внимание!
Для всех остальных давайте рассмотрим возможность, хотя бы в качестве мысленного эксперимента.
Можно ли когда-нибудь поместить ядерный реактор в автомобиль?
Верьте или нет, теоретически это вполне возможно. Более того, это даже рассматривалось в прошлом.
Встречайте Форд «Нуклон» 1958 года.
Источник: Wikimedia Commons
Задуманный в разгар ядерной лихорадки в 1950-х годах, «Нуклон» был своего рода мысленным экспериментом — концепцией автомобилей, которые теоретически можно было заставить проехать более 5000 миль (более 8000 км). ) без дозаправки.
К сожалению, технология, необходимая для создания такого автомобиля, была далеко недоступна инженерам того времени. С этой целью он никогда не покидал чертёжную доску.
«Нуклон», если бы он когда-либо был построен, был бы 16,7 фута (5,09м) в длину и 6,45 футов (1,97 м) в ширину, что делает его примерно таким же длинным, как компактный пикап Ford Maverick, но немного шире. Крыша автомобиля должна была находиться на высоте около 3,45 футов (1,05 м) от земли, что делало его чуть выше, чем Ford GT40.
Его колеса также были довольно близко друг к другу, чтобы, по-видимому, выдерживать предположительно большой вес бортового ядерного реактора.
Что касается источника питания, Форд предусмотрел нечто, называемое «энергетической капсулой», которая будет находиться в «стволе» «Нуклона». Согласно их конструкции того времени, этот реактор можно было легко обслуживать и заправлять, а также он мог генерировать энергию для движения автомобиля с помощью «электронных преобразователей крутящего момента».
Хотя сегодня это кажется крайне дикой концепцией, в то время, когда ядерная энергетика впервые появилась в сети, вероятно, казалось лишь вопросом времени, когда такие вещи, как автомобили, тоже будут приводиться в действие таким же образом.
Впрочем, даже «Нуклон» пришел к идее с опозданием. Как оказалось, инженеры предлагали транспортные средства с ядерной силовой установкой примерно с 1903 года. Например, в 1941 году доктор Р. М. Лангер, физик Калифорнийского технологического института, исследовал идею транспортного средства, работающего на уране-235, в январском выпуске журнала Popular Mechanics. .
Но, как и сегодня, уменьшение ядерного реактора до размера автомобиля считалось технически сложной задачей. Возможно, запредельно.
Автомобили с ядерным двигателем очень популярны в научной фантастике. Особенно в таких играх, как Fallout 4. Источник: Fandom/Bethesda Softworks
Но не обязательно по причинам, как вы можете подумать. Речь идет не столько о создании небольшого реактора для автомобиля, сколько о безопасном управлении огромным количеством энергии, которое может генерировать ядерный реактор.
«Сама активная зона реактора (включая экранирование) для небольшого ядерного реактора действительно может поместиться в моторном отсеке личного автомобиля, что будет генерировать достаточно энергии для питания личного автомобиля», — д-р Л. Дейл Томас, заместитель директора Исследовательский центр двигателей при Университете Алабамы в Хантсвилле сказал в интервью The Drive .
«Однако трудность возникает из-за проблемы преобразования энергии. Ядерный реактор будет генерировать тепловую энергию, которую необходимо преобразовать в механическую.»
И этот процесс, как правило, требует довольно много преобразований типа энергии для эффективной работы. Полномасштабные ядерные реакторы обычно работают, эффективно превращая воду в пар (тепловую энергию), которая затем используется для превращения паровой турбины (тепловая в механическую).
Эта паровая турбина, в свою очередь, используется для производства электроэнергии. Если его уменьшить, чтобы он поместился в автомобиле, потребуется дополнительное преобразование, чтобы превратить электричество обратно в механическую энергию с помощью двигателей. Каждый шаг в этом процессе приводит к неэффективности и потерям энергии (обычно в виде тепла) на каждом этапе. Это может оказаться очень проблематичным для настоящей ядерной машины — в первую очередь, как справиться со всем этим избыточным теплом.
Источник: bluebay2014/iStock
В двигателе внутреннего сгорания отработанное тепло отводится из системы через выхлопные газы и радиаторы двигателя. Тепло, которое необходимо отвести от ядерного реактора, нельзя просто сбросить в окружающую среду, поэтому с этим нужно бороться другим способом.
Вероятно, потребуется большое количество теплообменников закрытой системы, действующих аналогично системам кондиционирования воздуха с воздушным насосом. Такая установка добавила бы лишнего веса и «паразитных потерь» электрическим системам автомобиля.
Они также могут серьезно повлиять на внешний вид автомобиля, но это второстепенный вопрос.
По этим причинам ядерная энергия в небольшом масштабе личного автомобиля была просто невозможна в те времена, и уж точно не в масштабах массового производства современных автомобилей.
Самый популярный
«Мобильная ядерная энергетика в таких малых масштабах была невозможна в 50-х годах», — объяснил доктор Томас. «И не из-за самого маленького реактора, который мы теперь понимаем, как сконструировать и контролировать — см. проект НАСА «КРАСТИ», — а скорее из-за преобразования тепловой энергии в механическую и утилизации отработанного тепла в геометрической оболочке личного транспортного средства. . Кроме того, благодаря Программе малых модульных реакторов Министерства энергетики ядерная промышленность выясняет, как массово производить ядерные реакторы».
Во времена «Нуклона» многие ученые и технологи, вероятно, предполагали, что эту проблему можно решить довольно быстро. Однако технологии преобразования энергии в уменьшенном масштабе, подобные тем, которые необходимы здесь, по большей части все еще ускользают от нас сегодня.
Источник: Kansas Sebastian/Flickr
Что касается внешнего вида «Нуклона», то он, как и концепт в целом, был, ну, просто концептом.
Почему у нас нет машин с ядерным двигателем?
Одной из основных причин является степень защиты, необходимая для предотвращения смертельного облучения пассажиров и населения в целом. Это очень серьезная техническая задача, которую мы рассмотрим чуть позже.
Помимо экранирования, ядерные технологии значительно улучшились с 1950-х годов, поэтому можем ли мы построить автомобиль с ядерным двигателем сегодня?
Как оказалось, в 2009 году было сделано более актуальное предложение по атомному автомобилю. Концепт-кар Cadillac World, работающий на ториевом топливе, мог бы, по словам его конструкторов, теоретически проработать более 100 лет практически без обслуживание.
Концепт-кар дебютировал на автосалоне в Чикаго в 2009 году, но только как экспонат — под капотом не было работающего ядерного реактора. Торий был бы хорошим выбором, так как он менее радиоактивен и более распространен, чем другие виды ядерного топлива, такие как уран. Фактически, некоторые современные конструкции микроядерных реакторов основаны на использовании тория в качестве топлива. Однако эти реакторы, хотя и небольшие, все же недостаточно компактны, чтобы поместиться в шасси личного автомобиля.
Другой потенциальный подход, однако, исследуется Чарльзом Стивенсом, исследователем из Массачусетской научно-исследовательской фирмы Laser Power Systems. Его предложение заключалось в разработке лазера на ториевом топливе, который можно было бы использовать для выработки энергии, достаточной для питания транспортного средства, при нулевом уровне выбросов.
Ядерная энергия используется в таких вещах, как подводные лодки, но ее еще предстоит разработать для автомобилей. Источник: ВМС США/Военно-морской институт США
Стивенсу, по-видимому, удалось создать прототип системы с использованием запатентованного высокоинтенсивного лазера «MaxFelaser», работающего на тории.
Согласно имеющейся информации о системе, она работает, используя лазерный луч для испарения воды в сжатый пар, который вращает турбину и вырабатывает электричество. Затем это электричество можно использовать для питания двигателей, как в электромобилях.
Система Стивена могла производить в общей сложности 250 киловатт (эквивалентно 335 лошадиным силам), весить около 500 фунтов (227 кг) и быть достаточно маленькой, чтобы поместиться под капотом автомобиля. Впечатляет, но отсутствие на дорогах автомобилей с ториевыми лазерами, кажется, указывает на то, что они так и не стали популярными.
Но может быть и другой подход. Введем понятие «атомной батареи».
Можно ли использовать «атомные батареи» для питания автомобиля?
Вместо того, чтобы втыкать крошечный ядерный реактор в машину, мы могли бы вместо этого немного мыслить нестандартно.
«Атомная батарея» основана на постоянном распаде ядерных изотопов (а не на цепной реакции) для производства меньшего, но постоянного количества электроэнергии. Они также практически не производят отходов и фактически могут использовать ядерные отходы в качестве источника топлива.
Хотя их называют «батарейками», они не являются электрохимическими по своей природе и не могут быть перезаряжены (очевидно). Такие «батареи» имеют чрезвычайно долгий срок службы и очень высокую плотность энергии. Атомные батареи
, подобные разрабатываемым NDB, могут стать потенциальным источником энергии для автомобилей. Источник: NDB
В отличие от других концепций, рассмотренных выше, эта технология уже существует и является проверенной. Они, например, довольно распространенные источники энергии в космических кораблях. Это отличный выбор, так как «атомные/ядерные батареи» имеют очень долгий срок службы и очень прочны. Но и стоят они недешево.
Интересно, что некоторые предприятия частного сектора, такие как NDB Technology, ищут способы дальнейшего развития этой технологии.
В их концепции «ядерной нанобатареи» используются переработанные ядерные отходы с несколькими слоями прочного синтетического алмазного покрытия для защиты, что позволяет создавать очень маленькие ядерные батареи. По данным компании, «энергия поглощается алмазом за счет неупругого рассеяния, которое используется для выработки электроэнергии». Некоторые из этих батарей могут быть даже сделаны достаточно маленькими, чтобы поместиться в небольшие электронные устройства, такие как смартфоны.
По данным NDB, эта удивительная технология может прослужить до 28 000 лет! Невероятный.
Если это когда-либо будет реализовано полностью, то это отличная новость для любого подающего надежды изобретателя атомной машины. Если бы эти батареи можно было сделать такими, чтобы они поместились в телевизоре или телефоне, их, безусловно, можно было бы сделать достаточно большими, чтобы питать весь автомобиль.
Конечно, чтобы действительно выйти на рынок, производителям необходимо преодолеть очень серьезный недостаток общественного восприятия опасности и недоверия к ядерной энергетике.
Источник: BlackJack3D/iStock
Для ядерной отрасли такое развитие событий также было бы отличной новостью, поскольку их отходы могли бы стать чьим-то активом.
Это также сделало бы промышленность намного более эффективной, поскольку утилизируется все, даже отходы. Правительства также, вероятно, поддержат такую инициативу, поскольку вместо того, чтобы тратить деньги налогоплательщиков на «утилизацию» отходов, они могли бы передать их компании или автопроизводителю, которым отходы нужны для их автомобиля или продукта.
Выигрывают все, особенно окружающая среда.
Может ли ядерная энергия стать священным Граалем для рынка электромобилей?
Какими бы интересными ни были приведенные выше потенциальные решения, будущее использования атомной энергии в транспортных средствах может быть совсем другим. Вместо того, чтобы ставить ядерные реакторы на борт автомобиля, может быть, лучше использовать атомную энергию для зарядки электромобилей?
Особенно большие электрические транспортные средства, такие как грузовики?
Грузовики значительно крупнее автомобилей, поэтому для их движения требуется гораздо больше энергии. В то время как двигатели внутреннего сгорания оказались бесценными для этого в прошлом, растет потребность сделать грузовики более «экологичными» за счет использования полностью электрических силовых агрегатов.
Появляются грузовики EV, но может ли ядерная энергия быть единственным верным решением? Источник: Futuricum
Но есть очень серьезная проблема. Электрическим грузовикам потребуется гораздо больше энергии, чем небольшому электромобилю.
В некоторых случаях для электрических грузовиков требуется в пять-десять раз больше электроэнергии, чем для аналогичного электромобиля. По этой причине любое реалистичное предложение полностью электрического грузовика должно иметь доступ к обильному источнику энергии. А для того, чтобы быть экологичным, эта энергия должна быть получена из чистого источника топлива, а не из электростанции, работающей на ископаемом топливе.
Это особенно актуально для грузовых автомобилей, которые большую часть дня в неделю совершают междугородние перевозки. Хотя этого вполне можно было бы достичь с помощью регулярных пит-стопов для подзарядки бортовой батареи, грузовым автомобилям часто приходится ездить в отдаленные места, которые могут иметь или не иметь точки подзарядки.
Или, если они существуют, у них может не быть мощности, необходимой для чего-то столь энергоемкого, как большой грузовик. Вот где микроядерный реактор может действительно пригодиться.
Как поясняет Foro Nuclear, «концепция малогабаритных ядерных реакторов не нова. Уже некоторое время существуют малые реакторы, вырабатывающие электроэнергию в отдаленных районах [Арктика, военные базы, космические корабли (см. монографию Nuclear Power & Space Exploration)] в течение многих лет без подзарядки. Эти конструкции являются результатом более чем 20-летних исследований Министерства энергетики США (DOE) с использованием зрелых и проверенных технологий, гарантирующих ядерную безопасность».
Для электромобилей такие микрореакторы могут оказаться настоящим подарком.
На самом деле, инженеры Аргоннской национальной лаборатории (ANL) в Иллинойсе работали над интересной конструкцией микроядерного реактора, который в конечном итоге можно было бы установить во многих местах отдыха по всему миру. Эти реакторы были бы более чем способны генерировать энергию, необходимую для быстрой перезарядки чего-то вроде 18-колесного грузовика.
Источник: Николамотор
Известные как MiFi-DC (MicroFission Direct Current), эти реакторы когда-нибудь можно будет использовать для подзарядки транспортных грузовиков на тысячах остановок для отдыха по всей стране, такой как США, или даже по всему миру. Каждый реактор размером примерно с два бытовых водонагревателя подключен к системе накопления энергии.
Такие реакторы представляют собой относительно простые детали, и их сборка и установка могут оказаться довольно дешевыми. В отличие от других методов производства энергии, они также имеют некоторые интересные неотъемлемые преимущества.
Во-первых, это их гибкость. Микроядерные реакторы смогут обеспечить очень стабильное электроснабжение, которое можно легко приспособить к спросу. В то время, когда электроэнергия не отключается от системы, тепло может храниться в дополнительном хранилище с использованием инертной жидкости, готовой к использованию позже.
Когда остановка для отдыха занята, система может получить доступ к этой горячей жидкости для производства пара и электроэнергии по мере необходимости.
Другим преимуществом, наиболее важным с ядерной точки зрения, является присущая им безопасность. В этих реакторах используется особый тип ядерного топлива, который изолирует весь радиоактивный материал от любого внешнего контакта. Рассматриваемое топливо состоит из трехструктурных изотропных таблеток (TRISO), разработанных после 60 лет исследований в национальных лабораториях Министерства энергетики США.
Эти крошечные таблетки содержат низкообогащенный уран, покрытый несколькими слоями углеродных и керамических материалов. Именно эти защитные слои предотвращают выброс радиоактивных продуктов деления.
Топливо TRISO гораздо более структурно устойчиво к нейтронному облучению, коррозии, окислению и высоким температурам, чем традиционное реакторное топливо. Каждая частица эффективно действует как собственная система сдерживания. Это позволяет им удерживать продукты деления при всех режимах работы реактора.
Небольшие реакторы, использующие таблетки TRISO, также могут, по словам Дерека Культгена, старшего инженера отдела ядерной и научной и инженерной науки Аргоннской национальной лаборатории (ANL), работать более десяти лет. Это немаловажно и может привести к очень низким затратам на зарядку больших транспортных средств, таких как грузовики, в долгосрочной перспективе. Возможно, даже сделать его конкурентоспособным или более дешевым, чем ископаемое топливо.
Источник: Geely
Команда ANL указала, что этот проект может заполнить существующий пробел в инфраструктуре подзарядки электрических транспортных средств дальнего следования, 18-колесных транспортных средств, хотя предстоит еще много работы.
Что может пойти не так с транспортными средствами с ядерными двигателями?
Для любого поклонника ядерной энергетики все вышеперечисленное является очень хорошей новостью. Но, как и у всего в жизни, у этой технологии есть потенциальные недостатки — как и следовало ожидать.
Во-первых, они должны быть воплощением безопасности. Поскольку источник питания очень радиоактивный, необходимо будет принять меры для предотвращения облучения пассажиров и населения в целом, прежде чем мы сможем даже начать рассматривать возможность развертывания этой технологии. Краткосрочные и долгосрочные последствия воздействия радиации в настоящее время хорошо изучены и хорошо известны, поэтому было бы необходимо ограничить это настолько, насколько это практически возможно.
Но сколько будет приемлемым максимальным пределом? В конце концов, громоздкое экранирование будет означать увеличение веса автомобиля и наложение ограничений на эстетику автомобиля.
По данным Канадской комиссии по ядерной безопасности, дозы более 1000 миллизивертов (мЗв), скорее всего, вызовут симптомы лучевой болезни. Работники атомной энергетики обычно получают 50 мЗв в год, работая на атомных электростанциях.
Типичное воздействие ионизирующего излучения. Источник: Канадская комиссия по ядерной энергии 9. 0017
Население обычно подвергается примерно 1 мЗв в год от различных источников окружающей среды, таких как воздействие космического излучения, но это может быть повышено в районах с высокой радиоактивностью геологии (например, с высоким уровнем газообразного радона). Именно это значение большинство органов здравоохранения устанавливают в качестве «предела эффективной дозы» для населения.
Таким образом, это будет естественным отраслевым стандартом для любых потенциальных автомобилей с ядерным двигателем в будущем. В зависимости от типа выбранного источника ядерной энергии это может означать, что ядерные машины должны быть довольно большими, чтобы обеспечить требуемую степень защиты.
Они также могут быть довольно громоздкими или большими автомобилями, похожими на «Кадиллаки» 1950–1970-х годов. Большая часть размера такого автомобиля будет расположена спереди или сзади, в зависимости от местоположения ядерного материала, со всеми последствиями маневрирования и парковки, которые есть у большого автомобиля.
Однако, если бы можно было разработать ядерные батареи для питания автомобиля, этот «вопрос» мог бы стать спорным.
Во всех случаях, однако, основной проблемой безопасности будет живучесть автомобиля (точнее, реактора) во время аварии. Любая серьезная авария может привести к очень серьезной миниатюрной катастрофе с ядерным загрязнением. Мягко говоря, не идеально, особенно учитывая количество серьезных аварий каждый год. Не говоря уже о необходимости защиты ядерного топлива от злоупотреблений со стороны потенциальных террористов.
На самом деле, это может оказаться непреодолимой потенциальной проблемой для любых реальных предложений по ядерным двигателям в будущем.
Какие из когда-либо созданных автомобилей с атомным двигателем считаются одними из самых известных?
Выше мы уже выделили несколько наиболее примечательных примеров атомных автомобилей, но есть и другие.
Вот некоторые из самых интересных и, честно говоря, забавных примеров. Этот список далеко не исчерпывающий и не имеет определенного порядка.
1. Arbel-Symétric почти запущен в производство
Источник: Atomic Age
Одним из интересных примеров предполагаемого автомобиля с ядерным двигателем был Arbel-Symétric. Первоначально спроектированный как гибридный автомобиль, его первая версия имела обычный бензиновый двигатель, который вырабатывал электричество для четырех электродвигателей, установленных на ступицах автомобиля.
К сожалению для дизайнера автомобиля, это не вызвало особого интереса и вскоре было заброшено. Тем не менее, автомобиль получил дальнейшее развитие и был представлен на выставке 1958 Женевский автосалон.
Самым интересным был тот факт, что он рекламировался с различными альтернативными источниками энергии, включая турбину мощностью 40 кВт и, что удивительно, вариант «Атомной батареи» мощностью 40 кВт. Более того, в батарее использовались ядерные отходы.
К сожалению, Арбель не смог получить разрешение французского правительства на использование ядерного топлива, поэтому проект был закрыт, а Арбель вскоре обанкротился.
2. Ford Seattle-ite XXI был еще одним интересным концептом
Источник: Car Styling
Еще одним интересным концептом автомобиля с ядерным двигателем стал Ford Seattle-ite XXI. Когда-либо разрабатывавшийся как нерабочая модель в масштабе 3/8, автомобиль был разработан Алексом Тремулисом и был представлен на Всемирной выставке в Сиэтле в 1962 году.
Удивительно, но транспортное средство включало в себя некоторые новые идеи, которые с тех пор стали реальностью в других транспортных средствах. Это включало такие вещи, как сменные блоки питания на топливных элементах; сменные кузова; интерактивная компьютерная навигация, картографирование и автоинформационные системы; и четыре ведущих и рулевых колеса.
Но, с нашей точки зрения, конструктор предположил, что автомобиль будет приводиться в движение компактным ядерным двигателем. При этом, конечно, предполагалось, что могут быть отработаны вопросы достаточного экранирования и теплообмена, которые не делали бы аппарат запредельно громоздким и тяжелым.
У автомобиля было шесть колес, четыре из которых должны были быть поворотными, подобно знаменитому автомобилю FAB1 в Thunderbirds и настоящему гоночному автомобилю Tyrrell P34, разработанному в 1970-х годах.
Очень жаль, что эта машина так и не увидела свет.
3. Simca Fulgur 1958 года действительно выглядела соответствующе. Автомобиль французского дизайна имел пластиковый купол и скрытые колеса, что придавало ему почти инопланетный вид.
Концепт, никогда серьезно не предназначенный для производства, был представлен на автосалоне Genera в 1959 году. Рекламируемый как потенциально ядерный, предлагаемый автомобиль должен был управляться голосом и управляться радаром.
Также представленный на Нью-Йоркском автосалоне и Чикагском автосалоне 1961 года, автомобиль имел только два колеса и балансировался с помощью специально разработанных гироскопов.
4. Познакомьтесь с Studebaker-Packard Astral 1957 года, который должен был иметь энергетический щит
Источник: Kansas Sebastion/Flickr концепт-кар. Полностью сбалансированный на одном колесе (конечно, с использованием гироскопа для балансировки), этот автомобиль действительно имел совершенно иную конструкцию.
Судя по всему, транспортное средство должно было быть оборудовано некоторой формой энергетической защиты для защиты водителя и пассажиров от любой радиации, испускаемой его бортовой ядерной силовой установкой. Это экранирование также могло бы обеспечить защиту от столкновений транспортных средств.
Однако Studebaker-Packard не просуществовал достаточно долго, чтобы увидеть, как какие-либо особенности его дикого концептуального автомобиля воплотились в жизнь. Packard закрылся через несколько лет после выпуска Astral, за ним последовал Studebaker.
По прошествии этого времени концепт-кар будет появляться на других дилерских мероприятиях, прежде чем найдет свое последнее пристанище в Автомобильном музее Петерсена в Лос-Анджелесе.
И этот энтузиаст атомной техники — ваш удел на сегодня.
В то время как ядерная энергия обычно используется на крупных транспортных средствах, таких как военные корабли и подводные лодки, техническая проблема безопасной миниатюризации реакторов и, откровенно говоря, отсутствие энтузиазма не позволили использовать ее в личных транспортных средствах, таких как автомобили.
Источник: Fallout Fandom/Bethesda Softworks
Но может ли ядерная энергетика дать какие-то ответы, когда речь идет о транспорте, с учетом стремления обезуглерожить многие аспекты мировой экономики?
Независимо от того, могут ли атомные электростанции быть достаточно миниатюрными, чтобы поместиться под капотом автомобиля или использоваться для подзарядки электромобилей, атомная энергетика может стать отличным решением для всех заинтересованных сторон.
Однако, как и во всем, что связано с ядерной энергетикой, для преодоления многолетнего негатива в прессе потребуется очень серьезная работа по связям с общественностью. Мы увидим.
Для тебя
наука
Расстаются ли животные так же, как и мы? Они вообще считают это расставанием?
Элис Кук | 30.08.2022
инновацииЭксперт: Система управления зданием может сократить выбросы и повысить экологичность
Амейя Палеха| 22. 02.2023
культураПознакомьтесь с защитником доступности, который отлаживает для вас монохромный мир
Баба Тамим| 16.01.2023
More Stories
транспорт
Американский стартап успешно завершил испытательный полет крупнейшего водородного самолета
Дзидзё Малайил | 03.03.2023
транспорт
Новый рекорд по самому продолжительному полету с вертикальным взлетом и посадкой, 155 миль менее чем за 2 часа
Can Emir| 03.03.2023
транспорт
Zen50: солнечный электрический катамаран с потрясающим запасом хода в 1000 морских миль
Can Emir| 02.03.2023
Вот почему Ford Nucleon 1958 года выпуска с ядерным двигателем так и не был запущен в производство
В 1958 году компания Ford показала миру невиданный ранее автомобиль, оснащенный небольшим ядерным реактором. Ford Nucleon, как его окрестили, задумывался как автомобиль, способный проезжать более 5000 миль между заправками, что соответствовало послевоенной фиксации на удобстве, которое с тех пор доминирует в американском потребительстве. Однако, как и некоторые другие ядерные фантазии середины века, Нуклон так и не был реализован, отчасти из-за инженерных проблем, с которыми мы до сих пор боремся.
Прежде чем мы рассмотрим, почему Нуклону никогда не быть, давайте получше разберемся в самой машине, начнем с ее совершенно комичных размеров. В материалах для прессы Ford предполагалось, что Nucleon будет иметь длину 200,3 дюйма и ширину 77,4 дюйма, что делает его такой же длинной, как новый компактный пикап Ford Maverick, но немного шире. Говорят, что его крыша имеет высоту всего 41,4 дюйма, что делает его менее чем на дюйм выше легендарного Ford GT40 с низкой посадкой.
Концепт-кар Ford Nucleon 1958 года, Ford
Однако его самая нелепая пропорция — это колесная база, которая, как говорят, составляет всего 69,4 дюйма, или почти на фут короче, чем у оригинального Mini. Предположительно, его колеса были расположены так близко друг к другу и установлены так далеко в корме, что выдерживали вес бортового реактора, из-за чего кабина выдвигалась вперед перед передней осью, подобно другой странности Ford со средним расположением двигателя.
Форд назвал реактор Нуклона «энергетической капсулой», которая, по его мнению, имела легко обслуживаемое радиоактивное ядро. Это будет генерировать энергию для «электронных преобразователей крутящего момента», предположительно электродвигатель-генератор, как у последовательного гибрида.
Концепт-кар Ford Nucleon 1958 года, Ford
Американцам в 1958 году, в некоторых домах которых впервые в этом году был установлен ядерный реактор, должно быть, казалось вопросом времени, когда инженеры в очках с бровями разработают способ сжать технологию до автомобильных масштабов. Затем, как они предполагали, такие автомобили, как Ford Nucleon, смогут попасть в дилерские центры.
Но концепция Ford Nucleon практически исчезла после 1958 года, потому что технология ядерной энергии была и остается далеко не готовой для питания серийных легковых автомобилей.
Как объяснил The Drive профессор и видный ученый в области системной инженерии доктор Л. Дейл Томас, заместитель директора Исследовательского центра двигателей в Университете Алабамы в Хантсвилле, проблема с реактором автомобильного масштаба не с размещением радиоактивного ядра, но с обращением с выделяемой им энергией.
Концепт-кар Ford Nucleon 1958 года, Ford
«Сама активная зона реактора (включая экранирование) для небольшого ядерного реактора действительно может поместиться в моторном отсеке личного автомобиля, который будет генерировать достаточно энергии для питания личного автомобиля», — д-р Dr. — сказал нам Томас. «Однако трудность возникает из-за проблемы преобразования энергии. Ядерный реактор будет генерировать тепловую энергию, которую необходимо преобразовать в механическую энергию».
Видите ли, в автомобиле двигатель внутреннего сгорания и ядерный реактор выполняют одну и ту же работу, а именно превращают тепловую энергию в механическую силу; в лошадиных силах и крутящем моменте. Реакторы с трудом выполняют эту работу эффективно, поскольку выделяемое ими тепло часто используется для кипячения воды в пар и вращения турбины, присоединенной к генератору, вырабатывающему электричество, в данном случае для двигателей, приводящих в движение колеса. Поскольку этот метод включает ряд преобразований энергии, от тепловой к механической, затем к электрической и обратно в механическую силу, он вносит дополнительную неэффективность.
«Преобразование энергии похоже на обмен валюты в аэропорту — вы всегда проигрываете», — пошутил доктор Томас.
Даже в более простой системе, в которой паровая турбина заменена простым тепловым двигателем, все равно необходимо сбрасывать избыточную тепловую энергию, что двигатель внутреннего сгорания делает в ходе своей нормальной работы.
«Для ДВС большая часть отработанного тепла удаляется через выхлопные газы, а то, что остается, обрабатывается радиатором», — продолжил доктор Томас. «Поскольку рабочее тело ядерного реактора не выбрасывается, а скорее перерабатывается (подумайте о вашем домашнем или автомобильном кондиционере), отработанное тепло должно отводиться через один или несколько радиаторов».
«Именно все эти другие элементы системы для преобразования энергии и утилизации отработанного тепла создают проблемы при использовании ядерного реактора в личном транспортном средстве».
По этим причинам атомная энергетика в масштабе личного автомобиля была просто невозможна в те времена, и при любом масштабе производства, который развлекает сегодня Форд, она до сих пор невозможна.
«Мобильная атомная энергетика в таких малых масштабах была невозможна в 50-х годах», — заключил доктор Томас. «И не из-за самого маленького реактора, который мы теперь понимаем, как сконструировать и контролировать — см. проект НАСА «КРАСТИ», — а скорее из-за преобразования тепловой энергии в механическую и утилизации отработанного тепла в геометрической оболочке личного транспортного средства. Кроме того, с помощью программы малых модульных реакторов Министерства энергетики ядерная промышленность выясняет, как массово производить ядерные реакторы».
«[Форд], вероятно, оптимистично предполагал, что технология преобразования энергии значительно улучшится (сегодня мы все еще гонимся за прорывами в преобразовании энергии), и геометрия концептуального автомобиля заставляет меня предположить, что у них [было бы] много радиаторов.