Az utasszállító- és teherrepülőket valamint a villanymozdonyokat lehetne atomenergiával hajtani?

Voltak kísérletek repülők atommeghajtására, de a felmerülő (elsősorban biztonsági) problémákat nem sikerült megoldani.

[link]

[link]

Annakidején nagyon komolyan foglalkoztak egy atom meghajtású repülőgép létrehozásával. Természetesen hadiipari igény volt a dolog, és bizony értek is el eredményeket. Itt lehet olvasni a történetet:

[link]

Ahogy már írták is, próbálkoztak nukleáris meghajtású repülőgéppel. Pontosabban: végeztek teszteket arra vonatkozóan, hogy működhet-e atomreaktor egy repülőgép fedélzetén. Az a reaktor működött, de a projektnek nem lett folytatása.

Azért nem lett neki, mert az atomreaktor nagyon nagy és nehéz. Az aktív zóna nem nagy szám, de a szabályzórendszer, a hűtő és egyebek már jókorák. És ezt csak bonyolítják a hőcserélők (mert az aktív zóna körül keringő hűtőközeg nem érintkezhet azzal a közeggel, ami kilép a reaktorból) és a borzasztó vastag sugárzásvédő burkolatok.

Az atomreaktor egyszerűen túl nehéz ahhoz, hogy bármilyen járműben lehessen használni. Hasonló a helyzet, mint a gőzgép esetében: az is telepített gépként volt igazán jól használható. Mozdonyt is tudtak vele hajtani, de az nem volt gazdaságos, más járműhöz viszont alkalmatlan volt. Közúti járműhöz vagy repülőhöz nem volt jó, mert a teljesítményéhez képest túlságosan nagy és nehéz volt.

Az atomreaktornál a hajók és tengeralattjárók jelentik a felhasználási lehetőséget járművekben. Ezek óriási méretűek, van hely bőven a reaktornak és segédberendezéseinek. Viszont hajókból és tengeralattjárókból is a nagyobbak azok, amikbe nukleáris meghajtást építenek: egy repülőgép-hordozó vagy jégtörő elegendően nagy, de egy kisebb rakétanaszád már túl kicsit ahhoz, hogy reaktor hajtsa. Ott már jobban megéri dugattyús motort vagy gázturbinát használni, mert az legalább elfér a hajótestben (az ugyanakkora teljesítményű atomreaktor nem). Gondolj csak bele: egy közepes cirkáló vagy rakétanaszád is sokkal nagyobb mondjuk egy mozdonynál és már azokat sem éri meg reaktorral hajtani. Akkor egy mozdony esetén sem megoldható ez a probléma.

A nagy böhömökben viszont ki tudják használni az atomreaktor azon csodálatos képességét, hogy évekig, évtizedekig képes újratöltés nélkül működni. Cserébe viszont nagy, nehéz és bonyolult szerkezet.

Na és a biztonsági kockázatokról se feledkezzünk meg. Atommeghajtású hajóból és tengeralattjáróból nagyon kevés van, azok is a hadseregekhez, állami cégekhez kötődnek. Vagyis a fedélzetükre nem léphet akárki és van fegyveres őrségük. Eközben a magánszférában ugyanakkora, sőt, néha nagyobb hajók épülnek, mint amiket atommal hajtanak. Azokban mégis gázturbinák vagy dízelmotorok dolgoznak. Egyrészt azért, mert csillagászati összegbe kerülne atomreaktort kiépíteni, másrészt pedig azért, mert ezzel ellenőrizetlenül kiengednék a világba a nukleáris technológiát. Vagyis bárki felszállhatna egy olyan hajóra, aminek a gyomrában ott kéklik a reaktor aktív zónája.

Ez önmagában nem lenne baj, az atomenergia nem halálos, csak az emberek teszik veszélyessé. Ha ugyanis bárki felsétálhat egy atommeghajtású hajóra, akkor azok a manapság egységesen "terrorista" címszó alatt emlegetett őrültek is megtehetik ezt. És nagyon nem mindegy, hogy egy dízelmotoros hajón robbantanak, ahol esetleg elég némi nehézolaj, csúnya kormolás kíséretében vagy radioaktív szivárgást produkálnak a reaktor hűtőrendszerében.

nem igazán, csak speciális esetekben van értelme a dolognak. a nukleáris technológiának hatalmas előnye, hogy baromi nagy az energia sűrűsége. egy fűtőanyag pasztilla, amit simán mellényzsebbe tudnál tenni (bár valószínűleg belehalnál), egy háztartás egész évi energiaigényét ki tudná elégíteni. azonban az egységnyi tömegre vonatkoztatott fajlagos teljesítmény eléggé rossz, főleg, ha sugárvédelmet is beleveszed.

egyszerűen fogalmazva, rohadt sok energia van bennük, de ezt csak apránként tudod kinyeri és még nehezek is.

egyszerűen nincs értelme használni őket, ha van más megoldás is. ha végig olvasod a cikkeket, akkor azokból azt fogod látni, a nukleáris meghajtásnak az alapvető mozgatórugója az volt, hogy egyetlen töltéssel, felszállással akartak baromi sokat menni. ilyenkor az nagy energiasűrűség előnye felülírhatja a hátrányokat, ha azok egyébként kezelhetőek.

az általad említett példákkal az a baj, hogy egy villanymozdonyhoz egyszerűbb elvinni az energiát vezetéken, mint felrakni rá a reaktort. a teherrepülőgéppel ugyanaz a baj. felszáll itt, leszáll ott, minek belerakni akár több tucat repülésre elegendő energiát, ha ettől még nehéz is lesz?

persze ma is használnak nukleáris meghajtást. reaktort pl. a repülőgép anyahajókon és atom tengeralattjárókon, volt atom jégtörő is (ha jól emlékszem, már kivonták), de ezeknél az az elsődleges szempont, hogy minél tovább működjenek feltöltés nélkül.

létezik közben a Radioizotópos termoelektromos generátor is, amit pl. olyan űrszondákon használnak, amiken nem lehet vagy nem akarnak napelemeket elhelyezni (katonai vagy külső övezet), de ilyeneket használtak az oroszok a sarkkörön túli világítótorony-láncukhoz is.

léteznek nukleáris elemek is, amelyek ugyan igen kicsi feszültséget tudnak leadni, de ezt akár évtizedekig.

ezekben az esetekben is arról van szó, hogy hosszú ideig, utánpótlás nélkül kell működni.

A Curiosity "atomerőműve" azért egy kicsit más. Ott szó sincs reaktorról, az RTG-vel működik. Az RTG működése egészen más, mint a reaktoré: a radioaktív izotópot hagyják lebomlani, semmiféle láncreakció nincs, csak a bomlás során keletkező hőt használják arra, hogy a Seebeck-effektus révén némi elektromos áramot produkáljon. Ez jó alternatíva lenne a nukleáris energiatermelésre: kis méretben, könnyű kivitelben, kis teljesítménnyel és aránylag egyszerű szerkezetben megvalósítható, nem kell hűtő és szabályzó egység. Sőt, az izotóp megfelelő megválasztásával a balesetveszély is csökken.

Csakhogy az RTG hatásfoka nagyon alacsony (a szakirodalom 10% alatti hatásfokot ír) és az elérhető teljesítmény is csekély. Vagyis a Curiosity számára pont jó az RTG, a tudatosan optimalizált, kis energiafelhasználású áramköröket tudja működtetni és nem kell hozzá napelem. Viszont a teljesítménye még ekkor is eléggé kicsi: éjszaka például nem végez tudományos feladatokat a szonda, csak az akkumulátorait tölti, mert különben nappal nem tartanának ki.

Ha egy ilyen ketyere számára sem elegendő az RTG-ből gazdaságosan kinyerhető teljesítmény, akkor szerinted megoldható, hogy mondjuk egy villanymozdonyt ilyennel hajtsanak?

(na, jó, esetleg egy játékmozdonyt)

a Curiosity radioizotópos termoelektromos generátort cipel

[link]

feszültség 28V, teljesítmény 110W (elektromos, hőteljesítménye 2000W), súly 43 kg, nem kifejezetten az az erőforrás, amit repülőgépre, vagy villanymozdonyra lehetne rakni.