| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
— Хорошо. Поверю вам, хотя это для учёного непросто, — несколько раздражённый Курчатов, видимо вспомнив, Кто его кроме меня внимательно Слушает, пошёл "на мировую".
А вот ещё один из присутствующих, Владимир Шпинель, смотрел на меня одобрительно, даже с восторгом во взгляде! Остальные своими взглядами демонстрировали сдержанный интерес...
— Итак, основная проблема, начал вводить меня в курс дела Курчатов, в том, что до сих пор не получена устойчивая самоподдерживающаяся реакция деления урана в "котле".
Переодевшись в "форменный" халат сотрудников станции, я проследовал за товарищами сначала в кабинет главного инженера станции, которым был Курчатов, где внимательно изучил накопившиеся данные экспериментов.
Реактор, или "котёл", как его упорно именовали местные, был полностью построен пару месяцев назад. Для него использовали не графит, получение которого необходимой степени чистоты оказалось внезапно довольно трудным делом, а, прессованная "на горячую", газовая сажа. Этот материал бакинский нефтеперегонный завод, после установки довольно несложного дополнительного оборудования для неполного сжигания очищенных пиролизных газов, сумел произвести в необходимом количестве. Углерод "сажевых" блоков был вполне "реакторной" степени чистоты. Даже более чистым, чем требовалось по техническому заданию.
По моей гипотезе, подкреплённой опытом графитовых реакторных установок моей реальности, прессованная сажа являлась допустимой заменой графиту, и даже более лучшим материалом для замедлителя. По крайней мере по моим расчётам, опирающимся на опытовые данные за полвека эксплуатации уран-графитовых бридеров, сажа, в отличии от графита, являясь "высокоэнтропийным" конструкционным материалом, не должна была деградировать от облучения. Поэтому срок эксплуатации реактора с сажевым замедлителем мог значительно превысить предельный для графита, опытным путём определённый как сорок пять лет. Прессованая сажа не будет растрескиваться и разбухать, или по крайней мере этот процесс будет намного медленнее. Из-за другого молекулярного строения вещества.
Поэтому, когда возникли трудности с получением реакторного графита, я посоветовал альтернативный путь, и им воспользовались.
Нейтроно-физические характеристики полученных "угольных" блоков были в наличии, и в точности соответствовали техническому заданию.
Значит, причина "непрухи" была не в кладке.
Следующими я просмотрел материалы по ядерному топливу и дополнительному оборудованию "котла".
В качестве материала для трубок ТВЭЛ использовался магниевый высокопрочный сплав, аналогично тому, как это было сделано в английском "Магноксе". Сами трубки были собраны в топливные сборки, которые уже окрестили "поленьями". "Полена" устанавливались друг на друга, в каналах реактора, вертикально, и соединялись в колонны.
Под реактором было предусмотрено устройство, состоящее из каналов окружённых поглотителем нейтронов и охлаждением. В случае нештатной работы сборки её можно было "катапультировать" в такой канал, находившийся под каждым топливным каналом реактора. Демпферное устройство, по-сути, газовый амортизатор, гарантировал целостность сброшенной колонны, если конечно, она не была перегрета. И даже в случае расплавления, конструкция приёмного канала допускала улавливание расплава. Это была моя вариация на тему "ловушки расплава", которые внедрили на новых реакторах в моей реальности.
В каналы реактора были помещены трубы из магниевого сплава, армированные кварцевым волокном, выдерживающие давление до 150 атмосфер, в которые помещались топливные колонны, и в которые, при работе реактора на номинальной мощности, подавался под давлением ста атмосфер жидкий углекислый газ.
Сам реактор был призматической, а не цилиндрической формы. Это было сделано для того, чтобы можно было нарастить мощность уже действующего реактора, просто добавив ещё блок угольной кладки с трубопроводами теплоносителя.
Подобный концепт я позаимствовал из проекта промышленного энергетического реактора МКЭР-1500, по которому защищал курсовики ещё во время учёбы в институте.
В общем, такой вот целиком "инновационный" реактор у меня получился.
И он принципиально отказывался работать на природном уране!
Официальное название реакторной установки звучало так:
РУУ-1МП — реактор уран-углеродный, первая модель, макетно-промышленный.
Топливом для него служили стандартные для похожих реакторов таблетки керамизированной двуокиси урана. Использовать металлический уран я отказался, мотивируя это тем, что будет усложнено производство топливных элементов, при одновременном ухудшении их физических характеристик, в частности, металлический уран при работе реактора гарантированно будет разбухать.
В то же время особенности технологического цикла производства топливных элементов из двуокиси урана были мне хорошо известны, а кроме этого, двуокись урана допускала пирометаллургическую переработку отработанного ядерного топлива.
Изучив накопленную опытовую документацию, и не найдя понятных причин для невозможности запуска цепной реакции, я принял решение осмотреть установку.
Реактор был смонтирован в реактором зале и полностью укомплектован необходимым оборудованием.
В него уже загрузили пятьдесят тонн двуокиси урана. Этого, по моим расчётам, должно было хватить для пробного запуска.
Внимательно осмотрев установку, я решил осмотреть прилегающие к реакторному залу помещения.
Одно из них, тех самых "длинных" пристроек к основному зданию, было машинным залом, где во-всю шёл монтаж турбинной установки. Электрогенератор, кстати, рекордный для нынешней промышленности СССР, допускающий максимальную нагрузку в сто мегаватт, уже был смонтирован.
Турбинный же агрегат, абсолютное новьё, как в производственном, так и в проектном отношении, ибо предусматривал работу на углекислоте как рабочем теле, ещё монтировали.
Пока же тепло вырабатываемое реактором должно было сбрасываться на холодильники пруда охлаждения.
Вообще, было весьма неожиданно увидеть, что промышленность СССР справилась с весьма нетривиальным техзаданием, в рекордные сроки! По меньшей мере углекислотная турбина должна была стать для предприятия, что её изготовило, абсолютно новаторским достижением!
Помещения турбины и электрогенератора были раздельными, причём турбинный зал был герметичным. Это было моё предложение, для предотвращения утечек радиоактивного теплоносителя в атмосферу. Благо, что связать "убежавший" из магистрали теплоносителя радиоактивный из-за углерода-14 углекислый газ в известь было несложно, просто продувая воздух турбинного зала через баки с водной суспензией известкового раствора!
Во втором длинном корпусе, под прямым углом относительно машинного зала подходящем к реакторному помещению, располагалась "излюминка" данного проекта, делающая его резко отличным от традиционных урановых "поленниц" — а именно, ускорительный комплекс! Причём полномаштабный.
"Кувалдой", так окрестили ускоритель, заведовал молодой инженер Владимир Векслер.
Я уже знал, что, не добившись запуска реактора на одной только загрузке урана, даже с мощным бериллий-радиевым источником нейтронов, в этой "нейтронной свече" использовался целый грамм радия(!), экспериментаторы, следуя моим указаниям, решили восполнить "недостачу" нейтронов при помощи ускорителя.
Но и здесь оказалась засада. Ускоритель не хотел разгонять протоны до требуемой величины энергии. Причём, от опыта к опыту показатели разнились. Была очень удачная серия, где частицы получилось разогнать до энергии более одного гигаэлектронвольт. И именно в этой серии опытов, сама реакторная установка, наконец, выдала мегаватты тепла, за счёт деления урана. Но, как только процесс ускорения протонов сорвался, и подпитка нейтронами реактора прекратилась, погасла и цепная реакция. И это при том, что замедлителя в реакторе не было! Все "защитные" стержни с карбидом бора были выведены из активной зоны.
Так что налицо были две проблемы — неучтённый поглотитель нейтронов в реакторе, и невозможность обеспечить стабильную генерацию ультрарелятивистских протонов в ускорителе.
В общем, произнёс я на технической планёрке после завершения рабочего дня, положение можно кратко охарактеризовать водительской частушкой:
— Карбюратор не сосает, маховик земля бросает!
— В точку! — невесело усмехнулся Векслер.
Не обнаружив понятной причины неработоспособности реактора в его конструкции и материалах, я решил на всякий случай, проверить топливо. Дав задание проанализировать элементный состав диоксид урановых таблеток. Их радиоактивность была невелика, даже несмотря на один "удачный" запуск.
Анализировать должны были до тех пор, пока не найдут в составе "интересные" примеси. После этого должны были вызвать меня, для разбирательства.
Я же, вместе с главным инженером ускорительной установки РК-15 Владимиром приступил к анализу причин нестабильной работы ускорителя.
И, уже вечером следующего дня причина стала мне понятной. Всё дело оказалось в том, что на данный момент в СССР, да и пожалуй во всём мире, не было электроники, могущей реагировать на изменяющиеся характеристики процесса с частотой в десяток гигагерц!
Чудом было уже хотя бы то, что Владимиру удалось, сделав аналоговое "автофазирующее" устройство, хотя бы иногда попадать "в фазу", разгоняя "обратным горбом" микроволнового излучения сгустки водородной плазмы!
Ускоритель был именно линейным плазменным, а не синхротроном, который первоначально предлагал построить Векслер, впервые ознакомившись с техническим заданием на ускоритель.
Но, получив на руки проект линейного ускорителя "на новых физических принципах", испытал настоящий шок из-за осознания возможностей данного направления развития ускорительной техники! И, со всем тщанием приступил к созданию ускорителя.
Благодаря энтузиазму, ему удалось преодолеть большинство технологических "затыков" в работе установки. И лишь сложность автоподстройки разгоняющего протоны с электронами поля пока ему не поддавалась.
Что ж, и этот вариант я рассматривал в своём проекте. Придётся раздраконить некоторые доставшиеся из будущего приборы, дабы добыть из них необходимую для полноценного регулятора электронику!
Ещё через день стала ясна причина невозможности запуска устойчивой цепной реакции.
Оказалось, что часть топлива, таблеток из диоксида урана, содержало в себе примесь сульфида кадмия!
Топливо для реактора поставлял Азовский Завод Фосфорно-Калийных Минеральных Удобрений. Сырьём для него, как я и предполагал, был азовский монацит, богатые россыпи которого в изобилии встречались на многих пляжах.
Используя мой проект электромагнитного "харвестера" для добычи с одновременным обогащением монацита, ярославльским автомобильным заводом был налажен выпуск автокомбайнов для сбора данного сырья.
Для переработки же его был срочно построен Азовский Завод Минеральных Удобрений.
Поскольку монацит — это ни что иное как фосфат редкозёмов, прикрытие получилось очень убедительным. Тем более, что удобрения завод таки выпускал. Из Монацита!
Надо будет выяснить, как товарищи решили проблему радиоактивных элементов при производстве "ТриКалийФосфата"! Это фирменное удобрение даже попало на передовицу газеты "Правда", как выдающийся образец победы советских агрономов над силами природы, позволивший значительно повысить урожайность культур на Украине и Белорусском Полесье.
Помимо собственно, калий-фосфорного удобрения, завод выпускал концентраты редкоземельных металлов, которые уже начали применять в промышленности, например, для изготовления редкоземельных оптических стекол и мощных постоянных магнитов. Так что прикрытие было надёжное!
Выделяемый же из монацита торий и уран, без лишнего шума, в виде двуокиси и закись-окиси упаковывался в металлические двухсотлитровые бочки, и под видом сырья для электронной и стекольной промышленности вывозился к нам, на Объект "Дубна-ТЭЦ"!
Уже здесь, на пристанционном заводике, двуокись тория и закись-окись урана перерабатывались в топливные таблетки.
Причина загрязнения урана кадмием выяснилась тоже достаточно быстро — это оказался технологический брак, по-простому, в недостаточно вымытые ёмкости из-под раствора нитрата кадмия, использовавшегося для производства замедлителя, насыпали закись-окись урана.
Растяпы-технологи получили заслуженный "втык", а я решил, не перерабатывая повторно загрязнённое топливо, запустить реактор при помощи ускорителя.
Вернувшись на бывшую дачу, я быстро отобрал необходимое оборудование, и его перевезли на ТЭЦ.
Согласование техники из будущего и имевшейся на "ТЭЦ" электроники заняло всю следующую неделю. Собственно, предложенное мной решение основывалось на том факте, что основной груз электроники попавший в прошлое, был смартфонами. А эти телефоны-радиостанции несли внутри себя неслабые цифро-аналоговые преобразователи, позволявшие работать с гигагерцовыми радиоволнами, что называется, "в реальном масштабе времени". И именно используя соответствующие контроллеры смартов, было принципиально возможно создать цифровой драйвер ускорителя, способный своевременно менять характеристики ускоряющих микроволновых излучений, дабы обеспечить максимально возможный темп и устойчивость разгона протонов.
Ещё неделя ушла на подбор режимов работы ускорителя. Но, положительный результат был получен, — удалось устойчиво разгонять порции водородной плазмы до энергий около двадцати гигаэлектронвольт на протон! И достичь силы тока в одном импульсе до десяти миллиампер!
Эти характеристики, на порядок большие чем были у знаменитого в моей реальности Синхрофазотрона, построенного значительно позже, не просто открывали принципиально новые возможности в развитии Атомного Проекта. Они позволяли уже сейчас повторить все те открытия в физике высоких энергий, что были сделаны мировой наукой в шестидесятые годы!
Естественно, очень хорошо "подкованный" в физике высоких энергий Владимир Векслер и его сотрудники прекрасно понимали открывающиеся возможности. Они уже, несмотря на неустойчивую работу ускорителя, провели ряд опытов с камерой Вильсона, и обнаружили целый ряд свидетельств, доказывающих существование целого класса новых элементарных частиц!
Поэтому пришлось частично уступить их настойчивым требованиям, дать поработать "на науку".
— Ведь в руках у всех нас, Егор, фантастическая техника! Это же самый мощный на данный исторический момент ускоритель на планете! Настоящий генератор "космических лучей"! Позволяющий в условиях отлично воспроизводимых опытов установить строение материи на субатомном уровне!
— Всё это так, Владимир, но ты забыл одну "маленькую" вещь. Мы — это прежде всего Секретный, Военный Объект, кующий "меч-кладенец" для Победы СССР в грядущей Второй Мировой Войне!
И ради смешных амбиций никто не позволит публиковать результаты наших исследований в открытой международному сообществу физиков научной прессе!
— Неужели нет никаких возможностей?! — в голосе Владимира зазвучало настоящее отчаяние. Это же целая россыпь Нобелевских Премий!
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
