Új Ifjúság, 1955 (4. évfolyam, 1-52. szám)

1955-08-27 / 34. szám

1955. augusztus 27.

7

5^.

Tudnivalók az atomenergiáról

■iiiiiiiiimiii ...................

ÚJ UTAKON A TUDOMÁNY

■

■

•■■■■■■■■■■■■■■•■■a«« ■■■«gmiiiB

»égés bolygó létrehozásának terv« dolgoznak a Szovietúnióban

lYll dZ dióm ;

Az atom a görög atomos oszthatatlan — szóból ered. A tudomány már bebizonyította, hogy az atomok valójában az anyagnak nem oszthatatlan egységei. Protonokból (pozitív elektromos -töltésű nehéz testecs- kékből, neutronokból elektromos töltés nélküli, súlyos te°- tecskékből és elektronokból) negatív töltésű könnyű testecs- kékböl állnak. Az atom a legkisebb egység* amelyre egy elemet szét lehet bontani Olymódon, hogy megtartsa az eredeti elem vegyi 'jellegzetességeit.

Mi az atomenergia?

•

Az atomenergiát az atom összetevőinek tömegéből nyerik. Egy kismennyiségű tömeg szétrombolása általában nagy- mennyiségű energiát eredményez. Egy milligrammnyi, vagyis durván szólva egy gom- bostűfejnyi anyag szétrombolása esetén körülbelül ötvenezer kilowattóra energia szabadul fel. Ezzel az energiamennyiséggel egy közepes nagyságú várost néhány óráig el lehetne látni villamos árammal. Amikor az atom olyan részekre törik, amelyek együttesen nem nyomnak annyit, mint az eredetű atom — a hiányzó kis tömeg sok energiává változik át. Ez történik például az uránium, vagy a plutónium hasításának esetén.

Mi a hasítási folyamat?

Bizonyos atomokat összetevőikre, vagyis neutronokra, protonokra és elektronokra lehet bontani. Az atom szétbontásához nagy külső érőre vám szükség. Ilyen erőt kapupj^ amikor kis testecskékkel, mim. például neutronokkal ..bjgrtyj?; zunk” súlyos atomokat; Az!, uránium hasítása esetéin két test keletkezik, mindkejío egy- egy új atomja egy oly® elem-; nek, amely körülbelül olyan súlyos, mint az urániutft ezenkívül felszabadulnak neutronok, amelyek láncreakció firmájában hasítják a többi atoittgt. A súlykülönbség az első atojfr. é§ a két vagy több atom között, amelyre széthasadt — energiai vá változik. így szabadul fel energia, amikor az atomot hasítás útján választják szét. A felszabadult erők túlnyomórészt hővé, vagy mozgássá alakulnak át. Ez a hasadási folyamat az úgynevezett nukleáris reaktorban megy végbe.

Mi a nukleáris reaktor?

A nukleáris reaktor olyan készülék, amelyben atomenergiát fejlesztenek. Ilyen sajátos reaktor például maga az atombomba is, amelynek feladata, hogy összetartsa a futball-labda nagyságú urániumot, vagy plutóniumot, amig a láncreakció megtörténik. A láncreakció során a másodpercek töredéke alatt a keletkezett hő okozza a hatalmas robbanást.

Vannak olyan reaktorok is, amelyeknek célja nem a robbanás. hanem olyan atom-„tűz” felépítése, amelyben a hő állandóan gerjed abban az ütemben. ahogy az atomok szétválásain az atomenergia felA Szovjetunióban az %óbbi időben nagy figyelmet fordítan ak a bolygóközi közlekedéswiroblémiának megoldását célzó tudományos kutatómunkákra. Megtörténtek az első lépések „Földünk mesterséges utitársáfbk" létrehozására.

E kutatómunkák koordinátára a Szovjetunió Tudományos Akadémiája mellett bizottsái^k alakítottak. A Moszkovszkaja Pravda című moszkvai napilap^^mrégiben közölte e bizottság tudományos titkárának, A. KarpÄkönak a nyilatkozatát a szovjet tudósoknak az asztronautika ^jrliajózás tudománya) területén folytatott munkájáról. A nyilfekozat a következőket tartalmazza :

— Bizottságunk munkájában — rSäßdotta A. G. Karpenko — a mechanika, az asztronómia, a fizil^Lés hőtechnika számos kiváló szakértője vesz részt. A bolygóiéi közlekedéssel kapcsolatos problémák megoldásán a Szifcetunió Tudományos Akadémiájának, a szövetséges köztársaságl^tudományos aka- démiáinak és néhány szakkutatóintézetnek^Beok. munkatársa dolgozik.

A tudósok, tervezők és mérnökök mosj^Ksö^jfra® azon dolgoznak, hogy megoldják az úgynevezej^^jnest^BíIs ytj. társ” létrehozásával kapcsolatos nrohlémJpft. (JjVanort laboratóriumot akarunk létrehozni, am^fj’ hosszabb i£ei(|

Mi az

Az^atomegjf&sfflés a: lse. Ez a folya; "" éldául a hi< A lül

szeri: n heí v atomol

súlyos éTemeknek, urániumnaksjlz szilárdak. Bi- asonlő a heiaiKt könnvü-t»temckkek Áz

atamegyesülésj

ö^S^i^nnelír^á^,- oifeclaftTiye, holVaz új atöm' t'élaniivel szi- lafSiaTibjJcsz. Feltevés (szerint a náySji^ilyen atOfrtegyesülési reakciótól határtalan

energláiáL^A^í&Smításak szerint a iegkönnyöDb elemnek, a hid románnak egyik módosulatából, az úgynevezett nehéz hidrogénből — két atomját összetéve — kéoződik a súlylista követ'

tózkodhat a kozmikus térben.

Nemrég Koppenhágában befejeződöjj nautikái kongresszus. A kongresszus többsége a „mesterséges utitárs” lét! lalkozott. Rendkívüli érdeklődést kef akadémikusnak az a bejelentése, hogy bázis a Föld mesterséges utitársainak

— Milyen lehetőségek nyílnak meg ®,kutá/ó|k yWátt^ ha ily kozmikus laboratórium áll majd raMj^Rzésüyre'

— Egész sor olyan fizikai, aajjJWkai és asfetro'fizik^ munkát lehetne megnevgaí^^melyet k’vji. itos volj terséges utitárs” secótögipwel végezni, a légkt»r ipaga rüíő«rétegeiben, tfá&fffkg a .légkör gazdag- és -'fi^cétü csak a Föl^JjjglpTOzeleső rétegekben tanulmányoz

Ennekidjafa magyarázata, hogy sem á repülőgépei^ ö#|ló léflfliiníbíSt, sem a Föld különböző pontjairól évről évre felin eres: Kétt rádiószondák nem képesek nagy magasságba hatolni, redig a néhány száz kilométer magasságban végbemenő jelenségek nagy jelentőségűek a földi élet szempohtjából.

Példának vehetünk itt olyap folyamatokat, mint a rövidhullámú rádiőösszeköttetésben nagy szerepet jásztő ionoszféra keletkezése a kozmikus sugarak hatására. A rádióhullámok terjedését kutató vizsgálatok felbecsülhetetlen értékűek lőhetnek a leendő világürhajózás fejlődése szempontjából. Lehetséges, hogy a nagy távolságra ható televíziós adások problémájának megoldását is elősegítik majd.

Légkörön túli állomáson készített lassított filmfelvételek segítségével vizsgálat alá lehetne venni továbbá a napfelszín jelenségeinek bonyolult dinamikáját, pontosabban lehetne megállapítani ezeknek a jelenségeknek és a Földön végbemenő jelenségeknek a kapcsolatát.

Azok között a lehetőségek között, amelyeket a légkörön túli kutatások nyitnak majd meg, különösen fontosnak ígérkezik a Nap és a csillagok ibolyántúli és röntgensugárzásának megfigyelése.

Ilyen megfigyelések révén sok újat lehetne megtudni arn mi történik a távoli világokban. Figyelemmel lehetne kísérni, hogyan keletkeznek és bomlanak a különböző vegyi elemek rendkívül magas hőmérsékleten és nagy nyomás alatt.

A légkör felső rétegeiben végbemenő jelenségekről a legutóbbi időkig csak találgatások vagy egyes közvetett megfigyelések alapján alkothattunk képet. Nem voltak olyan eszközök, amelyek elérhetővé tették volna a nagy magasságokat.

— Milyen magasságot sikerült elérni modern kozmikus rakétákkal ? —

— A Földről rádióval irányított kozmikus rakéták már csaknem 500 kilométeres magasságban is jártak. Érzékeny műszereik önműködően meghatározták ott a nyomást, a hőmérsékletet és a levegő összetételét.

A rakétákon speciális kabinokban állatokat is eljuttattak ilyen magasságba. A Földről figyelték állapotukat és viselkedé- fciiket az ilyen rendkívüli viszonyok között.

Ha a bennünket érdeklő adatokat kozmikus rakéták segítségével megszerezhetjük, akkor milyen szerepet szánnak a Föld ^Mesterséges utitársának” ?

A'Épzmikus rakétákat — jóllehet segítségükkel jelentős redményeket értünk el — csak igen korlátozott mértékben felhasználni tudományos kutatómunka céljaira. Az ilyen útji ugyanis rendszerint mindössze néhány tizedmá- Cig tart, a kívánatos magasságban pedig csupán a pil- tört Készéig tartózkodik a rakéta. E megfigyelések fő ^osságfe tehát az. hogy időtartamuk igen rövid. Könnyű “’"élniJJnilyen érdekés adatokat szerezhetnénk a kozmikus égeicrpl, ha a rakéta néitány óra hosszat, vagy néhány tartózkodna abban a magasságban. A felderítő rakéták helyétáiöld „mesterséges utitársának” kell elfoglalnia, amelyet aHamjÉpnegfigyelés céljaira rendeznek be.

— Milyen tervek vannak jelenleg a Föld „mesterséges uti- sának” létrehozására és mennyire reálisak ezek a tervek?

— Ma sok terv van már különböző méretű és súlyú (néhány kilogrammtól néhány tonnáig terjedő) „mesterséges űtitársak” létrehozására. A rakéta-technika iránt érdeklődő és azzal foglalkozó mérnököd, tervezők és tudományos munkatársak előtt ismeretes, hogy ezek a tervek reálisak.

E tervek alapján a mesterséges utitársnak olyan magasságban kell keringenie a Föld körül, ahol a levegő ellenállása már alig észlelhető. Lehet, hogy az eső „mesterséges utitárs" keringési magassága valahol 200—1000 kilométer között lesz, a későbbieké 15Ö0—2000 kik:méter között.

Kiszámították, hogy 20ÍÍ) kilométer magasságban a „mesterséges utitárs“ sebessége másodpercenként körülbelül hét kilométer lenne. Ennél a sebességnél a keringő laboratórium centrifugális ereje semlegesíti a nehézségi erőt. A Föld „mesterséges utitársa” előreláthatóan nem az egyenlítő síkjában, hanem a sarkokat metsző síkban fog keringeni. Tekintettel a Föld forgására, így a földgömb minden része felett végezhet majd megfigyeléseket.

A Szovjetunióban végzett kutatások eredményei alapján fel lehet tételezni, hogy aránylag a közeli jövőben megvalósul a „mesterséges utitárs” létrehozásának terve.

_ lű széljr körben fejlesztette az Jjßmreteket a re- ^ 'adatainak tanulmányozásában, az atommáglyában fellépő hatalmas sugárzások hatásának kitett anyagok tulajdonságainak, valamint ama fizikai folyamatoknak a tanulmányozásában, amelyek a neutronoknak az anyaggal való kölcsönhatqsánál mennek végbe.

Az atomerőt reaktorában tanulmányozták a neutronok eloszlását, valamint a neutronok elnyelését és lassúbbodását. Az atommáglya aktív zónájában besugárzásnak vetették alá a különböző konstruktív anyagokat, a lassító anyagokat és a monokristályokat. Ezek tulajdonságaik megváltozásán könnyebben lehet felfedni azokat a törvényszerűségeket, , amelyek a sugárzásoknak az anyag szerkezetére és tulajdonságaira gyakorolt hatásában mutatkoznak. Az erőmű reaktorában készültek a „jelzett" atomok, különböző kutatási célokra.

Az eltelt év alatt sok figyelmet fordítottak a gazdaságf értékelésekre. Az atom-villany- erőmű egyévi működése lehetővé teszi, ■ hogy az itt felmerült kérdések jelentős részét tisztázzák. Az atom-villanyerö- mű áltat termelt villamosenergia költségének megállapításánál jelentős szerepet játszik a höfejlesztő elemek működési megbízhatóságának helyes értékelése. Erre a kérdésre csak a tapasztalat ad választ.

A Szovjetunióban jelenleg 50 000—100 000 kw teljesítményű villany-erőművek létesítésére folynak a tervezési munkálatok. Olyan típusokat is terveznek, mint a■ már működő erőmű.

D. Blohincev professzor:

A Szovjetunió atom- villanyerőművének egyévi munkája

Az atomenergia békés célokra való felhasználása igen sokrétű. Azok ez országok, amelyek rendelkeznek a rádió- aktív izotópok előállításának, hetőségeivel, már ráiéríejpefzek- nek az úi anyagokrmlrfrz iparban, a mezőgaqjtmgokban, a biológiában ét az orvostudományban való széleskörű alkal- mazá^Sha.

*Az úi természeti erő alkalmazásának fő területe azonban kétségtelenül az energetika. Bárhogy becsüljük is fel az is-j mert energiaforrásokat, ezek mégis csak korlátozottak és a< emberiség kénytelen lesz az\ atomenergiához folyamodni, amelynek készletei sokszorosan felülmúlják a geológiai szén-, olaj- és egyéb fűtőanyag-források energiáját.

j csak a Szovjetunió ezik atom-villanyerömű- vei. Eitsmra mutat, hogy a vezető kaphqlista államok erőfeszítéseiket thkább a hadi alomipar fejlesztések«, összpontosították. mint az atofhenergetika fejlesztésére. • .

Az első atom-villanyerömű létrejötte bebizonyította, hogy lehetséges az uránhasadás la reakcióját felhasználni arraH hogy villamosenergiát ipari méretekben termeljünk. Ez volt az új természeti erő birtokba vételének első foka. Ebben van ennek az erőműnek elsőrendű jelentősége.

A Szovjetunió Tudományos Akadémiájának atom-villanyerő- műve már egy éve sikeresen működik, s ez egyévi működés igen értékes és tanulságos volt a sz.ovj.et tudomány és technika számára.

Az erőmű üzembehelyezésének első évfordulójáig az 5000,

kw kapacttcurC I villany generátor mintegu^iá jnillió kilowatt- órcuefllamos energiát termelt. Ez to alatt a fő technológiai berendezés üzemkavar nélkül működött és az Jállomás személyzete jelentős as hasznos tapasztalatokat szerzett a berendezés kihasználásában.

Kiüfinrtk'őTrrrh-Ml emelni a hőífílesztő urán-elemek üzem- vartól mentes muhkáját? Az t'uránt larialArazá. Imeilesztö elemek: az eúötffyJjegflvitosabb része. Az elemeknek a nagy hő- neihftí$-suEárzis rom- boto hamsával szemben tanusi- tojJSellenálló képessége tette 'ehgBívé az egész erőmű munkának eredményességét.

urán hasadpSanak lánc reakcióját1 ae^qtommáglyában minden pillanatban szigorúan ellenőrizni és irányítani kell. Az atomerőműnél ezt egész sor ellenőrző műszer és automatikus szabályozó biztosítja. Ezenkívül biztosítani kell a hőt termelő reaktor, a gőzfejlesztő, hőkicserélő készülékek és a turbogenerator egybehangolt működését. Ezt az egybehangolást részint automatikus szabályozókkal, részint kézi irányítás segítségével érjük el. Tanulmá- ozni kellett az irányítási és szabályozási módszert az erőmű különböző működési módjainál. Különösen fontos volt az átmeneti működés tanulmányozása. Az erőmű egyévi működésének tapasztalata megmutatta, hogy az erőmű egészében jól irányítható és az automatics re, szer kifogástalanul ‘

A höfejlesztő elemek#ellenállóképessége, a reakiom jó bályozó rendszere, af állt működésének mindenoldalú/ /!■ lenörzéséhez szükségf minőségű műszerek

leskörüen alkalmazott automatizálás biztosítják az erőmű működésének nagyfokú megbízhatóságát és a technológiai folyamat teljes ellenőrzését.

Az egyévi működés alatt az erőmű irányításával nemcsak az állandó személyzet ismerkedett meg, hanem ez idő alatt az erőmű különböző szakemberek számára szolgált iskolául.

Az erőmű berendezését és működését a szovjet szakembereknek és számos külföldi ország szakmabeli képviselőinek mulatták be.

Az elteli év folyamán nagy figyelmet fordítottak az erömű- jiél dolgozó emberek egészségi állapotának tanulmányozására, a környék biztonsági körülményeinek megfigyelésére. Az egyévi tapasztalat megmutatta, hogy mind az állomás személyzete, mind a környező vidék megbízható védelemben részesül a reaktor működésekor keletkező rádióaktív anyagok káros hatásaival szemben.

Az egyéves működés sikere nem jött csak úgy magától. A siker az állomáson bevezetett magas műszaki kultúrának, a tudós-, mérnök- és munkáskollektíva alapos munkájának, valamint az egész berendezés mű- ködését biztosító sokoldalú fi- <k elmélyült ta- nyozásátiSCiVolt az erédszámára átkozik, z emvára tiasznosítmi. Lel- .azckam a fukező elemének, a héliumnak egy atomja. Ezt a folyamatot nevezik hidrogén-hélium reakciónak. Ennek során bizonyos mennyiségű tömeg energiává vájtozik, vagyis a két nehéz hidrogénatomnak a tömege több mint az új héliumatomnak a tömege, és a súlykülönbség közvetlenül energiává változik.

Tudósok véleménye szerint a hasítási módszerrel már néhány éven belül olyan áron lehet áramot termelni, amely versenyképes lesz a szén, olaj, vagy gáz útján nyert árammal. Az erőmüvek a következőképpen működnek: a hasítható fűtőanyag láncreakciót indít el a nukleáris reaktorokban. A láncreakció előrehaladtával fokozódik a hő. A hőt, vagyis az atomhasítás Utján keletkezett

kapjuk, amelyben folyadék kering. A folyadékot a hő segítségével nyomás alatt párává lehet átváltoztatni. A párát pedig gőzként lehet felhasználni turbina vagy más motor hajtására. Ez forgatja a generátort, amely áramot termel. Ezt a folyamatot már sok nukleáris reaktorral hajtották végre.

Az atomegyesülési folyamattal kapcsolatos fő probléma, hogy a keletkezett hőt csak akkor lehet hasznosítani, ha az atomegyesülési folyamat, sok millió fokú hőmérséklet és több millió atmoszféra nyomás mellett, vagyis például egy atomrobbanás középpontjában • játszódik le^^^J^érdés tehát az, hogyajt^^Brei^^lfcfl? atom- eg^SuIésrMfetbiztonsagotunyúj- és könnyen Cfe®anór»hető