Archive for the 'Kodolfizika' Category

Nu tad beidzot kaut kas par kodolfiziku

Ja regulāri lasāt manas piezīmes, tad tagad ir īstais brīdis izteikt savu neizpratni. Neskatoties uz sava tīmekļa žurnāla gaŗo, grūti iegaumējamo un visnotaļ pretenciozo nosaukumu es vēl joprojām par kodolfizikas noslēpumiem nekā daudz sarakstījis neesmu (slavas dziesmas Ignalinas AES jau nav nekādi noslēpumi). Esmu nolēmis laboties un iepazīstināt Jūs ar ko pavisam kodolfizisku un noslēpumainu.

Iedomājieties, ka dzīvojat 20. gadsimta 50. gadu otrajā pusē! Šķiet, pasaulē saulīte spīd spožāki: Staļins ir miris, apglabāts un nosodīts, ASV un PSRS sacenšas, kuŗas raķetes pirmās sasniegs kosmosu, nevis otras valsts teritoriju, naftas pietiek un pāri paliek, globālās klimata izmaiņas vispār nevienam sapņos nav rādījušās, zinātnieki katru dienu izgudro kaut ko jaunu un pilnīgi nepieciešamu — vārdu sakot, lai gan imperiālistiskās haizivis/sarkanais mēris (atkarībā no tā, kuŗai pusei piederat pats) vēl joprojām ir vērā ņemams drauds, tomēr aukstajā kaŗā iestājies kas līdzīgs atkusnim un pat sazēluši zinātnes un tehnikas progresa sniegpulkstenīši.

Viens no šādiem sniegpulkstenīšiem ir atomenerģija. Lai gan pirmā plašākas publikas sastapšanās ar atomenerģiju bija, maigi izsakoties, bībelisku apjomu iznīcība, pekles padibenes zemes virsū un asinis stindzinošas šausmas, tomēr kopš Hirosimas jau pagājuši desmit gadi, un cilvēki pamazām to piemirsuši. Arī lidmašīnas daudzi cilvēki pirmoreiz ievēroja tad, kad tās uz viņiem meta bumbas, bet vai tamdēļ nīst aviāciju?

Atomenerģija tik lieliski iemieso visu zinātnes sasniegumu būtību, ka dzejiski noskaņoti žurnālisti pat runā par „kodollaikmetu“. Atomenerģija ir kas pavisam jauns. Līdz tam pazīstamā degviela bija variācijas par vienu tēmu — malka, ogles, nafta — kaut kas, kur ir ogleklis, un enerģiju dabū, to sadedzinot. Atomenerģija ir pilnīgi atšķirīga un gandrīz vai maģiska. Tur nekas nedeg — tur dalās atomi. Kodoldegviela ir neiedomājami efektīva — neliels metāla stienis var dot tikpat enerģijas, cik veseli ogļu kalni. Atomenerģija ir tīra (līdz Černobiļai vēl tālu) — atomreaktoriem nav gaŗu, mūžīgi dūmojošu skursteņu. Atomreaktora darbinieks ir daudz pārāks par ogļu kurtuves kurinātāju — viņš ir izglītots, tīrs un staigā baltā uzsvārcī. Vai var iedomāties labāku zinātnes sasniegumu simbolu — zinātne mūs atbrīvojusi no netīra, smaga un neefektīva darba, tā vietā sniedzot brīnumainu, jaunu enerģiju, kas turklāt pieejama gandrīz neierobežotos daudzumos!

Jā, atomenerģija ir modē, un katrs, kas vien var, mēģina pagozēties kodolslavas saulītē. Tēvzeme noteikti jūtas daudz drošāk, ja tās krastus sargā atomzemūdenes. Jūrnieki kļūst daudz nopietnāki un cienījamāki, ja viņu flotes priekšgalā peld atomledlauzis. Enerģētika no tehnikas nozares kļūst par zinātni, jo nu tai ir atomelektrostacijas. Lai uz atomenerģijas rēķina izskatītos modernāk un prestižāk, nav pat vajadzīgi jau uzbūvēti reaktori — pietiek ar plāniem. Jau tā ļoti modernā kosmonautika kļūst vēl modernāka, kad zinātnieki stāsta, kā viņi būvēs atomraķetes. Lidotāji, kas kopš sākta gala bijusi romantiska profesija, kļūst vēl romantiskāki, kad plāno pārsēsties atomlidmašīnās. Un, acīmredzot tādēļ, lai neatpaliktu no attīstītākiem transporta veidiem, kodolplānus kaļ arī kāds pasens un jau mazliet novecojis transporta veids — dzelzceļš.

Vispār jau atomenerģija dzelzceļā nav nekas neparasts, to izmanto arī mūsdienās un, iespējams, jūs esat braukuši atomenerģijas darbinātā vilcienā, paši to neapzinoties. Arī piecdesmitajos gados tas nav nekas nedzirdēts: elektriskie vilcieni gan vēl joprojām ir jaunums, tomēr jau diezgan bieži sastopams, un elektrību šiem vilcieniem piegādā arī atomelektrostacijas. Tomēr parasto dzelzceļu pārtaisīt par elektrisko ir dārgi un grūti, un vismaz Padomju Savienībā dzelzceļu ir vairāk nekā saprašanas. Turklāt bieži vien šāds dzelzceļš iet tūkstošiem kilometru pa nekurieni, pāri tuksnešiem, stepēm un tundrām. Vārdu sakot, ķēpa liela.

Tādēļ apķērīgie padomju inženieŗi kaļ jaunu plānu. Viņi nolēmuši ņemt piemēru no ledlaužiem un zemūdenēm — ja jau uz kuģa var uzlikt kodolreaktoru, tad kāpēc ne dzelzceļa lokomotīvē? Un tā 50. gadu vidū N. Baumaņa Maskavas Tehniskā augstākā skola visā nopietnībā ceļ priekšā projektu lokomotīvei ar iebūvētu kodolreaktoru.

Atomlokomotīve

Protams, 50. gadu Padomju Savienībā nav jāuztraucas, ka cilvēki iebildīs pret to, ka gar viņu mājām braukā kodolreaktori. Galu galā, tiem, kas pārāk iebilst, var nodrošināt arī citas mājas aiz Polārā loka, kur kodolreaktori būs tā mazākā problēma. Tomēr N. Baumaņa Maskavas Tehniskās augstākās skolas draudzīgais kolektīvs par drošību tomēr ir padomājis. Vispār lokomotīves konstrukcija ir diezgan asprātīga.

Tā ir paredzēta parastā platuma sliežu ceļam, tāpēc ir diezgan izstiepta — 50 metrus gaŗa, lai tur satilptu ne tikai reaktors, bet arī betona aizsargapvalks, ģenerators un tumsā spīdošs mašīnists. Lai tāda lokomotīve varētu pagriezties, tā veidota no divām sekcijām. Kodolreaktorā (1) par kodoldegvielu izmanto urānu, bet par palēninātāju (tas vajadzīgs, lai regulētu kodolreakcijas ātrumu) — grafītu. Tam visapkārt ir betona aizsargapvalks (15), bet, tā kā kodolreaktors ir tieši aiz mašīnista kabīnes, starp kabīni un reaktoru ir vēl papildu betona siena (16) (tas tādēļ, lai sadursmes gadījumā pretimbraucošā lokomotīve ietriektos betona klucī, nevis uzreiz kodolreaktorā). Lielākā daļa kodolreaktoru (arī šis) strādā līdzīgi elektriskajai tējkannai: arī tur ir metāla stieņi, kas paliek karsti un vāra apkārt esošo ūdeni, tikai kodolreaktorā stieņi ir no urāna un tiem nepievada elektrību — tie sakarst kodolreakcijas rezultātā. Vēl viena atšķirība ir tā, ka parasti kodolreaktora galaprodukts nav vis karsts ūdens tējai, bet gan pārkarsēts tvaiks (tāds, kam vairāk par 100 ˚C), kas pēc tam griež turbīnu. Tomēr šis kodolreaktors būvēts asprātīgāk. Inženieŗi apzinājušies, ka lokomotīves mēdz salūzt, tādēļ veidojuši to tā, lai radiācija skartu pēc iespējas mazāk detaļu — tad tās nepaliek radioaktīvas, un tās daudz vieglāk nomainīt. Tādēļ ūdens vietā reaktors silda šķidru nātriju (šim metālam ir zema kušanas temperatūra, kas šeit ir tieši laikā), kas no reaktora ar sūkni (11) tiek pārsūknēts noslēgtā caurulē un pēc tam sasilda tādu pašu šķidru nātriju, tikai otrā noslēgtā caurulē. Radioaktīvais nātrijs ar neradioaktīvo nātriju nesaskaras, tādēļ neradioaktīvais nātrijs radioaktīvs nekļūst. Tad nātrijs sakarsē ūdeni, kas kļūst par pārkarsētu tvaiku — un arī tvaiks vairs nav radioaktīvs. Apķērīgi, vai nav tiesa? Tvaiks griež turbīnu (7). Būtu ļoti jauki, ja turbīna uzreiz grieztu vilciena riteņus, tomēr inženieŗu domas lidojums nav tik radikāls — turbīna griež elektroģeneratoru (9). Elektroģenerators ražo elektrību, elektrība baro elektrodzinējus, kas tad nu beidzot griež vilciena riteņus. Tvaiks pēc tam nonāk kondensatorā (10), kur tas atkal pārvēršas ūdenī. Ūdens pēc tam atkal tiek sakarsēts, atkal pārvēršas tvaikā, atkal griež turbīnu, lokomotīve traucas uz priekšu, uz jaunām tālēm, uz jaunām padomju inženieŗtehniskās domas uzvarām.

Par laimi, padomju inženieŗu drosmīgie plāni tālāk par plānošanu tā arī netika. Lai gan kodolreaktoram tik tiešām ir zināma līdzība ar elektrisko tējkannu, tas tomēr nav elektriskā tējkanna — dzelzceļa mašīnistu ar arodskolas izglītību pie kodolreaktora pults sēdināt nedrīkst. Bet kodolfiziķu Padomju Savienībā pat atomelektrostacijām īsti nepietika. Tāpat neaizmirsīsim, ka lokomotīves mēdz nokļūt avārijās — ja lokomotīvei ir atomreaktors un dažas mucas šķidra nātrija, maza avārija var viegli kļūt par paprāvu ķezu, bet paprāva ķeza — par vietēja mēroga kodolholokaustu. Bet, protams, visaizkustinošākā plāna detaļa ir tā, ka tad, ja tas tik tiešām tiktu īstenots, Padomju Savienībā urāns glabātos ne tikai atomelektrostacijās un militārās bāzēs, bet arī daudzos lokomotīvju depo. Iedomājieties, kādas iespējas pavērtos starptautiskajam terorismam.

Tā nu atomdzelzceļa nākotne beidzās, vēl nemaz nesākusies. Un, kā teiktu Gunārs Jākobsons, labi, ka tā.

Ak jā, un lai nesanāktu apsmiet tikai Padomju Savienību, neaizmirsīsim arī ASV. Viņi PSRS kārtējo reizi saliek vienos vārtos — tur tolaik plānoja būvēt vieglo atomautomašīnu.

P.S. Informāciju un bildīti smēlos no ļoti aizraujošas tautas izglītošanai paredzētas brošūras „Kodoldzinēji“. Autors ir R. Perelmanis, izdota Latvijas Valsts izdevniecībā 1959. gadā. Liels paldies viņam. Un nesakiet AKKA/LAA, ka es te nodarbojos ar plaģiātu.