Город реакторов (репортаж второй)

Своим рождением "Арбус" (Арктическая блочная установка) "обязан" северной тундре, таежным дебрям, всем тем местам, что удалены от крупных промышленных центров и где живет пока очень немного людей.

Лишь одинокие поселки разбросаны в тайге и тундре. И вовсе не потому, что мало природных богатств хранит в себе земля. Нет железных дорог, нет надежной связи, огромные пространства еще недостаточно изучены. И нет самого главного - электроэнергии, которая не только дарит человеку тепло и свет, но и дает жизнь технике, а без нее осваивать новые районы сегодня невозможно.

Да, на севере страны вырастут электрические гиганты, заводы и комбинаты, появятся новые города, по все это начинается сегодня, в наши дни в почву бросаются семена, которые должны дать богатые всходы в будущем. А пока первопроходцы уходят в тайгу, лишенные мощного оружия - электроэнергии. Правда, кое-где есть крохотные электростанции, работающие на жидком топливе. Они вполне оправданны, по "пища" для них обходится слишком дорого, так как нередко ее доставляют па самолетах.

Атом, вездесущий добрый атом, и здесь произносит свое веское слово.

- Это первая в мире атомная электростанция с органическим теплоносителем, - ведет рассказ начальник "Арбуса" Василий Дмитриевич Тетюков.

Мы стоим на реакторе, и ученый говорит медленно, рисуя на клочке бумаги схемы:

- Около года действовал "Арбус". После самых различных исследований, естественно, обнаружились недостатки. Установка новая, простительно. Я уверен, что она явится прототипом атомных электростанций, которые будут строить в "крайних точках" страны. Почему? По некоторым показателям другие АЭС безоговорочно уступают ей... "Арбус" сравнительно легкий, весит 365 тонн. Это немного. Самый тяжелый блок - 20 тонн. А это значит, что "Арбус" можно перевезти любым видом транспорта практически в любое место. Если добавить, что он надежен, легко собирается из блоков, прост, удобен, то понятно, почему везде, где требуется не столько много энергии, станция, аналогичная "Арбусу", станет незаменимой...

- Но ведь известно, что АЭС достаточно громоздки, требуют большого труда. Как же удалось сделать "Арбус" легким, компактным?

- Большинство АЭС работает по пароводяному циклу. Вода проходит через активную зону, нагревается и следует в теплообменник, где отдает свое тепло воде второго контура, которая превращается в пар и уже используется для получения электроэнергии. Но вода, "соприкасаясь" с реактором, становится радиоактивной, поэтому весь первый контур приходится окружать биологической защитой. Усложняются конструкции, повышается стоимость атомной электростанции.

- Почему же здесь, на "Арбусе", я не вижу бетонных стен и стальных дверей, так хорошо знакомых каждому, кто хоть раз побывал на атомной установке? Неужели их нет?

- Нет, - подтверждает Василий Дмитриевич, - и не должно быть. Первый контур нерадиоактивен. Даже когда станция включена на полную мощность, это помещение ничем не отличается от остальных. В этом и заключается важная особенность нашего первенца.

В реакторе, казалось бы, все подвержено облучению. А если есть такое вещество, которое ему не поддается?.. Физики долго пытались найти "безопасный" теплоноситель. Трудились настойчиво, кропотливо, искали несколько лет. И нашли! У признанных ветеранов-теплоносителей - воды, расплавленных металлов и газов - появился соперник: газойль (газовое масло), знакомый нам как дизельное топливо. Оказывается, он почти не активируется при мощной радиации. Конечно, прежде чем направить в реактор, газойль нужно очистить от примесей, в особенности от серы.

Как подчас трудно прийти к довольно простым решениям! Газойль - топливо, его назначение - сгорать. И очень странно, что горючее посылается в самое пекло - к активной зоне, где полыхает "ядерный огонь". Но как, ни парадоксально, газойль выполняет роль прямо противоположную - охладителя. Пожарники с опаской посматривали на "Арбус", держа наготове свое снаряжение. Они замучили ученых, излишне часто устраивая тренировки. Но, ко всеобщему удовольствию, установка проработала год и в противопожарном отношении оказалась безупречной...

Итак, нужен чистый газойль. После путешествия по реактору он так же безопасен, как и в начале пути. И сразу же атомная электростанция приобрела иной вид. Биологическая защита первого контура исчезла. Если на обычной АЭС трубопроводы из нержавеющей стали, специальные насосы, арматура, то здесь ничего подобного нет. Требования к оборудованию не превышают тех, которых придерживаются на обычном нефтеперегонном заводе. Более того, это оборудование серийно изготовляется промышленностью. Первый контур "Арбуса" собран из деталей, при взгляде на которые и химик, и энергетик признают их своими. А если учесть, что давление паров в 20 раз меньше, чем на водяных АЭС, отсутствует коррозия, то понятно, почему в экономическом соревновании станций небольших мощностей "Арбус" выигрывает.

Значит, такие АЭС очень выгодны, почему же их не строят?

- К сожалению, мощность станций на органическом теплоносителе ограничена, - отвечает В. Д. Тетюков. - Это связано с тем же теплоносителем. Тот самый газойль, который сослужил нам добрую службу, превращается во врага. В нем образуются полимеры. И чтобы теплоноситель не терял своих замечательных качеств после выхода его из реактора и перед тем как он отправится туда вновь, нужно эти полимеры или удалить, или опять превратить в газойль... В первом контуре появился блок регенерации - чтобы после обучения возвращать газойлю его прежние "антирадиоактивные" свойства...

Небольшое отступление в прошлое и за пределы нашей страны, в Америку. Ученые США давно подступались к такого типа атомным электростанциям. Более того, даже начали строительство первой АЭС с органическим теплоносителем. Но ничего не могли поделать - он разлагался. Попробовали восстанавливать, используя метод дистилляции, но электроэнергия все равно стоила очень дорого. Американцы вынуждены были прекратить эксперименты.

Вторыми стартовали советские физики. В августе 1963 года в помещении старого склада НИИ АР атомная электростанция начала действовать! Регенерация, разработанная нашими учеными, выдержала экзамен. Только после того как американцы узнали об этом, они вернулись к исследованиям, интенсивно наверстывая упущенное. Теперь у них есть аналогичный реактор - "Пику а"...

Для "Арбуса" в год требуется несколько тонн газойля. За это же время сжигается два килограмма урана. Подобной же мощности дизельная установка потребляет около 1500 тонн топлива. А если учесть, что одной зарядки реактора горючим хватает на два года, то легко подсчитать, насколько выгодна такая электростанция где-нибудь на Севере.

Ядерный реактор не только стал "полярником". Сегодня он приобретает еще одну профессию - превращает соленую воду в пресную, ту самую, которая утоляет жажду...

Но прежде чем рассказать об этом, вернемся к тем дням, когда самолет прославленного французского писателя и летчика Аптуана де Сент-Экзюпери потерпел аварию в Сахаре. В книге "Земля людей" есть такие строки:

"Здесь можно прожить лишь девятнадцать часов без воды. А что мы пили со вчерашнего вечера? Несколько капель утренней росы! Но северо-восточный ветер господствует по-прежнему и немного замедляет испарение влаги из наших тел. Эта завеса способствует образованию туч высоко в небе! О! Если бы они спустились к нам, если бы пошел дождь! Но в пустыне никогда не идут дожди...

Вода!

Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, пи запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца.

Ты самое большое богатство на свете, но и самое прихотливое, ты самая чистая в чреве земли. Можно умереть возле источника с водой, отравленной окисью магния. Можно умереть в двух шагах от соленого озера. Можно умереть, несмотря на два литра росы, которая содержит остаток некоторых солей.

Ты не приемлешь никаких примесей, ты не выносишь порчи, ты - пугливое божество...

Но с тобой вливается в нас бесконечно простое счастье".

Живительная влага спасла Сент-Экзюпери и его механика. За те несколько часов, которые им пришлось провести в пустыне, они узнали настоящую цену воде.

На две трети покрывает Землю Мировой океан. Если бы марсианин облетел нашу планету на космическом корабле, он непременно сообщил бы своим соотечественникам, что это очень странная планета, пожалуй, единственная в Солнечной системе, на которой так много воды.

Но он ошибся бы, потому что воды и много, и очень мало. Много - она занимает огромную площадь, мало - так как пресной воды всего лишь два процента из общего запаса. А именно без нее человек не может прожить более трех суток.

Но даже не количество пресной воды смущает ученых. Сказать по совести, ее достаточно, чтобы удовлетворить нужды около четырех миллиардов человек, живущих на Земле. Ведь в гидросфере почти полмиллиона кубических километров пресной воды. Драгоценного "питьевого полумиллиона" хватило бы, если бы... если бы пресная вода была равномерно распределена по планете.

Множество районов на земном шаре обделено природой: Ближний и Средний Восток, Северная и Центральная Африка, Южная и Северная Америка, колоссальные пространства Азии... Недаром вода ценится там, на вес золота. Ничто не может выдержать палящих лучей солнца: мертвая земля, нет растительности. Можно проехать сотни километров и не встретить ни одного человека. Но стоит лишь где-то прорваться наружу ручейку и появиться крохотной речке или озерцу, как сразу же рядом возникают поселения. Причем размеры источника строго регламентируют число жителей. Мало воды - их мало, вода в избытке - и рядом уже сверкает огнями неоновых реклам огромный город.

Большая беда, если в стране не хватает пресной воды. Но с природы взятки гладки. И надо исправлять то, что она не предусмотрела. Бывает, что "лимиты" вызываются и другими причинами.

Развитие промышленности, сельского хозяйства, увеличение населения - все, что присуще современной цивилизации, неизбежно приводит к недостатку воды. Ее потребляется все больше и больше, но естественные запасы не увеличиваются. Вот и встает вопрос: как быть?

Советский Союз не испытывает такого "водного голода", как, скажем, в Аравии, где люди подчас не подозревают о существовании дождевого плаща. Увидев, как мы прячемся от ливня, они пришли бы в недоумение. На подавляющем большинстве территории нашей страны пресной воды в избытке, ее будет достаточно и нашим далеким потомкам через сотни лет. Однако в некоторых местах вода все еще дефицитна.

Мы помним по книгам и кинофильмам, как в Средней Азии существовала торговля водой, как, пользуясь тем, что источник воды находится на его земле, бай безжалостно эксплуатировал крестьян. Известно и о том, что между Каспием и Аральским морем тоже нет воды.

В Донбассе вода есть. Но в шахтах она засолена и потому непригодна. Ученым приходится ломать головы, как проложить два канала. Один - чтобы отводить засоленные воды и сбрасывать их в Сиваш, другой - для транспортировки пресной воды в Донбасс.

Вода есть и под землей. Во многих случаях она очень хороша: пить ее - одно наслаждение. Но в подземных кладовых таятся и другие источники - засоленные. Пробираясь на поверхность, они не способствуют развитию жизни, растительности, а, напротив, убивают ее. Почвы засолоняются. Бело-голубоватые пятна на лице земли - как лишаи, и сеять, например, там нельзя. Нет и эффективных способов борьбы с засоленностью. Выход один: заставить воду превратиться из соленой в пресную. Необходимость в этом ощущается везде, на любом континенте, практически в каждой стране, особенно в той, которая примыкает к океану или морю.

И поэтому не удивительно, что сотни ученых мира занимаются одним: как удалить из морской воды соль.

Самый простой способ - получить из нее лед. Одна из величайших загадок природы - такое превращение. Никто не может достаточно убедительно объяснить, почему при замерзании соленая вода так меняет свои свойства. Но факт остается фактом. В Ледовитом океане из соленой воды образуется пресная лишь в твердом состоянии.

Северяне издавна пользуются этим. Однако обеспечить пресную воду для снабжения крупного города таким способом невозможно.

Другой способ - ровесник первому. Но им пользуются только южане.

Известно, что, фильтруясь через грунт, вода обессоливается, притом настолько сильно, что становится годной к употреблению.

Рядом с соленым источником выкапывают лунку. Через некоторое время там появляется вода. Слой почвы "отбирает" соли, и при известной привычке эту воду можно пить. Разумеется, она не столь приятна, как в московском водопроводе, но выбора нет, если изнываешь от жажды.

Оба этих дедовских метода, конечно же, не удовлетворяют жителей XX века. На помощь человеку пришли достижения науки, в частности химии. Пропуская морскую воду через специальные фильтры, обрабатывая ее различными химическими составами, в принципе можно из соленой воды сделать дистиллированную. Но даже для того, чтобы лишь незначительно обессолить ее, приходится затрачивать столько сил и средств, что стоимость такой "искусственной" воды баснословно высока. И снизить ее пока не удается.

Более перспективна дистилляция, или перегонка, которая напоминает своеобразную "цепную реакцию".

Соленая вода нагревается, и часть ее переходит в пар. Пар охлаждается, и вновь образуется вода, только солей в ней значительно меньше, потому что они остались в первичном растворе. Так повторяется несколько раз, и от ступеньки к ступеньке вода делается все чище и чище, пока не станет пресной. Превращение завершилось.

Схема проста. Однако и она обходится "в копеечку". На испарение всего одного литра воды затрачивается много энергии, а следовательно, топлива. Для города с десятитысячным населением за сутки нужно сжечь около тысячи тонн угля. Целый железнодорожный состав! А что, если в пресной воде нуждается город с миллионным населением? (Вопрос не риторический, потому что в мире немало больших городов, особенно в США, сидящих на "голодном пайке"). Очевидно, станции только и принимали бы товарные поезда с топливом для опреснительных установок. К тому же стоимость топлива и без транспортных расходов высока. Опять-таки невыгодно...

Проблема казалась бы неразрешимой, если бы не было атомной энергии.

А нельзя ли попробовать поймать двух зайцев сразу, то есть получать электроэнергию, а тепло пускать на опреснительную дистилляционную установку?

Горючего АЭС потребляет немного, можно обойтись самолетом. Город, на окраине которого поставят атомную электростанцию, окажется в выгодном положении - он будет одновременно снабжаться и электроэнергией, и пресной водой.

В отличие от известной поговорки два зайца действительно ловятся. Преимущества очевидны: опреснение несравнимо понижается в цене. Реактор на быстрых нейтронах тепловой мощностью чуть более двух миллионов киловатт сможет, кроме дешевой электроэнергии, давать почти двести тысяч тонн воды в сутки. Стоимость каждого кубометра не превысит двух-трех копеек!

Одна атомная электростанция плюс одна опреснительная установка такой мощности, соединенные воедино, могут полностью обеспечить город, насчитывающий 500 тысяч жителей!..

Нетрудно предположить, что большие АЭС двойного назначения станут "обслуживать" огромные территории. И не покажется удивительным, если на месте Сахары возникнет плодородная долина с виноградниками и садами. Море напоит землю пресной водой. Именно сейчас наступило время, когда за словами "превратим пустыни в сады" стоят трезвые инженерные расчеты...

Можно удовлетворить нужды и Донбасса, и Урала. И почему бы атомным опреснительным установкам не вытеснить каналы и трубопроводы...

"Когда же это будет?" - спросит нетерпеливый читатель.

В 1964 году в Закаспии советские ученые и инженеры начали строительство реактора на быстрых нейтронах. Его тепловая мощность - свыше миллиона киловатт. Этот реактор - двухцелевого назначения: он работает как электростанция на 150 тысяч киловатт, а тепло направляется на опреснительную установку производительностью до 150 тысяч тонн воды в сутки. Атомный гигант дает пресную воду большому промышленному городу - Шевченко.

Записка из зала. "Не могли бы вы сказать: кто был главным конструктором реактора в Чернобыле?"