Читати книгу - "Людина дивиться в завтра"

У майбутньому гасових ламп ми, напевно, вже не побачимо. Зате мініатюрні термоелектростанції «ТЕС з’являться на багатьох машинах і кораблях.

Викидного тепла дизелів, газотурбінних та реактивних двигунів, надлишків тепла ядерних реакторів цілком вистачило б для роботи невеликих електрогенераторів. Якщо вдасться підвищити коефіцієнт корисної дії термобатарей, то, можливо, й центральне опалення будинків почне давати струм.

Простота «чи не найголовніша перевага потужних ТЕС. Однак розв’язання цієї проблеми значною мірою залежить від металурги, що створює нові жароміцні сплави та напівпровідникові матеріали.

Коли проблему буде вирішено, ТЕС зможуть успішно змагатися з паровими енергоцентралями. Вони допоможуть використати як тепло земних надр, так і те неспрацьоване тепло, що супроводить будь-яке виробництво.

Є ще один спосіб. Він відомий давно, проте широкого застосування досі не набув.

Варто підігріти метал, і він почне випускати електрони. Вони зіткнуться з молекулами повітря. Але якщо повітря викачати, то електронний потік досягне іншого електрода, з’явиться струм. Так працює радіолампа. її, проте, не можна вважати за прообраз нового джерела енергії, бо катод у ній підігрівається струмом, отже, вона не створює, а витрачає електрику. Те ж саме відбувається і в інших приладах.

Припустимо, одначе, що підігріватимуть метал вихлопні гази чи рідина, яка виходить із ядерного реактора. Тоді такий термоелектронний генератор перетворить тепло на струм. Можна знову ж таки взяти на допомогу сонячне чи підземне тепло. Можна з’єднати разом два генератори: на аноді термоелектронного закріпити спай термоелектричного.

Досі ми мали справу з велетенськими цифрами енергетичних запасів. Але те, про що йтиметься зараз, «набагато більше. Це-енергія атомного ядра, що вже увійшла в енергетику і в майбутньому відкриє перед нею перспективи справді фантастичні.

Запаси урану й торію на земній кулі становлять приблизно (в переведенні на електричну потужність) п’ятсот більйонів кіловат-годин. Цифра не така вже й велика порівняно з тими, які нам траплялися раніше: це приблизно вдвоє більше, ніж може дати підземне тепло, стільки ж, як вітер, трохи менше за сонце. Щоправда, це значно перевищує енергію річок, океанських припливів та звичайного пального «вугілля, нафти й газу разом узятих.

Урану й торію в земній корі порівняно мало. Уран, приміром, дав би всього якихось п’ять процентів тієї енергії, яку містять запаси вугілля. А тут, коли оцінювалися енергетичні ресурси Землі, було наведено значно більшу цифру. Як пояснити цю суперечність? Та тим, що ядерний реактор не лише споживає пальне, а й виробляє його.

При радіоактивному розпаді уран перетворюється на плутоній, а торій «на ізотоп урану, теж ядерне пальне. Можна збудувати реактор-розмножувач, котрий дасть енергію і знову створить здатні розщеплюватися матеріали. Отже, якби навіть усі енергетичні ресурси було вичерпано, самі тільки уран і торій забезпечили б людство електрикою на кілька століть.

Запаси термоядерного пального обчислюються дещо іншими цифрами. Важкий водень «дейтерій «є в океанській воді. Його там близько чотирьох трильйонів тонн. А кожна тонна дає десь біля сотні мільярдів кіловат-годин енергії! Виходить цифра, що має двадцять п’ять нулів.

Навіть якби на одну людину припадало мільйон кіловат-годин на рік (нині «пересічно десять тисяч), навіть якби населення Землі зросло до ста мільярдів чоловік (нині «понад три), то запасів «сировини» для ядерного синтезу вистачило б при таких витратах на двадцять п’ять мільйонів років.

Безмежну енергетичну могутність «ось що обіцяє на майбутнє Океан.

Не можна не згадати також про енергію тритію «іншого ізотопу водню, котрий теж є «сировиною» для термоядерних реакцій. Природа не приготувала великих запасів тритію, але його можна створити штучно в атомних реакторах, а згодом і в самих термоядерних установках.

Отже, спершу про енергію ядерного розпаду.

Реактор, який виділяє тепло для того, щоб віддати його рідині й перетворити її в пару для турбогенератора, «така досить складна й недосконала схема сучасної атомної теплоелектроцентралі. Енергія розщеплення атомів дає тепло, тепло виконує певну механічну роботу, і лише завдяки їй генератор виробляє струм. Реактор тут відіграє роль топки парового котла, тільки й того, що в ньому відбувається не згоряння звичайного палива, а поділ уранових та торієвих ядер.

Грам ядерного пального заміняє дві тонни вугілля! Ніяке інше паливо не прирівняти до ядерного. І хоч які труднощі доводилося долати, щоб приборкати ланцюгову реакцію розщеплення уранових ядер і захистити людей від згубної радіації, нині це виправдало себе.

Сучасні потужні атомні станції розраховано на сотні тисяч кіловат.

Атомні двигуни з’явилися на кораблях і підводних човнах. Криголам «Ленин» набирає пального лише раз на всю навігацію.

Там, де важко добувати і куди неможливо завезти звичайне паливо, ядерна енергетика дуже доцільна. Вона потрібна і селищам у важкодоступних місцях, і автоматичним метеостанціям, а в майбутньому «штучним супутникам та космічним ракетам, підземоходам, глибоководному флоту, постам спостереження на океанському дні.

Проте паротурбінна чи газотурбінна атомна станція «це не останнє слово атомної енергетики. Надто довгий ланцюг перетворень, надто громіздка й складна установка. А ось коефіцієнт корисної дії дещо замалий. Тому інженери шукають інші шляхи перетворення ядерної енергії в електричну.

Насамперед вони планують скористатися магнітогідродинамічним генератором. Реактор дає нагрітий газ, до якого слід тільки додати іонізуючий цезій. Усе останнє буде так, як завжди: електромагніт для створення магнітного поля та електроди з провідниками, які відводять струм.

Можна зменшити розміри генератора, якщо змусити газ рухатися по спіралі «у вихровому МГДГ, потужній, малогабаритній атомній енергетичній установці.

Інженери хочуть піти ще далі. Вони прагнуть знімати струм безпосередньо в активній зоні реактора, як і раніше, користуючись теплом, що в ньому виділяється. Для цього тепловиділяючий елемент треба зробити циліндричним, і він виконуватиме роль катода «при нагріванні його поверхня випускатиме електрони. Електронний потік рушить до другого, зовнішнього циліндра «анода, і виникне струм.

Щоправда, анод теж нагріватиметься, а це нам стоятиме на заваді. Потрібно позбутися ще й інших неприємностей, наприклад, уламків поділу, що потрапляють у міжелектродний простір. Не так легко налагодити й рух електронів від катода до анода. Та вже перші