СИРОТЫ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ РЕАКЦИИ, В ТОМ ЧИСЛЕ ЯДЕРНОЙ ИЛИ ТЕРМОЯДЕРНОЙ Российский патент 2014 года по МПК G21C1/00 

Изобретение относится к энергетике.

Известно решение получения энергии в котлах взрывного сгорания - см. «Наука и жизнь» №7, 2002 год. Главной целью этого решения является получение практически неограниченного источника энергии, применяя для этого дейтерий. Дейтерий - изотоп водорода с одним "лишним" нейтроном в ядре - экологически чистое, дешевое и доступное в неограниченных количествах топливо, поскольку выделяется из обычной воды. В одной тонне воды его столько, что им можно заменить 250 тонн нефти. Соответственно и внимание к нему повышенное. Ученые из Российского федерального ядерного центра - Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (РФЯЦ-ВНИИТФ) города Снежинска (ранее Челябинск-70) предлагают взрывать небольшие термоядерные заряды. По их убеждению, тем самым можно спасти мир от энергетического голода и экологической катастрофы. Снежинцы готовы спроектировать и построить энергоустановку взрывной дейтериевой энергетики (ВДЭ) - "котел взрывного сгорания" (КВС). Это такая железобетонная бочка диаметром около 150 и высотой 200 метров, толщина стенки - 35 метров. Внутри она облицована 20-сантиметровой сталью, а сверху засыпана грунтом толщиной более сотни метров. В этом сооружении, именуемом в проекте "КВС 10", внутри защитного слоя жидкого натрия с помощью дейтериевых взрывов мощностью до 10 килотонн тротилового эквивалента можно каждые полчаса получать 37 гигаватт тепловой энергии, что равноценно 25 миллионам тонн нефтяного эквивалента в год. Разработчики КВС, обосновывая это решение, ссылаются на известные факторы разумного и эффективного использования взрывных технологий, давно упредивших КВС не теоретическими выкладками и рассуждениями, а широкой и доказанной жизнью бесспорно выгодной и полезной практикой. Передвигаемся же мы на автомобилях, в чреве которых ежесекундно происходят десятки взрывов, создающих давление намного большее, чем в КВС. Мощные взрывы для мирных целей тоже не новость. Разработке концепции взрывной дейтериевой энергетики предшествовало создание специалистами РФЯЦ-ВНИИТФ под руководством академиков Е.И. Забабахина, Е.Н. Аврорина и Б.В. Литвинова "чистых" дейтериевых зарядов. Ведь научно-технический потенциал института изначально был направлен не только на создание оружия. Для промышленного применения, например, были разработаны полтора десятка типов ядерных зарядов, девять из которых многократно использовались для сейсмозондирования и тушения газовых пожаров, захоронения ядовитых отходов и предотвращения взрывов метана в угольных шахтах, для многих других проектов. "Вскрышные" работы и "рыхление" полезных ископаемых потребовали создания зарядов с еще большей "чистотой" по образуемым радиоактивным "осколкам" (и они были созданы), чем требуется для работы КВС.

Однако весь комплекс беспрецедентно привлекательных, вроде бы даже вне конкурентных преимуществ КВС, наталкивается на непреодолимую, прежде всего психологическую преграду, являющуюся всеобщим страхом перед ядерными и термоядерными взрывами. Поэтому можно смело утверждать, что в обозримой перспективе только из-за этого фактора бесполезно рассуждать о достоинствах КВС, где предполагается осуществлять взрывы мощностью, измеряемой десятками килотонн в тротиловом эквиваленте, что равноценно ежечасному повторению взрывов в Хиросиме и Нагасаки, вместе взятых. Если все же попытаться рассуждать обо всех остальных тактико-технических и технологических особенностях КВС (что учеными и специалистами в общем-то проанализировано со всех возможных сторон), вывод о бесперспективности КВС в нынешнем столетии становится еще более весомым.

Уже несколько десятилетий ведутся поисково-исследовательские работы в диаметрально противоположном направлении (в отличие от КВС) решения проблемы управляемого термоядерного синтеза. В частности, речь идет об инерционном термояде. И вот, наконец, нам сообщают: «Есть управляемый термояд!!!».

19.10.2010 newsland.ru. Впервые в мире осуществлена управляемая термоядерная реакция и получен коэффициент мощности 30!!!* Устройство для управляемой термоядерной энергии National Ignition Facility (NIF) получило самую престижную премию 2010 года за лучший научный проект. Национальное управление ядерной безопасности (NNSA) и Ливерморская национальная лаборатория (LLNL) объявили, что Национальная установка управляемой термоядерной реакции (NIF) недавно завершила свой первый интегрированный эксперимент по управлению термоядерной реакцией. В тесте лазерная система с 192 лазерными лучами запустила 1 мегаджоуль лазерной энергии в криогенную слоистую капсулу из дейтерия и трития, получив на выходе энергию с фактором тридцать (выделение больше затраты в тридцать раз). Теперь NIF начинает свою следующую фазу работы для того, чтобы достигнуть еще более высоких результатов по выходу энергии.

Установка имеет 30 метров высоты и такого же диаметра, расположена в здании общей площадью с три футбольных поля. Она фокусирует 192 сверхмощных луча ультрафиолетового лазера на маленькой бериллиевой капсуле диаметром около 2 мм, содержащей тяжелые изотопы водорода. Огромные температуры и давление, создаваемые внутри капсулы с помощью такого воздействия, сравнимы с условиями в недрах звезд. При этом запускается реакция слияния ядер атомов водорода с образованием ядер гелия. Во время такого слияния выделяется огромное количество энергии, равное энергетическому эквиваленту дефекта массы. Энергетический эффект такой реакции примерно в 100 раз превышает затраты на создание сверхмощного лазерного излучения. Машина продолжает физическую идеологию, идущую от американской Шивы, в которой лазерные радиальные лучи создавали «особую точку», имитирующую равномерное давление со всех сторон в недрах звезды. Фокусировкой лазерных лучей в NIF (что примерно можно перевести как Национальная программа управляемой термоядерной реакции) во время короткого импульса к капсуле с топливом, находящимся в глубоком вакууме при температуре, близкой к абсолютному нулю, подводится от 1,8 до 4 мегаджоуля энергии. Другими словами, за время в одну 20-миллиардную секунды к капсуле подводится мощность в 500 триллионов ватт. Этой мощности должно оказаться достаточно, чтобы мгновенно испарить оболочку капсулы, повысить температуру до 100 млн градусов и создать взрывную волну, сжимающую пары дейтерия и трития. При этом плотность атомов водорода превосходит плотность свинца в 100 раз. В этих условиях начинается дозированная реакция синтеза атомов водорода в атомы гелия. Осуществляется термоядерный микровзрыв водорода объемом меньше спичечной головки с выходом 20 МДж термоядерной энергии (20 МДж - эквивалент энергии, потребляемой двумя миллионами 100 ваттных ламп накаливания в течение одной секунды). Машина способна подавать капсулы с ритмичностью нескольких капсул в час. Теперь вопрос о том, чтобы довести это количество до нескольких в секунду (для получения больших мощностей). Сборка гигантской лазерной установки, позволяющей добиться самого мощного лазерного излучения на Земле, заняла 12 лет. Значение этого события трудно переоценить. Разве что с появлением огня в жизни человека. Еще немного - и газ, нефть и уголь перестанут быть энергетическими монополистами, а вместе с ними перестанут быть таковыми и политические силы, оседлавшие их... Будем ждать перемен, и они - не за горами. Автор: Володя Черномор (Федоров)* Мощный рывок Запада в будущее. - Saturday, 16.10.2010.

Информация об успехе американцев широко и подробно обсуждается и анализируется учеными и специалистами. Причем рекламный фактор в этой истории просматривается весьма четко. Не говоря уж о том, что надо оправдать и, тем более, оправдывать дальнейшие многомиллиардные затраты на подобные научные утехи, которые только США и по карману. Однако прошло полтора года после этого события, и первоначальный неописуемый восторг начинает тускнеть в свете критических выводов и заключений, которые сводятся в общем и целом к тому, с чего управляемый термояд начинался более 60 лет назад. Т.е. к тому, что привлекательная гениальной простотой идея последовательно и неумолимо превращается в неразрешимый клубок противоречий, из которого до сих пор нет реального выхода. А вышеизложенное достижение американцев, при более внимательном рассмотрении, превращается в супердорогую игрушку, отделенную от реальной промышленной энергетики непреодолимой пропастью с массой технических и технологических препятствий. Поэтому, когда звучит восторг от тридцатикратного превышения выхода энергии в сравнении с затраченной энергией на осуществление термоядерного синтеза в дейтериево-тритиевой горошине диаметром два миллиметра, нельзя забывать о том, во что обошлась вся гигантская установка из 192 лазеров. При том, что ритмичная и надежная работа этой установки в требуемом режиме (теперь вопрос о том, чтобы довести это количество до нескольких в секунду для получения больших мощностей), так вот, обеспечить надежную и эффективную работу мощнейших лазеров в таком режиме вряд ли удастся в нашем столетии, утверждают знающие люди. Причем это лишь одно из множества пока непреступных научных, технических и технологических препятствий, возвращающих на круги своя восторг от достигнутого результата американцев в решении проблемы управляемого термояда. Так что поджигание термоядерной горошины в Ливерморской национальной лаборатории ничуть не прибавляет оптимизма в решении проблемы неограниченного получения энергии из дейтерия. Ибо в сравнении с осуществляемым ныне проектом ИТЕРА, рассчитанным на несколько десятилетий и при этом не гарантирующим успех в 21 веке (о чем сказано учеными и специалистами более чем достаточно), так вот американская термоядерная горошина, по мнению опять же знающих предмет экспертов, еще менее обнадеживает человечество. Хотя естественно, только время и результаты будущих исследований и разработок в этой теме дадут окончательный вывод, подтверждая или опровергая нынешние прогнозы.

Известно решение заявка в Укрпатент а2011 13313 Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной (принято за прототип), которое устраняет негативы вышеприведенных аналогов. Это достигается тем, что в способе осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем периодического взрывания заряда внутри прочного герметичного корпуса, воспринимающего на себя и в себя принимающего образуемую от взрыва тепловую энергию, которую отводят из корпуса для ее требуемого использования, согласно изобретению взрывание заряда производят внутри массивного металлического тела, расплавляемого в результате этого взрыва, при этом образующийся расплав металла внутри герметичного корпуса периодически выпускают из этого корпуса, освобождая его для следующего цикла взрывной реакции. Решение задачи этим способом позволяет наиболее эффективно во всех смыслах реализовать управляемый ядерный или термоядерный процесс, обеспечивая при этом несравнимо меньшие негативные экологические последствия, возникающие при известных способах решения данной проблемы.

Однако прототип, имея чрезвычайно важные преимущества, имеет возможности дальнейшего их наращивания, превращая управляемый процесс взрывных реакций в еще более эффективное научно-инженерное технологическое мероприятие. Именно обеспечение этого наращивания является целью данного изобретения.

Технический результат достигается тем, что в способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем подрыва заряда внутри массивного металлического тела, размещенного в прочном корпусе, при этом энергия взрыва заряда, расплавляет это тело, а теплота расплавленного металла утилизируется через прочный корпус, согласно изобретению массивное металлическое тело, кроме помещения его в твердом виде в прочный корпус, может заполнять внутреннее пространство прочного корпуса в расплавленном виде через соответствующий канал с последующей заглушкой его, предоставляя возможность осуществления первого взрыва внутри расплава металла, а после первого взрыва заряда, каждый последующий взрыв осуществляется при соответствующем охлаждении расплава с размещением заряда внутри этого расплава.

Сущность изобретения и его эффективность поясняются чертежами, представленными на восьми фигурах. Начнем с первых четырех фигур, на которых показана главная особенность предлагаемого решения. Принципиальная последовательность процедур этого решения следующая.

Имеется прочный корпус 1, в середине которого имеется гнездо 2. В гнездо 2 вставляется массивное металлическое тело 3 с размещенным в середине него зарядом взрывного устройства 4. Тип взрывного устройства и применяемого взрывчатого вещества может быть любым, о чем скажем еще особо. Предназначение взрывного устройства полностью аналогично выше представленному решению, где образованная после взрыва тепловая энергия должна быть воспринята и принята прочным корпусом 1, в середине которого осуществляется взрыв. Но особенность этой известной технологической процедуры (зафиксированной решением прототипа) состоит в том, что преимущественное восприятие энергии взрыва должно осуществляться массивным металлическим телом 3. Это восприятие должно быть таким, чтобы после взрыва теплота от этого взрыва была бы использована на расплавление тела 3, и такое расплавление, которое бы превышало температуру плавление максимально возможным образом. Т.е. речь о том, чтобы максимально повысить температуру расплава тела 3, не доводя его до кипения, что исключает испарение металла, которое увеличивало бы давление внутри гнезда 2.

Рассмотрим подробнее, что происходит в нашем способе. Для этого оперируем более конкретными факторами, присутствующими и образующимися в этом решении. В частности, имеем, например, следующие условия.

Тело 3 выполнено из свинца в форме куба объемом один метр кубический, хотя может иметь любую другую форму, например цилиндра и пр. Это же обстоятельство относится к прочному корпусу 1, в нашем иллюстративном варианте также показанном в форме куба. Вот же имеем свинцовое тело 3 массой 11340 килограммов. Температура плавления 327, а температура кипения 1750 градусов Цельсия. Принимаем температуру расплава свинца после взрыва взрывного устройства 4 величиной 1500 градусов Цельсия. Чтобы получить такой температуры расплав, надобно затратить 510300000 калорий теплоты. Это обеспечивает термоядерная реакция синтеза дейтерия массой 2,87 грамма, что соответствует теплотворной способности 17860 килограмм нефти. Таким образом получаем расплав свинца температурой 1500 градусов Цельсия, который в свою очередь передает эту тепловую энергию корпусу 1, от которого осуществляется отбор теплоты любым известным технологическим приемом, с дальнейшим использованием этой тепловой энергии для потребной надобности. В частности, например, в корпусе 1 может устраиваться соответствующая система трубопроводов, через которые прокачивается вода, превращающаяся в пар, подаваемый к турбинам генераторов, вырабатывающих электроэнергию. Это наиболее распространенная технологическая схема превращения тепловой энергии в электроэнергию.

Другие варианты утилизации тепловой энергии не упоминаем, считая, что предлагаемое решение не имеет никаких ограничений на этот счет и, даже наоборот, значительно упрощает эти известные технологии. Что касается нашего способа получения тепловой энергии, то он значительно проще и эффективнее прототипа, где требуется постоянная перезагрузка корпуса 1 новым телом 3 путем выпуска его расплава из гнезда 2, в который вставляется очередное тело 3 с повторением всех выше отмеченных процедур по его расплаву взрыванием взрывного устройства 4. Наше технологическое упрощение обеспечивается тем, что по мере остывания расплава 3 (вследствие утилизации отбираемой от него тепловой энергии) температура этого расплава периодически повышается взрыванием внутри него очередного взрывного устройства 4, вводимого в расплав, например, через канал 5 (см. фиг.4), который немедленно (до производства взрыва устройства 4) закрывается. В результате получаем последовательное повторение вышеуказанных циклов процедур, обеспечивающих требуемый температурный режим всей системы теплообразования и утилизации тепловой тепловой энергии, получаемой предлагаемым способом. Современный уровень взрывотехники вполне обеспечивает изложенную схему пользования требуемыми для нашего способа взрывными устройствами. Вместе с тем, необходимо подчеркнуть особо, что нами осуществляется поисковая отработка и соответствующие исследования новых решений введения в расплав 3 требуемых взрывных устройств 4, которые будут представлены соответствующими заявками на изобретение. И дело даже не в том, что существующие технологии на этот счет могут ограничивать наш способ, ибо в подавляющем большинстве случаев можно вполне удовлетвориться этими традиционными технологиями. Но если создается принципиально новый способ получения тепловой энергии, он должен быть равноценен во всех технологических компонентах его осуществления, что мы и сделаем в указанных последующих новых заявках на изобретение.

На фигуре 5 (вид в плане корпуса 1) и на фигуре 6 (разрез А-А на фигуре 5) показана одна из разновидностей нашего способа, где обеспечивается возможность более интенсивного пользования взрывными устройствами 4. Понятно, что такая возможность и целесообразность диктуется в тех случаях, когда требуется повысить мощность и производительность получения тепловой энергии. Для этого в корпусе 1 устраивается не один, а девять каналов 5 (количество условное для иллюстрации, и оно естественно может быть изменено как в одну, так и другую сторону), через которые можно соответственно увеличить как количество, так и интенсивность применения взрывных устройств 4, последовательно взрываемых в расплаве 3, не исключая при этом и последовательные групповые взрывы устройств 4. Понятно, что в конкретных условиях мощность предлагаемого способа можно регулировать и количеством устройства корпусов 1 с обеспечением в каждом из них вышеотмеченных технологических процедур. Мы изложили и проиллюстрировали в конкретных численных параметрах предлагаемый способ, позволяющий (в отличие от существующих способов) обеспечить главные позитивы ядерного и термоядерного процесса, устраняя его вышеизложенные негативы. Однако представленные соображения о предлагаемом решении не исчерпывают потенциал его позитивности, имеется в виду следующее.

Начало осуществления способа представлено на фигуре 1, где внутрь прочного корпуса 1, а именно в гнездо 2, надо поместить массивное металлическое тело 3. Сама эта процедура, являясь разовым мероприятием, весьма специфична в технологическом отношении. Ибо приходится иметь дело с достаточно тяжелым металлическим устройством, где к тому же требуется большая точность в изготовлении не только тела 3, но и корпуса 1. Поэтому оперировать с большими тяжестями при столь жестких условиях весьма не просто. Не говоря уже о том, что усложняется конструкция прочного корпуса 1, так как его необходимо выполнять с устройством проема для помещения внутрь него тела 3. И этот проем, после помещения на место тела 3, необходимо заделать так, чтобы он был равнопрочным со всей остальной частью корпуса 1. Понятно, что в конструктивном и технологическом отношении это также не простая задача, сложность которой возрастает по мере увеличения мощности всего устройства, в котором реализуется предлагаемый способ. Следовательно, этот вариант способа может иметь целесообразность при относительно небольшой мощности осуществления данного решения, количественная сторона которого будет проработана и исследована в соответствующих поисковых работах, являющихся обязательным атрибутом любого новшества. Но уже сейчас, понимая, что существует разумный предел такого решения, излагаем путь его развития, освобождающий от вышетмеченных технологических сложностей и затруднений, см. фигуру 7 и 8. Суть этого совершенствования состоит в том, чтобы, не создавая массивного металлического тела 3, превращаемого затем в расплав энергией взрыва, заливать через канал 6 в гнездо 2 корпуса 1 уже готовый расплав 3. После закрытия канала 6 любым известным способом в массиве расплава производятся все остальные выше отмеченные технологические процедуры предлагаемого способа. На фигуре 7 и 8 (так же, как и на первых трех фигурах) условно не показаны канал (каналы) 5 - см. фиг.4, через которые внутрь массива расплава 3 периодически подается взрывное устройство 4, взрывание которых компенсирует внутри корпуса 1 отвод теплоты из него, используемой для соответствующих потребностей, например получение электроэнергии, отопление и пр. Что касается приготовления рядом с корпусом 1 требуемого количества металлического расплава 3 и вливания его в этот корпус через канал 6, это может быть любая известная технология, приспособленная к конкретным условиям. Например, использование электроиндукционных печей с соответствующим набором всего остального необходимого подъемно-транспортного и ковшового оборудования. И надо особо отметить, что весь комплекс требуемого технологического оборудования - это отнюдь не бросовые затраты для разового действа запуска предлагаемого способа. Ибо предлагаемый технологический процесс получения тепловой энергии необходимо периодически прерывать для осуществления необходимых профилактических мероприятий, без чего, как известно, любой производственный процесс становится недейственным для надежного и длительного использования. Это значит, что периодически расплав 3 надо будет выпускать из корпуса 1, осуществляя в дальнейшем все необходимые вышеотмеченные процедуры по запуску такой установки для дальнейшей работы. Так что указанное оборудование будет всегда в работе с разумной периодичностью его использования. Тем более, что совершенно очевидно - на предприятиях типа ТЭС (даже средней мощности, а при повышении мощности тем более) установки с предлагаемым способом получения тепловой энергии будут применяться не в одном экземпляре, а значительно больше, количество которых установят уже упомянутые поисковые проработки и исследования. Но ясно, что вышеупомянутое оборудование для профилактического обеспечения установок получения тепловой энергии нашим способом будет постоянно задействовано.

Очень важен вопрос, что собой должно представлять взрывное устройство 4, применяемое в нашем способе. И хотя выше на этот счет высказано утверждение про отсутствие каких-либо особых ограничений, имея в виду, что наша задача максимально извлечь тепловую энергию от взрыва. Но именно исходя из данного обстоятельства, обязаны дополнить его утверждением, ссылаясь на достигнутый уровень разработок в этой сфере. В частности, когда мы уходим от масштабов КВС, требующих заряды порядка 10 килотонн, и в то же время обеспечиваем наиболее просто и удобно использование зарядов, превышающих мощность американской термоядерной горошины, следует отдавать себе отчет в том, о каких же реально существующих зарядах в нашем способе может и должна идти речь. Для начала, чтобы ничего не выдумывать от себя, проиллюстрируем сегодняшнюю ситуацию рядом информации из Интернета.

В отличие от баллистических ракет, старты которых показывают по ТВ и которые даже возят по центральной площади страны для устрашения врагов, маленькие и незаметные тактические атомные бомбы являются одним из самых секретных видов оружия. И одним из самых опасных. Наличие ядерных мини-зарядов официальные лица признают с большой неохотой, хотя неофициальные источники утверждают: ядерные бомбы, помещающиеся в хозяйственную сумку, давно стали реальностью.

Вспомним физику. Чтобы произошел атомный взрыв, нужна критическая масса - масса, достаточная для возникновения цепной реакции распада ядер атомов вещества. Масса заряда (а следовательно, и мощность взрыва) не может быть меньше критической. Вот критические массы для делящихся веществ: уран - 45 килограммов, плутоний - 11 килограммов, америций - 4 килограмма, калифорний - 3 грамма. Критмассу можно уменьшить сильным сжатием вещества, выбором формы заряда (оптимальная - шар), использованием дополнительного источника нейтронов (ядерного "запала"), отражателя нейтронов (например, оболочки из золота или бериллия) и, наконец, применением смеси разных делящихся веществ (например, плутония с калифорнием). Если выбрать в качестве боевого вещества плутоний или смесь урана или плутония с калифорнием, учесть габариты и вес электроники, источника нейтронов и другой начинки, то получится, что мини-бомба будет весить около 30 килограммов и помещаться в чемодан.

Из чистого америция можно создавать даже атомные гранаты, а из калифорния - атомные пули. Перспективы применения такого оружия поражают воображение - стандартный пистолет Макарова, снабженный атомными патронами, уничтожит городской квартал, а, опустошив магазин Калашникова, солдат сотрет с лица Земли небольшой городок.

В 1961 году на вооружение американских воздушно-десантных войск, а также диверсионных подразделений поступила система безоткатных гладкоствольных орудий" «Дэви Крокет», включающая в себя легкое 120-мм орудие М28 и тяжелое 155-мм орудие М29. Оба они вели огонь снарядом ХМ-388 с ядерной боевой частью W-54Y1 мощностью 0,01 кт.

СССР на «Дэви Крокет» ответил созданием комплекса двух 230-мм безоткатных орудий «Резеда» на шасси БТР-60ПА. Неуправляемый надкалиберный твердотопливный реактивный снаряд 9М-24 мог лететь на шесть километров.

Однако перечисленными боеприпасами ядерные арсеналы ведущих держав не ограничились. Даже были созданы и испытаны ядерные заряды для… стрелкового оружия!

Новые пули предназначались не только для крупнокалиберных (12,7 и 14,3 мм) пулеметов, но и для 7,62-мм пулемета Калашникова ПКС. Возможно это стало благодаря использованию нетрадиционного для ядерных боеприпасов урана или плутония, а трансуранового элемента калифорния и именно его изотопа с атомным весом 252. Заряд этого вещества в виде заклепки или гантели находился в пуле, а сзади него располагался небольшой заряд взрывчатки. При попадании в цель специально разработанный детонатор инициировал взрывчатое вещество, оно сминало калифорний, и происходил взрыв. Также для компенсации значительно подросшей массы пули был разработан особый порох, который оставил баллистику пулемета неизменной.

Однако большим минусом подобного боеприпаса являлось его тепловыделение - ведь чем меньше период полураспада радиоактивного элемента, тем больше он выделяет тепла. При нагреве пули с калифорниевым зарядом у последней ухудшались характеристики заряда взрывчатки, которая при сильном разогреве могла и детонировать. В связи с этим атомные патроны хранились в специальном холодильнике - толстой (15 см) медной плите с ячейками под патроны, между которыми по трубкам циркулировал жидкий аммиак. В связи с тем, что вся установка потребляла 200 ватт электроэнергии и весила около 110 килограммов, для ее перемещения требовался автомобиль или другое транспортное средство. Впрочем, если пуля находилась вне холодильника на протяжении 60 минут, она, по требованиям техники безопасности, подлежала обязательной утилизации. Во всех других случаях она либо возвращалась в холодильную установку, либо ею стреляли во врага.

Однако из-за трудностей в эксплуатации и хранении, а главное - в синтезе калифорния, данный проект так и не получил развития.

Как видим, для реализации предлагаемого способа военными в сущности уже разработаны и исследованы требуемые взрывные устройства. Более того, целесообразность и эффективность этих разработок для предлагаемого способа осуществления взрывной реакции практически полностью устраняет вышеизложенные негативы и неудобства, с которыми приходится иметь дело военным. В самом деле, мы можем выбирать любой уровень мощности взрыва для наших мирных энергетических потребностей. Габариты взрывных устройств более чем приемлемы для нашей технологии. Причем, в отличие от военных, можем существенно повысить эффективность разработанных ими взрывных устройств. В частности, в сравнении с военными условиями, устраняя практически все затруднения доставки и размещения взрывного устройства в требуемое место (т.е. внутрь блока 4), имеем чрезвычайно важное преимущество. А именно военное взрывное устройство можно применять в рациональном сочетании с термоядерными горошинами или с требуемым набором таких горошин, создавая эффективнейшие возможности для осуществления совместного взрывного действия, которое является миниатюризацией ядерно-термоядерного взрыва. Т.е. имеется в виду, что военные взрывные устройства, при соответствующем взаимодействии с термоядерными горошинами или даже требуемой массы термоядерным зарядом, становятся инициирующим фактором для осуществления реакции термоядерного заряда.

В самом деле, представим, что в качестве запала термоядерной реакции принимаем миниатюрное военное ядерное устройство мощностью 0,01 килотонны тротила, т.е. 10 тонн тротила. Каким же можно принимать термоядерный заряд дейтерия? Допустим, принимаем его такой же мощности 10 тонн. Итого, общая мощность взрывного устройства составляет 20 тонн в тротиловом эквиваленте. Каким должно быть свинцовое тело 4, чтобы справиться с тепловой энергией указанного 20-тонного тротилового эквивалента и превратить это тело в расплав температурой 1500 градусов Цельсия? Оказывается, необходимо изготовить свинцовое тело в форме куба с размером грани, равным 3,25 метра, внутри которого будет размещено вышеуказанное взрывное устройство мощностью 20 тонн тротилового эквивалента. В конструктивном и технологическом отношении вполне осуществимая задача без особых сложностей и тем более нежелательных и обременяющих факторов типа гигантских конструктивных нагромождений для взрыва крохотной американской термоядерной горошины, превращающих всю затею термоядерного синтеза в многократно убыточное мероприятие.

Рассуждая о нашем способе осуществления взрывной реакции, нельзя умолчать о проблемах создания прочного корпуса 1, внутри которого это осуществление происходит. Чтобы исключить сомнения и даже попытки усомниться в позитивном решении этого устройства, адресуем вероятных оппонентов к вышеупомянутым решениям как КВС, так и американского монстра-реактора, в котором осуществляется термоядерная реакция двухмиллиметровой капсулы. Ибо в нашем способе сама его научно-инженерная концепция устраняет причины, определяющие циклопичность аналога и прототипа. Так как в нашем решении, в отличие от КВС и американского реактора, обеспечивается технологический оптимум, устраняющий вопиющую нерациональность и нецелесообразность всех известных попыток подобраться к управляемому термоядерному синтезу. Приведенный численный анализ можно продолжить в любую сторону, либо уменьшая параметры металлического тела 4, либо их увеличивая. И это совершенно не создает трудно решаемых и тем более нерешаемых задач. Более того, мы рассуждали на примере свинца. Если же обратиться к другим металлам типа алюминия, меди, железа и других, предлагаемое решение может быть еще более эффективным и компактным. Что касается безопасности, так здесь вообще отсутствуют причины, чтобы выходить за рамки уже существующих и массово функционирующих энергетических объектов типа ТЭС, работающих на органических энергоносителях, не говоря уже об АЭС.

Все сказанное, однако, не низводит предлагаемый способ до примитивизма и упрощенства, как не являются примитивными и упрощенными традиционные ТЭС и АЭС. Так что создание надежного и безопасного корпуса 1 - это задача большой науки и высокой технологии, требующая осознания и применения всего наилучшего и эффективнейшего в области энергетики с выполнением серьезнейших поисковых разработок и исследований. Взять к примеру фактор создания в корпусе 1 расплава металла, температура которого значительно превышает температуру плавления этого металла. Решалось ли до сих пор нечто подобное? Да еще в такой постановке задачи! Смеем утверждать - не решалось. Утверждаем также, что предлагаемое решение расплавления тела 3 внутри корпуса 1 направляет львиную долю энергии взрыва взрывного устройства 4 именно на расплавление и на нагрев металла тела 3, что соответственно уменьшает силовое воздействие этого взрыва на конструкцию корпуса 1. Сказанное однако не устраняет полностью силовое воздействие этого взрыва на корпус. Поэтому выяснение этих обстоятельств и особенностей должно явиться главной целью предстоящих поисковых разработок и исследований. Но в любом случае можно гарантировать максимальную надежность и безопасность такого корпуса. Ибо мы не выходим за рамки достигнутого научно-инженерного уровня создания конструкций, работающих в условий высоких давлений и температур. Более того, наш способ благоприятствует работе таких конструкций, так как обеспечиваются наиболее приемлемые условия отвода теплоты от корпуса 1, применяя при этом традиционные теплоносители, главным из которых была и остается вода. Так что температурный режим корпуса 1 можно обеспечить в любых требуемых параметрах, когда эксплуатационная безопасность корпуса 1 является максимальной за счет максимальной эффективности отвода от него теплоты расплава 3. Вопрос материалов, требующихся для сооружения предлагаемого технологического комплекса, не обсуждаем, считая, как уже было отмечено, что достигнутый уровень научно-инженерных разработок и исследований в области энергетики позволяет решать эту проблему наиболее целесообразным и эффективным образом.

Завершая изложение существенных особенностей предлагаемого способа, повторяем утверждение о том, что в этом решении могут и должны быть использованы все новейшие научно-инженерные достижения, обеспечивающие реализацию предлагаемого способа с наибольшей эффективностью. Например, излишне даже напоминать, что предлагаемая технология может и должна быть полностью автоматизирована на основе существующих информационных возможностей. Не говоря уже о том, что следствием и главнейшим требованием этой автоматизации является несравнимая со всеми видами ТЭС и АЭС экологическая безопасность, устраняющая отходы генерации тепловой энергии. Оппоненты будут утверждать, что мини-ядерные и ядерно-термоядерные заряды нельзя считать безотходными. Но количество этих отходов на много порядков меньше в сравнении с традиционными технологиями, и совершенно понятно, что экологическое обезвреживание этого минимума вредностей решаемо уже сегодня, учитывая уровень разработок и исследований трансмутации ядерных материалов. В этой связи обязаны повторить, что предлагаемая технология является отправным пунктом дальнейшего ее развития и совершенствования, в результате чего может вообще не остаться даже указанного минимума радиоактивных осложнений и тем более опасностей. В частности, речь идет о совершенствовании взрывного процесса внутри корпуса 1. Т.е. в идеале стремление к тому, чтобы термоядерный синтез осуществлялся в чистом виде при абсолютном отсутствии каких-либо инициирующих ядерных взрывных компонентов. Предлагаемая технология генерации тепловой энергии предполагает и обеспечивает возможность создания и сооружения принципиального нового типа тепловых электростанций, позитивы и беспрецедентные преимущества которых нет надобности специально излагать. Не менее важно, что наше решение вполне пригодно для реконструкции уже существующих электростанций, как ТЭС, так и АЭС.

Подводя итог всего сказанного и повторяясь в очередной раз, особо подчеркиваем и утверждаем, что данная работа открывает принципиально новое направление в энергетике и будет дополнена новыми технологическими и конструкторскими находками, требующими их патентной защиты. Что и будет сделано в ближайшем будущем. Необходимо также подчеркнуть не менее важный фактор, касающийся типа взрывного устройства 4, расплавляющего внутри корпуса 1 металлическое тело 3, в результате чего это тело превращается в металлический расплав 3. В частности, повторно обращаем особое внимание на название изобретения «Способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной». Это значит, как было уже отмечено, что тип взрывного устройства и вид взрывчатого вещества может быть разный. Ибо технологическая позитивность предлагаемого способа сохраняется при любом виде взрывного устройства или применяемого в нем взрывчатого вещества. Другое дело, что выбор такого устройства и соответственно взрывчатого вещества должен приниматься с обеспечением максимальной эффективности со всех возможных точек зрения. Именно поэтому предлагаемый способ осуществления взрывной реакции не ограничен только ядерной или термоядерной реакцией, полагая, что не исключаются ситуации, когда возможно создание взрывных устройств, по целому ряду соображений не менее эффективных и целесообразных, чем применение ядерных или термоядерных взрывных устройств. Соответствующие поисковые проработки в этом направлении производятся, и они также будут представлены для патентной защиты.

И на завершение важное обстоятельство.

Предлагаемое решение так же, как и рассмотренные аналог и прототип, предусматривает однообразную технологическую последовательность осуществления взрывной реакции. Понятно, что частота этих взрывов зависит от множества факторов, принимаемых при разработке соответствующего проекта, в котором главным параметром является мощность создаваемого теплогенерирующего объекта. Так вот, в этом отношении предлагаемое решение обладает чрезвычайным и беспрецедентным преимуществом. Преимуществом в том смысле, что обеспечивается возможность выбора наиболее рациональной и эффективной цикличности осуществления предлагаемого способа. Ни аналог, ни прототип совершенно не обладают этим качеством, ибо они завязаны на гигантомании, варьировать работу которой практически невозможно. Не говоря уже, что такого рода энергетические гиганты обладают колоссальной инерционностью, которая будет держать в энергетических тисках всю экономику, пользующуюся энергией подобных монстров. В нашем случае энергетическая гибкость предлагаемой технологии ничем не ограничивается. Ибо, даже создавая любой мощности энергетический объект, его можно сооружать из требуемого количества блоков, непосредственно генерирующих тепловую энергию. Поэтому, применимость и возможность распространения предлагаемого решения может варьироваться от самых малых энергетических потребностей, имеющихся в любых экономических условиях, до запросов крупнейших социальных и производственных потребителей. Более того, возникает совершенно неожиданный позитив применимости предлагаемого решения, который заключается в целесообразном использовании предлагаемого решения на крупнотоннажных морских судах, не исключая и речные суда на больших реках. И это не просто целесообразность, а чрезвычайная целесообразность, состоит в том, что ни суда с традиционными энергетическими установками внутреннего сгорания, ни суда с атомными энергетическими установками не имеют комплекса позитивов, обеспечиваемых предлагаемым способом. В частности, по аналогии с ядерными энергетическими установками, обладая свойством ненадобности возить на морских судах большую массу энергоносителя для энергоустановки, наше решение освобождено от всех неприятностей и опасностей ядерных реакторов, создающих эти негативы не только во время срока эксплуатации судна, но и не менее опасные и вредные последствия после завершения этой эксплуатации. Одного этого достаточно, чтобы осознать уникальную степень преимущества предлагаемого решения. Кроме этого, что в сущности может быть не менее важно, предлагаемое решение многократно проще и надежнее в эксплуатационном отношении. Если с учетом сказанного сопоставить использование предлагаемое решение с наиболее распространенными судами, имеющих энергетические установки с двигателями внутреннего сгорания, несложно придти к выводу, что предлагаемое решение, в отличие от ядерных установок, имеет все основания массового применения на морских крупнотоннажных судах. Все вышеизложенное требует, к ранее сказанному утверждению о необходимости поисковых проработок и исследований предлагаемого решения, добавить особую необходимость изучения и исследования отмеченного направления использования этого решения на морских крупнотоннажных судах. Более того, не исключено, что именно это направление станет первым и лидирующим в массовом распространении этого решения в энергетических сферах экономики, причем не только отечественной, но и в глобальном масштабе. К сказанному нельзя не добавить особый фактор сверхчрезвычайной целесообразности применения предлагаемого решения на военных кораблях. Имеются в виду прежде всего корабли, именуемые авианосцами, где вышеобозначенные позитивы этого решения возрастают многократно. То же самое можно сказать про плавучие электростанции, которые приобретают все большую целесообразность не только в теоретических исследованиях, но уже и в практической реализации.

И последнее важное обстоятельство, увеличивающее позитивность предлагаемого решения.

В процессе предстоящих поисковых разработок и исследований предусматривается изучить возможность увеличения температуры расплава 3, доводя его до кипения. Такая возможность обеспечивается приданием корпусу 1 достаточной для этого прочности. В итоге получаем более емкую и более мощную энергетическую систему, технологическое управление которой становится более стабильным, так как стабильным становится температурный режим этой системы.

Изобретение относится к способу осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. В заявленном способе взрыв осуществляется путем подрыва заряда внутри массивного металлического тела, размещенного в прочном корпусе. В результате взрыва энергия взрыва заряда расплавляет это тело, а теплота расплавленного металла утилизируется. После охлаждения расплава после первого взрыва заряда последовательные взрывы следующих зарядов осуществляются при соответствующем охлаждении расплава с размещением заряда внутри этого расплава. В одном из вариантов осуществления заявленного способа до осуществления первого подрыва взрывного устройства внутреннее пространство прочного корпуса заполняется через соответствующий канал расплавом металла, внутри которого осуществляются все остальные предусмотренные операции после заглушки этого канала. Техническим результатом является возможность уменьшения габаритов используемой установки и повышение радиационной безопасности. 8 ил.

Способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем подрыва заряда внутри массивного металлического тела, размещенного в прочном корпусе, при этом энергия взрыва заряда расплавляет это тело, а теплота расплавленного металла утилизируется через прочный корпус, отличающийся тем, что массивное металлическое тело, кроме помещения его в твердом виде в прочный корпус, может заполнять внутреннее пространство прочного корпуса в расплавленном виде через соответствующий канал с последующей заглушкой его, предоставляя возможность осуществления первого взрыва внутри расплава металла, а после первого взрыва заряда каждый последующий взрыв осуществляется при соответствующем охлаждении расплава с размещением заряда внутри этого расплава.