Атомная энергетика. Сложно представить наш современный мир без нее. Тысячи городов и мегаполисов получают электроэнергию от атомных электростанций, а подводные лодки с атомной энергетической установкой (АЭУ) могут идти под водой до полугода без единого всплытия на поверхность воды. Еще в начале XX столетия многие ученые мира возлагали большие надежды на атомную энергетику и пытались создать множество технологий, основанных на энергии расщепления атома: от наземного и морского транспорта, до космических кораблей и спутников. Вскоре самое обширное применение атомная энергетика получила в качестве корабельного источника питания и атомных электростанций. В данной статье мы рассмотрим первые и самые значимые попытки создания судов и кораблей на источниках ядерной энергии, которые в будущем станут основоположниками для атомного флота разных стран мира.
Первым судном с ядерной энергетической установкой является атомная подводная лодка США «Наутилус» (USS «Nautilus» SSN-571), спущенная на воду в 1954 году. Исследования по созданию корабельного реактора велись еще с 1939 года, но события Второй Мировой войны заставили отложить разработки атомной энергетики и сконцентрировать их на более первичной задаче — создание атомного оружия. В 1946 году Центр корабельных исследований ВМС США продолжил работу по созданию корабельной атомной энергетической установки, и уже к 1949 был разработан первый проект. «S2W» — марка АЭУ, имеющая тепловую мощность в 50 МВт. Корпус имел цилиндрическую форму диаметром 2.8 м и высотой в 3 м. Общая масса корпуса реактора с установленной сферической крышкой составляла 35 тонн. Сам реактор «S2W» является модернизацией реактора «S1W», который был прототипом энергетической установки для «USS Nautilus». Различие этих установок заключалось лишь в их габаритах, позволяющее установить их в корпус подводной лодки. Реакторы «S1W» и «S2W» являются водо-водяными реакторами под давлением, топливо использовалось на основе Урана-235. С такой установкой подводная лодка «Наутилус» имела надводную скорость в 20 узлов и подводную в 23 узла. Подводная лодка «Наутилус» стала первой подводной лодкой, которая смогла достичь Северного полюса подводным ходом. В 1958 году пережил несколько аварий такие, как проникновение забортной воды внутрь корпуса и воспламенение тепловой изоляции одной из турбин, но они были благополучно ликвидированы, и подводная лодка несла свою службу вплоть до 1980 года, когда ее вывели из состава ВМС США и создали из нее исторический музей.
В Советском Союзе также проводилась научная работа в области корабельных ядерных энергетических установок. Подводная лодка проекта 627 «Ленинский комсомол» (К-3) является первой советской атомной подводной лодкой, спущенная на воду 9 августа 1957 года. АЭУ была создана на основе водо-водяного реактора на тепловых нейтронах «ВМ-А». Реактор использовал в качестве топлива двуокись урана 235 и имел тепловую мощность в 70 МВт. Основным отличием подводной лодки К-3 от USS «Nautilus» была форма носовой оконечности, специально адаптированная под подводный ход. Благодаря этому К-3 имела ход под водой в 28–30 узлов. Так как задача на проектирование и строительство первой советской атомной подводной лодки была поставлена в 1952 году, К-3, фактически, была разработана и построена за 5 лет, что вкупе с первыми опытами эксплуатации корабельной АЭУ, привело ко многим авариям на лодке. Но это не помешало ей благополучно нести службу и в 1991 году она была выведена из состава флота и переоборудована в плавучий музей, по проекту КБ «Малахит».
Самым известным советским судном с корабельной АЭУ является ледокол проекта 92М «Ленин», который стал первым в мире гражданским судном с ядерным реактором. Заказ на него был получен в 1953 году, после чего началось его активное конструирование. К 1957 году судно было спущено на воду, а ядерная установка была установлена и смонтирована к 1958 году. Ледокол был оборудован тремя реакторами первого поколения «ОК-150» петлевой компоновки, работавшего на диоксиде урана. Реактор являлся водо-водяным реактором под давление и имел тепловую мощность в 90 МВт. Корпус имел цилиндрическую форму, выполненный из углеродистой стали. С данной установкой он успешно эксплуатировался до 1967 года, где АЭУ была заменена на реактор второго поколения «ОК-900». Данный реактор был спроектирован как водо-водяной реактор блочного типа и имел тепловую мощность в 170 МВт. Ледокол имел на борту два реактора типа «ОК-900», что выдавало мощность на винтах в 44 000 л.с. Атомным ледоколом «Ленин» было проведено во льдах 3700 судов, что показало его высокую эффективность использования АЭУ на судах ледокольного типа.
Еще одним ярким примером в истории является торговое судно «Otto Hahn» немецкой верфи «Howaldtswerke-Deutsche Werft». Судно, получившее название в честь немецкого химика Отто Гана, который ввел понятие расщепление урана, было заложено 1963 году, и уже к 1964 году спущено на воду. Оно имело водо-водяной реактор кипения с тепловой мощность в 38 МВт и давлением теплоносителя в 6.3 МПа. Главным изменение в энергетической установке заключалось в том, что компоновка АЭУ была выполнена в моноблочной виде, то есть активная зона реактора и парогенератор располагались в одном стальной корпусе. Данная конструкция позволяла создать энергетическую установку меньших габаритов, увеличивала ее надежность, а также уменьшала поток излучения на корпус моноблока. В 1979 году, после 15 лет службы в качестве торгового и исследовательского судна, был деактивирован и удален реактор, который заменили на дизельную установку.
Атомная энергетика не стоит на месте. Со времени конструирования и спуска на воду первой атомной подводной лодки, атомные энергетические установки постоянно усовершенствовались и модернизировались. Они стали более компактными, мощными, надежными, а самое главное — более безопасными, ведь из каждой аварийной ситуации были извлечены уроки и сделаны выводы. Сегодня Россия начала следующий виток истории атомного флота — освоение и исследование Арктики, арктического шельфа. Это даст толчок к дальнейшему развитию корабельной атомной энергетики и поспособствует ее дальнейшему исследованию на благо человечества.
Литература:
- Реакторные установки // АО «ОКБМ АФРИКАНТОВ». URL: http://www.okbm.nnov.ru/reactors (дата обращения: 22.08.2018).
- ПЕРВЫЙ В МИРЕ АТОМНЫЙ РЕАКТОР АППУ ОК-150 ДЛЯ ЛЕДОКОЛА «ЛЕНИН» // Нижегородские новации. URL: https://novation-nn.ru/atomnyj-reaktor-appu-ok-150/ (дата обращения: 22.08.2018).
- NS Otto Hahn // GlobalSecurity.org. URL: https://www.globalsecurity.org/military/world/europe/ns-otto-hahn.htm (дата обращения: 23.08.2018).
- Otto Hahn (ship) // TÜRK ARAMA MOTORU. URL: https://www.turkaramamotoru.com/en/otto-hahn-ship-1031601.html (дата обращения: 23.08.2018).
