1950-е годы были пиком атомной эры. Компания Ford Motor Company, заглядывая в будущее, видела мир, работающий на энергии деления. Они не просто размышляли об этом. Они создали концепт. Ford Nucleon.
Это была не шутка. Ford утверждал, что будущие реакторы станут компактнее. Они будут легче, безопаснее и портативнее. В конструкции предусматривалась установка энергетической капсулы в задней части автомобиля. Больше никаких заправочных станций. Только зарядные хабы. Ford обещал запас хода в 5000 миль перед необходимостью замены топлива или перезарядки. Дикая цифра для той эпохи.
Создали ли они езжающий прототип? Нет. Они построили масштабную модель. Половина размера настоящего автомобиля. И она так и осталась моделью.
Почему стоит снова рассмотреть ядерную энергию для автомобилей
Это звучит как научная фантастика. Сюжетная линия плохого фильма. Но энергетический кризис реален. Изменение климата не замедляется. Эксперты смотрят на старые технологии новыми глазами. Ядерная энергия может вернуться. Не только для электросетей. Но и для транспортных средств.
При должном регулировании она чиста. Она доступна по цене. Она относительно безопасна. Так почему бы не установить её в автомобиль?
Посмотрите, как другие страны используют ядерную энергию. Это не только крупные электростанции или авианосцы. Как бывший СССР, так и США использовали небольшие реакторы для питания спутников. Спутники падают. Они разбиваются на части. Это быстро стало предметом споров. Но технология работала.
Существуют специализированные реакторы, обеспечивающие отопление домов в регионах с экстремально низкими температурами. Есть экспериментальные установки, пытающиеся превращать уголь в экологически чистый газ. Это исследовательские реакторы. Они доказывают, что применение ядерной энергии в малых масштабах возможно. Учёные изучают их. Они ищут способы адаптировать эту технологию для использования на дорогах.
Как ядерная энергия может питать современные транспортные средства
Речь не обязательно идёт о том, чтобы положить миниатюрную бомбу в ваш багажник. Существует три различных пути развития.
- Водород, производимый с помощью ядерной энергии : использование ядерной энергии для расщепления воды. Создание чистого, безопасного и доступного водородного топлива. Вы ездите на водороде. Ядерная часть остаётся на заводе.
- Зарядка от сети : ядерные реакторы питают станции, где вы подключаете свой электромобиль. Высокоэффективные аккумуляторы. Чистый источник энергии.
- Бортовые реакторы : самая сложная часть. Учёные могли бы создать миниатюрную ядерную электростанцию. Установить её непосредственно в автомобиль.
Препятствием является не физика. Это инженерия и страх общественности.
Большинство людей, услышав слово «ядерный», думают о Чернобыле. Они не думают о запасе хода в 5000 миль, который обещал Nucleon. Они не думают о нулевых выбросах из выхлопной трубы.
Ford Nucleon был фантазией. Но проблемы, которые он пытался решить, всё ещё существуют. Тревога из-за запаса хода. Зависимость от ископаемого топлива. Загрязнение воздуха.
Некоторые могут спросить, оправдывает ли награда риск. Возможно. А возможно, и нет. С тех пор как в 1955 году, технологии изменились. Реакторы теперь компактнее. Системы безопасности лучше. Но идея остаётся радикальной.
Нам нужно рассмотреть преимущества. И масштабные проблемы. Плюсы и минусы не сбалансированы. Они сложны.
Физика ядерных поездок на работу: почему это не сработает (пока)
Теоретическая концепция ядерного автомобиля выглядит соблазнительно. Вы заправляетесь один раз. Возможно, дважды за десятилетие. Источник топлива? Высокообогащенный уран. Один фунт этого вещества может обеспечивать энергией авианосец или подводную лодку в течение многих лет. Уменьшите масштаб, обеспечьте надлежащую защиту, и у вас получится транспортное средство, не выделяющее никаких загрязняющих веществ из выхлопной трубы. Оно всегда включено. Никакого ключа зажигания. Только постоянный тихий гул деления.
Но есть подвох. Огромный.
Радиоактивность не заботится о ваших ежедневных поездках на работу.
Чтобы водитель остался жив, автомобиль нуждается в защите. Не в небольшой. Речь идет о тяжелой, плотной защите, используемой на электростанциях и военных кораблях. Стандартный ядерный реактор использует три слоя защиты плюс бетонную защитную оболочку толщиной в несколько футов. Законы США требуют этого для гражданских станций. Военные реакторы засекречены, но мы знаем, что они используют значительную массу для остановки радиации.
Поместите столько свинца, бетона или полиэтилена, обогащенного бором, в седан? Машина не сдвинется с места. Она превратится в кирпич.
Защита должна делать больше, чем просто останавливать гамма-лучи. Она должна выдерживать землетрясения. Она должна быть герметичной, чтобы предотвратить выброс радиоактивных частиц в салон. И она должна оставаться неповрежденной при высокоскоростном столкновении.
Риски для безопасности и проблема «грязной бомбы»
Допустим, инженеры решают проблему веса. Теперь мы сталкиваемся со стеной безопасности.
Наличие переносимых количеств делящегося материала на общественных дорогах — это кошмар для разведывательных агентств. Вам не нужен оружейный уран, чтобы построить грязную бомбу. Низкообогащенный уран, разбросанный по шоссе с помощью обычных взрывчатых веществ, создает зону радиационной катастрофы. Ваш ядерный седан становится потенциальным оружием массового поражения, ожидающим захвата.
Затем есть сценарий аварии.
Если защита выходит из строя при катастрофической аварии, вы сталкиваетесь не просто с полностью уничтоженным автомобилем. Вы сталкиваетесь с локальной утечкой радиации. Сможет ли контейнер удержать радиацию? Скорее всего, нет. Не при боковом столкновении на скорости 60 миль в час.
Инфраструктурные проблемы
Даже если мы проигнорируем физику и безопасность, логистика остается жесткой.
Кто будет заниматься отработанным топливом? Оно остается радиоактивным в течение сотен лет. Вы не можете просто выбросить его на свалку. Энергетическим компаниям, автопроизводителям и правительству потребуется создать стандартизированную, безопасную сеть утилизации с нуля.
Сравните это с заправочной станцией. Или зарядным устройством для электромобиля.
Строительство новой ядерной инфраструктуры занимает до 10 лет. Стартовые затраты астрономические. Возобновившийся интерес к ядерной энергии уже повысил цены на уран. Экономика просто не масштабируется для одного потребительского транспортного средства.
Как это будет работать на самом деле?
Если вы были решены построить это, как это будет работать?
Мини-реактор будет использовать пучок урана для нагрева воды. Эта вода превращается в пар. Пар вращает турбину. Турбина вращает генератор. Электричество.
Или вы можете пропустить генератор. Использовать перегретый пар напрямую для движения двигателя. Но тогда вам понадобится отдельный источник питания для фар, кондиционера и электроники.
Это мини-ядерная электростанция на четырех колесах.
Сложная. Тяжелая. Опасная.
Вердикт
Ядерные автомобили остаются научной фантастикой. Не потому, что мы не можем расщеплять атомы. Мы можем. Мы делаем это каждый день.
Это потому, что защита делает автомобиль неподвижным. Риски для безопасности делают его незаконным. Управление отходами делает его непрактичным.
Нам лучше придерживаться литий-ионных батарей. Или водорода. Или просто сжигать нефть, пока один из этих вариантов не заработает.
Мечта об автомобиле, который никогда не нуждается в заправке? Она существует. Просто не на вашей подъездной дорожке.
