الدفع النووي البحري

الغواصات النووية الأمريكية Skate (SSN 578) و Seadragon (SSN 584) خلال اجتماع تاريخي في القطب الشمالي ، 22 أغسطس ، 1962. سمح الدفع النووي للغواصات بالوصول إلى مناطق كان يتعذر الوصول إليها سابقًا في العالم. تصوير نارا

هذه طريقة واهية وغير فعالة للحصول على الطاقة ، وأي شخص يبحث عن مصدر للطاقة لتحويل الذرات هو هراء. تم تقديم مثل هذا البيان القاطع في عام 1933 من قبل السير إرنست رذرفورد ، مكتشف النواة الذرية. في هذه الحالة ، كان العالم العظيم مخطئًا جدًا. لم يثبت التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا في العقود التالية فقط أن هذه الطريقة يمكن أن تكون فعالة تمامًا ، ولكن أيضًا وضع الطاقة النووية في مهام لا يمكن حلها بدون استخدامها. كان أحدهم نوعًا جديدًا من دفع السفن.

في نفس العام الذي ذكر فيه رذرفورد (1871-1937) بشكل قاطع أن هذه المعرفة لن تجد تطبيقًا عمليًا ، اقترح الفيزيائي المجري ليو زيلارد (1898-1964) المفهوم الجريء للتفاعل النووي المتسلسل الذاتي ، أي تفاعل سلسلة مستحث. ، سيكون ناتجها .in. النيوترونات التالية التي يمكن استخدامها لبدء الأجيال القادمة من نفس التفاعل. لم يكن يعرف بعد كيف سيبدو ، أو ما هي المواد التي قد تكون موضوعه. سرعان ما تم اكتشاف التفاعل - في ديسمبر 1938 ، اكتشفه الكيميائيون الألمان أوتو هان (1879-1968) وفريتز ستراسمان (1902-1980). في محاولة لإنتاج نظير مشع صناعي عن طريق قصف عينات اليورانيوم بالنيوترونات ، تسببوا بدلاً من ذلك في انشطار اليورانيوم. في العام التالي ، حدد تسيلارد والفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي (1901-1954) أن انشطار نوى اليورانيوم ينتج أيضًا نيوترونات حرة ، مما يشير إلى إمكانية بدء تفاعل تسلسلي مستدام ذاتيًا. جاء الدليل النهائي في ديسمبر 1942 ، عندما بدأ تشغيل أول مفاعل نووي في العالم ، CP-1 ، الذي بناه فيرمي وتسيلارد ، في شيكاغو.

الغواصات النووية

تعود فكرة استخدام الطاقة النووية لدفع الغواصة إلى ما قبل بناء المفاعل الأول. في وقت مبكر من عام 1939 ، اقترح الدكتور روس جون (1897-1966) ، وهو فيزيائي يعمل في مختبر أبحاث البحرية الأمريكية ، هذا الاحتمال. وأشار

أن مصدر الطاقة هذا لا يعتمد على أكسدة المواد العضوية وبالتالي لا يتطلب (...) أكسجين (...). هذه ميزة كبيرة من وجهة النظر العسكرية ، والتي من شأنها أن تزيد بشكل كبير من مدى وفعالية الغواصة العسكرية. ومع ذلك ، كان الطريق إلى مثل هذا الدافع لا يزال طويلاً. سرعان ما تبين أن النظير U-235 ، الذي يشكل 0,72٪ فقط من اليورانيوم الطبيعي ، يخضع لتفاعل متسلسل مستدام ذاتيًا ، والباقي هو النظير الأثقل U-238. في حين أنه من الممكن بناء مفاعل يورانيوم بنسب نظيرية طبيعية ، فإن مثل هذا المفاعل سيكون أكبر من أن يتناسب مع السفينة ، وخاصة الغواصة - كما قال أحد علماء الفيزياء في هذا الموضوع ، أصبح من الواضح تمامًا أن اليورانيوم الطبيعي مع مفاعل ستكون كبيرة. مثل الحظيرة. لذلك ، اتضح أنه من الضروري تحضير وقود يحتوي على نسبة أعلى من U-235 في الكتلة الكلية لليورانيوم - أي المخصب. منذ عام 1940 ، بدأت البحرية الأمريكية في تخصيص المزيد والمزيد من الموارد للبحث في هذه القضية ، وفي عام 1944 حتى أنشأت مصنعًا صناعيًا خاصًا بها لتخصيب اليورانيوم ، ولكن في الوقت نفسه ، تم اتخاذ قرار سياسي في الولايات المتحدة بأن جميع الأبحاث في سيتم تركيز العلوم الذرية الميدانية في إطار مشروع مانهاتن التابع للجيش الأمريكي.

ومن الجدير بالذكر أن اليابانيين رأوا أيضًا إمكانات الطاقة النووية في وقت مبكر. في ربيع عام 1942 ، قررت البحرية الإمبراطورية رعاية الأبحاث في الفيزياء النووية لتطوير كل من الأسلحة والدفع ، لكن سرعان ما خلصت لجنة علمية خاصة إلى أن السؤال غير ممكن - تتطلب عملية تخصيب اليورانيوم كمية كبيرة من المواد الخام. المواد. والطاقة التي لا تستطيع الدولة ببساطة تحملها. في عام 1943 توقف العمل.

بعد الحرب ، ركزت أعمال تطوير البحرية الأمريكية على بناء نظام الدفع النووي نفسه ، على الرغم من أن التقدم كان بطيئًا في البداية. كان الاقتراح الأول الأكثر تحديدًا هو مذكرة معمل الأبحاث البحرية (NRL) في مارس 1946 تقترح أخذ تصميم الغواصة من النوع XXVI غير المحقق وتحويله إلى سفينة تعمل بالطاقة النووية. ومن المثير للاهتمام ، أن المفاعل المضغوط كان لابد من تركيبه خارج الهيكل الصلب للوحدة. ومع ذلك ، لم يتم تنفيذ هذا المشروع. بعد انتهاء الحرب ، تلاشى الحماس لإجراء أبحاث جديدة ، ونتيجة لذلك ، بدأ مشروع إنشاء محطة للطاقة النووية أخيرًا في عام 1949 فقط. تقرر تطوير حلين - مفهوم مفاعل الماء المضغوط الذي تم تطويره في مختبر أرجون الوطني (بالقرب من شيكاغو) والتصميم الفني لشركة Westinghouse ومفاعل تبريد معدني سائل تم تصميمه وبنائه بواسطة شركة جنرال إلكتريك. في كلتا الحالتين ، كان من المقرر بناء نماذج أولية للأرض (Mk I و Mk A) ، ثم مفاعلات للسفن النموذجية (Mk II و Mk B). تم إطلاق النموذج الأرضي Mk I في 30 مارس 1953 ، وذهبت أول غواصة نووية Nautilus إلى البحر في 17 يناير 1955 ، إيذانا ببدء حقبة جديدة في تاريخ البحرية العالمية. تبين أن قرار Westinghouse كان ناجحًا للغاية - فجميع السفن والسفن التي تعمل بالطاقة النووية والتي تم بناؤها حتى الآن (مثل معظم محطات الطاقة النووية) تستخدم مفاعلات الماء المضغوط. وفي الوقت نفسه ، فإن تصميم المفاعل المبرد بالصوديوم لشركة جنرال إلكتريك قد اختل. مدعومًا بمثل هذا الجهاز ، دخل Seawolf الخدمة في 30 مارس 1957 ، ولكن تم استبدال المفاعل في عام 1960 بآخر مشابه لـ Nautilus.