Важную проблему, связанную с применением атомного двигателя в авиации, представляет защита находящихся на борту людей и грузов от опасного проникающего излучения. Когда же самолет находится на земле, к этому добавляется еще и необходимость защиты окружающей среды - людей, животных, почвы, сооружений и других самолетов. По соображениям радиационной безопасности атомный двигатель можно разместить в носовой или хвостовой части самолета либо на концах крыльев, так чтобы во время пребывания самолета на земле эти двигатели были скрыты в специальных помещениях — камерах со стенами такой толщины, которая обеспечит достаточную биологическую защиту.
Вес неизбежной защитной стенки внутри самолета, отделяющей людей и груз от реактора, можно значительно снизить многими способами и конструктивными приемами, например существенно удлинить фюзеляж самолета и разместить пассажирские салоны в нескольких десятках метров от реактора. В качестве дополнительной защиты можно использовать баки с водой, багажное отделение (если радиация не причиняет вреда багажу или грузу), отсеки для шасси самолета и т. д. Несмотря на то что многие проблемы теоретически уже решены, намерение сконструировать самолет с атомным двигателем вызвало гораздо больше возражений, чем создание какого-либо другого атомного транспортного средства. В 1961 г. в США начали разрабатывать самолет с атомным двигателем, но через десять лет проектные работы, стоившие 1 млрд. долл., были прекращены. Целью проекта было создать самолет весом 200 т с бортовым реактором. Предполагалось, что при сверхзвуковой скорости самолет должен переходить на химическое топливо. В таком самолете требуется сложная система защиты экипажа от радиации, сильно усложняется обычная предполетная подготовка. Ограниченный вес самолета не позволяет применить устройство, предупреждающее утечку расщепляющихся радиоактивных продуктов в случае аварии и затрудняет создание реактора, который мог бы работать продолжительное время без замены топлива. Требования к компактности самолетного реактора приводят к тому, что ядерного топлива может хватить только на 100 ч работы с полной мощностью, а замена топлива оказывается весьма дорогостоящей операцией и требует большой и сложной системы защиты. Но если вес самолета не ограничивать цифрой 200 г, то проблемы упрощаются. Вскоре после свертывания указанного проекта были построены самолеты «Боинг747» и «Локхид С-5А весом около 330 т. Вес следующих вариантов этих самолетов, вероятно, превысит 450 т.
Рисунок – Схема радиационной защиты для самолета с атомным двигателем на земле.
1 - защита; 2 - телевизионная камера; 3 - реактор; 4 - выпуск жидкого металла; 5 - отсек реактора; 6 - Мостовой кран; 7 - перископ; 8 - телевизионная антенна; 9 - проем; 10 - контрольные приборы; 11 - тележки для самолета; 12 - наблюдательный пункт; 13 - крышка отсека; 14 - подвижная защита; 15 - бассейн для хранения реакторов, 16 - вода: 17 - туннель для посадки экипажа; 18 - пульт управления.Проектируемые в середине прошлого века грузовые самолеты с полной нагрузкой достигали веса 900 т. Тогда считалось, что когда удастся решить проблему радиационной защиты бортового реактора, атомный двигатель станет идеальным для гигантских транспортных самолетов, которые могли бы нести полезный груз весом до половины их собственного веса, не снижая при этом дальности полета. Вес атомной силовой установки составит лишь четверть общего веса такого самолета. На 10 ч полета расход ядерного топлива не превысит 220 г. Принципиальную проблему при разработке авиационного реактора представляет опасность утечки рабочей смеси из активной зоны реактора в случае аварии. Если эту опасность удастся устранить и одновременно доказать, что самолет с атомным двигателем достаточно эффективен по сравнению с другими видами транспорта, то откроются возможности для его дальнейшей разработки и широкого использования. Ввиду всех названных сложностей надежда та создание авиационного атомного двигателя пока невелика.
Перспективы создания ракет с ядерным реактором
Более перспективной представляется разработка специальных ядерных реакторов, предназначенных для космических ракет большой дальности. Такая ракета с атомным двигателем обладала бы существенными преимуществами, так как может быть легче обычных, и, вероятно, ее можно сделать одноступенчатой. Она имела бы больший запас энергии, обеспечивающий не только лучшую маневренность и управляемость, но и более высокую надежность при различных непредвиденных обстоятельствах. За последнее десятилетие неоднократно производились опыты по применению ядерных реакторов в ракетных двигателях. Сконструированные для этой цели атомные силовые установки вдвое эффективнее, чем двигатели на химическом топливе. Специалисты считают, что, например, ракетная система с газообразной активной средой позволила бы космонавтам достигнуть Марса и вернуться на Землю за шестьдесят дней. Таким образом, летательные аппараты с атомным двигателем сегодня уже не только встречаются на страницах научно-фантастических романов, но и составляют предмет интенсивных исследований ученых, авиаконструкторов и инженеров-атомников.
Такими были представления о будущем атомной энергетики в середине двадцатого столения. Сейчас, увы, отношения к этому источнику энергии иное.
Подготовлено по книге:
- Радиация вокруг нас. Из-во Москва. 1965 год