ATOMINIAI VARIKLIAI

DR. INŽ. J. VĖBRA

 (Tęsinys)

Artimiausiu laiku tenka laukti dar didesnio tyrinėjimų suintensyvinimo atomines energijos visokeriopo panaudojimo srityse, nes JAV vyriausybė yra sudariusi palankias sąlygas šiame darbe pasireikšti privačiai iniciatyvai.

1938 metais uranijaus kilogramas kainavo maždaug tiek, kiek 2 1/2 tonų anglies. Kadangi uranijaus kilogramas atstoja apie S000 tonų anglies, tai atominis kuras išeitų apie 1000 kartų pigesnis. Tiesa, 1943 metais uranijaus kaina buvo pakilusi, lyginant su prieškarine, apie 7 kartus, o anglies — tik pustrečio karto. Šiandien privačioj rinkoj uranijaus kaina labai aukšta, bet ji nereali: ginklavimosi karštligei praėjus, reikia tikėtis, kad įsibėgėjusios uranijaus ir torijaus kasyklos patieks šiuos metalus ganėtinai pigiai, ir jų kaina tesudarys tik labai nedidelę dalį tokiam pat energijos kiekiui gauti reikalingų anglių kainos. Be to, čia, praktiškai, nėra transporto problemos: uranijaus kaina visur būtų vienoda, žinoma, kuras nėra vienintelis energijos kainos faktorius:    pasilieka pradinio įrengimoir jėgainės naudojimo išlaidos, kurios tuo tarpu atominei jėgainei nepalankios. Tačiau atomo skilimo atpalaidojimo technika be paliovos tobulėja, su ja susiję pavojai pranyksta, įrengimai atpinga. Netenka abejoti, kad po vieno kito dešimtmečio atominė energija rimtai pradės konkuruoti anglimi kūrenamas ir net hidroelektrines jėgaines. Pastarosios brangios ir nevisur įmanomos. Anglies ištekliai žemės plutoje baigiasi. Jos užtektų dar 200 metų, bet anglį reiktų rezervuoti cheminei pramonei — organinių junginių gamybai — kur jos panaudojimas būtų daug tikslingesnis.

Ekonomiškiausias atominių jėgainių panaudojimas būtų tiesioginiam patalpų šildymui, net netransformuojant atominio židinio šilimos į elektros energiją. Tokiam atominės energijos panaudojimui ypatingai būtų palankūs šalto klimato kraštų didmiesčiai, toki kaip Londonas, Berlynas, Petrapilis, Maskva, Tokio, Čikaga. Tokių šildymo centrinių realizavimas išlaisvintų miestus nuo didžiosios dalies dulkių ir dūmų.

Pirmųjų atominių jėgainių pasirodymo tenka laukti anglies klodų neturinčiuose kraštuose, kaip pvz. Argentina, Brazilija, Pietų Afrika. Kuro transporto sunkumai ir užsienio valiutos visuomet opi problema tokius kraštus nuteiks palankiai atominės energijos atžvilgiu.

Toliau, atominė energija ras palankią dirvą tuose kraštuose, kurie turi daug geležies rūdos, bet neturi (arba turi nepakankamai) kokso gamybai tinkančios anglies. Prie tokių kraštų priklauso Indija ir net Anglija, kurių anglies tik nedidelė dalis tinka koksui, šiuose kraštuose plieno gamybos idėja nenaudojant kokso, beabejo, turi būti populiari ir privesti prie rimtų pastangų įsirengti atomines jėgaines, kuriose pagaminta elektros energija skaldytų vandenį į deguonį bei vandenilį ir pastarasis būtų naudojamas geležies ir rūdos redukcijai į plieną. Tuo labiau, kad kai kurie tokių kraštų (Indija, Brazilija) turi didelius išteklius nuosavo atominio kuro (torijaus).

Eilėje kitų metalurgijos šakų irsunkiosios pramonės sričių — trąšų, cemento, plytų gamyboj — taipogi atominės kilmės šilima ar elektra galėtų palankiomis aplinkybėmis pakeisti anglį.

Tam tikrą laiką, beabejo, vyks rungtyniavimas tarp uranijaus ir anglies, bet tolimesnė ateitis priklauso atominiam kurui, tuo labiau, kad, kaip minėjome, anglies ištekliai pradeda išsekti, o uranijaus žemės plutoje yra gana daug: apie 20 kartų daugiau negu sidabro. Be to, uranijui į pagalbą ateina torijus, kuris leidžiasi transformuojamas į lengvai skylantį uranijaus izotopą-233. Ateityje gali išryškėti ir daugiau elementų, kurie tam tikromis aplinkybėmis atpalaiduotų savo branduoliuose sukauptą energiją.

Atominio variklio(pastovios atomines jėgainės) realizavime sunkiausia sprendžiamas skydo klausimas, t. y. apsauga variklio naudotojų nuo atominio židinio skleidžiamų neutronų ir gama-spindulių. Be to, atominio variklio specifinis galigumas (galingumas palygintas su svoriu) turi būti didelis, o tai gali būti pasiekta tik prie labai aukštos darbo temperatūros. Mašinų gi statyboje, kurios turi veikti prie 1000°C ar daugiau, mechaniškai bei šiluminiai atsparių medžiagų ir tepalų problema sudaro konstruktoriams daug rūpesčių. Neatsižvelgiant į visokeriopus sunkumus, atominio variklio studijos jau toli pasistumėjusios. Atsižvelgiant į didelę jo karinę reikšmę, atominio variklio studijoms lengviau buvo surasti lėšų ir sutelkti didesnį būrį tyrinėtojų. Šiandien atominis variklis jau yra tapęs realybe ne tik karo laivuose, kurie dėl variklio svorio mažiau turi varžytis, bet ir lėktuvuose.

Konstruktorių išradingumui pasireikšti čia labai plati dirva. Atominių variklių modelių yra sugalvota didelė daugybė. Čia pateikiame keletą schemų iš konstruktoriaus A. Kalitinskio kūrybos.

Laivuose ir dideliuose lėtesniuose lėktuvuose galėtų būti naudojamas turbininis atominis variklis. Šio variklio pagrindinės dalys yra atominis židinys, turbina, kondensatoriusir siurblys. Del aukštos darbo temperatūros, vietoj paprastose turbinose vartojamo vandens, čia reiktų vartoti gyvsidabrį. Atominiame židinyje gyvsidabris pavirsta garais, kurie aukštoje židinio temperatūroje įkaista ir išvysto didelį slėgimą. Šie įkaitę gyvsidabrio garai išsiple-

čia uždaro ciklo turbinoje ir suka variklio veleną. Atidirbę garai atvėsta ir kondensuojasi į skystą gyvsidabrį, kuris siurblio pagalba vėl įšvirkščiamas į atominį židinį, ir taip ciklas nuolatos kartojasi.

Didelio greičio lėktuvams labiau tiktų turbo-sprausminis atominis variklis, kuris atominio židinio šilimą naudotų paprasto oro pagalba.

Kompresoriaus suspaustas oras patektų į atominį židinį, įkaistų, iš dalies turbinoje išsiplėsdamas suktų oro suspaudimo kompresorių ir pagaliau, išsiverždamas per sprausmę, išplėstų didelę stumiamąją jėgą.

Ypatingai didelio greičio lėktuvuose galbūt pavyktų panaudoti visiškai paprastą atominį variklį, susidedantį tik iš atominio židinio ir sprausmės. Oras patektų į židinį per variklio gerklę (lėktuvo pryšakį), būtų suspaustas paties lėktuvo greičio, židinyje įkaistų iki labai aukštos temperatūros, pagaliau išlėktų per sprausmę ir išsiplėsdamas išvystytų milžinišką stumiamąją jėgą

Turbininį variklį, kuriam reikalingas propeleris, o lygiai ir turbo-sprausminį arba grynai sprausminį atviro ciklo variklį naudojančiolėktuvo pajėgumas būtų mažesnis, kuo didesnis jo skridimo aukštis (kuo retesnis oras). Todėl stratosferiniuose lėktuvuose ir raketose reiktų naudoti sprausminį atominiai-vandenilinį variklį. Tokio lėktuvo veikimo spindulys būtų ribotas, nes tektų pakelti suskystinto vandenilio atsargą ir jį vartoti vietoj oro. Bet vandenilio lyginamasis impulsas prie vienodos temperatūros apie 3 kartus didesnis, negu vandens arba oro, tad jo pagalba būtų galima išvystyti ir dideliuose aukščiuose labai didelį greitį, kuris gal būt prašoktų tangentinį žemės greitį ir įgalintų raketą ar lėktuvą išsilaisvinti iš žemės traukos.

Karo laivuose jau yra atominių variklių tarnyboje. To paties galingumo atominis variklis kol kas kainuoja apie 10 kartų brangiau už anglinį ar žibalinį (apie 1400 $ už kiekvieną kw), bet įgijus daugiau patyrimo šių variklių statyboje, jų kaina neabejotinai kris. Būsimame kare pasirodys ne tik atominiais varikliais varomi didelio greičio laivai, bet ir iki šiol negirdėto galingumo stratosferiniai lėktuvai, kurių veikimo spindulys praktiškai bus neribotas.

(Sekančiame numeryje tilps šio straipsnio pabaiga).