Текст книги "Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения"
Автор книги: Владимир Орлов
Жанры:
Технические науки
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 27 страниц)
Так свидетельствует биограф, влюбленный в своего Жюля Верна.
Столь стремительно развивается техника завтрашнего дня, что нередко туго приходится писателям-фантастам, и все чаще попадают иные из них в такое же трудное положение, как всадник с флагом, пожелавший скакать впереди первого паровоза. У нас будет еще много возможностей убедиться, что изобретения не высасываются из пальцев романистов, а рождаются в реальной схватке с природой, на заводах, в лабораториях. Тут возникают самые смелые фантазии, самые смелые мечты, тут они становятся явью. Жюль Верн был велик потому, что хорошо понимал это. Он глубоко верил в науку, технику. Он умел подсмотреть ростки нового, реального, что развивается в теплицах лабораторий, и силой художественного воображения показать его грядущий расцвет. Потому так реальны фантазии Жюля Верна.
Потому он и стал бессмертным писателем-фантастом.
3.6.
Гениальный сатирик Свифт решил посмеяться над учеными и заставил своего Гулливера описать Академию прожектеров в городе Лагадо в фантастической стране Лапуту. Утонченно-язвительным пером набросал он портретную галерею абстрактных фантазеров, беспочвенных упрямых мечтателей, повернувшихся затылком к жизни.
Но сатира в этой части удалась не совсем. Ход событий, диалектика жизни таковы, что несбыточное становится возможным, несуразное – целесообразным, непрактичное – практичным, фантастическое – реальным. И явись Свифт сегодня, опираясь на плечо своего Гулливера, в институты современных академий, он в смущении убедился бы в том, что немалое число научных проблем, осмеянных им как нелепость, стало ныне центральными научными проблемами века.
Так раскроем же томик «Путешествий в некоторые отдаленные страны света Лемюэля Гулливера, сначала хирурга, а потом капитана нескольких кораблей». Перед нами часть третья, глава пятая. Автору дозволяют осмотреть Великую Академию в Лагадо. Подробное описание Академии искусств, изучением которых занимаются профессора.
«Первый ученый, которого я посетил, – иронизирует Свифт устами своего Гулливера, – был тощий человечек с закопченным лицом и руками, с длинными, всклокоченными и местами опаленными волосами и бородой. Его платье, рубаха и кожа были такого же цвета. Восемь лет он разрабатывал проект извлечения солнечных лучей из огурцов; добытые таким образом лучи он собирался заключить в герметически закупоренные* склянки, чтобы затем пользоваться ими для согревания воздуха в случае холодного и дождливого лета».
Полтораста лет спустя с этим свифтовским безумцем горделиво и весело сравнил себя великий русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев. Свою знаменитую Крунианскую лекцию в Лондонском королевском обществе он начал так:
«Когда Гулливер в первый раз осматривал академию в Лагадо, ему прежде всего бросился в глаза человек сухопарого вида, сидевший, – уставив глаза на огурец, запаянный в стеклянном сосуде. На вопрос Гулливера диковинный человек пояснил ему, что вот уже восемь лет, как он погружен в созерцание этого предмета в надежде разрешить задачу улавливания солнечных лучей и их дальнейшего применения. Для первого знакомства я должен откровенно признаться, что перед вами именно такой чудак. Более тридцати пяти лет провел я, уставившись если не на зеленый огурец, закупоренный в стеклянную посудину, то на нечто вполне равнозначащее – на зеленый лист в стеклянной трубке, ломая себе голову над разрешением вопроса о запасании впрок солнечных лучей…»
Тимирязев прославился тем, что свершил бессмертный научный подвиг, приоткрыв завесу над тайной накопления солнечной энергии в живом зеленом листе – тайной фотосинтеза. Под воздействием света негорючие вещества неорганической природы превращаются в растениях в топливо, несъедобные элементы почвы и воздуха превращаются здесь в продукты питания – белки и углеводы. Работы современных ученых убеждают, что полное раскрытие тайны фотосинтеза произойдет в недалеком будущем. И тогда начнется эра, еще более щедрая, чем век атомной энергии. Мы сегодня со сложным чувством вспоминаем свифтовского чудака, когда думаем о заводах «растительного горючего», поставляющего топливо вместо лесов, скудеющих ныне под пилой дровосека; когда мечтаем о заводах растительных продуктов питания, в которых аппаратура солнечной синтетической химии заменит сельскохозяйственные культуры на полях, поливаемых потом земледельца.
«Войдя в другую комнату, – продолжает Свифт от имени Гулливера, – я чуть было не выскочил тотчас же вон, потому что едва не задохся от ужасного зловония. Однако мой спутник удержал меня, шепотом сказав, что необходимо войти, иначе мы нанесем большую обиду; таким образом, я принужден был следовать за ним, не затыкая даже носа. Изобретатель, сидевший в этой комнате, был одним из старейших членов Академии. Лицо и борода ученого были бледно-желтые; его руки и платье были испачканы нечистотами. Когда я был представлен, он крепко обнял меня (любезность, без которой я мог обойтись). С первого дня своего вступления в Академию он занимается превращением человеческих экскрементов в те питательные вещества, из которых они образовались, путем отделения от них нескольких составных частей, удаления краски, сообщаемой им желчью, выпаривания зловония и выделения слюны. Город ежедневно отпускал ученому посудину, наполненную человеческими нечистотами, величиной с бристольскую бочку».
Да, пожалуй, уж слишком жестоко, беспощадно изобразил сатирик ученого, занимающегося, по нашим понятиям, нужным, благородным делом. Если б персонаж сатиры Свифта не был выдуман, а существовал в действительности, мы сочли бы его предтечей тех ученых, которые открывают пути к звездам. Не бывает нынче ни одной космонавтической конференции, на которой не стояли бы доклады по проблемам, которые тщетно пытался решить свифтовский персонаж.
Помню, в детстве мне пришлось быть в гостях у великого соратника К. Э. Циолковского, замечательного инженера Ф. Цандера, разрабатывавшего идеи космических кораблей. У него в горшочках со стеклянными опилками, пропитанными отбросами, выращивались различные растения. Здесь, в этих горшочках, решалась проблема облегчения веса космических кораблей. Ведь при дальних звездных рейсах, как при дальних морских путешествиях, на борту корабля должен быть громадный запас питьевой воды и пищи. Лишний груз перегружал бы корабль. А поэтому ученые работают над «замкнутым экологическим циклом», при котором возникает круговорот воды и пищи и сухих и жидких шлаков организма. С помощью химической аппаратуры очищается моча, превращаясь снова в хрустально прозрачную питьевую воду, экскременты же превращаются в плодоносную среду, на которой выращиваются растения. Так выплыла на свет знакомая ныне каждому водоросль – хлорелла. А проблемам регенерации мочи посвящена сегодня громадная научная литература. Перефразируя гордую строчку Маяковского, скажу, что создатель космических кораблей это поэт и мечтатель, инженер и ученый, ассенизатор и водовоз.
«Там же, – продолжает подшучивать Свифт, – я увидел другого ученого, занимавшегося пережиганием льда в порох. Он показал мне написанное им исследование о ковкости пламени, которое он собирается опубликовать».
Теперь видно всем, что шутить надо было осторожнее. Лед сегодня пережжен в порох. Это сделали люди, с которыми шутки плохи. Мы имеем в виду создателей водородной бомбы. Ядра атомов дейтерия, содержащегося в воде, слились в ядра гелия, образуя термоядерную реакцию в виде грандиозного взрыва. Мы найдем еще случай рассказать о том, как изобретатели работают над мирным применением термоядерных реакций, силясь научиться управлять ими. Ироническая фраза Свифта звучит как пророчество. Ученый, что стремился превратить лед в порох, написал исследование о «ковкости пламени». Какой странный намек! Ведь и многие из тех, кто работает нынче над созданием управляемых термоядерных реакций, точно так же как бы «куют» пламя. Они силятся стиснуть высокотемпературное пламя – плазму ударными сжатиями магнитных полей. Похвально, что свифтовский персонаж собирался опубликовать свое исследование. Мы тоже стоим за то, чтобы работы по мирному использованию термоядерных реакций широко публиковались и не составляли секрета! Но обо всем этом речь пойдет впереди.
«Там был также, – язвит Свифт, – весьма изобретательный архитектор, разрабатывавший способ постройки домов, начиная с крыши и кончая фундаментом. Он оправдывал этот способ ссылкой на приемы двух мудрых насекомых – пчелы и паука».
Сегодня не нужно привлекать пчелу и паука для оправдания этого нового прогрессивного метода строительства. Можно сослаться на прекрасный опыт постройки советского павильона на Всемирной выставке в Брюсселе. В основе его – стальной каркас, подвешенный на стальных же колоннах. Такую конструкцию можно строить, начиная только с крыши.
«Я вошел, – пишет Свифт, – в следующую комнату, где стены и потолок были сплошь затянуты паутиной, за исключением узкого прохода для изобретателя. Едва я оказался в дверях, как последний громко закричал мне, чтобы я был осторожнее и не порвал его паутины». Изобретатель предлагал использовать паутину в качестве нити для тканей. Он искал какую-то пищу для мух, поедаемых пауками, в виде камеди, масла и других клейких веществ, чтобы придать таким образом большую плотность и прочность нитям паутины.
Свифту было невдомек, что проблемой упрочения и использования паутины занимались выдающиеся ученые его времени, среди них знаменитый Реомюр. Свифт рассматривал подобные поиски как непроходимую глупость и не подозревал, что это направление мыслей восторжествует, что наступит время, когда будут созданы ткани из синтетических волокон, получение которых во многом похоже на паутину, выпускаемую пауком.
Свифт рассказывает об универсальном искуснике, в распоряжении которого две большие комнаты, наполненные удивительными диковинками, и пятьдесят помощников. Одни сгущ|ают воздух в вещество сухое и осязаемое, извлекая из него селитру и процеживая водянистые и текучие его частицы; другие размягчают мрамор для подушек и подушечек для булавок. Как бы был смущен сатирик, узнав, что селитру нынче, без всяких шуток, производят из воздуха и умеют, кроме того, отлично сжижать воздух и «процеживать» разные его текучие частицы!
У нас будет случай рассказать подробнее о логической машине, над попыткой создать которую всласть поиздевался Свифт. Он не смог предвидеть появления электронных машин, способных писать хоть и примитивные, но все же стихи и сочинять музыку, пусть и нехитрую, не смог предвидеть рождения кибернетики – повелительницы будущего.
Свифт бессмертен там, где бичует пороки человечества, порожденные уродством эксплуататорского строя. Бич сатирика сломался, когда он замахнулся на мечтателей. Да, неблагодарна участь того, кто хоть шутки ради попытается усомниться в безграничных возможностях человечества!
3.7.
То, что кажется сегодня мечтой, фантазией, завтра может осуществиться – стать изобретением.
Но бывают все-таки бесплодные фантазии, бесплодные мечты.
В один из дней 1775 года ученый секретарь Парижской академии наук, почти не глядя, отстранил пачку изобретательских предложений.
– Сожгите этот бред, – приказал он канцеляристу.
Канцелярист всплеснул руками. Он служил в Академии сорок лет и не знал таких порядков, чтобы изобретения, не рассматривая, сжигали.
– Отныне Академия будет молчать, – отрезал секретарь и перешел к очередным делам.
Так начался знаменитый в истории изобретений «заговор молчания». Он возник в Парижской академии наук и охватил постепенно все ученые учреждения мира. Академики порешили единодушно не принимать и не рассматривать проектов «перпетуум мобиле» и авторам их ничего не отвечать.
Что такое «перпетуум мобиле?» Это спрашивает Мартин в пушкинских «Сценах из рыцарских времен». И Бертольд отвечает:
«Perpetuum mobile, то есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… видишь ли, добрый мой Мартин: делать золото задача заманчивая, открытие может быть любопытное – но найти perpetuum mobile… о!»
Это «О!» восхищенно повторяли изобретатели в течение нескольких веков. Изобретатели мечтали о машине вечного движения. Чудесной безостановочной машине, которая бы вечно двигала себя сама, не нуждаясь ни в топливе, ни в ветре, ни в потоке воды, ни в электрическом токе. Вечном двигателе для любых полезных человеку машин.
Изобретатели старались придумать вечный двигатель так же упорно и безуспешно, как алхимики искали секрет делать золото. Эта мысль кружила головы людям. Задача казалась близкой, решимой. Машина уже вертелась в их головах, стояла перед глазами. Казалось, руку протяни, и вот она, машина!
Но тщетно! Ошибка. Просчет. Обман…
И бывало с ума сходили люди от неотступного думанья. Разорялись дотла. По миру шли с сумой. И все перед ними маячила безостановочная машина без угля, без ветра, без потока воды…
Изобретателей этих был, и тысячи, и одного из них, Александра Щеглова, описал Салтыков-Щедрин под именем мещанина Презентова в повести «Современная идиллия».
«Мещанин Презентов… был человек лет тридцати пяти, худой, бледный, с большими задумчивыми глазами и длинными волосами, которые прямыми прядями спускались к шее. Изба у него была достаточно просторная, но целая половина ее была занята большим маховым колесом, так, что наше общество с трудом в ней разместилось. Колесо было сквозное со спицами. Обод его, довольно объемистый, сколочен был из тесин, наподобие ящика, внутри которого была пустота. В этой-то пустоте и помещался механизм, составлявший секрет изобретателя. Секрет, конечно, не особенно мудрый, вроде мешков, наполненных песком, которым представлялось взаимно друг друга уравновешивать. Сквозь одну из спиц колеса продета была палка, которая удерживала его в состоянии неподвижности.
– Слышали мы, что вы закон вечного движения к практике применили? – начал я.
– Не знаю, как доложить, – ответил он сконфуженно, – кажется, словно бы…
– Можно взглянуть?
– Помилуйте! За счастье…
Он подвел нас к колесу, потом обвел кругом. Оказалось, что и спереди, и сзади – колесо.
– Вертится? – спросил Глумов.
– Должно бы, кажется, вертеться… Капризится, будто…
– Можно отнять запорку?
Презентов вынул палку – колесо не шелохнулось.
– Капризится! – повторил он. – Надо импет дать.
Он обеими руками схватился за обод, несколько раз повернул его вверх и вниз и, наконец, с силой раскачал и пустил – колесо завертелось. Несколько оборотов оно сделало довольно быстро и плавно – слышно было, однако ж, как внутри обода мешки с песком то напирают на перегородки, то отваливаются от них – потом начало вертеться тише, тише; послышался треск, скрип, и, наконец, колесо совсем остановилось.
– Зацепочка, стало быть, есть, – сконфуженно объяснил изобретатель, и опять напрягся и размахал колесо.
Но во второй раз повторилось то же самое.
– Трения, может быть, в расчет не приняли?
– И трение в расчете было… Что трение? Не от трения это, а так… Иной раз словно порадует, а потом вдруг… закапризничает, заупрямится– и шабаш!».
Зацепочка!
И чем больше проектов вечного двигателя рассматривали ученые, тем тверже убеждались, что в каждом проекте где-нибудь да таится какая-нибудь «зацепочка», которая все сводит насмарку. Еще выяснилось, что проекты вечных двигателей похожи друг на друга и из сотен проектов не наберется и десятка различных систем. Год из года, на разных концах земли, изобретателям приходят в голову одни и те же мысли.
Изобретатели вечного двигателя напоминают белку в колесе. Они кружатся в замкнутом круге идей.
И если выхватить из камина Парижской академии наук ежедневную обгорелую папку изобретений, то окажется в ней примерно вот что.
Проект первый. Мотор и генератор сидят на одном валу. Мотор должен вертеть генератор, а генератор давать ток, который двигает мотор. Так они и будут крутить друг друга, и, быть может, удастся прицепить к ним еще какую-нибудь машину, чтобы крутилась даром.
Это сравнительно хитрый проект, но и тут сидит зацепочка. А чтобы разобрать, какая, взглянем на второй проект – попроще и поглупее.
Вот насос и водяное колесо. Вода, вытекая из бака, кружит колесо, а колесо двигает насос, который гонит воду обратно в бак. Изобретатель полагает, что машина будет вертеться вечно. Кажется, это вполне своеобразный проект, не похожий на первый. Тут вода, а там электричество. Но в учебниках физики принято приравнивать электрический ток к потоку воды, электромотор – водяному колесу, а генератор – к насосу. Если взять да и приравнять так и наши оба проекта, то окажется, что они близнецы.
Чтобы вода в баке не убывала, насосу надо подкачивать в бак ровно столько воды, сколько ее вытекает на колесо. Вода в машине должна двигаться, как бесконечная цепь, перекинутая через блок: сколько звеньев спускается вниз, столько звеньев поднимается кверху.
Бесконечная цепь, свисающая с блока, – вот вам третий проект!
Но уже тут все видят, что машина получилась дурацкая.
Цепь уравновешена с обеих сторон и, конечно, не будет двигаться сама, да еще вечно, без особого на то щучьего веления. А раз не будет двигаться цепь, значит, не пойдут и колесо с насосом и динамо с электромотором– это все похожие машины. Дурацкая цепь! – вот где зацепочка.
Изобретатели начинают беспокойной мыслью сгоряча перебирать в голове всевозможные комбинации, какие только могут выдумать и представить, в надежде перехитрить дурацкую цепь.
Предлагают четвертый проект.
Левую сторону цепи оставляют свободно свисать вниз, а правую пускают по роликам.
Изобретатели смотрят на чертеж и соображают:
– Та сторона цепи, что идет по роликам, всегда длиннее висящей свободно, а следовательно, и тяжелее. Значит, она все время будет перевешивать, и цепь пойдет вращаться, сползая по роликам вниз, и никогда не остановится!
Смотрят изобретатели на чертеж и не замечают, что разные звенья цепи на длинной стороне тянут вниз по-разному. Некоторые звенья спо
койно лежат на роликах и вообще не тянут, часть звеньев лениво соскальзывает с роликов и тянет не всей своей тяжестью. И если сложить силы тяги всех звеньев, то окажется, что общая их тяга на длинной стороне такая же, как и на короткой. Обе стороны будут уравновешивать друг друга, и цепь не шелохнется.
Опять зацепочка!
Снова бессонная забота: как перехитрить дурацкую цепь?
И вот блестящий, пятый проект! Сделать цепь из плавучих шаров да и пропустить одну сторону сквозь трубу с водой. Те шары, что сидят в воде, постоянно будут стремиться всплыть и тянуть за собой вверх всю цепь. Тут уж наверное цепь завертится.
Завертится, непременно завертится! Но – в обратную сторону. Как ни будут стараться шары всплыть вверх, а все равно им не вытянуть цепи. Столб воды в трубе всей своей тяжестью давит на нижний шар, затыкающий дырку, и это давление пересилит. Столб воды выпихнет нижний шар, трубка пойдет выплевывать в дырку шар за шаром, цепь начнет продвигаться вниз, в обратную сторону, пока не выплещется вся вода!
Стоп машина! И здесь зацепочка! Невозможно перехитрить дурацкую цепь!
Изобретатели призывают на помощь неиссякаемую силу магнита. Перед вами шестой старинный проект. На красивом постаменте, похожем на памятник, поставлен большой шар. Это сильный магнит. На вершину постамента ведет наклонная дорожка. У подножия дорожки лежит железный шарик. Магнит притягивает шарик, и он вкатывается вверх по наклонному пути. Но тут изобретатели подстраивают шару каверзу – на пути пробивают дырку. Ожидают, что шар юркнет в дыру, скатится обратно к подножию, а там его снова подхватит магнит. Получится вечное движение.
Ничего из этой затеи не выйдет! Если уж осилил магнит, смог вкатить шарик по наклонной дорожке, то уж – будьте спокойны! – он его не упустит в дырку. Он протащит его мимо дырки, прилепит к себе и будет держать, как на припае. Не так он прост, этот магнит.
Где еще искать? За что хвататься?
Может быть, фитиль? Тот фитиль, что в настольной лампе непрерывно сосет керосин, подымая его вверх, к огню. Взять большой, как простыня, фитиль, окунуть его в пруд, а другой конец забросить вверх, в желоб водяного колеса. И пускай этот фитиль подсасывает воду к верхнему концу, а оттуда она будет капать в желоб и стекать обратно в пруд, покрутив колесо по дороге.
Все напрасно! Все без толку!
Если уж сумел фитиль подтянуть воду к желобу вверх, то уж он сумеет ее и удержать, и ни капли не пустит в желоб. Тот же грех, что в предыдущем проекте.
Зацепочка! Зацепочка! Везде зацепочка!
И выходит, что и до того, как созрел и оформился знаменитый «заговор молчания» Парижской академии наук, уже окружал изобретателей вечного движения иной упорный глухой заговор – заговор вещей.
Люди работали над изобретением паровых машин – паровые машины у них выходили. Люди работали над изобретением электрических моторов – и электромоторы у них выходили. Люди работали над изобретением водяных двигателей – и они у них тоже выходили. И людям помогали в этом и цепи, и магниты, и плавучие шары.
Вечные же двигатели у изобретателей не выходили, не выходят и не выйдут никогда.
Вещи вставали здесь людям наперекор. Все протестовало и сопротивлялось: от звена железной цепочки до магнита и лампового фитиля.
Дело в том, что люди, которые изобретали паровые машины и электромоторы, изучали законы природы, считались с этими законами и, подчиняясь этим законам, подчиняли природу себе. А изобретатели вечных двигателей не присматривались к законам природы, не изучали этих законов, они держали в голове одну свою упрямую идею и старались ее осуществить, не считаясь ни с чем.
Они бросались на штурм природы слепо, словно Дон-Кихот на штурм ветряных мельниц. А природа жила, работала, двигалась по своим законам, и она с размаху тяжко ударяла оземь горе-изобретателей, рушила их надежды, развеивала мечты.
Если бы изобретатели присмотрелись к законам природы, они бы поняли, что всякие двигатели, какие только есть на земле, обязательно работают за счет чего-то: за счет ли энергии топлива, сгорающего в топке, энергии ветра, энергии падающей воды; этого требует закон сохранения энергии – всемогущий закон природы, правящий миром. А изобретатель, желающий построить машину, одна часть которой работает за счет другой, похож на барона Мюнхгаузена, который верхом на коне увяз в болоте и старается вытащить себя и коня, ухватившись рукой за собственные волосы.
3.8.
И все-таки… Представьте себе костер, где могучим, почти неугасаемым огнем горит горстка топлива. Проходят годы, и топливо не только не иссякает в костре, но, наоборот, прибавляется, накопляется, и вот 'уже два костра можно разжечь там, где пылал один. Вообразите теперь целую россыпь волшебных костров и задумайтесь над возможными темпами их размножения, и тогда вы придете к выводу, что число их нарастает в геометрической прогрессии, как растет колония микроорганизмов, размножающихся посредством деления. Так, возможно, и будет расти энергетика грядущего мира.
Когда пишут о костре, где могучим и почти неугасаемым огнем горит горстка топлива, то читатель уже догадывается, что рассказ ведется не о простом, а о ядерном топливе, не об обычном, а о «втором огне», порождаемом реакцией ядерного распада, не о костре, а о ядерном реакторе, освобождающем атомную энергию. И что искать этот костер надо не в лесу, а в одном из наших атомных институтов.
Читатель не ошибся. Мы нашли этот чудесный реактор в одном из громадных институтов Государственного комитета по использованию атомной энергии, в здании по соседству с первой в мире атомной электростанцией. Его марка БР-5. Инициалы расшифровываются как «быстрый реактор», цифра 5 – как тепловая мощность в 5 мегаватт. Он успешно работает несколько лет. Он построен под руководством лауреатов Ленинской премии академика А. И. Лейпунского и профессора О. Д. Казачковского, а также инженера М. С. Пинхасика. Мы пришли сюда тогда, когда исход эксперимента был безупречно ясен, когда с торного пути исследователей рассеялись многие призраки, порожденные недостаточным знанием, – «призраки пещеры», как назвал их в старину философ Бекон.
Помещения атомных реакторов похожи друг на друга, в особенности для непосвященного глаза; крепостной характер их архитектуры определяется бетонными массивами биологической защиты; всюду множество панелей контроля и управления, иногда не умещающихся на стенах залов и поэтому расположенных рядами, как шкафы в библиотеке; за тяжелыми, как в сейфе, дверцами – могучие сплетения трубопроводов, массивные тела электромоторов, насосов. Но, быть может, ни в одной области энергетической техники инженерная фантазия не рождала столько принципиально разнообразных конструкций, как в семье атомных реакторов.
Как устроен реактор первой в мире атомной электростанции, мы знаем. Он построен из стержней из недеятельного, нерасщепляющегося урана-238, обогащенного до 5 процентов деятельным расщепляющимся ураном– 235. Таким образом, 95 процентов всей массы урана служит здесь ненужным балластом. Реактор работает на медленных нейтронах. Замедлителем нейтронов здесь служат графит и вода.
БР-5 отличается тем, что работает на быстрых нейтронах. Он составлен из тепловыделяющих стержней, заполненных концентрированным ядерным горючим – плутонием, элементом, не существующим в природе и искусственно созданным современной «алхимией». Реактор не нуждается ни в каком замедлителе. Просто надо строжайше рассчитанным образом сблизить стержни, чтобы в их строю возникла цепная реакция, нарастающий вихрь нейтронов, расщепляющих ядра плутония.
Автоматические регуляторы придают ей мирное течение.
Регулирующие органы реактора оригинальны: это пара никелевых браслетов общим весом в тонну, охватывающих рабочую зону, где идет цепная реакция. Они выполняют роль отражателя или, грубо говоря, роль пастухов, возвращающих заблудшие нейтроны обратно в зону. Органы управления сложны, они расчленены на более мелкие подвижные детали, как крыло самолета на закрылки. Всем этим хозяйством управляет при помощи тросов автоматическое устройство, которое ведет цепную реакцию, как автопилот ведет самолет. В аварийных случаях браслеты срываются вниз, нейтроны утекают из зоны, цепная реакция угасает.
Рабочая зона БР-5, где бушует цепная реакция, по объему не превышает ведра и раз в сто меньше объема рабочей зоны реактора атомной электростанции. Мегаватты тепловой энергии освобождаются в ничтожном объеме. А отсюда возникает сложнейшая проблема теплосъема – отвода полезного тепла. Даже ураганный поток газа, обтекающего стержни, не способен отвести выделяющееся тепло. О воде же и думать нечего. Ведь вода – замедлитель нейтронов, и поэтому нарушит самый принцип реактора. Расчет показывает, что с отводом тепла здесь управится лишь быстрый ручей из расплавленного металла; наиболее подходящий – легкий и легкоплавкий – натрий.
Даже самый далекий от техники человек посочувствует конструкторам, услышав это слово. Он, конечно, помнит по школьным опытам беспокойное поведение этого своеобразного вещества. Натрий мирно хранится в банке под слоем керосина – пособника поджигателей, но воспламеняется в воздухе и красиво взрывается в воде – пособнице пожарных.
И все-таки натрий приручен и впряжен в работу. Он прогоняется насосами через рабочую зону по замкнутой трубе. Его температура достигает 500 °C. От воспламенения его предохраняет инертный газ аргон. Через иллюминатор, остекленный защитным зеленоватым стеклом, мы глядим на могучие трубы натриевого контура, заключенные в замкнутом наглухо железобетонном каземате. Приблизиться к контуру опасно – он несет в себе радиоактивность, равную нескольким килограммам радия. Конечно, никому не пришло в голову направить трубу натриевого контура прямо в паровой котел. Он обогревает лишь промежуточный контур, в котором циркулирует эвтектический сплав натрия и калия, остающийся жидким даже при комнатной температуре. Промежуточный контур нерадиоактивен. Он подогревает парогенератор, в котором образуется пар средних параметров, способный вращать турбину.
Эти замкнутые контуры, сцепленные, как звенья цепи, образуют как бы кровеносную систему реактора. Только идеально чистый натрий циркулирует в ней безупречно. Примесь в нем кислорода в пять тысячных процента порождает окислы, вызывающие коррозию и закупорку труб, наподобие атеросклероза. Поэтому в помещении реактора находится перегонный аппарат для дистилляции натрия. Поэтому конструкторы включили в натриевый контур холодильник со стальными опилками, поглощающий окислы. В «организме» реактора он выполняет функции почки, очищающей кровь от вредных примесей.
На какой бы узел реактора ни падал взор, всюду видишь следы огромных трудностей, преодоленных с такой естественной простотой, какая встречается лишь в классических инженерных решениях.
Вот цепочка контуров аварийного теплосъема. Ясно каждому, что аварийная остановка насосов, гонящих металлы по контурам, приведет к гораздо более серьезным последствиям, чем внезапная остановка воды в горящей газовой ванной колонке. Ведь тепловыделение в реакторе не прекращается сразу. На этот случай ученые предусмотрели цепочку контуров, в которой тепло из рабочей зоны отбирается системой естественных восходящих течений: восходящим течением нагретого натрия, восходящим течением нагретого эвтектического сплава, наконец, восходящим током нагретого воздуха в высоченной фабричной трубе.
Остроумно загрузочное устройство реактора, позволяющее заменить любой стержень рабочей зоны и при этом не потерять аргон, и не спустить воздух, и не вызвать возгорания натрия, налипшего на стержне, и не пострадать самому от излучения. По шутливому выражению изобретателя, создававшего эту пробку, надежно закупоривающую «духа в бутылке», тут пришлось решать логическую задачу, подобную той, как переправить через реку одновременно волка, козу и капусту. Но боюсь, что обилие технических деталей утомит читателя.
Перейдем к выводам. Они серьезны и значительны.
Советские ученые развеяли призраки, порожденные недостаточным знанием, пугавшие мировую науку, заставлявшие сомневаться в скорейшем осуществлении идеи быстрых реакторов.
Они показали, что натрий не так страшен, как его малюют. Он даже надежнее и удобнее воды, потому что работает под нормальным давлением и не так разъедает трубы.
Они прогнали еще более грозный призрак, пророчивший, что под бомбардировкой неслыханно плотного потока нейтронов и ударами бесчисленных атомных микровзрывов в металле будет создаваться наклеп, чудовищно уродующий конструктивные элементы. По счастью, оказалось, что в высокотемпературной рабочей зоне реактора происходят одновременно и наклеп и отжиг, отчасти ликвидирующий наклеп. Керамические стержни из окиси плутония показали себя достаточно стойкими. Поставлен даже своеобразный мировой рекорд полноты выжигания ядерного горючего, достигшей после двух с половиной лет работы пяти процентов.