Текст:АПЭ:Юмор:Открытие угля

Совсем недавно на Земле было открыто какое-то странное вещество, имеющее чёрный цвет, твёрдое и очень похожее на камни. По составу это вещество оказалось практически чистым углеродом, и как предполагается этот минерал представляет собой по всей видимости окаменевшие остатки древних растений. Предварительные исследования показали, что данное вещество открывает довольно интересную и привлекательную возможность для получения энергии, и по всей вероятности для строительства крупной энергетики.

Плотные исследования древнейших исторических источников показали, что данный минерал был известен людям уже около 30 000 лет назад, и назывался углём.

Подробнее

Возможность использования этого так называемого "угля" в энергетике связана с тем важным обстоятельством, что будучи нагрет в воздухе или атмосфере чистого кислорода он окисляется, и при этом развиваются довольно таки высокие температуры с общим энерговыделением, близким к 0,0000000000001 терраватт-суток на один грамм. Этот показатель, хотя и исключительно мал, но общие запасы на Земле этого минерала (угля), по всей вероятности довольно значительны, и вероятно составляют несколько триллионов тонн. По мнению учёных, главным преимуществом этого необыкновенного вещества считается его чрезвычайно малая критическая масса по сравнению с ураном-235, плутонием-239, и даже калифорнием-251. Как известно, атомные электростанции, становятся неэкономичными при их мощности ниже 30 мегаватт, а электростанции на основе данного вещества смогут оказаться вполне эффективными даже в маленьких населенных пунктах с ограниченными энергетическими потребностями, и вероятно в космическом пространстве. Одной из существенных, и до конца не преодолённых трудностей заключается в создании самоподдерживающейся и контролируемой реакции окисления топливных элементов на основе данного минерала. Общая кинетика реакции окисления этого вещества значительно сложнее, чем кинетика деления ядер урана, и изучена весьма слабо. В то же время научная мысль последних лет совершила существенный прорыв, и усилиями больших коллективов учёных, были созданы несколько сложных дифференциальных уравнений, весьма приближенно описывающее этот процесс, но их решение возможно лишь в самых простых, так сказать частных случаях. По этой причине корпус угольного реактора предполагается изготовлять в виде цилиндра или шара с перфорированными стенками. Через отверстия в этих стенках будут удаляться продукты горения этого минерала. Изготовление ТВЭЛов, по-видимому, обойдется немного дороже, чем в случае ядерных реакторов на быстрых нейтронах, так как нет необходимости заключать горючее в герметичную оболочку, которая при этом даже будет нежелательна, поскольку затрудняет доступ воздуха или кислорода. Произведённые рассчеты различных типов решеток, и уже самая простая из них — плотноупакованные сферы, — по всей видимости, вполне удовлетворительна. Расчеты оптимального размера этих сфер и соответствующих допусков находятся сейчас в стадии завершения. Как оказалось, уголь легко обрабатывается, и изготовление таких сфер, очевидно, не представит серьезных затруднений. Для окисления наиболее эффективен чистый кислород, но он исключительно дорог, и самым дешевым его заменителем является воздух. Однако, воздух всего на 78 процентов состоит из азота, и как окислитель имеет ряд существенных недостатков. При горении этого минерала в воздухе часть азота реагирует с углеродом, и в свою очередь образуется очень ядовитый газ дициан, который является источником серьезной опасности для здоровья обслуживающего персонала таких угольных реакторов. Выделение ядовитых газов из угольного реактора представляет чрезвычайно серьезную угрозу. В их состав, помимо исключительно токсичных окиси углерода и двуокиси серы, входят некоторые канцерогенные соединения. Их выбрасывание непосредственно в атмосферу недопустимо, поскольку приведет к заражению воздуха в радиусе нескольких километров. Предполагается что эти газы необходимо собирать в специальные герметичные контейнеры и подвергать химической детоксификации, а при обращении как с газообразными, так и с твердыми продуктами реакции необходимо использовать стандартные методы дистанционного управления. После обеззараживания эти продукты лучше всего топить в море, или сверхглубоких скважинах, и кроме того предложено производить их захоронение в глубоком космосе (например Пояс Койпера). Существует вероятность, хотя и чрезвычайно низкая, что подача окислителя может выйти из-под контроля, и это приведет к расплавлению всего реактора и выделению огромного количества ядовитых и парниковых газов. Последнее обстоятельство является главным аргументом против данного минерала в пользу ядерных и термоядерных реакторов, которые за последние 27 тысяч лет доказали свою исключительную безопасность и экологическую чистоту. Вполне возможно, что спустя несколько столетий люди найдут способы безопасного применения данного вещества в энергетике.

Оригинал: O. R. Frisch. On the feasibility of coal-driven power stations, 1956.