Знак Вопроса 2003 № 04

Сотрудники Института теоретической физики и физики Земли предложили проект «тонущего реактора», с помощью которого они надеются решить проблему захоронения радиоактивных отходов. Суть идеи заключается в следующем. Для начала обычным способом бурится скважина диаметром около метра и глубиной в несколько километров. Дно ее забивается серой, а потом туда опускают двухтонную капсулу с отходами. Радиоактивное излучение разогревает окружающее пространство, сера стимулирует реакцию, и капсула со скоростью 2–3 м в сутки станет проваливаться в недра Земли. А вслед за ней можно запустить следующую… Так за несколько лет, используя 2–3 скважины, заложенные в разных частях света, можно избавить планету от радиоактивных отходов.

«И все-таки подобные проекты не дают основания говорить о создании настоящей подземной лодки», — скажете вы и будете совершенно правы. Сведений о создании действующего аппарата действительно нет. Однако «субтеррину» с ядерным реактором реально создать уже сегодня, полагают доктор технических наук Виктор Федоров и его коллега, кандидат экономических наук Мухамед Кокоев.

«Хотя в мире как будто и установился паритет ядерных боеприпасов, сил и средств их доставки, вовсе не исключено, что появление новой техники способно нарушить этот баланс, — пишут они. — Сегодня главным средством доставки ядерного оружия к цели являются ракеты. Однако возможен и другой вариант перемещения заряда, хотя и с малой скоростью, зато в среде, где его трудно зафиксировать, а значит, и принять контрмеры. Речь идет о подземно-минной войне».

Конечно, нынешние автономные снаряды не способны прорыть тоннель диаметром около метра и длиной до тысячи км. Основное препятствие — энергетика. Какой источник в состоянии обеспечить столь длительное «путешествие»? Разве что ядерный реактор. Его энергии вполне достаточно, но как обеспечить работу мини-АЭС в таких сверхсложных условиях? Где, например, взять воду для охлаждения реактора и вращения турбогенератора? Проблемы кажутся непреодолимыми. И тем не менее выход есть.

Дело в том, что верхняя часть земной коры состоит в основном из осадочных пород с относительно невысокой прочностью. И самое замечательное — в них всегда содержится много кристаллогидрат-ной и адсорбированной воды, которая при нагреве породы до 300–500 °C интенсивно выделяется в виде паров. Их-то и надо заставить работать в турбине.

Но это не все. Карбонаты и сульфаты, содержащиеся в породе, при нагреве до 900 °C и выше разлагаются с выделением не только воды, но и диоксида углерода и сернистых газов, которые также можно направить в турбогенератор. Кроме того, из пород в результате термообработки получаются вяжущие материалы. Уплотняя их, «ядерный крот» создаст подземный канал длиной в сотни километров с укрепленными стенками.

И хотя такое сооружение в принципе уже вполне по силам нынешней технике и не кажется слишком фантастичным, остается одно серьезное препятствие: понадобится слишком много энергии. Скажем, для проходки туннеля диаметром один метр со скоростью 0,05 м/с нужно за секунду нагревать до указанных температур 120–140 кг разрушенной породы, что требует не менее 200–250 МВт тепловой мощности.

В Америку на поезде?

Попробуем представить, как же должен выглядеть такой самоходный аппарат длиной в несколько десятков метров. Он состоит из шарнирно-сочлененных блоков: ядерного реактора тепловой мощностью 4–5 МВт, парогазогенератора и турбогенератора мощностью 600–800 кВт. Кроме того, имеются секции навигации, связи, управления, а также бурильная головка и транспортеры для перемещения разрушенной породы. И конечно, главный элемент — отсоединяемый блок с ядерными зарядами.

Рассмотрим функции некоторых блоков. В парогазогенераторе порода нагревается до 300–500 °C, в результате чего и выделяется вода. Если ее окажется недостаточно для снабжения турбины паром, то парогазогенератор автоматически переходит на второй режим работы — до 900-1000 °C. Пройдя турбину, смесь сбрасывается в пройденный канал, поэтому для силовой установки не нужен специальный холодильник.

Важный вопрос: как поддерживать связь с комплексом и управлять им? Уже давно в подводном флоте используются сверхдлинные радиоволны, хотя морская вода поглощает их намного сильнее, чем обычные грунты (так называемая связь на чрезвычайно низких частотах или ЧНЧ). Аналогичные системы можно применить и для связи с «ядерным кротом».

А чтобы аппарат не сбивался с маршрута, проложенного на основе детальных геологических? карт, на его борту предусмотрена навигационная система. Она же поможет обогнуть твердые породы, встретившиеся на пути.

После доставки заряда к цели «крот» направится домой: либо по ранее проложенному каналу, либо по новому маршруту. Конечно, ядерный блок должен иметь автономные источники питания, устройства блокировки, средства связи и т. д.