В далёком 1965 году советские учёные под эгидой Никиты Сергеевича Хрущева разработали действующий атомный двигатель для почти серийного автомобиля.
"Почти для серийного" это очень упрощенное выражение. Базой для Волги Атом послужила серийная ГАЗ-21 Волга, в народе двадцать первая. Подвеску нужно было значительно усилить: Атомный двигатель весил не 200 кг, как штатный мотор ГАЗ-21, а почти 500. При этом двигатель имел совершенно фантастические по тем временам характеристики: мощность 320 л.с. и крутящий момент более 800 Н*м при низких оборотах (60 об/мин). В требованиях также оговаривались полное исключение доступа под капот, отсутствие топливной системы и навесных агрегатов, и особо — наличие производительной системы охлаждения. Итак после значительных изменений на ГАЗ-21 была установлена дополнительная ось спереди, что дало значительную прибавку к грузоподъёмности, которая была так необходима.
Атомное сердце
К концу 1961 года конструкция была в основном проработана. Двигатель А21 (Волга-Атом) представлял собой вполне традиционный четырёхцилиндровый агрегат, в котором на торцах поршней и цилиндров были расположены шайбы из обогащенного изотопом 235 урана. В торце цилиндра была также расположена шайба из графита — замедлителя нейтронов. В качестве рабочего тела выступал гелий, закачанный в цилиндры. При ходе сжатия массы урана сближались, коэффициент размножения нейтронов начинал расти. За счет тепловыделения гелий разогревался и начинал расширяться, толкая поршень наверх, — это был рабочий ход. Контролировать обороты и останавливать работу двигателя можно было с помощью стержней-поглотителей, которые располагались на месте клапанов и выдвигались независимо вращающимся распредвалом с изменяемыми фазами кулачков. По мере расхода ядерного топлива фазы смещались, чтобы компенсировать «выгорание» топлива. В качестве аварийного «гашения» реактора при закритических авариях предусматривался впрыск в цилиндры раствора борной кислоты. Весь агрегат был помещен в полностью герметичную оболочку с биозащитой, наружу были выведены только трубопроводы второго контура охлаждения и магнитная муфта, вращавшая редуктор коробки передач.
«Волга-Атом» (1)
В апреле 1965 года машина выехала на испытательный полигон под Северском. По воспоминаниям принимавшего участие в разработке двигателя Валентина Семёнова, которому удалось прокатиться за рулем автомобиля, ощущения были весьма необычными: машина была очень тяжелой, но мощность двигателя компенсировала повышенную массу. Разгон был бодрым, а вот с торможением дело обстояло хуже. И ещё мотор сильно грелся, и в автомобиле, несмотря на сибирскую прохладную весну, было очень жарко. Проведенные испытания показали, что конструкция вполне рабочая, при этом реальный ресурс пробега составил более 60 000 км. Однако после этого весь силовой агрегат нужно было менять, а это очень хлопотно и расточительно для гражданской техники.
Как работает атомный двигатель (2)
Конструкция первого поколения представляет собой классическую «пушечную схему». Подкритические урановые шайбы на поршне и торце цилиндра сближаются, увеличивая критичность, и реакция деления разогревает рабочее тело гелий в цилиндрах. Гелий расширяется и толкает поршень, совершая работу. Распредвал выдвигает кадмиевые стержни-поглотители, и реакция затухает. Во втором поколении в качестве топлива используется газофазный гексафторид ура-на, который одновременно является и рабочим телом. Графитовый замедлитель сделан пористым, чтобы газ эффективнее перемешивался и в нем шла реакция деления.
1. Обогащенный уран;2. Гелий;3. Стержни-поглотители нейтронов;4. Независимо управляемые распредвал;5. Система охлаждения;6. Замедлитель нейтронов (графит)7. Гексафтор урана;8. Пористый замедлитель нейтронов (графитовая губка).
Плюсы и минусы конструкции
Таким образом учёным удалось воплотить в реальность невозможное даже по сегодняшним меркам. Но увы данная конструкция была недооценена, ведь как мы знаем из курса физики, что термоядерную реакцию можно контролировать только до определённого момента, после которого реакция может стать неуправляемой. Подтверждению этому служит авария на Чернобыльской АЭС города Припять, там в 1986 из-за перегрева топливных элементов в четвёрном энергоблоке произошёл мощнейших взрыв, а в последствии огромный выброс радиоактивных частиц в природу, из-за этого погибли десятки тысяч человек.
Волга-Атом также небезопасна для эксплуатации в случае аварии. Этот проект 60ых годов 20-го века в силу слабого развития технического прогресса и атомной промышленности не позволял производить автомобиль с высокой степенью защиты от радиационной опасности. Даже трудно себе представить, что бы было, если такие автомобили за-пустили в то время в серийное производство. Сотни тысяч аварий ежегодно приводили бы к необратимым последствиям.
Положительные стороны данного проекта - это долговечность, отсутствие необходимости регулярной заправки автомобиля бензином или иным топливом, достаточно было заменить двигатель раз в 70000 километров.
