Текст книги "Пути в незнаемое. Том 17"
Автор книги: Вячеслав Пальман
Соавторы: Юрий Давыдов,Борис Володин,Валентин Рич,Вячеслав Иванов,Анатолий Онегов,Юрий Чайковский,Олег Мороз,Наталия Бианки,Вячеслав Демидов,Игорь Дуэль
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 42 страниц)
Пока же вся штука заключается в том, что за эти двадцать пять лет (да и не двадцать пять – гораздо больше, потому что одна такая станция погоды не сделает, а многих придется подождать) нам требуется найти выход из энергетических трудностей нынешних. Надо научиться всюду, где это только возможно, использовать уголь вместо нефти (это в первую очередь) и вместо газа (это вторая задача). Потому что, даже по самым неблагоприятным подсчетам, угля хватит человечеству на сто пятьдесят лет, а оптимисты уверяют, что на два с половиной века.
Уголь вместо нефти и газа. Никакого иного выхода ученые пока не видят.
Советский Союз уже сделал из этого вполне определенный вывод: «Использование нефти и горючих газов для расширения производства электроэнергии в перспективе не намечается», – читаем мы в одной обзорной работе, посвященной проблемам энергетики.
Однако электроэнергия – это еще мало. Две трети энергии, расходуемой и у нас и во всем мире, – не электричество, а обыкновенное тепло. Сто, пятьсот, тысяча, полторы тысячи градусов… Отопление домов, работа химических реакторов, металлургических агрегатов, двигателей внутреннего сгорания – нигде не обойтись без тепла сгоревшего топлива. Триста пятьдесят миллионов автомобилей, сотни тысяч локомотивов, теплоходов, самолетов требуют не электричества, а горючего. Горючего традиционного. И его надо дать, если мы хотим развивать экономический механизм. (Правда, уже замелькали сообщения об автомобильном двигателе на угольной пыли, о строительстве первых двух океанских пароходов на угле, о проекте паровоза, также сжигающего угольную пыль, – решения интересные, наверняка перспективные, но отнюдь не позволяющие выкинуть на свалку транспорт, который накопился за прошедшие десятилетия.) Поэтому с углем связана еще одна надежда: он должен стать источником бензина, а затем горючего газа. Давать их столько, сколько нужно, а не капельками с экспериментальных установок.
Сделать из твердого жидкое непросто. В нефти гораздо больше водорода, чем в угле, а кислорода раз в двадцать меньше. Требуется одни атомы убрать, другие ввести – разорвать прочные межатомные связи, для чего придется немало энергии взять откуда-то со стороны (в этом, собственно, и заключается причина провала попыток наладить крупномасштабное производство синтетического горючего: на него тратится энергии больше, чем заключено в полученном бензине; конечно, во время войны на такое можно пойти, но в мирное время да при наличии природного топлива экономика отворачивалась от «заманчивых» предложений). Дополнительная неприятность – зола. В угле, как ни старайся, всегда присутствуют негорючие частицы. Когда уголь превращают в жидкость, частицы золы захватывают катализатор, нужный для реакции, и его приходится все время пополнять: еще одна статья расходов. Пытаются взять дешевый катализатор, чтобы не жалко было терять, – реакция идет плохо, усложняется аппаратурное оформление установки. Покамест жидкое топливо из угля дороже нефти, даже добываемой из морских скважин.
Что все это значит? Только то, что нужны нетривиальные решения. Придумали ведь в Энергетическом институте имени Кржижановского, как ускорить в миллион раз (именно так!) терморазложение канско-ачинских углей: из этого далеко не блестящего топлива вырабатывают горючее для электростанций и доменных печей, горючее, которое, в отличие от исходного угля, выгодно возить на любое расстояние. Вырабатывают жидкую смолу, которую затем можно превратить в отличное моторное топливо. А энергию черпают не стороннюю для этого терморазложения, берут все тот же уголь. Ах, как хочется порадоваться таким достижениям, но омрачает картину мысль о том, что строится установка эта черепашьими темпами – с 1975 года все никак не войдет в строй, хотя обещали кончить дело меньше чем в пятилетку. Еще хуже, что жидкую смолу, которую будет (изобретатели упорны, а время им благоприятствует) вырабатывать агрегат, пока неясно куда девать: даже проекта завода нового синтетического топлива в 1981 году еще не было… Тут уже действуют законы не экономики, а, к сожалению, бюрократизма. И остается только надеяться, что все обостряющееся внимание общества к энергетическим проблемам стронет наконец с места застрявший воз.
Но опять-таки: даже при широком развитии подобных преобразующих уголь установок пройдет немало времени, пока они смогут дать горючее хотя бы половине тепловых электростанций, работающих на угле. А с этими станциями (позволим себе небольшое отступление от темы собственно энергетики) возникает – да она, собственно, давно уже стоит на повестке дня – проблема: что делать с золой? Только в отвалах электростанций нашей страны скопилось несколько сотен миллионов тонн этого «богатства», и ежегодно залежи возрастают еще на семьдесят миллионов. Стоит к этим горам, однако, подойти с иными мерками, и выясняется, что лежит настоящее богатство – без кавычек. Золота, правда, там нет, зато алюминия более чем достаточно. Концентрация лишь вдвое ниже, чем в природных бокситах, которые надо еще добывать, тогда как золу энергетики отдадут бесплатно, лишь бы забрали. И технология переработки имеется, она придумана (и кое-где уже, как говорится, внедрена) сотрудниками ВАМИ – того самого института, по проектам которого построены все алюминиевые заводы страны. Технология безотходная, вырабатывающая помимо алюминия портландцемент, редкий металл галлий и другие полезные продукты.
Если же взяться посерьезнее, то из тонны угольной золы можно выделить три килограмма сурьмы, семь – хрома, двадцать – цинка, два – иттрия, два – кобальта, сорок семь – германия, тридцать – свинца, двадцать два – марганца, шестнадцать – никеля, шесть – олова, тридцать пять – титана, двадцать пять – ванадия, от нескольких десятков до сотен килограммов железной руды и другие металлы! По крайней мере половина горы сложена из ценнейшего сырья, и не случайно все громче голоса тех, кто призывает превратить электростанции в металлургические комбинаты по совместительству. Конечно, дело это не простое, разделение металлов, извлечение их из окислов требует немалых энергетических затрат, – но ведь те же самые, если не большие, затраты связаны с переработкой обычных руд. Тем более что богатые залежи исчерпываются все быстрее, и металлурги вынуждены переходить ко все более бедным. Удаление золы стоит два рубля тонна. Сплошные убытки, которые могут обернуться сплошной прибылью.
С энергетикой тесно связаны и экологические проблемы Земли. Мы уже говорили о том, что КПД тепловых электростанций не превышает сорока процентов. Значит, шестьдесят калорий из ста греют воздух. Микроклимат возле мощных электростанций заметно иной. Еще серьезнее, что энергетические установки, сжигающие топливо, сжигают заодно и кислород.
Промышленность и электростанции выбрасывают в воздух двадцать пять миллиардов тонн углекислоты ежегодно. Это, правда, в сто раз меньше, чем ее содержится в атмосфере. Однако сама по себе углекислота не распадается, а уничтожающих ее лесов становится все меньше. На разбросанных по всему миру метеостанциях ученые разных стран пришли к одному и тому же выводу: за последние десятилетия концентрация углекислого газа медленно, но неуклонно растет. А как пишет член-корреспондент АН СССР Будыко, «при ежегодном росте производства энергии на 6 %, в середине XXI в. начнется быстрое повышение средней планетарной температуры… Убеждение в неизбежности такого потепления, высказанное несколько лет назад, подтвердилось в самое последнее время, когда обнаружилось, что с конца 60-х годов началось повышение средней температуры воздуха северного полушария. Возможно, что это потепление привело к увеличению частоты засух в ряде стран умеренных широт». Если не остановить насыщение атмосферы углекислотой, то к 2050 году, по расчетам Будыко, среднегодовая температура поднимется настолько, что начнется таянье полярных льдов. Достаточно будет еще семидесяти пяти лет, чтобы лед в океане полностью исчез и пришла очередь ледников Гренландии и Антарктиды. Уровень Мирового океана начнет повышаться. Если полярный лед растает полностью, горизонт морских вод поднимется на несколько десятков метров, и не только прибрежные, но и многие находящиеся в глубине материков города окажутся затопленными…
Излишне высокая концентрация углекислого газа способна нанести большой вред даже еще раньше. Тут ее действие проявится не в атмосфере, а в воде. Растворяясь в ней, углекислый газ превращается в угольную кислоту, пусть слабенькую, но тем не менее способную растворить раковины моллюсков, этих санитаров рек, морей и океанов. Высокая кислотность океанских вод может неблагоприятно подействовать на способность организмов, составляющих планктон, к размножению. Трудно даже представить, к каким последствиям приведет такой оборот дел, но ясно, что допускать этого нельзя. И кто знает, может быть, замедлившееся экономическое развитие мира в последние годы – это своеобразная неосознанная реакция человечества на возможные последствия данного способа развития цивилизации? А если это и не так – объективно приходится признать, что это замедление темпов в какой-то мере полезно: оно заставляет задуматься, изыскивать не экстенсивные, а интенсивные способы развития.
Нам с вами очень полезно задуматься над этим противопоставлением. Ибо, как отмечал академик Федоренко, в нашей стране «колоссальный по объему поток вложений в основном направляется в русло традиционной технологии производства, на создание вместо одного действующего – двух, трех предприятий того же технического уровня. Это, по существу, расширение экстенсивного клина в промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и в других отраслях». И еще: «…если мы во многих случаях не достигаем возможных и необходимых рубежей прогресса техники, технологии и организации производства… то в основном потому, что отдельно планируется основное производство и отдельно – производство и внедрение новой техники, отдельно строятся цены на основную продукцию и цены на новую технику, отдельно даются кредиты на развитие производства и кредиты на новую технику, отдельно даются премии… Получается, что все то, что мы называем новым, есть довесок к тому, что называется основным. А ведь именно это новое и должно быть основным, главным, решающим».
Так вот о новом. Неизбежно наступит время, когда рост потребления горючего, добываемого или синтетического – все равно, приведет к серьезному конфликту с природой. Автомобиль, проехав тысячу километров (на это хватит недели, а то и меньше), уничтожает столько кислорода, сколько требуется человеку на год. Сто тридцать миллионов легковых машин и грузовиков США поглощают своими моторами вдвое больше кислорода, чем его производят все луга и леса страны. А ведь есть еще металлургия, химия, электроэнергетика, домашние отопительные установки и газовые плиты, потребляющие в сумме еще столько же кислорода. Америка, да и многие другие промышленные страны Запада дышат только потому, что воздушные течения приносят им кислород с океанов да из тропических зон, богатых (пока еще…) лесами и бедных автотранспортом и индустрией.
Экологические неурядицы, как видите, имеют еще и кислородный аспект. Это значит, что в ближайшем будущем придется всем отраслям промышленности и транспорта искать замену традиционным видам горючего. Впрочем, даже не искать: оно уже найдено. Надо переходить на водород.
Удивительные, однако, петли делает история! Мысль о водороде как топливе для двигателей внутреннего сгорания имеет почтенную историю: первый работающий так мотор был продемонстрирован в 1852 году. Восемьдесят лет спустя первый водородный автомобиль шмыгал по лондонским улицам, но не выдержал конкуренции более дешевого и простого в обращении бензина. Интересно, в каком году падет побежденный водородом бензин? Схватка, похоже, вот-вот разыграется не на шутку. Ведь даже десять процентов водорода, добавленного к обыкновенному горючему, снижает его расход на сорок процентов (сказывается более высокая теплотворная способность добавки), менее вредным становится выхлоп. А у чисто водородных автомобилей и выхлоп соответственно чист, одна вода.
Присматриваются к водороду авиаторы. Новое топливо способно улучшить экономику воздушных перевозок, на тот же маршрут удастся брать меньше горючего (правда, по весу, а не по объему, и инженеры ломают головы над тем, куда деть значительно более крупные баки). Возрастает коммерческая нагрузка. Обычный вариант «Боинга-707» имеет на борту восемьдесят тонн керосина, и лишь двадцать остается на пассажиров и багаж. Водородный вариант переворачивает соотношение: двадцать тонн топлива и восемьдесят полезной нагрузки. Есть за что биться, не правда ли?
Иной – чистой! – становится благодаря водороду металлургия. На Всемирном электротехническом конгрессе 1977 года в Москве академик Рыкалин выступил с докладом «Термическая плазма в металлургии и технологии». Он рассказал, что плазма с температурой десять – пятнадцать тысяч градусов намного ускоряет процессы химического взаимодействия, и они длятся уже не минуты, не секунды, а тысячные доли секунд. Плазму получают в плазмотронах – приборах (впрочем, скорее даже установках, ибо трудно назвать прибором вещь, развивающую, пусть кратковременно, свыше тридцати мегаватт), где на газ воздействует электрическая дуга или мощный поток радиоволн подходящей частоты. Их энергия сдирает с атомов электронные оболочки, возникает смесь ионов и электронов – плазма. И вот такой поток водородной плазмы предлагается использовать для прямого превращения руды в металл, минуя доменный процесс. Преимуществ множество. Отпадает нужда в коксе, то есть в самом дорогом угле и не менее дорогой его переработке на кокс. Можно обойтись без агломерации руды, без ее спекания в достаточно крупные куски (иных домна не любит), – наоборот, именно мелкая, почти пылевидная руда наиболее подходит для новой технологии.
В энергетике, понятно, водород должен вытеснить все иные виды топлива. Тепловые электростанции освободят наконец железные дороги от перевозок угля и мазута, землю – от золоотвалов, воздух – от гари. Но дальше начинается самое интересное. Выясняется, что водород способен стать конкурентом линий электропередачи! По расчетам американских специалистов, водород переносит по трубам более дешевую энергию, чем такой же мощности кабель переменного тока. Сейчас во многих домах электрические плиты установлены на место газовых. Не исключено, что через пару десятков лет произойдет очередная метаморфоза, и газовые, теперь уже водородные плиты снова вернутся в квартиры. А если расстояние равно девятистам километрам, водородопровод эквивалентен ЛЭП переменного тока напряжением полмиллиона вольт – линии, обычной у нас для связи отдельных энергосистем между собою. То есть во многих случаях потребуется считать и считать, прежде чем решиться на тот или иной вариант.
Откуда возьмется водород? Пока что мы обходили этот вопрос, но ведь действительно: нельзя же его добывать так, как сейчас, – сжигая природный газ или разлагая воду электрическим током. И тот и другой способы крайне невыгодны для крупномасштабного производства водорода. К счастью, есть более рациональные способы. Один из них – разложение воды с помощью катализаторов, веществ очень доступных: угля и окиси железа. Трудность, правда, в том, что реакция идет при температурах от двухсот пятидесяти до тысячи четырехсот градусов, в зависимости от стадии (она многостадийна). Но мы уже знаем, что сжигать топливо не станем: тепло должна дать атомная энергия, к которой мы наконец подобрались вплотную. Речь идет о высокотемпературных ядерных реакторах.
В обычных атомных установках тепло из активной зоны реактора переносит вода, порой – легкоплавкий металл. Температуру таких теплоносителей выше пятисот градусов не поднимают, нельзя. А в высокотемпературных системах вместо этих веществ циркулирует гелий. Значит, есть возможность и теоретически и практически поднять температуру теплоносителя до тысячи, а иногда даже до тысячи двухсот градусов. Высокотемпературные реакторы поднимают тепловой КПД атомной станции до пятидесяти процентов – величины, абсолютно недостижимой для обычных АЭС и ТЭС.
Но это только начало. Суть дела в том, что высокотемпературные реакторы и работающие на их основе атомные электростанции превратятся в центры, вокруг которых станут группироваться энергоемкие производства, требующие и электричества и тепла. Именно здесь целесообразно разместить заводы, синтезирующие из угля жидкие и газообразные углеводороды, разлагающие воду на водород и кислород с помощью угля. Здесь встретится с атомной энергией плазменная технология.
Реактор нагреет теплоноситель до температуры, близкой к тысяче градусов, а остальные градусы, нужные, чтобы пошло разложение воды, даст плазмотрон, – например, радиочастотный. А уж выработанным водородом мы градусах при восьмистах получим из руды чистейшее железо, без всяких примесей вроде фосфора, обычно попадающего в металл из кокса. Никель, кобальт, вольфрам, молибден – множество тугоплавких и крайне нужных поэтому металлов будут выходить из водородной плазмы в виде порошка. А порошок!.. Из порошка (который сейчас получают по сложной и крайне энергоемкой, многоступенчатой технологии – а потому получают мало), как известно, не составляет труда сделать самую сложную деталь совершенно без отходов, просто спекая порошок в печи. То есть с приходом водорода иным становится и машиностроение!
Вполне возможно, что подобные фабрики водорода станут располагать где-нибудь на островах в морях и океанах. Сырья – воды – сколько угодно, никаких трудностей с охлаждением, а побочным ценным продуктом станут растворенные в морской воде вещества. Не окажется ли в этом случае рентабельной добыча полезных ископаемых из морской воды? Туда, на остров, – ядерное горючее, запасные части, товары для обслуживающего персонала, а обратно – чистое горючее и металлы, соли, кислоты… Найдется работа для танкеров, которые уже сейчас во множестве стоят на приколе, – памятники несбывшимся надеждам на бездонность земных недр. А выработанный кислород поступит в атмосферу, навсегда ликвидировав угрозу кислородного голода планеты. Да и с углекислым газом, этим опасным плодом промышленной деятельности, удастся покончить.
Да и надо ли вообще ждать, пока высокотемпературные реакторы станут наряду с низкотемпературными (более дешевыми, а потому прочно стоящими на своих позициях и в будущем) главным элементом промышленно-энергетических комплексов? Почему бы не начать вырабатывать водород уже сегодня, прибегнув к тривиальному электролизу воды? Слов нет, КПД процесса низок, – но ведь и электроэнергию в провалах графика некуда девать. Предлагается поэтому строить не только ГАЭС, сооружение которых займет годы, но и электролизные цеха, благо все элементы такой системы, вплоть до мощных электролизеров, хорошо известны. А когда наступит пик нагрузки, в газовых турбинах (именно они – наиболее перспективные двигатели для пиковых станций) сожгут водород, а не жидкое углеводородное топливо. Со многих точек зрения такой проект выглядит выгодным, в том числе и потому, что удастся с лучшим счетом вести игру против времени, постоянно усугубляющего наши топливные трудности, поскольку заводы работают как прежде, а транспорт возит созданное как всегда.
Чем дальше, тем плотнее мы с вами влезаем в атомную технологию, – что ж, хорошо, надо же чем-то достойным закончить наш путь по проблемам энергетики. Ведь именно на АЭС возлагаются самые большие надежды, хотя в масштабе планеты эти станции занимают пока очень скромное место, покрывая лишь около двух процентов общих энергетических потребностей. В самом начале их строительства казалось, что они быстро станут счастливыми соперниками и даже победителями всех остальных. Потом встретились неожиданные трудности, темпы атомизации отошли от первоначальных наметок. В 1972 году вошло в строй лишь семнадцать тысяч мегаватт – втрое меньше официальных прогнозов. Все обостряющиеся требования к радиационной безопасности увеличили сроки строительства с пяти лет до девяти и даже одиннадцати. Сыграло свою роль общее ухудшение экономической конъюнктуры на капиталистическом рынке энергетики (кое-где энергоснабжающие компании оказались с неиспользованными резервами мощности, достигающими тридцати процентов!). Повлияли помехи, чинимые всякого рода «борцами против атомной энергетики», за спиной которых стоят владельцы обычных ТЭС и нефтяные монополии, опасающиеся потери доходов. Даже перед лицом энергетического кризиса капитализм оказывается не в состоянии развивать свою энергетику так, как этого требует наука. Все диктуется соображениями прибыльности… Конечно, нельзя сбрасывать со счетов и объективные трудности: скажем, проблему захоронения радиоактивных шлаков – отходов ядерной энергетики. Опасно и то, что расщепляющиеся материалы чем дальше, тем с большей вероятностью могут попасть в руки безответственных экстремистов, которые смогут сделать атомную бомбу буквально в домашних условиях. Однако из этого можно сделать и иные выводы: не прекращать развитие ядерной энергетики, а принимать усиленные меры безопасности.
Во всяком случае, плановое социалистическое хозяйство и в области атомной электроэнергетики демонстрирует свою способность развиваться с расчетом на длительную перспективу. Атомные станции СССР сегодня вырабатывают незначительную часть электроэнергии, а в топливно-энергетическом балансе страны их вклад также совсем не велик (поскольку электроэнергетика расходует около пятой части ежегодно сжигаемого топлива). Но взятый курс на быструю атомизацию очень скоро изменит положение радикальным образом. Спустя два десятка лет АЭС могут занять десять – двенадцать процентов топливно-энергетического баланса, а в последующие полтора-два десятилетия цифра может удвоиться. Применительно к любым электростанциям, а к атомным в особенности, такие темпы роста исключительно высоки. Ведь и тепловые и гидростанции наращивают свои мощности, увеличивают выработку, – АЭС напоминают бегуна-чемпиона, стремительно обходящего своих соперников.
Появятся на энергетической карте Союза и новинки – атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ) возле Одессы, Харькова, Минска, Волгограда, а в Горьком и Воронеже – ACT, атомные станции теплоснабжения, своего рода котельные. Теплоэлектроцентрали вообще выгодны, именно благодаря им расход топлива на выработанный в нашей стране киловатт-час самый низкий в мире, а атомные в особенности. Первой атомной ТЭЦ в мировой энергетике стала Белоярская под Свердловском, она обогревает поселок и теплицы. Правда, вначале такая схема не предусматривалась, идея использовать АЭС как генератор бытового тепла пришла позднее, когда безопасность ее была установлена со всей очевидностью. Зато Билибинская станция на Чукотке и Шевченковская на Каспии уже с первых линий на чертежах были задуманы как АТЭЦ: одна греет дома, другая опресняет морскую воду.
А в конце 1979 года, за день до того, как люди поздравили друг друга с наступившим девятым десятилетием XX века, газеты напечатали сообщение о том, что началась опытная эксплуатация первой атомной станции теплоснабжения, построенной в Дмитровградском НИИ атомных реакторов. Знаменательное совпадение: мощность этой ACT была такой же, как и первой в мире АЭС в Обнинске. Конструкторы продумали все, в том числе и пригодность ее для серийного производства. Станция монтируется из блоков «заводской готовности», то есть полностью испытанных в работе, – только собирай. Ни один не тяжелее двух десятков тонн, – значит, можно возить на вертолетах в любую глухомань. Двух килограммов урана хватает на год работы – эквивалент полутора тысяч тонн жидкого горючего. В стране у нас несколько сотен городов, где есть смысл построить атомные котельные.
Означает это в перспективе вот что. Если взять курс только на строительство АЭС, большой экономии топлива не добиться. Ведь, как мы уже говорили, в топливно-энергетическом балансе на выработку электроэнергии уходит только пятая часть горючего, а в полтора раза больше – на отопление, подачу горячей воды в дома и низкотемпературного тепла в цеха предприятий. Теплоснабжение – непочатый край исключительно выгодной деятельности атомного реактора. Высокотемпературные реакторы позволят сберечь еще тридцать процентов топлива. Когда программа атомизации народного хозяйства развернется как следует, мы на много лет отодвинем исчерпание нефтяных и газовых месторождений, сохраним для будущего бесценное химическое сырье.
Программа атомизации… В слове «атом» чудится зловещий гриб, и люди беспокойно ежатся, не подозревая, что взрыв реактора принципиально невозможен, а радиоактивной пыли из труб обычной тепловой электростанции выбрасывается куда больше, нежели из труб АЭС. Как сказал академик Александров, «атомные электростанции при правильном подходе к ним позволяют, особенно по сравнению с угольными станциями, существенно уменьшить загрязнение внешней среды». Под руководством доктора Расмуссена из Массачузетского технологического института шестьдесят авторитетных специалистов просчитали вероятность гибели человека в автомобильной катастрофе, при ударе молнии, во время землетрясения или урагана и, наконец, из-за аварии атомного реактора. Получился любопытный список: самая большая опасность – легковой автомобиль, попасть в серьезную коллизию на шоссе – один шанс из тысячи. Авиакатастрофа – один на сто тысяч, молния – один на два миллиона, ураган и того меньше, а смертельный случай из-за АЭС имеет вероятность, выражаемую дробью, в знаменателе которой стоит четверка с восемью нулями.
Да, конструкторы серьезно позаботились, чтобы атомная энергия была не только выгодной, но и по-настоящему безопасной. Если из обычного котла пар тут же поступает в турбину, то в атомном реакторе эта система значительно усложнена. Активная зона и циркулирующая через нее вода отделены от внешнего мира. Через теплообменник эта вода греет воду второго контура, связанного с турбиной. А если строится атомная теплоэлектроцентраль, станция теплоснабжения, – вводят еще один контур с теплообменником, преграждают путь радиации не одним, а двумя барьерами. И так всюду: двойной, тройной запас надежности. Помимо стального корпуса, толщина которого может поспорить с лобовой броней тяжелого танка, вокруг реактора возведена мощная бетонная оболочка, а все это сверху защищено куполом с полутораметровыми стенками, способными без разрушения выдержать самую невероятную аварию – падение большого самолета.
Реакторов становится все больше, а запасы природного урана, который выгодно сейчас добывать, оцениваются на всей планете максимум в пять миллионов тонн. «Это значит, – пишет академик Александров, – что эти ресурсы будут исчерпаны в течение ближайших 20–30 лет и что, таким образом, атомная энергетика в том виде, в каком она была первоначально задумана, не является панацеей, способной избавить человечество от топливной недостаточности». Вот так. Ехали, ехали…
Что имеют в виду, оценивая запасы урана? То же самое, что и в случае любого топлива: обретенная энергия должна быть существенно больше той, которая затрачена на добычу и последующую переработку. Сейчас экономически выгодной считается разработка рудных жил, содержание урана в которых от пятидесяти граммов. Все остальное – видит око, да зуб неймет. Потому что ничтожна концентрация: четыре грамма на тонну гранита, грамм – в базальтах, два-три миллиграмма в морской воде. Конечно, это хорошо для нас, ходящих по земле и купающихся в море, естественный фон излучения не угрожает здоровью, за миллиарды лет эволюции живые организмы сумели к нему приспособиться. Энергетики же не знают, как к этим необъятным залежам подступиться: там миллиарды, даже триллионы тонн ядерного горючего, а добыча разорительна. Хотя кое-какие опыты и даже не только опыты обнадеживают. В частности, выгодно получать уран из «хвостов» – пустой породы, отправляемой на свалку после добычи золота или фосфоритов. Хотя он там содержится в ничтожных количествах, побочное производство оказывается делом рентабельным, порода все равно добыта и размолота. В Южно-Африканской Республике уран из золотоносных руд стоит вдвое дешевле, чем в США – из урановых месторождений. Что же касается фосфоритов, то сотрудники Ливерморской лаборатории еще в начале семидесятых годов показали: все потребности США в уране могут быть покрыты именно из этого источника. Постепенно учатся люди добывать уран из морской воды. Результаты получены столь обнадеживающие, что японцы приняли решение построить к 1985 году первую опытно-промышленную установку, а спустя пять лет рассчитывают добывать из моря примерно десять тонн урана в год – четвертую часть своей потребности в этом горючем. Идут работы над атомными реакторами-размножителями, в которых можно будет превращать непригодный для атомных котлов уран-238 в плутоний, распадающийся даже лучше, чем используемый ныне уран-235.
Однако самые большие перспективы в борьбе с энергетическими трудностями сулят не АЭС, а термоядерные станции. В 1968 году мне посчастливилось слушать в Политехническом музее лекцию покойного академика Будкера. Я записал ее, хотел опубликовать в журнале «Знание – сила», но по каким-то уже забытым причинам сделать это не удалось, а жаль. Лекция называлась так: «Век термоядерного синтеза» (напоминаю: шел 1968 год, когда и атомная станция была еще в новинку), и сказал тогда академик буквально следующее: «Проблема термоядерной энергии с точки зрения физики решена. Когда мы в 1961 году взялись за ее укрощение, дело нам казалось чрезвычайно простым. Физики к тому времени многое сделали с ходу. Сделали атомную бомбу, атомные реакторы, термоядерный процесс, и укрощение казалось совсем несложным… Мы надеялись удержать плазму магнитным полем, а надежда оказалась очень призрачной. Плазма, как выяснилось, вещь капризная, она просачивалась между магнитными линиями поля, обжигала стенки, те слегка испарялись и портили плазму. Она становилась мутной, непрозрачной, а что непрозрачно – светится, то есть быстро остывает, и реакция не идет. Тогда началась длительная осада. По моему глубокому убеждению, этот период осады закончился… Не исключено, что к 2000 году начнется бурное развитие этого дела, огромное количество дешевой энергии стимулирует развитие промышленности…»
Девять лет спустя в Москве состоялся Всемирный электротехнический конгресс. Советская делегация представила доклады: «Электротехнические проблемы создания термоядерных реакторов» и «Энергетический блок с лазерным термоядерным реактором», а совместно с американскими физиками – «Проблемы и перспективы создания термоядерных электростанций». Но речь во всех докладах шла не о физических, а об инженерных вопросах: осада действительно кончилась.
