Об эффективности использования угольных станций - Отто Фриш

Отто Фриш

Об эффективности использования угольных станций

ОТ РЕДАКЦИИ

Нижеследующая статья из ежегодника Института по использованию источников энергии за 4995 год публикуется для ознакомления широких кругов читателей с новыми данными, важными в настоящий момент в связи с угрозой истощения запасов урана и тория в горнорудной системе Земля - Луна.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

В связи с недавним открытием угля (черные окаменевшие растительные остатки) во многих районах Земли возникают интересные возможности для получения энергии от реакции деления. В некоторых местах, где были обнаружены месторождения угля, имеются несомненные признаки их эксплуатации доисторическим человеком. По всей вероятности, уголь использовался в те времена лишь для женских украшений и окраски лица при различных племенных церемониях.

Энергетические возможности угля зависят от его способности легко окисляться - при этом достигается высокая температура и выделяется энергия, равная примерно 0,0000001 мегаваттдням/грамма. Это, конечно, не высокий энергетический показатель, но при добыче угля в больших масштабах этот недостаток будет компенсирован.

Главное преимущество угля - это то, что его критическая масса намного меньше, чем у любого ядерного горючего. Известно, что атомные станции неэкономичны при мощностях меньше 50 мегаватт; угольные же станции могут быть эффективно использованы в районах с малым потреблением энергии.

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ УГОЛЬНОГО РЕАКТОРА

Труднее всего оказалось получить свободную, но управляемую подачу кислорода к топливным элементам. Кинетика реакции уголь - кислород намного сложнее кинетики деления атомного ядра и до сих пор не раскрыта. Получено дифференциальное уравнение, аппроксимирующее процесс протекания этой реакции, но его решение пригодно только для простейших случаев.

Реакционный сосуд предлагается выполнить в виде двух концентрически встроенных цилиндров. Внешний цилиндр должен быть выполнен с перфорациями для выхода продуктов сгорания. Перфорации внутреннего цилиндра служат для подачи кислорода к топливным элементам, расположенным между внешним и внутренним цилиндрами.

ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

По всей вероятности, топливные элементы для угольных реакторов будет легче производить, чем для ядерных. Элементы из угля не требуется и нецелесообразно покрывать оболочкой, поскольку это препятствовало бы проникновению кислорода. Расчеты решеток различной конфигурации показали, что будет наилучшей в эксплуатации самая простая решетка с плотной упаковкой из разных сфер. В настоящее время проводятся расчеты на вычислительных машинах по определению оптимального размера сфер и возможных допусков.