Új Szó - Vasárnap, 1977. január-június (30. évfolyam, 1-26. szám)
1977-05-01 / 18. szám
»■ » ► r TUDOMÁNY mmmmmsBmáÁi TECHNIKA Nagyszabású földmunkák atomenergiával A Szovjetunió első l>ékés célú föld alatti atom- Tobbantását évekkel ezelőtt Türkméniában hajtották végre egy kitört és megfékezihetetlennek vélt égő gázforrás megfékezésére. A robbantást 2240 méternyire a föld alá fúrt, különleges dőlt -aknában végezték, a gázlelőhely felett levő sórétegben. A robbantással sikerült a hatalmas erejű gázsugarat (naponta 1,5 millió m3 tört fel a föld-, bői) megszüntetni azáltal, hogy elzárták azt a forrástól. Az azóta eltelt időben a kísérleti létesítmények egész során kutatták és tanulmányozták az alkalmazás lehetőségeit. Föld alatti atomrobbantással nagyszabású földmunkák végezhetők el, pl. hatalmas föld alatti gáz- és olajtárolókat lehet ezzel a módszerrel létrehozni, az olaj- és gázkitermelést serkenteni, fel lehet használni a kitörő kőolaj- és földgázforrások megfékezésére, szeizmikus mélységmérésre, petrolkémiai és egyéb lelőhelyek szeizmikus kutatására. Föld alatti tárolókat tudnak létesíteni a káros és a környezetre veszélyes ipari hulladék tárolására, de alkalmazni lehet a gátépítésben is, és megkönnyítheti a vasúti építkezéseket különlegesen nehéz természeti körülmények között. Az olaj- és gázkitermelés serkentésére végzett kísérletek közé tartozott az a vállalkozás is, amelynek során két, 2,3 kilotonna erejű berendezéssel robbantottak egyidejűleg, majd ezt követően egy 8 kilotonna erősségű robbantást végeztek. Az eredmény váratlanul jó volt: a kísérlet óta eltelt évek során az alárobbantott olajmező 27—60 százalékkal több olajat adott, mint a robbantás előtt. A radioaktív szennyeződést ellenőrző radiokémiái vizsgálatok megnyugtató eredményeket hoztak, ennek ellenére tovább folytatják az ellenőrzéseket, hogy további robbantásokat végezhessenek az olajkitermelésben. Elővigyázatosságra int a többi között az is, hogy az Egyesült Államok Gasbuggy és Rulison kísérleti állomásain végzett hasonló jellegű robbantások után a gyűjtőmedencében visszamaradt radioaktivitás fő forrása a trícium volt. Föld alatti tárolók Föld alatti sűrített gáztárolók kialakítására is számos kísérletet végeztek már. A Szovjetunióban hatalmas mennyiségben tár^iak sűrített gázt, a feldolgozó üzemekben ugyanis a zavarmentes üzemelés előfeltétele, hogy nagy meny- nyiségű készletekkel rendelkezzenek. A hagyományos gáztartályok építéséhez töméntelen sok fémre van szükség, s az építkezés rendkívül költséges. A tartályok közelében kihasználatlanul kell hagyni hatalmas területeket a tűz- és robbanásveszély miatt, arról már nem is szólva, hogy a tárolt gázkeverék erősen korrozív hatású, A föld alatti tárolók atomrobbantással való építése a költségeket kb. egyliarmadára csökkenti, az építés idejét jelentősen megrövidíti, s a tárolás így sokkal biztonságosabb. Két korábban végzett kísérlettel 1,1 kilotonnás robbantással 10 000 m3-nyii tárolóteret alakítottak ki, majd később egy 25 kilotonnás töltettel 150 000 m3-es tárolót hozták létre. Készült még egy 50 000 m3-es tároló is robbantással, sós talajban, amely szintén jó eredménnyel üzemel. Ez utóbbi robbantás után 120 nap múlva ismét kinőtt a fű a tároló felett és radioaktivitásnak nyoma sem volt. Csatornaépítés Nukleáris robbantási kísérleteket végeznek a Pecsora és a Volga folyókat összekapcsoló csatornák építési munkálatainál is. A terv fő célja a Kaspi-tó megmentése, mert mint ismeretes, a tó szintje évek óta süllyed. Ezért számos északi folyóból, közöttük a Pecsorából akarnak vizet vezetni a Volgába. Az ehhez építendő 113 km hosszú csatornának több mint a fele sziklás vidéken halad végig. A nehéz talajon építendő szakaszokat a szakértők szerint 250 nukleáris töltettel lehetne kialakítani oly módon, hogy az egyenként 3 megatonnáig terjedő nagyságú tölteteket legfeljebb húszasával egy sorban helyeznék el. A becslések szerint az építkezés költségei kb. egyharmadára, s az építkezés ideje a felére csökkenne. A csatorna tervezett útjának sziklás szakaszán, egy geológiai egységben végzett három atomrobbantás szolgált árra, hogy megvizsgálják a technológiát, annak technikai és környezet- szennyező hatásait. A javaslattevők azzal érveltek, hogy a nagy mélységekben végzett robbantásokban (hasonló mélységekben, mint a föld alatti gáz- vagy olajtartályok kialakítására végzett robbantásokban) a radioaktív hasadási termékek benne maradnak az üregben. így a környezetvédelmi tevékenység arra szorítkozik, hogy megakadályozza a talajvíz és a kitermelt olaj aktiválódását. A szakértők úgy vélik, hogy a surgárzásveszélyt biztonsággal ki tudják küszöbölni. Környezetvédelem A robbantásos földkiemelés mégis magában hordja annak a veszélyét, hogy a radioaktív szennyező termékek a robbantás helyétől nagy távolságra is eljutnak. Ennek tanulmányozására végeznek egy idő óta kísérleti robbantásokat, amelyekkel mesterséges tárolóüregeket alakítanak ki, s ezek alapos vizsgálatával előre határozzák meg majd a keletkező kráterek geometriai formáját, a részecskékben okozott aktivizálódást, a gammasugárzás alá jutott területeket, s más, a robbantás nyomán keletkezett hatásokat. A nukleáris robbantás által keletkezett környezetszennyező hatások tanulmányozása alapján az a vélemény alakult ki, hogy ,a nukleáris robbantásos földkiemelés során megnyugtatóan lehet biztosítani a környezet tisztaságát. Ehhez gondosan meg kell választani a nukleáris töltet nagyságának mértékét, a megfelelő robbantási mélységet, figyelembe véve a közeg tulajdonságait és a megfelelő időjárási viszonyokat. » A föld alatti atomrobbantások magukban hordják a földrengések keletkezésének veszélyét is. Még mindig vitatott kérdés, hogy a guatemalai földrengést nem föld alatti atomrobbantások idézték-e elő. S bár a szovjet szakértők szerint a robbantások szeizmikus hatását előre meg tudják jósolni, mégis szem előtt kell tartani ezt a tényezőt, hogy megfelelő biztonsággal lehessen a nem kívánatos következményeket elkerülni. Mindenesetre megnyugtató volna, ha a föld alatti atomrobbantások biztonsági előírásait nemzetközileg szabályoznák. A plzeni Skoda szakágazati vállalatban készült az első csehszlovák gyártmányú, 500 megawatt teljesítményű gőzturbina, amely a felvételen látható. A berendezést a mélniki villanyerőműben szerelik fel A felvételen a Sezimovo Üstí-i Kovosvit nemzeti vállalatban működő SPT 16 N jelzésű korszerű berendezés látható I Szuperképlékenység A fém nyersanyagok kutatása terén érdekes új eredményeket értek el szuperképlékeny ötvözetekkel, amelyeknek rendkívüli alakítási lehetőségeik vannak. Meglepő, de készíthetők olyan fémötvözetek, amelyek hő hatására műanyagokhoz hasonló módon formázhatok, és az alakítás folyamatában több száz százalékos nyúlásra képesek. Egyes szuperképlékeny ötvözeteket már felhasználtak szerkezeti anyagok céljaira, így pl. fedelek, burkolatok és más bonyolult, Illetve vékony falú alkatrészek előállítására. A szuperképlékeny fémötvözetek már kis erők hatására is folyási jelenségeket mutatnak, mélyhúzással is megmunkálhatók, vákuumban vagy nyomás alatt alakíthatók, formába sajtol- hatók. A szuperképlékeny ötvözetek alkalmazása mellett szólnak a kis szerszámköltségek, a szerény energiahiány és az a lehetőség, hogy bonyolult alkatrészek egyetlen munkamenetben állíthatók elő. Hogyan készülnek a damaszkuszi kardok? Már több mint 1000 évvel ezelőtt is használtak szuper- képlékeny tulajdonságú nyersanyagokat. Az indiaiak és a perzsák kb. 1,5 százalék szenet tartalmazó acélfajtákat dolgoztak fel és belőlük készítették a híres damaszkuszi kardokat. Amint azt a közelmúltban O. D. Sherby, a Stanford Egyetem tanára és munkatársai bebizonyították, ezeket az acélokat szuperképlékeny állapotban munkálták meg. A mi korunkban a szuperképlékenység fellépését először C. E. Pearson figyelte meg egy cink-réz-alumínium-ötvözet kapcsán. Mi is tulajdonképpen a szuperképlékenység, és hogy keletkezik? Annak, hogy egy fémet szuperképlékenynek nevezhessünk, feltétele, hogy viszonylag kis erők felhasználásával több száz százalékos alakváltozást lehessen előidézni, és hogy az alakváltozás során sem repedések, törések, sem pedig inhomogenitások (pórusok stb.) ne lépjenek fel. Valamely fémnek (fémötvözetnek) ilyen viselkedése nagymértékben függ a hőmérséklettől. A szuperképlékenység kb. az olvadási hőmérséklet felénél jelentkezik (az abszolút hőmérsékletskálán mérve). Bizonyos ötvözetek esetében, mint pl. a 22 százalék alumíniumot tartalmazó cinkalumínium ötvözetnél a szuperképlékeny alakítás 20 Celcius fokon a legkedvezőbb, ugyanakkor az acél esetében 600—900 Celsius fokos hőmérsékletet alkalmaznak. A legfontosabb tényező azonban a fém struktúrájának kialakításában rejlik. A szuperképlékeny fém szerkezetének mindig extrém finom szemcséjűnek kell lennie. Az egyes szemcsék átmérője 1—10 mikrométer. A szemcsék megközelítőleg szabályos alakúak, a jellemző szemcsealak poligonális. Elméletileg minden fém szuperképlékennyé tehető, ha azonban az alakítást magasabb hőmérsékleten végzik, a szemcseszerkezet durvává válik és az anyag elveszti szuperképlékeny tulajdonságát. A szemcsenagyságot viszont egy második fémfázissal stabilizálni lehet, azért van az, hogy a legtöbb szuperképlékeny anyag kétfázisú ötvözet. A második fázis aránya általában 20—30 térfogatszázalék, szemcsenagysága ugyancsak 1—10 mikrométer. A „közönséges“ fémek magasabb hőmérsékleten fellépő (egyébként nem kívánt) deformációja (a K-ben mért olvadáspont felénél magasabb hőmérsékleten) lényegében diffúzió alapon megy végbe. Ebben a hőmérséklettartományban a fématomok mozgékonysága oly nagy, hogy kis mechanikai erők elegendők a fém deformálásához. Igaz, a de- formálás sebessége kicsiny, a hőálló ötvözetek 1 százalékos tágulása üzemi körülmények között 10 évet is igénybe vehet. Az iparban ezt az időtől függő képlékeny deformációt „csúszásnak“ nevezik. A szuperképlékeny alakítás a csúszó deformálás speciális esete. Mig a „normális" csú- szódeformálódást a kristályszerkezet hibái okozzák, addig a szuperképlékenység lényege a szemcsehatár-felületek eltolódása egymáshoz képest. (E szemcsehatár-folyamatok ugyancsak diffúziószerűek.) A szuperképlékeny alakítás lehetősége ezért nagymértékben függ a szemcsehatár-felü- let integrált nagyságától, és így érthető, hogy a finom szerkezetű anyagok alkalmasabbak erre a célra. A szuperképlékenység jellemző paraméterét (m) az alakítási sebességér- zékenység kitevőjeként definiálják. Szuperképlékeny ötvözetek A szuperképlékeny ötvözetek mértéke nagyobb, mint 0,4; a közönséges (azaz a nem szuperképlékeny) fémek mértékei 0,1—0,2 között mozognak. A szuperképlékeny anyagok nagy m értékei azonban csak közepes alakítási sebességeknél jelentkeznek, kis vagy túl nagy sebességek esetében ugyanúgy viselkednek, mint a közönséges ötvözetek. A napjainkban nagyobb mennyiségben előállított szuperképlékeny ötvözetek közé tartozik a Zn-22 Al. Várható azonban, hogy a közeljövőben a Ti és Ni alapú ötvözetek is alkalmassá tehetők szuperképlékeny megmunkálásra. 1977. V. 1. *
