Par iespēju radīt ar akmeņoglēm darbināmasspēkstacijas

Oto Frišs PAR IESPĒJU RADĪT AR AKMEŅOGLĒM DARBINĀMAS SPĒKSTACIJAS

Ievads. Vairākās vietās nesen atklātās akmeņogļu atradnes (melnas, pārakmeņojušās augu atliekas) paver interesantas iespējas enerģijas iegūšanai, neizmantojot kodolreakcijas. Daž,ās atradņu vietās patiešām konstatētas pazīmes, kas liecina, ka tās izmantojuši jau aizvēsturiskie cilvēki, kas, šķiet, no akmeņoglēm izgatavojuši rotas lietas un krāsojuši ar tām sejas cilts rituālu laikā.

Akmeņogļu kā enerģijas avota nozīme saistīta ar to spēju viegli oksidēties, rodoties augstai tempe­ratūrai un enerģijas daudzumam, kas līdzinās 0,0000001 megavatam dienā uz gramu. Tas, protams, ir ļoti maz, bet akmeņogļu krājumi, šķiet, ir ļoti lieli, varbūt pat rēķināmi miljonos tonnu.

Galvenā priekšrocība ir tā, ka akmeņoglēm kri­tiskā masa ir daudz mazāka nekā jebkuram šķeļa- mam materiālam. Atomelektrostacijas, kā zināms, kļūst neekonomiskas, ja to jauda ir mazāka par 50 megavatiem, tāpēc ar akmeņoglēm darbināma spēk­stacija var būt izdevīga apdzīvotās vietās ar maza enerģijas patēriņu.

Ogļu reaktora projektēšana. Galvenā problēma — nodrošināt brīvu un tajā pašā laikā kontrolējamu skābekļa piekļuvi degvielai. Ogļu un skābekļa reak­cijas kinētika ir daudz komplicētāka nekā kodola da­līšanās kinētika un pagaidām nav pilnīgi izpētīta. Ir iegūts diferenciālvienādojums, kas aptuveni raksturo šo reakciju, bet tā atrisinājums ir iespējams tikai vienkāršākajos gadījumos.

Tāpēc ir izteikts priekšlikums, ka reaktoram jābūt cilindrveida, ar caurumotām sienām, lai nodrošinātu degšanas rezultātā radušos gāzu izplūdi. Iekšējais cilindrs ir koncentrisks, arī ar caurumotām sienām, un kalpo skābekļa padevei; barojošie elementi no­vietoti starp abiem cilindriem. Nepieciešamība noslēgt cilindrus ar gala plāksnēm rada grūtu, bet atrisināmu matemātisku problēmu.

Barojošie elementi. Šķiet, tos izgatavot būs vieg­lāk nekā kodolreaktoru gadījumā. Apvalks tiem nav vajadzīgs, pat nav vēlams, jo tas apgrūtinātu skā­bekļa piekļūšanu degvielai. Tika plānoti dažādu tipu režģi, un visvienkāršākais to veids — blīvi cita citai blakus novietotas lodes—, šķiet, ir pilnīgi apmieri­nošs. Pašlaik tiek izdarīti aprēķini, lai noteiktu šo ložu optimālo lielumu un nepieciešamās pielai­des. Akmeņogles ir mīkstas un viegli apstrādā­jamas, tāpēc ložu izgatavošana neradīs nopietnas grūtības.

Oksidēta js. Protams, ideāli butu izmantot tīru skā­bekli, bet tas ir dārgs, tāpēc galvenokārt iesaka izmantot gaisu. Tomēr jāievēro, ka gaiss satur 78% slāpekļa. Ja pat daļa no tā izreaģēs ar oglēs esošo oglekli, veidojot ļoti indīgo gāzi ciānu, tas radīs no­pietnas briesmas dzīvībai (sk. tālāk).

Vadība un kontrole. Lai reakcija sāktos, vajadzīga diezgan augsta temperatūra — aptuveni 988° pēc Fārenheita. To visērtāk sasniegt, starp iekšējo un ārējo cilindru laižot elektrisko strāvu (gala plāk­snēm jābūt izgatavotām no izolējošas keramikas). Strāvas stiprumam jābūt vairākiem tūkstošiem am­pēru, spriegumam — apmēram 30 voltiem. Nepiecie­šamā lielā akumulatora baterija padarīs iekārtu dārgāku.

Kad reakcija ir sākusies, tās gaitu var vadīt, re­gulējot skābekļa pieplūdi; tas ir gandrīz tikpat vien­kārši kā vadīt parasto kodolreakciju ar regulējo­šajiem stieņiem.

Korozija. Reaktora sienām jābūt izturīgām pret temperatūru, kas augstāka par 1000° pēc Fārenheita, atmosfērā, kas satur skābekli, slāpekli, oglekļa mon- oksīdu un dioksīdu, kā arī nedaudz sēra dioksīda un citu piemaisījumu, no kuriem daži vēl nav zi­nāmi. Šādus bargus apstākļus var izturēt tikai nedau­dzi metāli vai speciāla keramika. Ļoti piemērots būtu ar plānu niķeļa kārtiņu klāts niobijs, bet droši vien nāksies lietot tīru niķeli. Keramikas aizvieto­šanai, šķiet, vispiemērotākie ir torija sakausējumi.

Drošības tehnika. Veselību apdraud galvenokārt izplūstošās gāzes. Tās satur ne vien oglekļa monok- sīdu un sēra dioksīdu (tie abi ir ļoti indīgi), bet ari daudzus kancerogēnus savienojumus — fenantrēnu un citus. Izlaist šos savienojumus gaisā nedrīkst — tādā gadījumā ap reaktoru izveidotos bīstama zona vairāku jūdžu rādiusā.

Šie gāzveida pārpalikumi jāsavāc attiecīgos kon­teineros, kur tie jāuzglabā līdz to detoksifikācijai. Šīs gāzes var arī sajaukt ar ūdeņradi un iepildīt lielos balonos, kurus pēc tam nogādā atmosfēras augšējos slāņos.

Pāri palikušās cietās vielas jāaizvada ar biežiem intervāliem (piemēram, ik dienas); veselībai drau­došās briesmas var samazināt, lietojot parastu tāl­vadības iekārtu. Pēc tam šos pārpalikumus varētu nogremdēt jūrā.

Pastāv iespēja — kaut arī tā varētu likties nere­āla —, ka varētu zust kontrole pār skābekļa piegā­des sistēmu. Tā rezultātā izkustu viss reaktors un atbrīvotos milzīgi daudzumi indīgu gāzu. Tas ir iespaidīgs arguments pret akmeņogļu reaktoriem par labu atomreaktoriem, kuru pilnīgā drošība pie­rādījusies vairāku tūkstošu gadu laikā. Iespējams, paies gadu desmiti, līdz tiks izveidota kontroles sis­tēma, uz kuru varēs pietiekami droši paļauties.