Уран заменяет бензин
Как это часто происходит в истории техники, все началось с военных разработок. А если быть точным, то с танков! Еще в 1954 году в Детройте на третьей конференции Question Mark, посвященной вопросам развития бронетехники, был представлен танк TV–I, у которого в качестве силовой установки выступал ядерный реактор. Его полной зарядки, по задумке конструкторов, должно было хватать для работы около 500 часов. Вес так составлял 70 тонн, из которых около 10 тонн – это сам реактор, а 20 тонн – биологическая защита. Такое соотношение признали неразумным, и к следующей, четвертой конференции Question Mark танк значительно изменился. Новая модель - R32 – весила уже 50 тонн, 15 тонн из которых составлял вес самого реактора с биозащитой. Пробег этого танка на одной полной зарядке должен был составлять около 6500 км пробега. Этот вариант танка признали более удачным по сравнению с предшественником, однако, он тоже остался только в виде чертежей. В общем, можно сказать, что на этом у военных интерес к надземному ядерному транспорту поутих. Зато эту идею тут же подхватили гражданские конструкторы Детройта, и продвинулись гораздо дальше своих военных коллег.
В 1957 году концерн Ford взялся за разработку первого атомомобиля, и уже год спустя на суд общественности был выставлен проект под названием Ford Nucleon.
Кассета, содержащая ядерное топливо, также как и ядерный реактор, находилась у этого атомомобиля сзади в реакторном отсеке, который был защищен толстым слоем биозащиты и отделен двойным дном. Кассета была специально разработана легкосъемной для удобства ее замены после того, как ядерное топливо отработает свой ресурс. Замену кассеты должны были производить на специальных автозаправках, множество которых со временем планировалось построить. Время, затраченное на замену кассеты (около получаса), оправдывалось длительностью ее использования, так как на одной «заправке» автомобиль должен был проходить от 8000 км.
Кабина водителя, которая представляла собой, практически, сплошной стеклянный колпак (исключение составляли только расположенные по бокам воздухозаборники для охлаждения реактора) была расположена за передней осью. Причин этому было несколько: во-первых, экипаж машины отдалялся от ядерного отсека на максимальное расстояние, а во-вторых, вес кабины уравновешивал тяжесть биологической защиты.
Проект атомомобиля был изготовлен размером в 1/8 от натуральной величины, однако производители обещали выпустить его в скором времени в нормальном размере, так как, по словам инженеров, все узлы и детали рассчитаны, продуманы и чертежи готовы. А осталось дело только за разработкой малого ядерного реактора, который в течение 5 лет должен быть создан. Ожидая его создания, маленький Ford Nucleon отправился на стоянку в Музей Генри Форда, который расположен в городе Дирборн штата Мичиган, где и находится и по сей день.
Практически все готово
Однако, по истечении пяти лет малого реактора так не создали. Но время не было зря потрачено, так как в 1963 году на Всемирной ярмарке был представлен новый концепт - Ford Seattle-ite, изготовленный в натуральную величину, а значит и более реальный. Он казался настоящим автомобилем будущего, так как имел с остальными машинами очень мало сходства. Одной из основных его фишек, конечно не считая ядерной начинки, была сменная силовая установка, вмонтированная в легкосъемной передней части машины. При желании водитель мог ездить как на передке в 60 сил, так и на передке в 400 сил. Все его органы управления подключались с помощью шарнирных передач в течении считанных минут. В машине предусматривалось наличие бортового компьютера, который получал бы с приборов данные о пройденном километраже, остроте углов поворотов и фиксировал всю информацию о маршруте на карте, что отображалась на цветном экране. У концепта быо шесть колес, из которых четыре передних были ведущими и управляемыми.
Кабина Ford Seattle-ite была оборудована вентиляционными жалюзи и стеклами с переменной прозрачностью и, а все управление машины можно было осуществить кончиками пальцев. Дизайн этого автомобиля по сей день вызывает неподдельное восхищение. «Передовые стилисты не ограничены существующими техническими и научными достижениями. Свобода мысли — ключ к прогрессивному автомобильному конструированию. Seattle-ite приведет к созданию новых понятий в моделировании, комфорте и безопасности», - сообщал буклет, посвященный концепту. Однако, снова все упиралось в отсутствие компактного ядерного реактора, хотя конструкторы и перестраховались, заявив о том, что автомобиль может работать также на топливных элементах. Но в то время еще не существовало нормальных топливных элементов, которые преобразуют органическое химическое топливо в электричество. Эти элементы были изобретены лишь спустя два десятка лет. А вот компактного ядреного реактора не существует и на сегодняшний день.
Атомная небомба
Получив несколько концептов и ни одного атомомобиля, человечество оставило на какое-то время свою ядерную автоидею. А после аварии на Чернобыльской АЭС по меньшей мере лет 10 никто и не задумывался о его создании, настолько ужаснули обывателя события и последствия той жуткой катастрофы в июне 1986 года. Люди почему-то считали, что вслед за аварией атомомобиля обязательно последует ядерный взрыв местного значения.
В большинстве своем люди имеют плохое представление о том, как происходит работа нормального ядерного реактора. Зачастую им кажется, что в недрах реактора друг за другом происходят ядерные минивзрывы, при помощи которых двигаются мощные поршни, заставляя крутиться гигантские генераторы. Это ошибочно мнение, та как на самом деле реактор – это большая топка, а не взрывная камера. Рабочий процесс реактора выглядит следующим образом: в рабочую зону загружают заряженные обогащенным ураном (чаще всего ураном-235) теплопроводные элементы (ТВЭЛы). Термин «обогащенный» означает, что в топливе содержится около 10% этого урана. Когда ТВЭЛы сближаются, то они начинают друг друга «обстреливать» нейтронами, которые делят нестабильные ядра урана – 235 в более стойкие – плутоний, торий, уран-233 и прочие. При этом ТВЭЛы нагреваются, и чем ближе они сходятся, тем больше нагрев. В разных видах реакторов отличается и температура рабочей зоны, она колеблется от 250 до 400 градусов по шкале Цельсия. За счет этого происходит нагревание и испарение проходящей через теплообменники воды. Именно, этот пар и вращает турбины генераторов, точно так же как это происходит и на тепловых электростанциях. Рабочий процесс продаолжается до того момента, пока концентрация в ТВЭЛах урана-235 не упадет до 3-4%.
Даже если ТВЭЛы приблизить друг к другу вплотную, взрыва не будет, так как десятипроцентный уран, просто по определению, не может взорваться. Во время взрыва на Чернобыльской АЭС рвануло не ядерное топливо, а сам пар. Поэтому ядерного взрыва во время аварии не было, а имело место масштабнейшее радиационное заражение местности, так как взорвавшийся пар разнес на мельчайшие частицы и ТВЭЛы, в которых содержались тонны радиоактивного обогащенного урана и его продукты распада, которые не менее радиоактивны. Но это была огромная электростанция, по праву занимавшая на то время первое место по величине. В случае же с малым транспортным средством (автомобилем) никакой грандиозной катастрофы, да и не грандиозной, а просто катастрофы не предвидится.
В недавнее время южноафриканской корпорацией Escom был разработан новый вид ядерного реактора, в котором не может произойти перегревания, как когда-то в Чернобыле. В этот реактор вместо привычных ТВЭЛов засыпаются шарики (PBMR), которые состоят из графита с микроскопическими вкраплениями оксида урана. Также в этом новом реакторе рабочим телом служит гелий, который проходя через нагревающиеся шарики, забирает от них тепло и передает на теплообменник. Главная фишка этого реактора заключается в том, что после достижения определенной высокой температуры ядерное деление приостанавливается, давая тем самым возможность реактору остыть. После того как реактор остынет рабочий процесс возобновляется.
Атомонастроение
Как только страсти по атому незначительно улеглись, на суд мировой общественности был выставлен третий атомный концепт. В 2009 году при помощи нью-йоркского дизайнера и изобретателя Лорена Кулесуса его представила находящаяся на тот момент в глубоком кризисе корпорация General Motors. Свой прототип для марки Cadillac автор назвал WTF — World Thorium Fuel Vehicle (всемирный автомобиль на ториевом топливе). Уже из названия становится понятно, что в машине не будет никакого страшного урана, а будет исключительно торий, который значительно менее опасен и более распространен. На самом деле WTF можно поп праву назвать вечномобилем, так как его запас прочности превышает в разы все мыслимые пределы. Во-первых, исчисление запаса хода будет происходить в годах, не в километрах, и на одной «заправке» он сможет колесить никак не менее ста лет. Во-вторых, все его детали и узлы дублированы в большом количестве, поэтому вывести его из строя будет очень даже нелегко. Только колес у вечномобиля будет 24 (формула 4х6), причем каждое колесо имеет свой электромотор. Менять колеса владельцу вечномобиля также не придется, нужно будет только регулировать с периодичностью раз в пять лет. В-третьих, у WTF очень гибкая конструкция, которая позволяет машине, в зависимости от ситуации, прильнуть к дороге или наоборот - отпрянуть. Реактор, расположенный в задней части авто, будет постоянно работать, а излишки электроэнергии через специальные розетки может отдавать в энергосети.
Жаль только, что и для этого транспортного средства компактный ториевый реактор пока еще не создан.
Однако, прокатиться в работающем атомомобиле возможно. Это под силу фанатам компьютерной игры Fallout-3, которые рассекают именно на Ford Nucleon свои игровые просторы.
