Sekarang kelihatannya aneh, tetapi hanya satu dekade setelah pemboman Hiroshima, yang menunjukkan semua "pesona" radiasi, dunia benar-benar jatuh cinta dengan energi atom. Para perancang Uni Soviet dan Amerika Serikat dengan antusias menemukan transportasi lain untuk memasang reaktor nuklir. Selain kapal selam nuklir dan pemecah es, yang ada hingga saat ini, pesawat nuklir, mobil, dan bahkan kapal udara juga dirancang. Dan para insinyur di pertengahan abad ke-20 dengan serius memimpikan kereta api raksasa yang akan ditarik ke kejauhan oleh lokomotif diesel dengan jantung atom sejauh ribuan kilometer.
Ke tundra di jalur yang lebar
Jika kita berbicara tentang kenyataan, maka tidak seperti program untuk membuat pembom nuklir - dan Uni Soviet bahkan menguji reaktor yang dirancang khusus di udara - sejarah merancang kereta raksasa nuklir tidak berjalan sejauh ini. Baik model lokomotif eksperimental maupun rel yang sesuai dengan rencana tidak dibangun. Semuanya berhenti di tingkat rancangan desain. Pada saat yang sama, berbeda dengan pekerjaan yang sangat rahasia tentang pembuatan pesawat bertenaga atom yang sama, gagasan lokomotif diesel yang ditenagai oleh reaktor dipromosikan di surat kabar, buku, dan majalah sains populer. Surat kabar Gudok, terbitan Kementerian Perkeretaapian Uni Soviet, menulis pada tahun 1956,”Dalam kondisi Utara, Timur Jauh, dan gurun di Asia Tengah, tidak selalu disarankan untuk mengaliri jalur kereta api yang baru dibangun. Dalam kondisi seperti ini, lebih baik menggunakan lokomotif nuklir,yang dapat bekerja secara mandiri, tanpa pasokan bahan bakar atau bahan lain dalam jumlah besar… Tentu saja, lokomotif nuklir akan jauh lebih berat daripada lokomotif uap atau lokomotif diesel dengan daya yang sama. Tetapi jika lokomotif semacam itu dikirim ke jalan raya terpencil, misalnya ke Kutub Utara, maka lokomotif itu akan beroperasi di sana sesekali sepanjang musim dingin tanpa pasokan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi pembangkit listrik bergerak. Selain itu, akan dapat memasok energi untuk mandi, tempat cuci, rumah kaca untuk menanam sayuran. "kemudian dia akan bekerja di sana sebentar-sebentar sepanjang musim dingin tanpa persediaan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi pembangkit listrik bergerak. Selain itu, akan dapat memasok energi untuk mandi, tempat cuci, rumah kaca untuk menanam sayuran. "kemudian dia akan bekerja di sana sebentar-sebentar sepanjang musim dingin tanpa persediaan tambahan. Sangat mudah untuk mengubahnya menjadi pembangkit listrik bergerak. Selain itu, akan dapat memasok energi untuk mandi, tempat cuci, rumah kaca untuk menanam sayuran."
Tapi tempat tidur mentimun di Lingkaran Arktik, tentu saja, bukanlah impian terakhir bagi mereka yang percaya akan masa depan cerah atom kereta api. Ide kereta besar tampak jauh lebih ambisius dan megah. Mereka seharusnya terdiri dari lokomotif nuklir perkasa dan gerbong raksasa, dipasang di jalur ultra lebar, yang akan menjadi 2,5-3 kali lebih lebar dari standar yang diadopsi di negara kita - 1520 mm. Pada saat yang sama, kapasitas kargo gerbong barang kelas ini dapat dibandingkan dengan kapal kargo sungai, dan gerbong penumpang tingkat ganda akan menawarkan ruang dan kenyamanan yang belum pernah ada sebelumnya kepada para pelancong. Gambar yang disajikan pada penyebaran pertama artikel kami adalah gambar visual kolektif dari proyek yang dibuat oleh seniman kontemporer.
PLTN di atas roda
Video promosi:
Terkadang kita mendengar tentang proyek "lokomotif uap atom", tetapi tentu saja tidak ada yang akan memutar roda lokomotif dengan tenaga uap. Rencananya akan menggunakan motor listrik sebagai penggerak roda, yang pada gilirannya akan didukung dari pembangkit listrik tenaga nuklir yang terletak di dalam lokomotif, yang dibangun sesuai dengan skema klasik. Sebagai hasil dari reaksi nuklir, panas dihasilkan, yang ditransfer ke pendingin, dan melepaskan panas ke air di pembangkit uap. Uap yang dihasilkan mengalir melalui pipa ke turbin, dan turbin, pada gilirannya, menggerakkan poros generator listrik secara bergilir.
Gambar di bawah ini menunjukkan diagram lokomotif satu bagian, di mana reaktor, generator, dan motor listrik berada di dalam satu benda, hanya reaktor dengan penukar panas yang dilapisi dengan partisi bioproteksi. Ada informasi bahwa opsi tiga bagian juga dipertimbangkan, di mana bagian khusus, diisolasi oleh pelindung biologis, dihubungkan ke dua penggandeng lainnya dialokasikan untuk reaktor.
Yang perlu diperhatikan adalah jumlah as lokomotif: para perancang meramalkan bahwa bobotnya yang besar akan memaksa beban agar lebih merata di lintasan. Ide kereta dengan reaktor nuklir sederhana, dan tidak ada kendala mendasar untuk implementasinya. Tapi mengapa, kemudian, kita masih belum mengendarai mobil istana dan menaklukkan kawasan Arktik dengan lokomotif nuklir?
Jelas bahwa pertanyaan tentang kelayakan membangun kereta api bertenaga atom raksasa terbagi menjadi dua: kemungkinan menggunakan energi nuklir dalam transportasi penumpang dan pembenaran teknis dan ekonomi dari perluasan jalur kereta api yang signifikan.
Beton dan timbal
Sebenarnya, tidak ada yang mencegah penggunaan energi peluruhan inti atom dalam industri transportasi, dan terlebih lagi, ia digunakan secara aktif. Kira-kira 75% listrik di Prancis dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir, sehingga kereta api TGV berkecepatan tinggi yang terkenal, yang digerakkan oleh listrik dari jaringan kontak di atas kepala, dalam arti tertentu dapat dianggap sebagai "kereta atom". Tetapi apakah mungkin atau perlu untuk membawa seluruh pembangkit listrik bersama Anda? Satu-satunya alasan untuk ini adalah kemungkinan pengoperasian jangka panjang kendaraan tanpa pengisian bahan bakar di mana tidak ada bahan bakar dan infrastruktur yang sesuai. Untuk kapal pemecah es dalam perjalanan panjang di perairan Arktik, atau kapal selam yang waspada di belahan bumi lain, otonomi energi jangka panjang sangatlah penting. Itu tidak akan mengganggu pembom strategis atau pesawat anti-kapal selam,yang bisa mengitari lautan selama berhari-hari, jauh dari lapangan terbang utama. Namun, pesawat nuklir harus ditinggalkan, dan untuk alasan yang kurang lebih sama yang mencegah pelaksanaan proyek lokomotif dengan reaktor nuklir. Dan alasan utamanya adalah perlindungan biologis.
Reaktor nuklir lokomotif harus diisolasi dengan lapisan timah atau beton yang tebal, dan dari semua sisi. Tidak mungkin untuk membatasi diri pada dinding antara reaktor dan kabin pengemudi - lagipula, dalam hal ini, radiasi yang mematikan akan menyerang semua yang ada di sisi rel, di bawah jembatan dan di jembatan penyeberangan yang melewati rel. Berat total pelindung biologis semacam itu akan mencapai ratusan ton, terlebih lagi, akan memakan volume yang signifikan. Jika kita memperhitungkan bahwa reaktor nuklir yang dibuat pada 1950-an berukuran besar, maka ukuran dan berat lokomotif nuklir akan menjadi sangat besar. Mungkin karena alasan ini, para perancang segera mulai memikirkan fakta bahwa trek standar harus diganti dengan trek ultra lebar. Tetapi apakah cukup dengan hanya memisahkan rel untuk menyelesaikan masalah ini?
Mengapa membuka relnya
Seperti yang dikatakan Viktor Mikhailovich Bogdanov, penasihat direktur Institut Penelitian Ilmiah Transportasi Kereta Api, di masa lalu, sebuah proyek yang sangat eksotis untuk pembangunan jalur kereta api ultra-lebar di Uni Soviet benar-benar dibahas. Para penulis gagasan tersebut mengusulkan untuk menghapus dua rel internal pada rel rel ganda. Rel luar yang tersisa akan membentuk trek dengan lebar sekitar enam meter!
“Awalnya, di negara kita, rel kereta api dirancang dengan dimensi keseluruhan terbesar. Jika di Eropa Barat beban maksimum yang diizinkan per meter lintasan adalah 6 ton, di Amerika Serikat di sebagian besar jalan raya adalah 8,5-9 ton, maka di Rusia nilainya bisa mencapai 12 ton, jelas Viktor Mikhailovich. - Struktur rel (jembatan, terowongan, infrastruktur katener atas) juga telah dirancang untuk gerbong dengan dimensi yang ditingkatkan. Bahkan ada margin tertentu untuk kargo yang terlalu besar. Tetapi semua ini, tentu saja, tidak dirancang untuk gerbong dan lokomotif raksasa, yang dapat berjalan di lintasan enam meter. Cukup memperkirakan kemungkinan volume dan berat mobil semacam itu, dan menjadi jelas bahwa pada beban penuh (bahkan dengan delapan as) beban per meter lintasan akan menjadi puluhan ton. Dan ini terlepas dari fakta bahwa sifat dari jalan setapak, tanggul, jembatan akan tetap sama."
Jelas, mega-train nuklir tidak hanya harus membuat jalur yang lebih luas, tetapi juga menghitung ulang dan membuat seluruh infrastruktur. Akibatnya, karena alasan teknis dan ekonomi, gagasan untuk membuat satu jalur lebar dari dua jalur standar ditolak. Jauh lebih jauh dalam pengembangan jalan ultra-lebar (3000 mm) berjalan di Jerman Nazi (majalah kami membicarakan hal ini secara rinci dalam edisi Maret), tetapi di sana, juga, hal-hal tidak melampaui dokumentasi desain, dan setelah runtuhnya rezim Hitler, ide ini tidak lagi dikembalikan, mengingat manifestasinya dari gigantomania yang tidak dapat dibenarkan secara ekonomi.
Chernobyl.
Berita dari selatan
Jika Hiroshima tidak mengganggu cinta yang berkobar setengah abad yang lalu untuk segala sesuatu yang berhubungan dengan nuklir (kecuali bom, tentu saja), maka bencana Chernobyl, sebaliknya, menyebabkan gelombang radiofobia dan penolakan terhadap "atom damai" di dunia. Banyak yang takut dengan gagasan bahwa di suatu tempat di dekat tempat tinggal manusia, sebuah reaktor atom akan bergerak cepat di sepanjang rel. Bagaimana jika terjadi bencana dan lokomotif runtuh? Bagaimana jika musibah ini akan "ditolong" oleh teroris yang tentunya tidak akan melewatkan kesempatan untuk melihat jalan di depan kereta yang melaju kencang?
Namun betapapun besarnya ketakutan akan radiasi, umat manusia semakin mengkhawatirkan prospek krisis energi global yang terkait dengan kekurangan bahan bakar fosil, serta masalah lingkungan yang diperburuk oleh polusi atmosfer dari pembakaran hidrokarbon. Oleh karena itu, tidak dapat dikesampingkan bahwa kemajuan di bidang teknologi nuklir (terutama dalam memastikan keamanannya yang lebih besar) dalam waktu dekat akan menjadi alasan kebangkitan minat dalam transportasi nuklir.
Baru-baru ini, di berbagai negara di dunia, reaktor nuklir jenis baru sedang dikembangkan - kompak dan lebih aman daripada yang sudah ada. Kembali ke tahun 90-an, perusahaan milik negara Afrika Selatan, Escom, mengumumkan niatnya untuk membangun apa yang disebut ball-bed modular reactor (PBMR), dan baru-baru ini (30 Januari 2020) diumumkan bahwa perusahaan tersebut berharap untuk melanjutkan pengerjaan proyek tersebut. Reaktor modular PBMR tidak akan memiliki batang bahan bakar biasa. Sebagai sel bahan bakar, diusulkan untuk menggunakan bola yang terdiri dari grafit, termasuk inklusi mikroskopis uranium oksida dalam kapsul silikon karbida. Gas inert (helium paling cocok) dihembuskan melalui bola, yang menghilangkan panas yang dihasilkan selama reaksi. PMBR termasuk dalam jenis reaktor suhu tinggi,dan gas yang dipanaskan memiliki energi yang cukup untuk secara langsung menggerakkan turbin bertekanan rendah atau mentransfer panas ke media perpindahan panas lain melalui penukar panas. Ini sangat meningkatkan efisiensi seluruh sistem.
Tetapi hal utama dalam reaktor semacam itu adalah keamanan pasif yang tinggi. Pada prinsipnya, tidak boleh ada panas berlebih dengan ledakan sesuai dengan skenario kecelakaan Chernobyl di dalamnya, karena sistem umpan balik alami sudah terpasang di dalam desain. Sekalipun aliran gas pendingin berhenti dan suhu mulai naik, ketika nilai tertentu tercapai, reaksi akan berhenti dengan sendirinya.
Proyek lain tentang reaktor nuklir yang kompak, aman dan tidak terlalu mahal diusulkan oleh para ilmuwan dari Universitas Federal Rio Grande do Sul (Brazil). Berdasarkan teknologi reaktor nuklir yang mendidih, perangkat tersebut juga menggunakan bahan bakar dalam bentuk bola yang diselingi uranium oksida - namun, air bertindak sebagai pendingin.
Jika kedua proyek ini dan banyak proyek serupa lainnya dibawa ke parameter yang dinyatakan, akan mungkin untuk berpikir tentang penggunaan perangkat nuklir yang lebih kecil dan lebih aman dalam transportasi. Siapa tahu, mungkin di Afrika Selatan atau Brasil - negara dengan jarak yang jauh dan minat lama pada sumber energi alternatif - gagasan kereta atom akan menemukan angin kedua.
Penulis: Oleg Makarov
