fОРИЭОНТЫ

ПОЗНАНИЯ

�
--=

•

•

�
�

•
�
�

�
�

�,

р

.......

·.,

В. Володин
П.Хазановский
•

ЭНЕРrия�
ВЕК
DBADUATb
ПЕРВЬIИ
.....

Москва

«Детская
литература»
1989

ББКЗ1
868

Науч н ы й рецензент
Б . В . Т АРНИЖ ЕВСКИ й

Оформител ь сер и и
Б . Н. ЧУПР Ы ГИН

Художн ик
В . И. БА Р Ы Ш Е В

В

4802020000-206
055-88
MtOt(OЗJ-89

ISBN 5-08-00 1 34 1 -9

@ Издспел ьство «Детс к 11 я литер\1т у р 11 » , 1989

Эта к н и га посвящена энерги и , том самом энер г и и , без котором н е было бы
современ ного общества, привыч н ых удобств , развлеч е н и м , соврем е н н о м ци­
вил изац и и . Жалок был бы ч еловек, н е имеющим в своем распоряжен и и все­
возможных энергет и ч еских источ н и ков, помогающих ему жить. Человек без
допол н ител ь н о м энерги и в ы н ужден был бы полагаться тол ь к о на самого се­
бя - л и ш ь н а свои силы, н а свои мускул ы.
В к н и ге мы расскажем о самых разл и ч н ы х - п р и в ы ч н ы х и экзот и ч ес к и х способах получе н и я энерги и , расскажем об истор и и и х открытия и разв и т и я ,
о б и х перспективах и пробл емах, возни кающих при и х использов ан и и . Проб­
лемы эти довол ь н о сложны и неоднознач н ы ; чтобы их реш ить, пон адоб итс я
многолетн и м труд, которы м, н аверное, н и когда не сможет быть завер ш е н .
Глав н ы м вопрос--, скол ько человечеству нужно энер г и и ? Скол ько энерг и и
нужно п роизвести, чтобы ж и т ь в теплых и удобных квартирах, чтобы созда­
вать необходим ы е и здел и я , п ользоваться транспортом, чтобы готовить п и щу,
чтобы развлекатьс я ?
Сегодн я в сред н ем на каждого жител я Земл и расходуется п р и мерно
около двух с п ол ов и н ом к иловатт мощности. Конечно, распредел я ется эта
вел и ч и н а н ерав н омерно. В развитых странах, так их, к ак, напр имер, СССР,
США, европемские стран ы , эта вел и ч и н а почти втрое выше, а в разв ивающих­
ся втрое н иже . Семчас существует тенденц и я пон ижен и я энергоп отребл е н и я
в развитых странах и повышен и я - в разв ивающихся. Специал исты сч итают,
что в начале X X I века каждому живущему н а Земле понадобится для н ор­
мальном ж из н и примерно 3-4 к иловатта мощности . Есл и учесть, ч то к этом у
времен и н асел е н и е Зем л и будет составл ять пр имерно 7,5 мил л и арда ч ел о­
век (сегод н я н ас - 5 м ил л и ардов ), то пример н а я вел и ч и н а п отреб н о м энер­
гет и ч еском мощности в 2020 году составит почти 30 м илл иардов к илов атт.
Семчас в м ире общее п отребление энер г и и составл яет примерно 1 0, 5 м ил­
л иарда к иловатт. Сл едовател ьно, уже в первом ч етверти следующего века
человечеств у п ридется установить вдвое бол ьше энергет и ч ес к и х источ н и ков,
чем оно имеет сегодн я .
И тут н епремен н о возн и к нут проблемы, н ад которым и мы, к сожал ен и ю,
только начали задумываться . Известно, напр имер, что в сегод н я ш нем энерго­
бал ансе л ь в и н а я дол я п р и надлежит ископ аемому топл1,-1ву и б и ом ассе. П р и
получе н и и энер г и и осуществляется в том и л и и н ом виде сжига н и е разл и ч н ы х
видов топ л и в а - нефти, газа, угл я , дерева,- п р и котором п роисходит вы­
делен и е больш и х кол и ч еств углек исл ого газа, накоп л е н и е которого в атмо­
сфере м ожет пр ивести к так называемому п арн иковом у эффекту (углек исл ы м
газ пропускает сол неч ное тепло к поверхности Земл и , н о преп ятствует его
излуч е н и ю в к осм и ческое пространство). Уже семчас это я в л е н и е н а ч и н ает
ощущаться в масштабах всем планеты : растет сред н я я тем п ература воздуха,
содержание в н ем влаги. Посл едств и я этого явл е н и я могут оказатьс я ката­
строф и ч еск и м и . Есл и , например, сред н я я тем пература воздуха н а планете
возрастет, скажем , на три градуса, то это может привести к экологи ческо м
катастрофе - н ач н ется и нтенси в н ое таяние л ьдов в пол яр н ы х обл астях, повы­
шение уров н я Мирового океана, катастроф ические н аводне н и я и затоплен и я
огромн ы х пр ибрежных территор и м , возн икновен ие новых п устын ь . Кроме
пар н и кового эффекта, непрерыв н о дымящие трубы тепловых электростан­
ц и м и других энер гети чес к и х источ н иков могут п р и н ести и другие непри ят­
ност и . Сколь -бы н и были совер ш е н н ы фил ьтры, ул авливающие твердые ч а­
стицы не пол н остью сгоревшего топл и в а, огром ное кол и ч ество их вместе
с дымом попадает в атмосферу. В этих части цах содержатс я разл и ч н ые
3

вредн ые, в том ч исле в ызывающие рак и другие болезн и , в ещества. Воз­
растание этих в ыбросов втрое н есом н е н н о постав ит п од угрозу здоров ье
м илл ионов л юдей.
Гидроэлектростан ц и и , дол я которых в общем производс тве энер г и и н е
т а к уж вел ика (всего н ескол ько процентов), казалось бы, н е оказывают стол ь.
вредн ы х возде йств и й на окружающую среду. Однако дискусс и и , прошедш и е
в п осл едн ее время н а стр а н и цах нашей прессы , в ысветили доселе оставав­
ш и ес я в тени вредн ые посл едств и я строительства гидроте х н и ч ес к и х сооруже­
н и й , особен н о в рав н и н н ы х местностях. З ал иваютс я зем л и , ранее п р и носи в ш и е
богатые урожаи , гибнут в огром ных масштабах л ес и лесные богатства, рыба,
н аруш аетс я экол огическое равн овесие, н еблагоп риятно воздействие новых
рукотв орн ых морей н а климат.
Дол гое в рем я п а н ацеей дл я лечен и я энергет и ч еского голода сч итал и�ь
атомные эл ектростан ц и и . Казалось, что о н и с н и мают п роблемы, воз н и каю­
щие при сжиган и и орга н и ч еского топ л и в а, обеспечивают срав н ител ьную эко­
логи ч ескую ч истоту производства энерги и . Проблемы безопасности атом н ы х
электростанци й казал ись впол н е разреш и м ы м и . Футуристические силуэты
атом н ы х ста н ц и й стал и н епреме н н ым атрибутом европейских пейзажей . Не­
которые стра н ы; н апример Франц и я , сдел ал и на атомную энергетику основ­
ную ставку - дол я энерги и , производимой н а АЭС, достигла 70 % . Эта эйфо:..
р ия в с в я з и с обострен ием в н им ан и я к экологи ческим проблемам смен илась
растер я н ностью. П р оведен н ы й в Ш в еци и всенарод н ы й референдум п р и н ял
решен и е вообще отказаться от атом н ы х станц и й . И это произошло еще до
авар и й АЭС н а «Тримайл айлендс11 и в Чернобыле, авар и й , вероятность ко­
торы х оцен и в алась как пренебрежимо мал а я ! Но даже есл и воп росы ·без­
опасности и радиоак т и в н ы х отходов будут успеш н о решен ы (основан и я дл я
такого предположен и я есть), в атом ной энергет ике есть еще м н ого проблем .
Тех н и ч еская н е подготовлен н ость человечества к испол ьзов а н и ю атом н ой
энерг и и пр ивела к .тому, что степень испол ьзован и я топл и в а н а атом н ы х
станциях в н астоящее в р е м я н иже, ч е м даже н а теплов ы х !
Пон ятно, ч т о в эти х услов и я х взгляды ученых в с е ч аще обращаютс я к ис­
точ н и кам энерги и экол огически чистым, не вредящим п р ироде и ч еловеку.
Речь идет об очень давно известных ч еловечеству энергии ветров, п р и л и вов,
морск и х течен и й и в ол н ен и й, тепла Земл и , наконец, к п р ямому испол ьзо­
в а н и ю сол нечной энер г и и . Пока дол я этих источ н и ков в общем энергобал ансе
невел ик а - н е бол ее п роцента. Но о н и кра й н е п ривлекател ь н ы для энергети­
ков . Во- п ервых, эти источ н и к и нескончаемы. Всегда будут дуть ветры, всегда
будет светить Сол нце, всегда будет в движен и и М ировой океан, покрываю­
щий знач итель н у ю дол ю поверхности нашей планеты. И во-вторых, и х ис­
пол ьзование н е приводит ни к каким нежелател ь ным для при роды и чело­
века последств и ям . Вот п очему дол я эти х источ н иков в энергопотребл е н ии
будет посто я н но в озрастать, а срав н ител ь н а я стоимость производства эн ер­
г и и эт и м и сп особам и будет неуклонно снижаться .
От эколог и и п ерейдем к эконом и и . Этот вопрос крайне важен, быть мо­
жет, именно для нашей страны. К сожалению, м ногие годы вместо того
чтобы рач ител ь н о хозя йствовать, экономить, н а ш и ученые и и нженеры д в и га­
л ись, как сей ч ас говорят, по экстенсив ному пути - по пути н аращиван и я
ч исла стан ц и й , агрегатов. Срок и строительства затя г ивал ись, омертвлялись
м илли арды в н еустановлен ном оборудован и и . Как-то забылось, что эра де­
ш евой энерги и закон ч илась. Каждая цистерна добытой нефти, тон н а угл я ,
к убометр газа стоят в с е дороже и дороже. А практи чески н икакой борьбы
с нерационал ь н ой растрато й энер г и и , с ее н еразум н ы м и п отер ям и н е ве­
лось.
Пр иведем н есколько примеров . На освещение у н ас в стране использует4

с я п р имерно восьмая ч асть произведен ной электроэнер г и и . Но эта энер г и я
потребл яется в ос нов н ом лампами накал ив ан и я - устройств ам и , светова я от­
дача котор ых составл яет всего од и н процент ! Переход на более эконом н ые
л ю м и н есцентн ы е исто ч н и к и света мог б ы п р и н ести и бол ь ш е света в н а­
ш и помещен и я , и бол ьшую эконом и ю энерги и . У ч е н ые подсч итал и , ч то
н еэффективное освеще н и е ежегодн о уносит около 60 м иллиардов к иловатт­
ч асов электроэнерги и , д л я производства котор ых нужно сжечь 1 8 м илл ио­
н ов тон н угл я ил и 1 2 м илл ионов тон н нефти.
А проблема эконом и и тепла! Тол ько треть тепла, п р и ш ед ш а я в наш дом ,
действ ител ьно его отаплив ает. Стол ько же уходит через плохо утеп л е н н ы е
о к н а и двери, 1 6 % уходит через кровл ю, 1 8 % - через сте н ы , 6 % - через
п одвал ы . Новые конструкци и здан и й , усовершенствов а н н ы е строител ь н ые
м атер и ал ы п омогут намного сократить потери тепла в наш и х домах.
И еще одна л юбопытная цифра : 3640 милл ионов к иловатт-часов ежегодн о
расходу ютс я тол ько н а т о , чтобы подать в квартиры воду, которая бесполез­
но в ыкап ывает через плохие краны.
В общем, н а п ут и эконом и и м ы можем найти весьма обил ь н ы е энерге­
тическ и е источ н и к и .
М ы должны готовить себя к энергет ической револ юции - может быть,
в XXI веке в эн ергетику п ридут термоядер ные электроста н ц и и . Путь от идеи
до массового в н едре н и я зан и м ает в эн ергетике примерно полвека. Первые
опыты п о термоядер ному с и нтезу п р и н адлежат п ятидесятым годам н ашего
столети я . Так, может быть, н ачало н ового тысячелети я п р и н есет н ам н овые,
экологи ч ески ч истые термоядерные электростан ц и и ? Будем н адеяться н а это.
Но все же трад и ц и о н н ые методы получе н и я энергии и в следующем веке
будут занимать ос н ов н ое место в эн ергетическом балансе. Поэтому задача
ученых - усовер шенствов а н и е эти х тради цион н ы х технологий, превращен и е
и х в экологи чески более ч истые, эконом и ч ные.
Уче н ые сч итают, ч то преобразование обли ка энергетики XXI века будет
определ ятьс я таким и достижен и я м и н ауч но-тех н и ч еского п рогресса, как
керам и ческ и е двигател и , в ысокотем пер атур н а я сверхпроводимость, пл аз­
мен н ы е тех н ологии, новые атом н ы е реактор ы, новые, бол ее эффек т и в н ые
способы сжиган и я угл я и , наконец, возобновл яемые исто ч н и к и энерги и .
В эти х обл астях н аук и и тех н и к и огром ное пол е деятел ь н ости дл я будущих
ученых и и нженеров .

О т костра до строительства пир ам ид.

Гnава
В

П ОИСКАХ

ЭНЕ РГИИ.

П О П ЫТКА

Учень1е пока еще не знают, а
может быть, н н и когда точ но не
узнают, когда на Зем ле появил ись
первые л юди . Новые открытия ар­
хеол огов отодв и гают все дал ь ше
в глубь веков то время, когда по­
яв ился «человек разум н ы й » - homo
sapiens. Счет идет на миллионы
лет. Оди н ? Два? Три милл иона? Точ­
ного ответа никто н е з нает. Можно
лишь утверждать с уверен ностью,
что путь человечества к современ­
ной цнвнлнза цнн н а чался именно
в тот момент, когда наш далекий
обезьян оподобный предок в первые
взял в рук и пал ку нлн камен ь, пре­
вратив их в орудие труда . С по­
мощью эт их примитив н ых оруди й
было легче удовл етворить нех итрые
в то время потребности : найти п ро­
питание, укрыться от холода, убе­
речьс я от нападе н и я свирепых х и щ­
н и ков, в ыстоять в борьбе с окру­
жающим грозным миром природы .
У наших далеких п редков не было
ни густо го меха, позвол я в шего
пере нести непогоду, н и могу чих
лап, помо гав ш и х догнать н оглу­
ш ить намечен ную жертву, н и мощ­
ных клы ков н когте й, чтобы с ней
расправ итьс я . Но у н и х , пусть в за­
чатке, было нечто более це н ное человечес к и й разум . Несложные
оруд и я м ногократно увел и ч и л и фи-

1
ИСТОРИЧ Е СК О Й П АН О РАМЫ

знческне возможности первобытно­
го человека. Даже в самых древ н и х
слоях археологи чес к и х раскопок
вместе с человечес к и м и остан ками
находят оруд и я труда. В самом на­
чале пут и они весьма прнмн тнв ны­
грубо обработан н ые куски кам н я .
Их порой трудно отл и ч ить от есте­
ственных кам е н н ы х обломков. От
каменных оруд и й , лежащих теперь
в музе й н ы х витри нах, веет веч­
ностью.
По четным экспон атом в пока
еще не существующем музее энер­
гет ической тех н и к и стала бы зол а
древнего костр а . Когда-то мил­
лионы лет н азад произошло вели­
чай шее событие в истории энерге­
т и к и - человек овл адел огнем.
Ого н ь сделал человека еще
сильнее. Е го уже не пугал а не­
погода - костер позвол я л отогре­
ватьс я . Разго н ял и стра ш н ы й мрак
первобытного леса п л я шущие я зы к и
пламен и . Опасные з в е р и обход или
костры стороной - о н и смертел ьно
боял ись огн я . Начиная с этого собы­
т и я , дату которого вряд ли когда­
н н будь удастс я установить, человек
перестал чувствовать себя рабом
природы. Он словно стал с ней вро­
вень, под ч и н и в себе од ну нз самых
грозных стих и й н ы х с и л . С помощью
огн я л юди научил ись многому. По7

ГЛАВА 1

Эволюция древних оруд ий труда.

явилось гончар ное ремесло - ведь
тол ько посл е обжига мягкая гл и н а
м о г л а преврат иться в проч ную, н е
боящуюся воды керам и ку. Огонь
п ом огал осваи вать новые земли,
позвол ял жить даже там, где зи �ы
был и суровы,- люди постепенно
расселял ись по всей планете.
Огонь сделал человека силь нее
даже физи чес к и . Ведь сила м уску­
лов человека в значительной мере
определ яется тем, что о н потреб­
л яет в п и щу. Благодаря огню п ища
стал а легко усвояемой, энерге­
тическая цен ность продуктов п ита­
н и я повысилас ь . Ученые доказал и :
уже неандертал ь цы п итались жаре­
ным м ясом, что постеп енно и зме­
нило энергетику человеческого ор­
ганизма, сдел ав ее нам ного мощ­
нее. Подс ч итано, что высшее мле­
ко питающее расходует за жизнь
приблизител ь н о 1 25 тыся ч кило ка­
лор и й на килограмм веса, а сов ре­
мен н ы й человек - в ш есть раз
больше, примерно 750 тыс я ч .
Огонь помог человеку усовер­
шен ствовать себя как своеобразную
энергети чес кую м а ш и ну, потреб­
л я ющую особое топл иво - п и щу .
Вра чи оцен ивают пищу п о ее кало­
р и й ности, то есть ч и сто энергети­
чески . Идеал состоит в том, ч тобы
кол ичество пищи соответствовало
энергетическим затратам ч еловека .
Давно оп ределена калор и й ность
всех продуктов питан и я , оп ределен
и расход энер г и и п р и разл и ч ных
видах ф и з и ческого и умствен ного
труда. Можно легко вы ч исл ить,
сколько такого топ л и в а нужно упо­
требить, ч тобы попол н ить затрачен­
ную энерг и ю .
Миллионы л е т человек полагал-

Вручную рабы передв игали огромн ые к ам ен­
ные монументы пр и строител ь стве хр ам ов в
Е гипте.

Е г иптя не и рабы на стр оит ел ьс т ве пирамид.

В ПОИСКАХ Э НЕ РГИИ. ПОП Ы ТКА ИСТОРИЧЕСКОR П АНОРАМ Ы

rлдвд 1

РАСПОЛОЖЕ НМЕ
ГРЕБUОВ
НА
ТРИ Р Е МЕ

На таких судах ( тр и ремах ) древн ие море п лаватели выхо ди ли даже в океан .

гие. Вот тогда-то, н аверное, и раз­
разился первы й в истор и и челове­
чества энергетический кризис ! Силы
собственных мышц не хватало,
а другие источ н и к и энергии отсут­
ств овал и,- это была эпоха « м ышеч­
ной эн ергети к и )> . Тогда и п р и­
шла н а п омощь сила пр иручен­
ных животных . Н о и этого оказалос ь
мал о. Вы ход и з сложив шегося по­
ложен и я кое-кто ув идел в том, что­
бы заставить работать на себ я дру­
гих л юдей, сделать и х своими ра­
бам и . Огром ные арм и и невол ь н и­
ков обрабатывал и земл ю, строили
вел и чественные дворцы и храмы,
добы в ал и руду, прокладывал и оро­
с и тел ь н ы е канал ы . О н и пекли хлеб,
ткал и , п р я л и , в ы ш и в ал и . Когда рабов
оказывалось сл и ш ком м н ого, дл я
н и х придумывал ись работы, с нашей
точки зре н и я, бесполезные. Ги гант­
ские египетск и е п и рамиды, п о-

ся тол ько на свои мышцы, друг и х
источ н иков энергии у него н е было.
Срав н ител ь н о н едавно - дев ять-де­
сять тысяч лет назад - был п ре­
одоле н новый энергет и ческий ру­
беж.
Это произошло тогда, когда л ю­
ди приручили дома ш н и х живот н ых .
Часть своих забот о н и перел ожил и
на лошадей, буйволов, верблюдов,
собак и други х одомашненных
зверей.
Примерно дес ять тыся челети й
назад возн и кла метал лурги я : в н а­
чале - на основе меди и медного
сплава (бронзы), потом - железа.
Энер гетические п отребности чело­
века резко возрос л и . Разв и в а ющее­
ся земл едел ие п отребов ало прове­
ден и я бол ь ш и х работ по орошен и ю
земел ь . Усложнилась добы ча руд.
Нужно было производить бол ь ше
вещей, чтобы обме н ять их на дру10

В

ПОИ С КАХ Э НЕ РГ НН. П О П ЫТКА НС ТОР НЧЕСКОй ПАНО РАМЫ

Парусны й корабл ь 1< Ви ктор ия11 Магеллана.

строе н н ы е
вруч н ую,- поуч ител ь­
ный памят н и к бессмыслен ному раб­
скому труду.
Восста н и я рабов, ч астые войны,
цел ью которых был н е тол ько за­
х· в ат новых земел ь, но и попол нение
арм и и невол ь н и ков, истощал и рабо­
вл адел ьческие государства. Рабов
стал о трудно удерживать в пов и н о­
вен и и . Эпоха «Живой энергети кю>,
просуществовавш ая
тысячелетия,
подходила к концу. Приходилось
искать другие исто ч н и к и энерги и .
Тогда л юди обратил ись к тем
источ н икам, которые всегда был и
под рукой - к текущей воде и вет­
ру . Появил ись паруса, воздуш ные и
водяные колес а .
Четыре тыся ч и л е т тому назад
отваж ные ф и н и к и й цы, жившие на
восточном берегу Средиземного
моря, доплывал и до устья Нила,
а нем ного позже отваживались

и н а морские путешест в и я вокруг
Афр и к и . Парус стал верным п о­
мощни ком мореходов в нелегк и х
странств и я х . М н о го столет и й о н слу­
жил еди нстве н н ы м источ н и ком дви­
жущей с и л ы дл я морск и х корабле й .
Вел и к и е географ ические открытия
XV-XV I веков, освоен и е новых зе­
мел ь и контин ентов, кругосвет ные
путе шеств и я , и зме н и в ш и е представ­
л е н и я л юдей о родной планете
и при нес ш и е им новые знан и я ,
тесно связаны с использова н и ем
верного друга мореплав ател ей парус а . Конечно, парусные судна
эпохи вел ик и х географ и чес к и х от­
крыт и й резко отл и чал ись от древ­
н и х . К далеким неи звестным бере­
гам отваж н ы х путешествен н и ков
уноси л и многомачтовые, снабжен­
ные богатым парусным вооруже­
нием красав и цы-каравел л ы , кото­
рые умели легко маневрировать,
1t

ГЛАВА 1

используя для двнжен н я самый
легкнй н л н даже встре ч н ы й ветер.
П робовал и став ить паруса н на
сухопутн ы е повозк и . Тысячу лет
назад кневск н й к н язь Олег прн
осаде Царьграда п остав ил свон ко­
рабл и н а колес а . С попутным вет­
ром двнгал нсь онн к городу, при­
в одя защнтн нков крепости в смя­
те н и е . Парус н ы е повозки стронл
н знаменитый голландск и й механ и к
Снмон Стев н н . Стронлн н х н в Ис­
п а н н н , во Францнн, в друг н х стра­
н а х . Конеч но, онн н е прнжнлнсь маневр ировать на земле протнв
ветра з н а чительно труднее, чем в
мо ре. Но ндея «земного)) паруса
дожн л а н до н а ш н х дней, п равда,
только в в нде увлекател ьного спор­
та - ката н и я н а буерах, в том ч нсле
н колес н ы х .
Снлу в етра нспол ьзовалн с дав­
н н х времен н в ветр я н ы х мел ь н и­
цах . В XVI 1 веке н х конструк ц и я
дости гл а совер шенства. Тыс я ч н н
тыс я ч н мел ь н и ц помо гал и молоть
зерно, сбивать масло, н зготавлн вать
бумагу, п н л нть л ес. Но л н ш ь в од­
ной стране, в Г олланднн, мел ь н ицы
стал н основой энергет и ч еской базы .
Большая часть террнторн н Нидер­
ла ндов ( « н и зменной страны)) в бук­
валь ном переводе) лежнт н н же
Так выглядела парусная по возка
( со стари нного ри с унка ) .

уров н я мор я . Имен но ветр яные
мел ь н и цы дал н здесь возможность
провести грандиозные работы по
осуш е н и ю болот н отка чке воды,
поэтому можно сказать, что Голлан­
д и я свонм существов а н и ем обязана
в етр я н ым мел ь н и цам. Снла ветра
б ыл а противо поставлена снле дру­
гой ст н х н н - м орской, п остоя н н о
угрожавшей затоп ить земл ю ма­
ленькой стр а н ы .
И в с е же ветряная мел ь н и ца
не смогла стать ос новой энергет нкн
средневеков ь я . Мешал существен­
нейш и й ее недостаток : непостоян­
ство энергонос ител я - ветра . По­
этому мел ь н и цы ш н роко рас про­
стран нлнсь л н ш ь там, где не было
достаточно быстрых рек - на рав­
н и нах Герма н н н , Итал н н , Росс н н ,
Исnа н н н н , к о н е ч н о , Голланднн.
В тех же районах, где текл н полно­
водные рек н , безраздел ьно господ­
ствовал и столь же древн ие, как
н паруса, спут н н к н человека - во­
дян ые колеса.
Пять тыс я ч лет н азад н а Н нле,
Евфрате, Я нцзы степенно враща­
лись колеса, с помощью которых
рабы подннмалн на п ол я воду. Не­
много позже дре в н и е элл н н ы до­
гадал ись, что еслн тече н и е доста­
точн о силь ное, то оно н само п ре­
красно может вращать колесо,
стонт тол ько п р н креп нть к нему л о­
пасти . Более того, о н н пон ялн,
что такое колесо может не только
подн имать воду, но н соверш ать
полез ную работу, есл н его ось сое­
д н н нть с как н м-н нбудь меха н и з­
мом. Так была изобретена водяная
мел ь н и ца - тех н и ческое чудо Древ­
ней Эллад ы .
В сред н и е в е к а водяные колеса
быстро расп ространнл нсь повсюду .
Созда н и е довол ь н о сложных ус­
тройств н передато ч н ы х механ и з­
мов позвол ило использовать снлу
воды н е только для помола зерна,
но н дл я самых разл и ч н ых работ.
Водян ы е колеса вращал и стан кн,
прнводнл н в дв нжен не кузнечные
мехн, подннмалн уголь н руду н з
шахт. Словом, всюду, где рукн ч е-

В П О И СКАХ ЭНЕ РГИИ. ПОПЫТКА И СТОРИЧЕСКОЙ ПАНОРАМ Ы

ловека не могл и справ итьс я с тяже­
лой работой, на помощь пр иходила
сила вечно текущей воды .
С развитием тех н и к и колеса ста­
новил ись все бол ьше и больше до нескол ь к и х десятков метров. Не­
которые прекрасные сред невеко­
вые образцы гигантских водяных
колес сохра н и л ись и по сей день
в С и р и и и Е ги пте.
На Алтае в конце XV 1 1 1 века
Козьма Дмитрие в и ч Фролов соору­
дил у н и кальную установку для приведе н и я в действие подъем ных
устройств двух рудников. В ней
действовало нес колько водяных ко­
лес, самое бол ь шое из которых
имело диаметр 1 7 метров . Не­
обходимый для при веде н и я в дей­
ств ие этой мах и н ы напор воды со­
здавался специал ь н о построен ной
плот и н о й дл и н о й 1 28 и высотой
1 5 метров .
Огром ные кол еса б ы л и по­
строен ы в А н гл и и, во Фран ц и и ,
в Герма н и и . Н о самое мощное по
тем временам водя н ое колесо при­
водило в движе н и е м ногочислен ные
ста н к и Кре н гольмской ман уфактур ы
в Нарве. Диаметр этого колосса около 1 О метров, ш ир и н а - около
8 метров .
К серед и н е XVI 1 1 века водяные
колеса расп ространились повсюду.
Наверное, не осталось в Европе
н и одной мало-мал ьски п р и годной
дл я установки водя ного колеса ре­
ки, где бы оно не появ илось. Те­
перь это уже огром н ые, вели­
чествен н ые сооруже н и я, вокруг ко­
торых строятся фабрики и воз н и­
кают города с орган и зованным
водоснабжен ием. Энер г и я текущей
воды помогает людям чувствовать
себ я силь нее и увере ннее. Все
бол ьше и бол ь ше дел поручают
вновь и зобретен ным машинам ткацк им, п р ядильным, металлообра­
батывающим стан кам. Маш и н ы , за­
мен и в ш и е руки рабочего, в десятки
раз увел и ч и л и производитель ность
труда. Н а ч и н алась револ юци я в тех­
нике. Но, как и раньше, энергети­
ческая база, все более и более

Разли чные типы в етряных мельниц.

Г ЛАВА 1

отстававшая от требован и й расту­
щей промышлен ности, станов и л ас ь
тормозом на пути прогресса.
Ведь водяные к олеса устанавли­
валн л и ш ь н а достаточ н о быстрых
н пол новодных реках. И если тек­
стил ьн ую нлн металлообрабатыв аю­
щую фабр и к у еще можно было
построить на берегу, то залежн ру­
ды н л и угля к воде уже н и к а к н е
прибл и з и ш ь . А дл я и х освое н н я
требовалось особе нно м н ого энер­
гии - необход и м ы откачка воды,
зал нвавшен ш ахту, подъем добытых
м и н ералов н а поверх ность, венти­
л я ц и я подзем ных разработок. Если
река п обл и зости отсутствовала, при­
ходнл ось пользоваться старым спо­
собом - п р н бегать к помощи до­
ма ш н и х животн ы х . Это влекло за
собо й
бол ь ш и е
н еудобства - н а
крупных ш ахтах приходилось нметь
порой сот н и и тысячи лошадей.
Да н
эксплуатация
водя ных
колес связана с рядом серьезных
трудносте й . Во-пер вых, вода как
В одоподъ емная ма ш ина н а ш ахте.

источ ник энер г и н не очен ь удоб­
на - вес нон в реке воды м ного,
а летом мал о . Зимой многие рек и
замерзают, а значит, и колесо,
а вместе с н и м и фабрика должны
прекращать работу. И еще : водя­
ные колеса, как правило, тнхоход­
н ы . Чтобы застав ить станок вра­
щаться быстро, пр идумал н сложные
и капризные механ измы, которые
часто ломались, вызывая останов к и
производства .
Словом, нужда в новом двн га­
теле становилась все более острой.
Многоч исл е н н ые нзобретател и об­
ратил ись к создан н ю эн ергет и­
ч еск и х м а ш и н нового тнпа - п аро­
вых.
И з трактатов, к н и г, статен, нап и­
сан ных в разное в рем я, н а разл ич­
ных языках и рассказывающнх об
исто р и и в севозможных попыток и с­
пользован и я силы пара для получе­
н и я полезной работы, можно было
бы состав ить огром ную библ и отеку.
Ин терес исследователей понятен ведь именно и зобрете н и е п аровой
ма ш н н ы , п редоставнвшен человече­
ству необходимую энергню, м ного­
кратно ускорило прогресс н п р и­
вело в конеч ном счете к эпохе про­
мышлен ных, науч но-тех н и ческ и х и
социальн ых револ юци й .
Но не буде м оста навливаться
в этой к н и ге н а увлекател ьной и
драмат и ч н о й
истор и и разл и ч н ых
и зобрете н и й . Отметнм тол ько, что
созда ние велнким а н гл и ча н и ном
Дже ймсом Уаттом п аровой машн­
ны ув ен чало собо й м ноговековую
работу и нженеров и механ и ков
разн ы х стран н эпох. Многие п ы та­
лнсь обуздать и поставить на служ­
бу человеку могучую силу пара.
О н и шли разн ыми пут я м н . И в клад
каждо го в окон ч ател ьное решение
это й зада ч и разл и ч е н . Итальянец
Бранка, фран цуз Сол омон де Ко,
Это водяное колесо до сих п ор
вблизи сир ий ского города Хамса .

ра ботает

Разные типы. водоподъемных колес для
оро ш ения полей и водо п ровода.

В ПОИСКАХ ЭНЕРГИИ. ПОП Ы ТКА ИСТОР ИЧЕСК ОЙ ПАНОРАМ Ы

ГЛ А В А 1

Д обыча угля в ср едпие века.

русс к и й Ползунов, англи чане Нью­
комен и Уатт - такой дал еко не
пол н ы й сп исок и зобретателей сви­
детел ьствует о том, что новые
источ н и к и энер г и и искал и во всем
м и р е . Недаром Ф. Энгельс п исал
о том, что паровая машина была
первым действител ьно интернацио­
нал ь н ым и зобретен ием.
Не только в самом поступ ател ь­
ном процессе и зобретательства в и­
ден его международн ы й характер.
В еще бол ьшей степ е н и заключался
он в повсеместном признан и и но­
вого изобретен и я , стрем ительном
распространен и и е го по земному
шару.
Паровая маш и н а позвол ила че­
ловеку превращать в работу тепло­
ту, запасен н у ю в угле, дереве, тор­
фе. Тем самым на службу человеку
был о поставлено само сол н це,
энер г и я которого,
непрерывным
потоком поступ ающая н а землю,
сконцентр и рована в то пливе. Паро­
вая м а ш и н а - одно из немногих
в истор и и изобретен и й , которые
резко изме н и л и картину жизни, репромышленволюционизировали
ность и транспорт, дали импульс
новому взлету науч ного знан и я . Это
и зобрете н и е и зменило и само об­
щество, и общественные отношен и я
в нем, о н о зн аменовало собой
промышленную
револ юцию
предвестн и цу револ юций социал ь­
ных.
К серед и н е Х 1 Х в е к а практи­
чески повсюду на смену воде и
ветру при шел пар. На многочис­
л е н н ых заводах и фабр и ках пар
п р и водил в движе н и е станки, при
помощи пара подн имали грузы,
с е го помощью передви гал нсь па­
ровозы и пароходы. Словом, паро­
вые м а ш и н ы был и повсюду . И по­
всюду требовал ись все новые паро­
вые ма ш и н ы , еще более мощные,
еще более совершенные.

А пглийская угольпая ш ахта Х/Х века ( со
стар иппой гравюр ы) .

В ПОИСК АХ ЭНЕРГИИ. ПОП ЫТКА ИСТОРИЧЕСКО М П А НО Р А М Ы

Казалось бы, вопрос обеспече­
ния
энергией
промышлен ности,
транспорта, други х видов ч елове­
ческой деятельности снят с повест­
ки д н я . Но все оказалось не так
просто. У паровых машин обнару­
жились серьезные недостатки . Не
говоря уж о низком коэффи циенте
полезного действ и я паровых машин
(правда, тогда об этом особе нно не
заботил ись), у н и х в ы я в и л ись и
ч исто практические н еудобства. Во­
первых, машин становилось все
бол ьше. На любом заводе действо­
вала хотя бы одн а паровая м а ш и н а .
А ведь к каждой н ужно б ы л о п од­
везти топливо. Ма ш и н ы станов и л ис ь
мощнее, топл ива требовалос ь бол ь­
ше, проблема п одвоза его стано­
вилась все острее . Во-вторых, п ере­
дача движен и я от машины к стан­
кам тоже была дел ом неп ростым ведь к каждому станку паровую
ма шину не п р истроишь. Привод
стан ков осуществлялся при помощи
запутанной и ненадежной с истемы
передаточ н ы х рем ней. В-треть их,
вид городов ,
покрытых сажей,
извергаемой тыс я ч ам и труб заводов
и котел ь н ы х , уже тогда застав лял
все Чi!IЩе задумы ватьс я о том, что
паровая м а ш и н а отнюдь н е идеал ь­
ное энергети ческое орудие. З адача
поиска новых источн и ков энерги и,
новых способов ее полу чен и я и
преобразован и я снова встала во
весь рост.
Давайте подумаем , какой сле­
дует быть самой совреме н ной энер­
гии? Во-п ервых, н ужно вл адеть
достаточ н о простым и экономич­
ным способом ее получен и я . Во­
вторых, должны быть известн ы по
возможности более простые спо­
собы ее переда ч и от места произ­
водства к потребител ю. Наконец,
в-третьих, энерги я должна легко
дел иться между потребител ями, так
чтобы каждый н з н и х получил ров­
но стол ько энерги и, сколько ему
нужно дл я производства какой-ли бо
работы. Рассуждая так и м образом ,
неи збежно приход и ш ь к выводу
о том, что наиболее удоб н ы м вн-

Н екоторые стари пп ые
паровоз Ч ерепа п овых) .

парово з ы

( вни з у -

ГЛАВА f

ществлен и я плана ГОЭЛРО на стан­
ц и я х устанавли вались в основном
генераторы мощностью 1 0-20 ты­
с я ч к ил ов атт, то теперь сер и й н о
выпускаются турбо генераторы мощ­
ностью 500, 800, 1 ООО и даже
1 200 тыс я ч киловатт. В СССР по­
строены круп н е й ш и е в м и ре тепло­
вые, атомные и гидравли ческие
стан ц и и . И сегод н я электрифи ка­
ц и я остается важн ым фактором
увел и че н и я
производительности
труда, позвол яет решать важней­
шие социальные зада ч и , повышать
матер иал ь н ы й уровень жизни на­
рода .
Этот крат к и й экскурс в истори ю
энергети ки понадобился нам н е
тол ько дл я того, чтобы схемат и ч но
намет ить самые знач ител ьные вехи
ее разв и т и я . Мы увидели, что чело­
ве чество неоднократно стал кива­
лось с энергети ческ ими кри зисам и .
Потребности разв ива юще гос я про­
изводства время от време н и вхо­
д и л и в противоречие с устаревшей
энергети ч еской базо й . И всякий раз
этот кризис ус пешно преодолевал­
ся, находил ись новые исто ч н и к и
энер г и и , вполне удовлетвор я ющие
л юде й . Так м ы подошли к нашим
дням, врем е н и высокоразвитой ци­
в и л и заци и , могучей энергети к и , ко­
торой, казалось бы, н и чего не ме­
шает разви ваться все дал ь ше и
дал ьше.
Почему же именно сейчас, как
н и когда остро, встал воп рос : что
ждет
человечество - энергети че­
с к и й голод ил и энергетическое изо­
билие? Не сходят со стра н и ц газет
и журналов стать и об энергети­
чес ком кризисе. И з-за нефти возни­
кают войн ы, расцветают и беднеют
государства, сме н я ютс я прав ител ь­
ства . К разряду газетных сенсаци й
стал и относить сообщен и я о запуске
новых установок и л и о новых и зо­
брете н и я х в области энергет и к и .
Разрабатываются гигантские энерге­
тические программы, осуществле­
ние которых потребует громадных
ус и л и й и огром ных материальных
затрат.

дом энер г и и , отвечающим всем
требован и ям, явл яется электри чес­
кая энер ги я .
Гениальные открыт и я Г.-Х. Эр­
стеда, А. Ампера, М. Фарадея, ра­
боты Э.-Х. Л енца, Б . С. Я коби ,
М . О . Дол иво-Добровол ьского, мно­
г и х друг и х ученых и и нженеров по­
звол и л и к концу X I X века создать
электри чес кие генераторь1 и дви га­
тел и , дал и возможность челове­
честву вступить в новую эпоху эпоху электроте х н и к и .
Электрогенератор и электродв и­
гател ь еще в бол ь шей степ е н и , чем
паровая машина, и зме н и л и вес ь
уклад ж и з н и человечества. Именно
анализ развития эле ктроте х н и че­
ской промышлен ности то го вре­
ме н и дал Владимиру Ильичу Л е н и н у
ос нование дл я вы вода о том, что
капитал изм перешел в свою выс­
шую стад и ю, ч реватую бур ными со­
циал ь н ы· м и потрясе н и я м и . Он был
убежде н, что в основе производи­
тель ных сил, тех н и ческого про­
гресса ХХ века должна лежать
электр ификация, которой суждено
п р и вести челове чество к огром ным
социальным перем енам.
В холод н ы й зимний ден ь 1 920
года в нетопленом зале Бол ьшого
театра,
запол нен ного молодыми
бойцам и Красной Арми и, рабо ч и м и
и к ресть я н а м и , прозвучали слова
Владим ира Ил ь и ча Лен и н а о том,
что план, разработа н н ы й Государст­
венной комиссией п о электрифи­
каци и Росси и (ГОЭЛРО), явл яется
второй программой парти и .
С трибуны съезда Советов про­
звучала ген и ал ь н а я л е н и нская фор­
мула : « Комму н и зм - это есть Со­
ветская вл асть плюс электр и ф и ка­
ц и я всей стран ы " . >>
Идеи,
заложе н н ые
в
плане
ГОЭЛРО, и по сей де н ь состав л я ют
ос нову разв и т и я советской энерге­
т и к и . Выдви нутая Лениным задача
«сэкономить труд централ и зацией>>,
задач а всемерной
концентраци и
прои зводства электроэнергии, н а­
шла свое развитие в росте мощ­
ностей станци й . Есл и в начале осу18

В ПOllCKAX ЭHEPГltlt. ПОП ЫТКА ltCTOPltЧECKOll П А НОРАМЫ

Запорожская ГРЭС, одна и а 1>рупней ши х в стране.

все время растут, д а и л юдей ста­
новится все бол ь ш е .
Т а к за ч е м ж е остан овка? Учен ые
и изобретател и уже дав н о разра­
ботал и м ногоч и слен н ы е способы
производства энерги и , в первую
очередь электри ческо й . Давайте то­
гда строить все бол ьше и боль ше
электростан ц и й , и энер г и и будет
столько, с кол ь ко понадобитс я ! Та­
кое, казалось бы, очевидное реше­
н и е сложной зада ч и , оказыв ается,
таит в себе немало подводных кам­
ней.
Неумо л и м ые законы п р и роды
утверждают, что получить энергию,
исполь зован и я ,
п р и годную дл я
можно только за с ч е т е е п реобра­
зован и я из друг и х форм. Вечные
дви гател и ,
я кобы
прои зводящие
энер г и ю и н иоткуда ее н е беру­
щие, к сожал е н и ю , невозможны .
А структура м ирового энергохозяй­
ства к сегод н я шнему дню сложи­
лась таким образом, что четыре из
каждых п ят и произведе н н ы х к ило-

Есл и в ко н це прошлого века
самая
распростран е н н а я
сейчас
эне р г и я - электр и ч е с к а я - и грала,
в общем, вспомогател ьную и не­
значител ь н у ю в м ировом бал ансе
роль, то уже в 1 930 году в мире
былО' произведено около 300 мил­
лиардов киловатт-часов электро­
энерги и , а в 1 970 году - более 5 ты­
сяч миллиардов киловатт-часов эле­
ктр оэнер г и и . Впол н е реале н прог­
н оз, п о которому в 2000 году будет
произведе н о 3 0 тыс я ч миллиардов
килов атт-ч асов ! Г и гантски е цифры,
н ебывал ые тем п ы роста! И все равно
энер г и и будет мало - потребности
в н ей растут еще быстрее.
Уров е н ь матер иальной, а в к о­
нечном счете и духовной культур ы
людей находится в прямой зависи­
мости от кол и чества энергии, имею­
ще йся в и х распоряже н и и . Ч тобы
добыть руду, в ы плавить и з нее ме­
талл, построить дом, сделать л ю­
бую вещь, н ужно израсходовать
энергию. А потребности человека
19

ГЛАВА 1

CT'1•Ktrl"A

8H.lll"rlTM'llCKOro

IМАНОА

о о о "

МТОГО ПОЛЕЗНО
мспользовдно - 36 %

ми ровое прои зводство относитель­
но невел и к - всего 1 0-1 5 % .
Положе н и е усугубл яется тем,
что г и гантски й рост производства
и потреблен и я энерги и во второй
полов и н е Х Х в ека (потребление
энер г и и удваивается за 1 5-20 лет)
осн ов ывался н а использован и и н еф­
ти в качестве топлива. Были откры­
ты м н оrочисленные ее месторожде­
н и я, очень богатые. Нефть легко
транспортируется тан керами и по
трубопроводам, ее легко сжигать
в топках эле ктростанци й . Ран ь ше,
до 70-х годов , нефть и ее произ­
водные были в есьма дешевы, и н и ­
кому даже в голову не при ходило,
что ее нужно бер е ч ь . Нап р имер,
предпочитал и строить облегчен­
ные дома - пусть потом затратим
бол ьше энерги и на отоп ление, ч ем
сей ч ас задерживать строительство,
делая лучшую теплоизол яцию зда­
н и й . Дол я угл я в м и ровом энер го­
потребле н и и снизилась за двадцать
лет, с 1 950 до 1 970 года, вдвое.
Использование же в энергетике
биомассы - дров, отходов сельско­
го хозя йства - сохранилось л и ш ь
в слаборазвитых странах .

ватт получаются в п р и н ц и п е тем же
способом,
которь1м
пользовался
первобыт н ы й человек для соrрева­
н и я , то есть при сжиrан и и топли­
ва, и л и при использов а н и и зап а­
сен н о й в нем х и м и ческой энер г и и ,
п реобразован и и ее в электри чес­
кую на тепловых эл ектростанци я х .
Конечно, способы сжига н и я топ­
лива стал и намного сложнее и со­
верше н н е е . Котл ы тепловых элек­
тростан ци й - это огромные соору­
жен и я , вел и ч и ной с многоэтаж н ы й
дом . Здесь п ро и зводят пар н емыс­
л и м ых ранее темпер атур и давле­
н и й . Но глав ное сохранилось : в н е­
насытные чрева тепловых электро­
стан ц и й уходит более 3 0 % добы­
ваемого в м и ре топли ва, л и ш ь
около трети которого действител ь­
но идет на выработку электроэнер­
г и и . Боль шая же ч асть энергии, за­
пасе н но й в топл и ве, безвозвратно
теряетс я, н е совершая н и какой по­
лезной работы . Поп росту говор я,
улетает в трубу - неотъемл емую
часть электроста н ци и . Использова­
ние же возобновляемых энер го­
ресурсов огран и ч ив ается пока в ос­
новном гидроэнергией . Вклад ее в
10

В П О И С К АХ Э НЕРГИИ. П ОП ЫТКА ИСТОРИЧЕСКОlil П А НОРАМЫ

Отрезвление н аступило быстро.
Когда эксперты п одсч итал и , на
сколько лет хватит. разведан н ы х за­
пасов топл ива, есл и добыча его по­
прежнему будет расти теми же
тем пам и, что и сейчас, они ужас­
нул ись. По расчетам вы ходило, что
уже лет через сто все запасы будут
исчер п а н ь 1 .
П о я в и л ись
м ра ч н ы е
прогнозы энергети ческого голода,
истощен и я земл и , н е способной
прокорм ить и обеспечить н еобхо­
димым посто я н н о растущее н аселе­
ние, предсказ ывал и чуть ли не мас­
совое вымирание од и ч ав ш и х л юдей.
Дл я проверки таких пессим исти­
чес к и х теор и й , запол о н и в ш и х стра­
н и цы к н и г, жур налов и газет капита­
листи ческ и х государств, потребо­
вался немал ы й труд ученых. Стало
яс но, что с итуа ци я не столь ката­
строфи ч н а . Но понятно стал о и то,
что дальнейш и й рост прои зводства
энерг и и потребует коре н н ого изме­
нен и я некоторы х сегод н я ш н и х н а­
ших п редставле н и й .
Но вые
факторы - возросш ие
цен ы н а нефть, быстрое развитие

OXIMA

OIЩllИll'rlTM'llOKOfl

атом ной энергет и к и , возрастан и е
требован и й к за щите окружающей
среды - потребовали нового п одхода к энергет и ке .
В разработке Энергети ческо й
программы СССР п р и н я л и участие
в и дн е й ш и е ученые нашей стран ы,
специал исты
разл и чн ы х
м и н и­
стерств и ведомств . С помощь ю
нове й ш и х математ и ч еск и х моделе й
электронно-в ы ч исл ител ь н ые маши­
н ы рассч итали нескол ько сотен ва­
риантов структур ы будущего энер­
гет и ческого баланса стра н ы . Был и
найдены п р и н ц и п иальные реше н и я ,
определ ив ш и е страте г и ю раз в и т и я
энергети к и С С С Р н а грядущие
десятилет и я .
Хотя в основе энергет и к и бли­
жайшего буду щего по-прежнему
останется теплоэнергети ка на н ево­
зобновл яемых ресурсах, структура
ее измен итс я . Должно сократиться
испол ьзование нефт и . Существен н о
возрастет производство электро­
энер г и и н а атом н ы х электростан­
ц и я х . На чнется использование пока
еще не тронутых гигантс к и х зап асов

OMOTIMlol

О О О 1'

ГЛАВА 1

Свой вклад в осуществлен11е этой
серьезнейшей задач11 может в н ест11
л юбой ж11тел ь нашей стран ы . Нужно
л11шь н е проход11ть м11мо бездум­
ного р астранж11рован11я энерг1111.
Плохо утепл е н н ое, со щел ям11, окно,
хлопающая без п руж11 н ы дверь в
п одъезде, текущ11 й кран в ванной все эт11, казалось бы, н есуществен­
ные 11сто чн11к11 потерь энерг1111, в з я­
тые вместе, значат очен ь м н ого.
Большое в н11ман11е уделено в
Энергет11ческой п рограмме 11 во­
просам передач11 11 расп редел ен11я
электроэнерг1111 . Ведь нам с каж­
дым годом п р11 ход11тс я 11спользо­
вать все более 11 более удаленные
месторожден11я топл11ва, располо­
жен ные в н еудобных, порой непро­
ход11м ых местах . Из-за этого возн11кают бол ьш11е труд н ост11 с его до­
бычей 11 достав кой к местам по­
треблен11 я . Транспорт11ровать топ­
л11во станов11тся все дороже, а
11ногда его перевозк11 просто эконо­
м11 ческ11 невыгод н ы . Спец11ал11сты
подсч11тал11, напр11мер, что п ере­
возка угл я г11гантск11х месторожде­
н11й С11б11р11 11 Северного Казахстана
в европейскую ч асть страны, как
говор11тс я, сл11шком дорогое удо­
вол ьств11е . Можно, конеч но, пр11бл11з11ть потреб11телей энерг1111 к за­
пасам топл11ва. А можно про11з­
вест11 энерг11ю там , где есть топл11во, а затем направ11ть ее потреб11тел ям по л11н11 я м переда ч.
У нас в стране успе ш н о реал11зуютс я оба эт11 пут11 . Во-первых,
осв а11ваются н е11сч11сл11мы е р есурсы
С11б11р11 11 Дал ь н е го Востока, в строй
в х одят н овые промышленные г11ганты, форм11руются топл11в н о-энер­
гет11 ческ11е ком плексы.
Во-вторых, усп ешно решаются
задач11 п ередач11 электроэнерг1111 на
бол ьш11е рассто я н11 я . Льв11ная до­
л я , около 80 % энергет11ческ11х ре­
сурсов, н аход11тся у нас вдалеке
от европейской ч аст11 . Но 11менно
в европейской ч аст11 п рож11вает
80 % населен11я стра н ы 11 потреб­
л яется основная часть энерг1111.
В бл11жайшем будущем это соотно-

дешевых угл ей, напр11мер, в Куз­
нецком, Канско-Ач11нском, Эк11баз­
тузском бассе й н ах . Ш11роко будет
п р11мен я ться пр11род н ы й газ, за­
пасы которого в СССР намного пре­
восходят запасы в друг11х странах.
Но самое гл авное в Энергет11ческо й п рограмме - это бережл11вость в расходе энерг1111 . Т опл11во ·
11 энерг11ю нужно расходовать эко­
номно, не допуская потерь. Уче­
ные проводят серьезные 11сследо­
ван11я, направле н н ы е на повышен11е
коэфф11 ц11ента полезного действ11я
электростан ц11 й . Се й ч ас о н равен
пр11мерно 35-36 % . Долже н резко
пов ыс11ться уровень 11спол ьзован11я
втор11 ч н ых энергет11ческ11 х ресур­
сов . Что это знач11т? Пр11 работе
электростан ц11й, пр11 в ы плавке ме­
талла, п р11 охлажден1111 х11м11ческого
оборудован11я 11 стан ков образуется
м ного горя че й воды 11л11 воздуха.
Подсч11тано, ч то есл11 п уст11ть эт11
«ОТХОДЫ)) в дело, то 11М11 можно
покрыть от 30 до 90 % энергет11ческ11 х потребностей черной метал­
лур г1111, н ефтех11м1111 11 маш11но­
строен11 я .
Эконом11 я энерг1111 - дело, ка­
сающеес я всех, каждого 11з нас.
Сколько, напр11мер, может 11зрасхо­
довать энерг1111 одна электр11ческая
лампочка? Казалось бы, пустяк,
кап л я в океане энерг1111. Но по­
смотр11те, что показал простой
опыт. В од11н 11з вечеров д11кторы
Централ ьн ого телев11ден11я обрат11л11сь к зр11тел я м с просьбой выклю­
ч11ть л11ш н11е электролампочк11 11
друг11е п р11боры , которым11 о н11
в дан н�.1 й момент н е п ол ьзуютс я .
Эффект превзошел в с е ож11дан11я .
Оказалось, что, выполн11в п росьбу,
ж11тел 11 нашей страны сберегл11
энерг11 ю целой эл ектростан ц1111. Че­
тыреста поездов с углем каждый
год сберегает стране в веден11е
«летнего времен11 )), которое застав­
л яет нас п олнее 11спользовать све­
товой ден ь .
В эконом1111 энерг1111 нет мело­
ч е й . И не нужно думать, ч то это де­
ло только ученых 11 11 нженеров .
11

В П О И С К А Х ЭНЕРГИИ. П ОПЫТК А ИСТОРИЧЕСКОМ П А НОРАМЫ

СХЕМА

ЕДИНОЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОА

СИСТЕМЫ

СТРАНЫ

·-- CIOAIUЫ PHAY,fllll(
�CYWIOIYlllllll(/\ЭA
0- _

шен ие если и измен ится, то не
радикал ь н о . И дело не только в гео­
граф и ч еском распределе н и и н а­
селен и я СССР. Переброска бол ь шо­
го кол и чества электроэнерги и н е­
обходима нам и и з-за огром ной
протяже н н ости стран ы с востока н а
запад. Когда н а востоке страны н а­
ступает ночь, за Уралом н а ч и н ает­
ся рабо ч и й день, и потребление
энерги и резко возрастает. А когда
зака н ч и вается работа в европей­
ской части стра н ы , к стан кам и ма­
ш и нам встают труже н и к и Дальнего
Востока. Запасать электр и ч ескую
энер г и ю впрок в скол ько-нибудь
больш и х кол и ч ествах люди еще не
нау ч и л ись . Произведе н ную энер г и ю
нужно сразу ж е потребить. Д а и вы­
ключить н а в рем я совреме н н у ю
электростанц и ю невозможно . Дал ь­
ние электропередач и позвол я ют
<<перекачиваты> энер г и ю и з тех
мест, где ее сей час избыток, из
мест, где царит ноч ь, туда, где
энерг и и не хватает, где наступил
трудовой день .
Возможность
мане вра,
пере­
броски знач ител ь н ы х
коли честв
энерг и и в те места, где она нужнее
в дан н ы й моме н т, дает Единая

_ _

t1PGRWIECR

АЗА

эл ектроэнергет и ческая
система
СССР, охватывающая всю хозяй­
стве нно освое н н у ю
т е р р и то р и ю
стран ы . Фор м и рование этой г и ­
гантской системы, в которую посте­
пенно войдут все мощные электро­
стан ции, зако н ч ится в самом н а чале
XXI века.
Передавать бол ь ш и е кол и чества
электроэнер г и и н а бол ь ш и е рас­
стоя н и я очень сложно. Часть энер­
гии при передаче тратится на на­
грев проводов, то есть рас ходуется
соверш енно бесполезно. Кстати, это
обстоятел ьство всего сто л ет назад
дало
возможность
п роти в н и кам
электр ификации выступ ить с рас­
четам и , котор ы м и о н и убедител ьно
доказывал и , что п ередача энер г и и
о т паровой м а ш и н ы с помощью
п р и водных рем н е й и трансмисс и й
гораздо выгоднее, ч е м передача
электроэнергии по проводам . Ин­
женеры, однако, н е испугал ись ка­
жущейс я убеди тел ьности эти х дока­
зательств и нашли остроум н ы й с по­
соб уме н ь шить неизбежные потери .
Нужно как можно больше повысить
напряже н ие, п р и котором пере­
дается энерги я ! И это и� удалос ь .
Есл и еще-�О л е т назад напряже н и е
13

ГЛ А ВА t

тили в н имание на некоторые в иды
расте н и й , ВЫJ> абаты вающие в своих
ткан я х горючие углеводороды, по
составу похожие на те, которые со­
держатся в нефт и . Б ионефть в не­
котором смысле даже лучше неф ти
насто я щей, и звлекаемой из земных
недр. В ней практи чески отсут­
ствуют вредные п р имеси, в том
ч исле самая непр и ятная из н и х сера.
На Ф ил и п п и н ах , например, на­
шли дерево, которое местные жи­
тел и называют «ханга)), Оно знаме­
н ито тем, что его орехи содержат
масло, по своему составу почти сов­
падающее с нефтью. Во время вто­
рой мировой в о й н ы я пон цьi заправ­
л ял и дви гател и танков маслом, вы­
жатым из этих орехов . Какой-либо
допол н ител ьной обработки при этом
не потребовалось. Во влажных ле­
сах Амазо н и и н а шл и дерево ко­
па ибу, дости гающее почт и 30 мет­
ров в высоту . Из одного надреза
на стволе этого дерева может за
час натечь около 20 л итров отл и ч­
ного дизельного то пли ва, которое
можно без проволочек зал ивать
в бак грузов ика.
Собствен но, н и чего уд ив ител ь­
ного в этом нет. Дав н о и звестны
и ш ироко испол ьзуются каучуко­
носы - расте н и я , в чьем соке со­
держатся вещества, из которых по­
лу чается каучук. Но попробовали
бы мы обеспечить потребности про­
мышлен ности в кау чуке, соб ирая
его и з дикорастущих дерев ьев !
Нужно разводить
специал ь н ые
плантаци и . Так и с бионефтью.
Амери кански й биох и м и к, лауре­
ат Нобелевской прем и и Мел в и н
Кал в и н , путе шествуя п о всему миру,
в ы искивает расте н и я, которые мож­
но было бы специально выращи­
вать и использовать дл я производ­
ства бионефт и . Объездив немало
стран и неоднократно переплыв
океан, Калв и н в ы яс н ил , что самым
перспекти вным явл яетс я обы ч н ы й
сор н я к с латинским
названием
«эйфорб и я латирис)), называем ы й
в п росторе ч и и среди фермеров

л и н и и п ередачи в сто тысяч вольт
счи талось ре кордным, то сейчас
строятся л и н и и, н апряже н и е в кото­
рых превосходит миллион вольт !
Появ илас ь целая новая область зна­
н и й , которая позвол и л а решать п о­
добные задач и,- те хника высок и х
напряжен и й . Сооружаются первые
сверхвысоковольтные передачи по­
сто я н н ого тока, п отери в которых
будут е ще н иже.
Энергети ческая
программа
СССР - основа нашей тех н и к и и
эконом и к и в канун ХХ 1 века.
Но ученые загл ядывают и в пе­
ред, за п редел ы сроков, установ­
л е н н ы х Энергети ческой програм­
мо й . На пороге ХХ 1 век, и он и трез­
во отдают себе отчет в реал ьн остя х
третьего тысячелет и я . К сожале­
н и ю , запасы нефти, газа, угля от­
н юдь не бес конеч н ы . Природе,
ч тобы создать эти запасы, потре­
бовал ись м иллионы лет, и зрасходо­
ваны о н и будут за сотн и лет. Се­
год н я в мире стал и всерьез заду­
мыв аться над тем, как не допустить
х и щ н и ч еского разграбле н и я земных
богатств . Ведь л и ш ь п р и этом усло­
в и и запасов топ л и в а может хватить
на века. К сожал е н и ю , м ногие н еф­
тедобывающие страны живут сегод­
н я ш н и м днем. О н и нещадно расхо­
дуют подаре н н ы е им природой
нефтя н ые запасы . Сей час многие из
эти х стран , особе н но в районе Пер­
сидского зал ива, бук вально купают­
ся в золоте, не задум ы ваясь, что
через нескол ько дес ятков лет эти
запасы исс я к н ут . Что же произой­
дет тог да - а это рано или поздно
случится,- когда
м есторожде н и я
нефти и газа будут исчерпаны?
Происшедшее в 70-е годы повыше­
ние цен н а н ефть, необходи мую н е
тол ько энергетике, н о и транспорту,
и х и м и и , заставило задуматься
о других в идах топли ва, пригод­
ных дл я зам е н ы нефти и газа. Осо­
бен н о п р изадумал ись тогда те
страны, где нет собствен н ы х зап а­
сов нефти и газа и которым при­
ходится и х покупать.
В поис ках нового топл и ва обра14

В П О И С К АХ ЭНЕРГИИ. ПОПЫТКА ИСТОРИЧ Е С К Оlt П А НО Р А М Ы

сусл иковым деревом (сч итается, что
это растен и е отпугивает сусликов).
Кал в и н высушил нескол ько так и х
растен и й , истолок н х н п олуч и в ш и йся
порошок зал ил растворителем. Об­
разовав ш и йся раствор оказался н
внеш н е, н по х и м и ч ескому составу
очень по хож на обыч ную нефть.
Такой нефти можно было бы, по
расчетам, получить с гектара, за­
сея н ного сусликовым деревом, н е
менее полутора тысяч л итров . Ко­
нечно, говорить о тех н и ч еско й н л н
экономи ческой оценке проектов та­
ких энергетическ их ферм еще рано.
Судите сам и : автомобили, м ч а­
щиеся п о дорогам планеты, « в ы п и­
вают)) более м иллиарда л итров бен­
зина в сут к и . А ферма, прои зво­
дящая всего л и ш ь 5 м илл ионов л ит­
ров б н онефт н в сут к и (то есть
в 200 раз м е н ь ше), должна была бы
зан и мать площадь н е менее 350 ты­
сяч гектаров ! Учтем е ще, что эту
землю нужно тщательно обрабаты­
вать, а за сор н яком ухажи вать,
защищать его от других сор н я ков.
Здесь и спытываются энерг ет и ч еские установки.

Так что не скоро мы пром ч имся
на автомобиле, заправлен ном вы­
раще н ной нефтью. Но кто з нает?
Ученые п родолжа ют работать над
повышением урожай ности бенз н но­
носов, и щут нх новые виды, более
плодовитые .
Можно пойти н по другому
пут и - полу чать н з растител ьного
сырья с п и рт. О н вполне при годен
дл я зап рав к и автомобилей. Первые
поп ытки использовать спирт в ка­
честве а втомобильного горючего
был и сдел ан ы еще в 1 922 году .
Резул ьтаты оказал ись вполне удов­
летворител ь н ым и . Но в ту пору ав­
томобилей было немного, а нефть
была дешевой. Дал ьней шего раз­
в и т и я эт н работы н е полу ч и л и . Уче­
ные вернулись к идее н спользова­
н н я с п и рта в автомобил я х только
в середине 70-х годов, когда п о­
высил ись це н ы на нефть . Оказалось,
что переделка бен зинового мотора
в сп иртовый н есложна - н ужно все­
го л и ш ь умен ьшить объем камеры
с горан и я н допол н ител ьно защ н-

ГЛАВА 1

водородное топ л 11 в о ! Вот некото­
рые 11з н 11х .
Теплотворная способность водо­
родного гор ючего почт11 в тр11 раза
превышает теплотворную способ­
ность бен з 11 н а . Это топл 11во эколо­
г 11 ческ11 ч11стое, п р 11 сгоран 11 11 е го
почт11 не выделяется вредных ве­
ществ. Но гл авное то, ч то водо­
р а с п ростра н е н н ы й
род - с а м ы й
элем ент в о Вселенной, н а Земле
его в сто тыс я ч раз бол ь ше, чем
каменного угл я . Запасы его п ракт11чес к 11 не11счерпаем ы. Более того,
пр11 его сгора н 11 11 образуется обы­
кновенная вода, 11 з которой можно
снова получ11ть водород. Это топл 11во можно легко 11спол ь зовать в уже
д в 11 гател я х - о н 11
существ у ю щ 11 х
почт11 н е п отребуют передел к 11 .
Водород л егко транспорт11ровать
по трубопроводам . Е го просто рас­
пределять между потреб 11тел ям 11 .
П одсч11тано: транспорт11ровка водо­
рода на 1 00 к 11лометров сто11т н а
20 % дешевле, ч е м п ередача такого
же кол 11 ч ества электроэн ерг 11 11 . А ес­
л11 р ассто я н 11 е растет, раз н 11 ца в
сто11мост11 переброск11 еще сущест­
вен нее - для рассто я н 11 я в 1 600 к11л ом етров достав ка водорода вдвое
в ы годнее, чем передача электро­
энер г11 11 .
Существует м ного способов по­
лучен 11 я водорода . Дл я этого доста­
точн о как 11м-л11бо образом разру­
ш11ть, расщеп11ть молекулу воды.
Водород н ужен н е тол ько энергет11кам , но 11 х 11 м 11 кам, ведь о н вел 11 колепный восстанов 11тель (ве­
щество, отб11рающее к11слород 113
ок11слов). В н ебол ь ш 11 х масштабах
его уже п р 11 мен я ют в бездоме н ном
процессе получен 11 я железа прямо
11 з руды.
Что же мешает ш11рокому пр11менен 11 ю водорода в разл 11 ч ных
отраслях тех н 11 к 11 , ч то препятствует
его распростран е н 11 ю ? Оказыв ается,
его же н едостатк11 .
Прежде всего, о н довол ьно до­
рог. Е го про11зводят сейчас в основ­
ном 11з того же углеводородного
горючего, которое водород 11 п р 11-

т11ть от корроз11 11 детал 11 мотора.
п р11думал11
ученые
Голландск11е
спец11альное устройство, позвол яю­
щее заправлять автомоб11 л 11 как
обы ч н ым бен з 11 н ом, так 11 сп11ртом,
11 даже 11х смесью в л юбой пропор­
ц11 11 .
Л11дер в 11спользован 11 11 сп 11рта
как автомоб11льного топл11ва - Бра­
з11л 11 я . Уже в серед11н.е 80-х годов
про11зводство с п 11 рта 11 з сахар ного
тростн 11 ка дост 11 гло там 1 1 м 11л­
л 11ардов л 11тров в год. Этого до­
статоч но, чтобы обеспеч11ть горю­
ч 11м 5 м11лл 11онов автомоб11лей.
Пр11ор11тет Браз11л 11 11 вполне объяс­
н 11 м . Эта огром ная южноамер11 кан­
ская страна, недра которой фанта­
ст11 ческ 11 богаты даже самым11 ред­
к11 м 11 11скопаемы м 11 , практ11 ческ11 н е
11 меет залежей нефт 11 . Закупка неф­
т11 станов11тся все дороже 11 требует
затрат валюты . Браз11льск11е спец11а­
л 11сты с ч 11тают, ч то переход н а
сп11рт в автомоб11лях н е тол ько по­
может эконом11ть вал юту, но 11 су­
з а г р я з н е н 11 е
с н 11 з 11 т
ществ е н н о
окружающей среды - в ыхлоп сп11р­
тового д в 11 гател я з н а ч 11тел ьно ме­
нее токс11чен . Правда, есть 11 весьма
сер ьез н ы й недостаток такого топ­
л 11 в а .
Некоторые браз 11л ьск 11 е вод11те­
л11 обн аруж11л 11 склонность 11спол ь­
зовать сп 11рт н е по н азн аче н 11 ю, что
н е 11 збежно ведет к р осту ч 11сла до­
рожн ых про11сшеств 11 й . Но 11 с эт11м
н едостатком топл 11ва н ауч 11 л 11сь бо­
роться - в сп 11рт стал 11 добавлять
красящ11е в е ществ а с непр11 ятным
запахом.
Может п оказаться, что, когда
ко н ч 11 т с я ,
11 с к о п а е м о е
т о п л 11 в о
б11оэнергет11ка п оможет добыть не­
обход11мое топл 11во прямо с н 11 в 11
лесов. Однако это не так : ученые
подс ч 11тал 11, ч то все растен 11 я м 11 ра,
преврат 11 в ш 11сь в сп 11рт, в состо я н 11 11
покрыть н а ш 11 потребност11 только
на 40 % .
Серьезным п ретендентом н а п о­
четное зван 11 е луч шего горючего
в последнее врем я стал водород.
Мног11м11 досто11 нствам11 обладает
16

В П О И С К А Х ЭНЕРГИИ. П ОПЫ ТК А ИСТОРИЧЕСКОR П А НО РАМЫ

зван замен ить. П олучен и е же его
из воды с помощью эл ектр и ческой
энерг и и пока еще н евыгодн о стоимость водорода получается в н е­
скол ько раз выше, чем стоим ость
полученной и з него энер г и и .
При определен нь1х концентра­
циях смесь водорода с воздухом
взрывоопас н а . Правда, н и чуть не
менее в зрывоопас н � смесь в оздуха
с п ри родным газом, ч то н и как н е
препятствует ш и рокому приме не­
н и ю природного газа в технике
и в быту . М н о го п роблем связано
с тем, что водород очень легок почти в 1 5 раз легче в оздух а. Хотя
килограмм водорода дает в три
раза боль ше тепла, чем к илограмм
бен зина, чтобы хранить его, по­
требуется не л итровая банка, а бал­
лон объемом 1 1 кубометров. Е го
можно, конеч но, превратить в жид­
кость - и объем хран и л и ща н а­
м ного уме н ь ш и тс я . Но тогда при­
дется поддерживать тем ператур у
м и н ус 2 5 3 градуса.
В общем, п роблем м ного, хотя

все он и решаем ые . Уч итывая уни­
кал ьн ые достоинства водорода, на
него вполне можно рассч итыв ать
как н а огром ный, еще н е исполь­
зов а н н ы й человечеством энергети­
чес к и й резерв.
А пока в м ире все больше у ч е­
н ых и инженеров зан имаются по­
исками новых, нетрадиционных ис­
точ н и ков, которые могл и бы взять
на себя хотя бы часть забот по
снабже н и ю челове чества энергией.
Решен и е этой зада ч и исследователи
ищут на разн ых путях. Самым за­
ман ч и вым, конеч но, является ис­
пользова н и е вечн ых, возобновл яе­
мых исто ч н иков энергии - эн ер г и и
текущей воды и ветра, океански х
прили вов и отл и вов, тепла земн ых
недр, солнца. Много в н иман и я уде­
л яется развитию атом ной энерге­
тики, ученые и щут способы вос­
произведен и я на Земле процессов,
протекающи х в звездах и с наб­
жающих их колоссал ь н ы м и зап а­
сам и энер г и и . Но об этом - в сле­
дующих главах.

От солпеч пого копце птратора
к солпечпому самолету
11 Со лар )) .

Гnава 1
Л ОВ ЦЫ С О Л Н ЕЧ Н ЫХ Л У ЧЕЙ

щих Землю народов, одн им из са­
мых гл авных богов всегда был бог
Сол н ца, дарующи й животвор ящее
тепло всему сущему.
Действител ьно, кол и чество эн ер­
гии, поступающей на Зем л ю от
ближайшей к нам звезды, огромно.
Всего за три д н я Сол нце посыл ает
Земле стол ько энерг и и , сколько со­
держится ее во всех разведан н ых
нами запасах топ л и в а ! И хотя толь­
ко третья часть этой эн ергии до­
сти гает
Земл и - осталь н ы е
две
трети отража ются и л и рассеиваются
атмосферой,- даже эта ее ч асть
более чем в полторы тыся ч и раз
превосходит все остал ь н ые, испол ь­
зуемые ч еловеком источ н и к и энер­
гии, вместе взяты е ! Да и вообще
все исто ч н и к и энер г и и , имеющиеся
на Земле, порожден ы Сол н цем .
В конечном с чете и м е н н о сол­
нечной энергии человек обязан
всеми своими тех н и ческ и м и дости­
жен и я м и . Благодаря сол нцу возни­
кает круговорот воды в п ри роде,
образуются п оток и воды, вращаю­
щей вод я н ые колеса . По-разному
нагревая землю в разл и ч н ых точках
нашей планеты, сол нце вызывает
движен ие воздуха, тот сам ы й ветер,
которы й н аполн яет п аруса судов
и вращает лопасти ветрt�ных уста­
новок. Все ископаемое топливо,
используемое в совреме н н о й энер-

«Сначала хирург, а потом кап и­
тан н ескол ьких кораблей>> Лемюэль
Гулл ивер в одном и з своих п уте­
шествий п опал на летающи й ос­
тров - Лапуту. Зайдя в один и з
заброшен н ых домов в Л агадо, сто­
л и це Лапут и и , он обнаружил там
странного истощен н ого человека
с закоп ч е н н ым л и цом. Его платье,
рубаха и кожа почернел и от копоти,
всклокоче н ные волосы и борода
был и местами опале н ы . Этот н е­
исправ имый п рожектер восемь лет
разрабатывал п роект и звлечен и я
из огурцов сол н е ч н ых лучей. Э т и
лучи
он
намеревался собирать
в
гермети чески
закупоренные
скл я н к и , чтобы в слу чае холод­
ного или дождл и вого лета обогре­
вать и м и воздух . О н выразил уве­
ре н н ость, что е ще через восем ь
лет сможет поставлять сол нечный
свет повсюду, где о н потребуется.
Сегод н я ш н ие ловцы сол н е ч н ых
лучей совсем не п охожи н а безумца,
нарисов а н н ого фантазией Джона­
тана Свифта, х от я о н и занимаются,
п о существу, тем же, что и св иф­
товск и й герой,- п ытаются поймать
солнечные лучи и н а йт и им энерге­
т и ческое п р именен ие.
Уже древ нейш ие л юд и думал и,
что вся жизнь н а Земле порождена
и н еразрыв н о связана с Сол нцем .
В рел иг и я х самых разн ых н асел я ю29

ГЛАВА 1

Ж е пщ и п ы Сиракуз поджигают корабл и Марцелла.

которым и был о запол нено водо й .
Самодел ьная ссчечевица)) сосредо­
точила сол н е ч ные лучи на охап ке
сухого мха и воспламе нила его.
Этот
срав н ител ьно
н ехитрый
способ получе н и я высокой темпе­
ратуры л юд и з н ал и с глубокой древ­
ност и . В развал и нах древней сто­
л и цы Н и н е в и и в Месопотам и и на­
шли примитивные л инзы, сдела н ные
еще в Х 1 1 веке до нашей эры . Тол ь­
ко сс ч истым)) огнем, полученным
непосредственно от лучей сол нца,
полагалось зажигать с в я ще н н ы й
огонь в древ неримском храме
Весты.
Интересно, что древ н и м и инже­
нерами подсказана и другая идея
ко нцентрации сол нечных лучей с помощью зеркал . Вел и к и й Архи­
мед оставил нам трактат сс О за­
жи гател ьн ых зер калах11 , С его и ме­
нем связана поэт и ческая легенда,
рассказан ная в и зантийским поэтом
Цецесом .

гет и ке, ведет свое происхожде н и е
опять ж е от сол нечн ых лучей. Это
их эн ергию с помощью фотосин­
теза п реобразовал и расте н и я в зе­
леную м ассу, которая в результате
дл ительных процессов превратилас ь
в нефть, газ, угол ь .
Нельз я л и исполь зовать энер г и ю
сол нца н епосредственно? На первый
взгляд это н е такая уж сложная
задача. Кто не пробовал в сол неч­
ны й день п р и помощи обыкновен­
ной лупы выжигать н а дерев_я н ной
дощечке карт и н к у ! М ин ута, дру­
гая - и на поверхности дерева
в том месте, где лупа собрала сол­
нечн ые лучи, появл яется черная
точк а и легк и й дымок . Им е н н о та­
ким образом один из самых л юби­
мых героев Жюля Верна, и нженер
Са йрус Смит, выручил своих дру­
зей, когда у н и х , попав ш и х на
таи нствен н ы й остров, погас костер.
И нженер сделал л и н зу из двух ч а­
совых стекол, пространство между
30

ЛОВЦЫ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕ l'I

Во время П у н и ческих войн род­
ной город Архи меда Сиракузы был
осажде н р н мск н м н корабл я м и . Ко­
мандующий флотом Марцелл н е
сом невался в легкой победе - ведь
его войско было намного сильнее
защитников города. Одного не у чел
заносчив ы й флотоводец - в борьбу
с римлянами вступил вел н к н н инже­
нер. Он п ридумал грозные боев ые
ма ш и н ы,
построил
метател ьн ые
орудия, которые осы пал и римские
корабл и градом кам ней нл н увес ис­
той бал ко н пробивали дно. Другие
машины крючковатым краном п од­
нимал и суда за нос н разбивал и н х
о п рибрежн ые скалы. А однажды
римляне с изумлен ием увидел и , что
место воинов на стене осажде н н ого
города зан яли жен щ и н ы с зерка­
лами в руках. По команде Архи­
меда они нап рав или сол нечн ые за н ­
ч нк н на одно судно, в одну точку.
Через короткое время н а судне
всп ыхнул пожар . Та же участь по-

ст н гла еще нес колько кораблей н а­
падав ших, пока о н и в растерян ности
не бежал и подал ьше, з а п редел ы
досягаемости грозного оружи я .
Долгие века эта истори я с ч и­
талась красивым в ымыслом. Однако
некоторые совреме н ные исследова­
тели н стор н н тех н и к и провели рас­
четы, н з которых следует, что зажи­
гател ь н ые зеркала Архимеда в
при нципе могли существовать.
Испол ьзовал и н а ш и предки сол­
нечную энергию н в более п роза­
ических цел ях. В Древней Греци и
н в Древнем Риме основной м асси в
лесов был х н щн н ческ н вырублен
для строительства здан и й н судов.
Дрова для отоплен и я почти н е ис­
пользовал ись . Дл я обогрева жилых
домов н оранжерей акт и в н о исполь­
зовал ас ь солнечная энерги я . Архи­
текторы старал ись строить дом а
так, чтобы в зимнее время н а н и х
падало б ы к а к можно бол ьше сол­
неч н ых
лучей.
Древ негречес к и й
Со.лп е ч п ые кол.лекторы.

ГЛдВд 1

драматург Эсхнл п исал , ч то цив или­
зован ные народы тем и отл и чаются
от варваров, что и х дома «обра­
щен ы л и цом к сол н цу)) . Римск и й
п и сател ь Пл н н н й Млад ш и й указы­
вал, что е го дом, р асположе н н ы й
севернее Рима, «собирал и увел и­
ч и в ал тепло сол нца за счет того,
что его окн а располагал ись так,
чтобы улавли вать л у ч и н и зкого зим­
него сол н ца)) .
Раскоп к и древнего греческого го­
рода Олннфа п оказал и , что весь
город и его дома был и сп роекти­
рован ы п о еди н ому плану и рас­
п олагал ис ь так, чтобы зимой можно
б ыл о п оймать как можно бол ьше сол н е ч н ых лучей, а летом, на­
оборот, и збегать и х . Жилые комна­
ты обязател ьно распол агал ись ок­
нами к сол н цу, а сам и дома имели
два этаж а : один - дл я лета, дру­
гой - для зимы. В Ол н н фе, как и
позже в Древнем Риме, зап реща­
лось став ить дома так, чтобы о н и
заслоняли от сол н ца дома сосе­
дей,- урок эти к и для сегод!-I ЯШ­
ннх создател ей небоскребов !
Кажущаяс я п ростота получе н и я
т е п л а при концентрации сол нечных
л у чей не однажды порождала не­
оправдан н ы й оптимизм. Немногим
более ста лет назад, в 1 882 году,
русский журнал «Тех н и к )) опубл и­
ковал заметку об использован и и
сол неч ной энер г и и в паровом дви­
гател е : « И н солатором назван паро­
вой дви гател ь, котел которого на­
гревается п р и помощи сол нечных
лучей, собираемых для этой цел и
особо устрое н н ы м отражател ьным
зеркалом. Английский ученый Джон
Тнндаль применил п одобные кони­
чес к и е зеркала очен ь бол ь шо го
диаметра при исследовании тепло­
ты лунных лучей. Французск и й про­
фессор А.-Б. Мушо воспользовался
идеей Тнндал я, п римен и в ее к сол­
н е ч ным лучам, и получил жар, до­
стато ч н ы й дл я образов а н и я пара.
Изобретение, усовершенствован ное
и нженером Пн фом, было доведено
нм до такого совер шенства, что во­
прос о пользован и и сол нечной теп-

лотой может с ч и таться оконча­
тельно решен н ы м в положитель­
ном смысле)) .
Оптимизм и нженеров, построив­
ших « н нсолатор)), оказался не­
оправдан н ы м . Слиш ком м ного пре­
п ятств и й предстояло еще преодо­
леть
ученым,
ч тобы
энергети­
ческое использование сол неч ного
тепла стал о реал ь н ы м . Л и шь сейчас,
через сто с л и ш н и м лет, на чала
формироваться новая научная дис­
ципл и н а, зан и мающаяся пробле­
мам и энергетического использова­
н и я солнеч ной
энерги и,- гел но­
энергетнка. И л и ш ь сейчас можно
говорить о первых реальных успе­
хах в. этой област и .
В ч е м ж е сложность? Прежде
всего, вот в чем. При обще й о гром­
ной энергии, поступ а ющей от солн­
ца, на кажды й квадратн ы А метр

_

п о в ер х н ос т и зем л и ее п р и х о д и т с я
совсем
н е м н о г о - от
1 00
до
200 в атт, в зав и с и м о с т и от гео гра­
ф и ч ес к и х коорди н а т . В ч ас ы сол­
н е ч н о го с и я н и я эта м о щ н о с т ь до­
с т и г а е т 400-900 вт/ м2, и поэтому,
чтобы
получить
заметную
м о щ,.. .
н о с т ь , н уж н о о б я з ат е л ь н о с н а ч а л а
собрат ь этот п о т о к с бол ь ш о й п о ­
в е р х н ос т и и затем с к о н це н т р и ро­
вать е г о . Ну и к о н е ч н о , бол ь ш ое
н е у д о бс т в о состав л я ет то о ч е в ид­
н о е обсто я т е л ь с т в о , ч т о п о л у чать
эту э н е р г и ю можно тол ь к о д н е м .
Но ч ь ю
п р и ходится
и с п о л ь зо в ать
другие и с т о ч н и к и э н ер г и и или ка­
к и м -т о о б р а з о м н а кап л ив а т ь , а к ку­
мул и р ов а т ь с о л н е ч н у ю .
П о й м а т ь э н ер г и ю сол н ц а м о ж н о

по-разному. Первый путь - на ибо­
лее прямой и естествен н ы й : при­
мен ить сол нечное тепло дл я н агре­
ва какого-н ибудь теплоносител я .
теплоносител ь
Потом нагретый
можно использовать, скажем, для
отоплен и я или гор ячего водоснаб­
жен и я (здесь не нужна особенно
высокая температура воды), или же
дл я получен и я других в и дов энер­
гии, в первую очередь электри­
ческой.
Ловушка д л я н епосредствен ного
31

ЛОВЦ Ы СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧ ЕR

1

Совхо з ная о преснительная
установка .

Сердце опреснительной
установки - солнечный
водоподъемник.

3 Энер r и •, аек д8 41ДЦl\Т11о nерв11о1й

ГЛАВА 1

использован и я сол нечного тепла
совсем проста. Д л я ее и зготовлен и я
понадобится п режде всего коробка,
закрытая обы ч ным око н ным стеклом
или подобным ему прозрачным
матер иалом. Оконное стекло н е
представ л я ет препятст в и я дл я сол­
нечн ы х лучей, но удерживает тепло,
н агревшее в нутре н н ю ю повер х н ость
короб к и . Это, п о существу, пар ни­
ковый эффект, п р и н ци п , н а кото­
ром построены все теплицы, пар н и­
ки, оранжереи и зимние сады.
сс Малая)) гел иоэнергетика очень
перспективна. На земле есть м н о­
жество мест, где сол н це н ещадно
палит с небосклона, иссушая почву
и в ыжигая растител ь н ость, превра­
щая местн ость в пусты н ю . Сделать
такую землю плодородной и оби­
таемо й в при нципе можно. Нужно
сстоль ко)) обеспечить ее водой, по­
строить сел е н и я с комфортабельны­
м и домами . Д л я всего этого п о­
требуется п режде всего м ного
энергии. Получить эту энергию от
того же иссушающего, губящего

Нау чный полиг он « Солнце » в Дагестане.

сол н ца, превратив сол нце в союз­
н ика ч еловека, очень в ажна я и инте­
ресная задача.
У нас в стране так ие работы воз­
глав ил Институт сол нечной энергии
Академии наук Туркменской ССР,
головной в научно-производствен­
ном объед и н е н и и ссСол н це)) . Со­
вершен н о яс но, почему это учреж­
ден и е с названием, будто сошед­
ш и м со страниц науч но-фантасти­
расположен о
ческого
романа,
име н н о в Средней Азии - ведь
в Ашхабаде в летний полде н ь на
каждый квадрат н ы й километр па­
дает поток сол неч ной энергии, по
мощности экв ивалентн ы й круп н о й
электростанции 1

В п ер в у ю о ч е р е д ь у ч е н ы е н а п ра­
вили
свои
усил и я
на
получение
помощью
с
с ол н е ч н о й
э н ер г и и

в о д ы . Вода в п ус т ы н е ес т ь , д а и
н а й т и ее с р ав н и т ел ь н о н ет р у д н о р а с п ол ожен а о н а н е гл уб ок о . Н о ис­
п о л ь з о в а т ь эту в о д у н ел ь з я - сл и ш ­
к о м м н ог о в н е й р ас т в о р е н о р аз­
л и ч н ы х с о л е н , о н а обы ч н о е ще б о л ее

ЛОВЦЫ СОЛНЕ Ч НЫХ ЛУЧЕR

Этот дом в Каракумах обогревается солнечной зп ерг ией.

сяч квадратн ы х метров, которы й
в жарки й день давал по 2 0 т ыс я ч
л и тров пресной воды .
Но тол ько сей час работы по ис­
пользован и ю
сол нечной
энер г и и
дл я опреснен и я воды развернул ись
ш ироким
фронтом.
В
тур кмен­
ском совхозе сс Бахардею> впервые
в м и ре запустил и сам ы й н астоя­
щий
«Сол н е ч н ы й
в о до п р о в о д >> ,
обеспечи вающи й потребности л ю­
де й в пресной в оде и дающий в оду
дл я п ол и ва засушливых земе л ь .
Миллионы л итров опресненной в о­
ды, получен н о й и з сол н е ч н ы х уста­
новок, нам ного раздв и н ут гра н ицы
совхозных пастбищ.
Очень м н ого энерги и люди за­
трачивают на зим нее отопл е н и е
жилищ и промышленных здан и й , н а
кру глогод и чное обеспечение горя­
чего водоснабже н и я . И эдесь н а по­
мощь может п р и йти сол нце. Разра­
бота н ы гелиоустановки, способные
обеспечить гор я че й водой животно­
водчески е фер м ы . Сол нечная ло­
вушка, разработан н а я арм я н с к и м и
у ч е н ы м и , очень проста по констру к­
ц и и . Это прямоугол ь н а я п ол утора­
метровая я че й ка, в которой под
специал ь н ы м покрытием, эффек­
т и в н о поглощающим тепло, рас п о-

горькая, чем морская. Чтобы при­
менить подпоч венную воду пустын и
дл я пол ива, дл я п ит ь я , е е н ужно обя­
зател ь н о опрес н ит ь . Есл и это уда­
лось сдел ать, можно сч итать, что ру­
котвор н ы й оазис готов : эдесь можно
жить в нормал ь н ы х услов и я х, п асти
овец, выращи вать сады, при чем
кругл ы й год - сол н ца достаточ но
и зимой. По рас четам ученых, тол ь­
ко в Тур кмен и и может быть по­
строе но семь тыс я ч так и х оазисов.
Всю необходимую энергию дл я
н и х будет давать сол нце .
Принцип дейст в и я солнеч ного
опрес н ител я очень п рост. Это сосуд
с водой, н асыще н н о й сол я м и , за­
крыт ы й прозра ч н о й крышкой. Вода
нагревается сол нечными
лучам и ,
понем ногу испар яетс я , а п а р кон­
денсируется н а более хол одной
крышке. Очищенная вода (соли-то
не испар ились ! ) стекает с крышки
в другой сосуд .
Конструкции этого типа и звестн ы
доволь н о дав н о . Богат е й ш и е залежи
сел итрь1 в засушл и вых районах Ч и л и
в прошлом в е к е почти н е разраба­
тывал ись и з-за отсутств и я п итьевой
вод ы . Тогда в месте чке Лас-Сал и­
нас п о такому принципу был по­
строен опрес н итель площад ь ю 5 ты-

35

ГЛАВА 1

до 1 5 градусов н иже нул я . Так что
сол н це может не тол ько нагревать,
но и охлаждат ь 1 В соседней с И н­
дией Бирме студенты из техноло­
гического института в Рангуне по­
строили кухонную пл иту, где сол­
неч н ое тепло испол ьзуетс я для
п р и готовлен и я п и щ и .
Даже в Чехословак и и , располо­
жен ной знач ительно_ север н ее, ра­
ботают сейчас 51 О установок сол­
нечного теплоснабже н и я . Общая
площад ь их действу ющих коллекто­
ров вдвое превышает размеры фут­
боль н ого пол я ! Сол нечные лучи
обеспечи вают теплом детские сады
и жи вотноводческие фермы, откры­
тые плаватель н ые бассей ны и и н ди­
видуал ь н ы е дома.
В городе Ольгин на Кубе всту­
пила в строй ор иги нальная сол­
нечная установка, разработанная
Она
специалистам и .
куби нскими
расположена на крыше детской
больн и цы и обеспечи вает ее горя­
чей водой даже в те дни, когда
сол н це закрыто облакам и . По м не­
н и ю специал истов, такие установ к и ,
поя в и в ш иеся уже и в других ку­
бинских городах, помогут эконо­
мить м ного топ л и ва.
Строи тельство «сол неч ного по­
сел ка)) на чато в алжи рской прови н ­
ции Мсил а . В с ю э н е р г и ю жител и
этого довольно бол ь шого посел е н и я
будут получать от сол н ца. Каждый
жилой дом в этом поселке будет
оборудован сол н е ч н ы м коллекто­
ром. Отдел ь н ы е групп ы сол неч ных
коллекторов обеспечат энер гией
промышле н ные и сельскохозя йст­
в е н ные объекты. Специал исты На­
ционал ь ной научн о-исследовател ь­
ской орган и заци и Алжира и Уни­
верситета ООН, спроектировав шие
этот посел ок, уверены, что о н ста­
нет п рообразом тыс я ч подобных
поселен и й в жарких странах.
Право называться первым сол­
нечным поселен ием оспаривает у
алжирского посел ка австрал ийский
городок Уайт Клиффс, который
стал местом строительства ориги­
нал ь ной сол нечной электростан ц и и .

ложен волнообразн ы й радиатор из
системы труб. Стоит тол ько под­
кл ю ч и ть такую ловушку к водопро­
воду и выстав ить ее на сол нце, как
в лет н и й день из нее будет посту­
пать в ч ас до тридцати литров воды,
нагретой до 70-80 градусов . Пре­
и мущество такой конструкции в
том, что и з ячеек можно строить,
как и з кубиков, сам ые разные уста­
новки, намного увел и чивая прои зво­
дительность сол нечного нагрева­
тел я . Специал исты намечают пере­
вести на сол нечн ое теплоснабже н и е
экспер иментал ь н ы й ж и л о й район
Е ревана. Устройства для нагрева
воды (или воздуха), называемые
сол нечными коллекторам и , выпус­
каются нашей промышлен ностью.
Создан ы дес ятки сол нечных устано­
вок и систем для гор я чего водо­
снабже н и я
производитель ностью
до 1 00 тон н гор я ч е й воды в ден ь
дл я обес печен и я сам ы х разл и ч н ы х
объектов .
нагревател и уста­
Со лнеч ные
новлен ы на м ногочисленных доми­
ках, п острое н н ы х в разл и ч ны х мес­
тах нашей страны . Одна из сторон
крутой крыши, обращен н а я к сол н­
цу, состоит и з �сол н е ч н ы х нагрева­
телей, с помощью которых дом
отап л ивается и снабжаетс я гор я чей
водой . Плани руется построй ка це­
л ых посел ков, состоящи х из так и х
домов.
Не тол ько у нас в стране зани­
маются п роблемой испол ь зован и я
сол неч ной энерги и . В первую оче­
редь заинтересовал ись гел иоэнер­
гетикой ученые стран, расположен­
н ых в троп иках, где в году бывает
очень м ного сол н е ч н ы х дней. В Ин­
д и и , например, разработал и цел ую
программу использова н и я сол неч­
ной энерги и . В Мадрасе действует
первая в стране сол нечная электро­
стан ц и я . В лаборатори я х и ндийских
ученых работают эксперименталь­
установ ки,
ные опресн ител ь н ы е
зер носушилки и вод я н ые насосы .
В Дел и йском у н и верситете и зго­
товлена холодильная гел иоустанов­
ка, способная охлаждать п родукты
36

ЛОВЦЫ СОЛНЕЧНЫХ Л УЧЕR

Мо нтаж г е.я ио статов Крымской со.янечной :м ектр о станц ии .

довол ьно заман ч и в . При его ис­
пользован и и сол нечную
энер г и ю
можно будет запасать в прок, хра­
н и ть ее как л юбое другое топл иво.
Экспер иментал ь н а я установка, ра­
ботающая по такому п р и н ципу, со­
зда н а в одном из научных центров
в ФРГ. Основ ной узел этой уста­
н о в к и - п арабол и ческое
зеркало
диаметром 1 метр, которое п р и п о­
мощи сложных следящих с и стем
посто я н н о направлено н а сол нце.
В фокусе зеркала концентрирован­
ные сол нечные лучи создают тем­
ператур у 800- 1 000 градусов . Этой
температуры достаточно дл я разло­
же н и я сер ного ангидрида на сер­
н и сты й ангидрид и к исл ород, кото­
рые закачиваются в специал ь н ые
ем кост и . При необходи мости ком­
поненты подаются в регенерацион-

Принцип использова н и я сол нечной
энерги и здесь особ ы й . Ученые На­
циональ ного у н иверситета в Кан­
берре
предложили
использовать
сол нечное тепло дл я разложе н и я
аммиака н а водород и азот. Есл и
этим ком понентам дать возмож­
ность вновь соед и н иться, выделится
тепло, которое можно исполь зо­
вать дл я работы эле ктростан ц и и
точно т а к же , к а к и тепло, полу­
чаемое п р и сжиган и и обы ч ного
топ л и в а . Этот метод испол ьзован и я
энерги и особенно п р ивлекателен
тем, что энер.г и ю можно запасать
впрок в в иде еще не прореаги ро­
вавш и х азота и водорода и исполь­
зовать ее ночью и л и в ненастные
дн и .
Хими ческ и й метод получен и я
электри чества о т сол нца вообще

37

ГЛАВА 1

н ы й реактор, где в пр исутств и и спе­
циал ь н о го
к атал и затора
из
них
образуется исходн ы й сер н ы й анги­
дрид. При этом температура по­
выш ается до 500 градусов . Потом
тепло
можно
испол ьзовать
для
того, чтобы превратить воду в пар,
вращающий тур б и н у электрогене­
ратора.
Ученые Энергети ческого и нсти­
тута имен и Г. М . Кржижановского
проводят экспер именты прямо на
крыwе своего здан и я в не стол ь уж
сол нечной Москве. Парабол и ческое
зеркало, концентрируя сол нечные

лучи, н агревает до 700 градусо в
газ, помещен н ы й в метал л и ческ и й
цил и н др . Гор я ч и й г а з не только
может превратить в теплооомен н и­
ке воду в пар, который приведет
во враще н и е турбогенератор . В
присутств и и специал ь н ого катал и за­
тора он по пути может быть пре­
вращен в окись углерода и водо­
род - энергети чес к и
знач ител ь н о
более в ыгодные продукты, ч е м ис­
ходные. Нагревая воду, эти газ ы не
пропадают - о н и просто остыв ают.
Их можно сжечь и п олучить допол­
н и тельную энер гию, п р и чем тогда,

Об щ ий вид строительства сол п еч п ой электростап ции.

ЛОВЦЫ СОЛ Н Е Ч Н Ы Х ЛУЧЕR

90-ме rро вая башня
с парогенера тором .

т и ч нее уже существующие проекты
крупномасштабного
прои зводства
водорода с помощью бактер и й !
Процесс идет п о схеме фотос и н­
теза : сол н е ч н ы й свет п оглощаетс я,
например, с и незеле н ы м и водорос­
л я м и , которые довол ь н о быстро
растут . Эти водоросли могут слу­
жить п ищей дл я некоторых бакте­
р и й , в процессе жизнедеятель ности
в ыдел яющих и з воды водород. Ис­
следован и я , которые провели с раз­
н ы м и видам и бактер и й советские и
японские ученые, показали, что в
п р и нципе всю энергет ику города
с м иллионным н аселен ием может

когда сол н це закрыто тучами и л и
ночью.
Продумыв аются
проекты
использован и я сол нечной энер г и и
дл я
н акопл е ни я
водорода - к а к
у н и версал ьного
предполагается,
топлива будущего. Дл я этого мож­
но употребить энергию, получен­
ную н а сол н е ч н ы х электростан ц и я х,
расположе н н ых в пусты н я х , то есть
там, где энергию использовать н а
месте труд но.
Существуют и совсем н еобыч­
_tt ы е пут и . Сол н е ч н ы й свет сам по
себе может расщеп ить молекулу
воды, есл и будет присутствовать
подходящи й катал и затор. Еще эк зо-

39

ГЛ А ВА 1

Со л нце - металлург. Строитель с тво нау чно - производ с твенного гелиокомплек са недалеко
Тп ш кента.

от

Крыма, вбл и з и Кер ч и . Место для
стан ц и и выбрано н е случайно ведь в этом районе сол н це светит
почт и две тыс я ч и ч асов в год. Кро­
ме того, н емал оважно и то, что
земли здесь солончаков ые, не при­
годн ые для сельского хозя йства,
а стан ц и я занимает довол ьно бол ь­
шую площад ь .
Стан ция представл яет собой не­
обыч н ое и впечатл яющее соору­
жение. На огром ной, высотой более
вось мидесяти метров, ба шне уста­
новлен сол нечн ы й котел парогене­
ратора. А вокруг баш н и н а обшир­
ной площадке радиусом более
полукилометра концентрическими
кругам и рас полагаются гел иоста­
ты - сложные сооруже н и я , серд­
цем каждого н з которых явл яется
громадное зеркало, площадью бо­
лее 25 квадратн ых метров. Очень
не простую задачу при шлось решать
проектировщи кам ста н ц и и - ведь
все гел иостаты (а и х очен ь м н о­
го - 1 600 ! ) нужно был о располо­
жить так, чтобы при любом поло-

обеспе чить водород, выдел яемый
бактер и я м и , п итающимися с и н е­
зеле ными водоросл ями на планта­
ц и и площадь ю всего 1 7, 5 квадрат­
н ых килом етров . По расчетам спе­
ц иал истов Московского государст­
вен н ого у н и в ерситета, водоем раз­
мером с Арал ьское море может
обеспечит ь энергией почти всю нашу
страну. Конечно, до воплощен и я
в жиз н ь п одобн ых проектов еще да­
леко. Эта остроумн а я идея и в XXI
в еке п отребует дл я своего осуществ­
лен и я решить м ногие научн ые н
и нженерн ые задач и . Испол ьзоват ь
дл я п ол учен и я энер г и и жив ые су­
щества вместо огром н ых машин идея, стоящая того, чтобы поломать
н ад ней гол ову.
Проекты электростанции, где
турби н у будет вращать пар, полу­
чен н ы й и з нагретой сол нечными
лучами воды, разрабатываетс я сей­
ч ас в самых разл и ч ных странах.
В СССР экспериментал ьная солнеч­
на я электростанци я такого типа по­
строена на сол нечном п обережье
40

ЛОВЦЫ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕМ
��������- -���

жен и н солнца н а небе ни один и з
н и х не оказал ся в тен и , а отбра­
сываемы й каждым из н и х сол неч­
ный за й ч и к попал бы точ но в вер­
ш и н у ба ш н и , где расположен паро­
вой котел (поэтому б а ш н я и сдела­
н а такой высок ой). Каждый гел ио­
стат ос нащен специал ь н ым устрой­
ством дл я поворота зеркал а . Зерка­
ла должнь1 двигатьс я непрерывно
вслед за солн цем - ведь оно все
время перем ещается, зна чит, зай­
чик может сместитьс я , не попасть
на стенку котла, а это сразу же
скажетс я на работе ста нци и . Еще
больше усложн яет работу станции
то, что траектор и и движе н и я гел и о­
статов каждый де н ь ме н я ютс я : Зем­
ля движетс я по орбите и Сол н це
ежедневно чуть-чуть мен яет сво й
марш рут по небу . Поэтому управле­
ние движе н ием гел иостатов пору­
чено
электро н н о-в ы ч и сл и тел ь н о й
машине - тол ько е е бездонная п а­
мять способна вместить в себя за­
траекто р и и
ранее
расс ч и т а н н ы е
движе н и я в с е х зеркал .
Под действием сконцентриро­
ванн ого гел иостатами солнечного

Сол не ч ная э нергия плавит металл в тиг л е .

Высокотемп ературная солнечная п е ч ь с диам етром з еркала в три метра.

ГЛАВА 2

тепла вода в пароген ераторе нагре­
вается до температуры 250 гра­
дусов и превращается в пар в ы­
сокого давлен и я . Пар при водит во
враще н и е турбину, та - электро­
генератор, и в энергети ческую сис­
тему Крыма вли вается новый ру­
чеек энергии, рожден н о й сол н цем .
Выработка энерги и не прекратится,
есл и солнце будет зак рыто тучам и,
и даже ночью. На выручку пр идут
тепл овые аккумуляторы, установ­
ленные у подножия баш н и . Излиш­
ки горя чей воды в солнечные дни
направля ются в специал ь н ые хра­
н и л и ща и будут испол ь зоватьс я в то
время, когда сол н ца нет.
Мощность этой экспериментал ь­
ной электростанции относител ьно
невел и ка - всего 5 тысяч киловатт.
Но вспом н и м : именно такой была
мощность первой атом ной электро­
ста н ц и и , родоначал ь н ицы могучей
атом ной энергети к и . Да и в ыработ­
ка энергии отн юд ь не самая гл ав­
ная задача первой солнечной эле­
ктростан ц и и - она потому и н азы­
вается экспериментальной, что с ее
помощью ученым предстоит найти
решен и я очень сложных задач
эксплуатации так и х станци й . А та­
к и х задач воз н и кает немал о . Как,
например, защитить зеркала от за­
грязне н и я ? Ведь на н и х оседает
пыль, от дождей остаются потеки,
а это сразу же сни зит мощность
ста н ци и . Оказалось даже, что н е вся­
кая вода годитс я дл я мытья зеркал.
П р и ш л ось и зобрести специал ь н ы й
моеч н ы й агрегат, котор ы й следит
за ч истотой гел и остатов . На экспе­
р иментальной стан ц и и сдают экза­
мен на работосп особность устрой­
ств а дл я концентрац и и сол н е ч н ы х
лучей, и х сложней шее оборудова­
н и е . Но и сам ы й дл и н н ы й п уть н а­
ч и н ается с п ервого ш ага. Этот шаг
н а пути п олучения знач ител ь н ы х
кол и ч еств электроэнергии с по­
мощью сол нца и позвол ит сде­
лать Кры мская экспер и ме н тал ь н а я
сол неч ная электростан ци я .
Советские специал исты готовят­
ся сделать и следующи й шаг.

Спроектирована к у п нейшая в мире
мощ­
сол нечная электр станци я
ность ю 320 тыся киловатт. Место
дл я нее выбрано в Узбекистане, в
Кар ш и нской сте п и , вбл и з и молодо­
го цел и н ного города Тал имарджана.
В этом краю сол н це светит не ме­
нее щедро, чем в Крым у . По прин­
ципу дейст в и я эта стан ция н � отл и­
чается от Крымской, но все ее
сооруже н и я знач ител ь н о масштаб­
нее. Котел будет располаг а ться на
двухсотметровой высоте, а вокруг
баш н и на много гектаров рас к и н ет­
ся гел иостат ное пол е . Блестящие
зеркала (72 тыся ч и ! ), пов и н у яс ь
с и г н алам Э В М , сконцентрируют на
повер хности котла сол нечные лучи,
пере греты й пар закрутит турбину,
генератор даст ток 320 тыся ч к ило­
ватт - это уже бол ьшая мощность,
и длител ьное ненастье, препят­
ствующее выработке энергии на
сол неч ной электростанции, может
существе н н о сказаться на потреби­
тел ях. Поэтом у в проекте станц и и
п редусмотрен и обыч н ы й п аровой
котел , испол ьзующи й п р иродны й
газ. Есл и п асмурная п огода затян ет­
ся н адол го, на турбину п одадут п ар
и з другого, обы ч ного котла.
Разрабатывают сол нечные эле­
ктростан ции такого же типа и в дру­
гих странах. В США, в солнечной
Калифор н и и ,
построе н а
первая
электрост а н ц и я
ба ш е н ного
типа
«Солар- 1 )) мощ ностью 1 О т ы с я ч
киловатт. В предгорьях П иренеев
фра нцузские специал и сты
в едут
исследован и я н а станции « Тем ис))
мощностью 2,5 тысячи киловатт.
Стан цию «Г АСТ)) мощностью 20 ты­
сяч к иловатт запроектировал и за­
падногерманские ученые.
Пока еще электри чес кая энер­
гия, рожденная солнеч ными лу­
чам и , обходится н ам ного дороже,
чем полу чаемая тради цион ными
способам и . Ученые надеются, что
экспер именты, которые они про­
ведут на опытных установках и стан­
циях, помогут решить не тол ько
те хни ческие, но и экономи ческие
проблемы.

r

41

ЛОВЦЫ С ОЛ НЕ Ч НЫХ ЛYЧElil

Сод, нечные ба тареи автоматических межпм нетных станций ((Венера -15» и ((Венера -16»
в и спытатед, ьном корп усе .

А в то матическая
ме жпмнетная с танция
((Ве га » ( про е к т
«Ве нера - Га .А.М й » ) .

ГЛАВА 1

И сп ыта н. ие сол н. еч н. ой з н. ер г оу ста н. овки.

дятс я . Не подходят и более изо­
щре нные
н а п р имер
технологи и ,
плавка эл ектрон ными пучками или
токами сверхвысокой ч астоты . А вот
ч истое сол неч ное
тепло
может
оказаться здесь н адежн ым помощ­
н и ком. Некоторые гел и остаты при
испыт а н и я х легко пробивают своим
сол нечным зайч иком толсты й ал ю­
ми н иевый л ист. А есл и так и х гел ио­
статов постав ить н ескол ько десят­
ков? А затем лучи от н и х пустить
на вогнутое зеркало концен тратора?
Сол неч н ы й зай ч и к такого зеркала
сможет расплав ить не тол ько ал ю-

Согласно
расчетам,
сол нце
должно помочь в решен и и н е
тол ько
эн ергетических
проблем,
но и задач, которые постав ил перед
специал истам и наш атом н ы й , кос­
ми ческ и й век.
Чтобы
постро ить
могучие косми ческ ие корабл и , гро­
мадные ядер ные установки, создать
электрон ные машины, совершаю­
щие сот н и миллионов операци й
в секунду, нужны новые материа­
лы - сверхтугоплавкие, сверхпроч­
ные,
сверхч истые.
Получить
их
очень сложно. Традиционные ме­
тоды металлургии дл я этого не го-

44

ЛОВЦЫ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕ Н

м и н и й , н о и почти все и звестные
матер иал ы . Специал ьная плав и л ь­
ная печь, куда концентратор пере­
даст всю собранную сол нечную
энергию, засветится ярче тысячи
сол нц.
Проекты и достиже н и я , о кото­
рых мы рассказал и , используют
дл я получе н и я энерги и сол неч ное
тепло, которое затем п реобра зует­
ся в электр и чество. Но еще более
п уть - п р я мое
другой
заманчив
преобразован ие сол нечной эн ер г и и
в эл ектри чество.
Впервые намек н а связь электри­
чества и света прозвучал в трудах
Дже й м с а
шотландца
вел и кого
Экспер имен­
Максвел л а .
Клер ка
тал ь н о эта связь была доказана
в опытах Ге н р и ха Герца, которы й
в 1 886-1 889 годах показал, что
электромагнитные вол н ы ведут себя
точно так же1 как и световые,- так
же пр ямол и н е й н о распростра н я ют­
ся, образуя те н и . Ему удалось да­
же сделать ги гантскую призму и з

двух тон н асфальта, которая пре­
ломляла электром агнитные вол н ы ,
к а к стекл я н н а я п р и з м а - световые.
Но еще дес ятью годам и раньше
Герц неожиданно дл я себя заме­
что разряд между двумя
тил,
электродам и происходит гораздо
легче, есл и эти эле ктроды осве­
тить ультраф иолетовым светом.
Эти опыты, н е полу ч и в ш ие раз­
в и т и я в работах Герца, заин тересо­
вали профессора ф и з и к и Москов­
Александра
у н и верс и тета
ского
Гри горьевича Столетова. В феврале
1 888 года он п ристу п и л к сери и
опытов, направлен ных на изучение
таи нствен ного явле н и я . Решающи й
опыт, доказы вающи й н ал и ч и е фото­
эффекта - возникновение электри­
под воздействием
ческого тока
света,- был проведен 26 феврал я .
уста новке
экспери м е н т ал ь но й
В
электри ческ и й
потек
Столето ва
ток, рожде н н ы й световыми лучам и .
первый
з а р аб о т а л
Ф а к т и ч ес к и
вп осл едкотор ы й
фотоэлемент,
Ге.л, ио ф о rоз н, ерг еrическая у становка.

ГЛАВА 1

Но появил ись о н и очень вовремя,
дл я них вскоре нашлось ответствен­
ное задан и е . Челове чество готови­
лось шагнуть в космос. Задача
обеспече н и я
энергией
м н огоч ис­
ленных механизмов н приборов
косм и ч ес к и х корабле й стала одной
нз первоочередн ы х . Существу ющие
аккумул яторы, в которых можно
было бы запасти электрическую
энергию, неприемлемо громоздки
н т яжелы . Сл и шком бол ьшая часть
полезной н агрузки корабля уш�а
бы н а перевозку исто ч н и ков эн ер­
г и и , которые, кроме того, посте­
пенно расходуясь, скоро превра­
тил ись бы в бесполезный громозд­
к и й балласт. Самым зама н ч ивым
был о бы иметь н а борту косми­
ческого
корабл я
собствен ную
электростанцию, жел ател ьно - об­
ходящуюся без топлива. С это й
точ к и зре н и я сол неч ная батарея
оказал ась очень удобн ым устрой­
ством. На это устро йство н обра­
т и л и внимание ученые в самом на­
чале косми ческой эры .
Уже трети й советс к и й и скус­
ствен н ы й спут н и к Земл и , вы веден­
н ы й н а орбиту 1 5 мая 1 958 года,
был оснащен сол нечной батареей.
А
теперь
ш ироко
рас пахнутые
крыл ь я , н а котор ых размещены це­
лые
сол н е ч н ы е
электростан ц и и ,
стал и неотъемлемой детал ью кон­
струкци и
л юбого
косм и ч ес к о го
аппарата.
На
советских
косми­
чес к и х стан ц и я х « Салют11 н «Мнр11
сол н е ч н ые батареи в течен ие мно­
гих лет обеспечи вают энергией н
системы жизнеобес пече н и я космо­
навтов, н многоч исл е н н ы е науч ные
приборы, установленные н а стан­
ци и .
Н а Земле, к сожал е н и ю , этот
способ получе н и я бол ьших коли­
честв
электр и ч еской
эне р г и и дело будущего. П р и ч и н ы этого уже упом и на в ш и йс я нами неболь­
шой пока коэффициент полезного
действ и я
сол н е ч н ы х
элементов.
Расчеты показывают : чтобы полу­
чить бол ь ш и е кол и ч ества энерги и ,
сол нечные батареи должны занн-

ств н н н а шел м н огочисленные при­
менен и я в самь1х разных областях
техн и к и .
В начале Х Х века Альберт Эйн­
ште й н создал теор и ю фотоэффек­
та, н в руках иссл едователей по­
яв и л ись, к азалось бы, все инстру­
менты дл я овладе н и я эт им источ­
н и ком энерг и и . Были созданы фото­
элементы на основе селена, потом
более
соверш е н н ые - талл невые.
Но о н и обладал и очень малым ко­
эффи циентом полезного де йств и я
н нашли применение только в ус­
тройствах
управл е н и я,
подобных
привы ч н ым тур н и кетам в метро,
в которых луч света п реграждает
дорогу безбилет н и кам .
Следу ющий шаг был сделан,
когда учеными были подробно и зу­
чен ы открытые еще в 70-х годах
прошлого века фотоэлектр и ческие
свойства полупроводн иков. Оказа­
лось, ч то полупроводн и к и гораздо
эффектив нее
метал лов
преобра­
зуют сол не ч н ы й свет в электри­
чес ку ю энер г и ю .
Академик
Абрам
Федоров и ч
Иоффе мечтал о п р именен и и полу­
проводников в сол нечной энерге­
т и ке еще в 30-е годы, когда сотруд­
н и к и руководимого нм Ф нзнко­
тех н н ческого и нст итута АН СССР
в
Л е н и н граде Б. Т. Коломиец н
Ю. П. Маслаковец создал и медно­
тал л невые фотоэлементы с рекорд­
н ы м по тому време н и к оэфф ициен­
том
полезного
действ и я - 1 % 1
Следующим шагом на этом н а­
правле н и и поиска было созда ние
крем н иевых фотоэлемен тов . Уже
первые образцы их имели коэффи­
циент
полезного
действ и я
6%.
Используя такие элементы, можно
было подумать н о практи ческом
получен и и эл ектри ческой эн ер г и и
н з сол неч ных л у че й .
Первая сол нечная батарея был а
создан а в 1 953 году . Пона чалу это
была
п росто
демонстраци о н н а я
модель. Како го-то практичес кого
применен и я тогда не предвиде­
лось - сли шком мала была мощ­
ность первых сол нечных батарей.

46

ЛОВЦЫ СОЛНЕ Ч НЫХ ЛУЧЕ ll

Гелиостанция.

фотоэл ементов проводн иковых
провел и ряд р абот, позвол и в ш и х
приблизить время созда н и я солнеч­
ных электростанци й . В 1 984 году
Государстве н н о й прем и и СССР удо­
исследователе й ,
работы
сто е н ы
возглавл яемых а кадем и ком Ж. Ал­
фер овым, которым у далось создать
совершенно новые структуры полу­
проводн иковых материалов дл я фо­
тоэлементов. Коэфф и циент полез­
ного действ и я сол н е ч н ы х батарей и з
н о в ы х матер иалов дости гает уже
30 % , а теорети ческ и о н может со­
став ить и 90 % 1 Применение так и х
фотоэлементов позвол ит в дес ятки
раз сократить п лощади панелей
будущих солнечных электростан­
ци й . Их можно сократить еще в сот"
н и раз, если сол н е ч н ы й поток п ред­
варител ь н о собрать с бол ьшой п ло­
щади , сконцентрировать и только
потом подать н а сол нечную бата­
рею. Так что в будущем XX I веке
сол н е ч н ые электростан ц и и с фото­
элементами могут стать обыч н ы м
исто ч н иком энерги и . Да и в наши

мать огром ную площадь - тыся чи
квадратных к и лометров. Потреб­
ность Советского Союза в эл ектро­
энергии, н апример, м огла бы удо­
влетвор ить сегодн я л и ш ь сол нечная
батарея площадью 1 0 тыс я ч ква­
драт ных километров, расположен­
ная в пуст ы н я х Средней Ази и . Се­
год н я произвести такое громадное
кол и чество солнечных элемен тов
При­
н е в о з м ож н о .
практически
мен яемые в совреме н н ы х фото­
матер иа­
свер х ч истые
элементах
ль1 - ч резвы чайно дорогостоящие.
Чтобы и х изготовить, нужно слож­
нейшее оборудование, применение
особых тех нолог и ч ес к и х процессов .
Экономи ческие и технологи ческие
соображе н и я пока не позволяют
рассчитывать на получение таким
кол и ч ес т в
з н а ч итель н ы х
путем
электр и ч еской энерги и . Э т а задача
остается XX I век у .
В п оследнее врем я советские
ли­
исследов ател и - п р и з н а н н ы е
деры мировой науки в сфере кон­
струирован и я материалов для полу-

47

rnABA 1

...

. .-.:.: .(_ ' -

Сод.печная э.л. ектростап ция в ко.л.хо зе в б.л. из и А шха бада.

д н и уже имеет смысл полу чать
энерги ю от сол н е ч н ы х батаре й в тех
местах,
где
других
исто чн и ков
энер г и и нет.
Нап ример,
в
Каракумах
дл я
свар к и ко нструкци й фе}:>мы при­
ме н и л и
разработан н ы й
тур кмен­
скими
специал истами
а п п арат,
испол ь зу ю щ и й
энергию
сол н ца .
Вместо того, чтобы привозить с со­
бой громоздкие баллоны с сжатым
газом, сварщи к и могут испол ьзо­
вать н ебол ьшой аккурат н ы й чемо­
дан ч и к , куда помещена сол нечная
батарея. Рожде н н ы й сол нечными
лу чам и посто я н н ы й электр и ческ и й
т о к используется дл я х и м и ческого

разложен и я воды на водород н
кислород, которые подаются в го­
рел ку
газосварочн ого
а п п арата.
Вода н сол н це в Каракумах есть
возле л юбого колодца, так что гро­
моздкие баллон ы, которые нелегко
возить
по
пустыне,
стал и
не­
нужным и .
Круп ная сол нечная электростан­
ция мощностью около 300 киловатт
создается в аэропорту города Фе­
н и кс в ам ериканском штате Ари­
зон а . Сол н ечную энергию в элек­
тричество будет превращать сол­
нечная
батаре я ,
состоящая
нз
7 200 сол нечных элементов. В том
же штате действует одна нз круп-

48

nовцы СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕR

Испытания г елиостата.

С олн ечный
э лектромобиль
не загрязняет в оздух
выхлопным и газам и .

4 Э н е р r и R , • е к д в адцать первь1й

ГЛА В А 1

Так может выглядеть космическая э.лектроста пц ия с солп ечпыми батареями.

ведут в де йств11е генераторы мощ­
ностью п о 20 к11ловатт каждый.
В безветре н н ы е дн11 электроэнерг11я
будет п оступать 11з зда н 11 я, рас­
положен ного в центре города . Е го
крыша 11 стены - это сол нечные
батаре11 . Есл 11 н е будет н 11 ветра, н11
сол н ца, энер г 11 я п оступ11т от обыч­
ных генераторов с дв11 гател ям11
в нутрен него сгора н 11 я , н о тоже осо­
бен ных - топл 11 вом дл я н 11 х будет
служ11ть не бенз11 н 11 л 11 д11зел ьное
топл11во, а сп11рт, не дающ11 й вред­
ных выбросо в .
Сол н е ч н ые батаре11 п остеп е н н о
в х о д я т в наш быт. Уже н 11 кого не
уд 11вляют п о я в 11 в ш 11ес я в магаз11нах
м 11крокал ь ку л яторы,
работающ11е
без батар еек . Источ н11ком п 11тан 11 я
дл я н 11 х служ11т небольшая с ол неч­
ная батаре я, вмонт11 рован ная в
крышку п р 11бора. Замен я ют друг11е

н е й ш 11 х в м11ре 11 р р 11 гац11онных с11с­
тем, насосы которой 11спользуют
энер г 11 ю сол н ца, преобразованную
в электр11чество фотоэл ементам 11 .
В Н11гере, Мал 11 11 Се негале тоже
действуют солнечные н асосы . Ог­
ром ные сол нечные батаре11 п 11 тают
электроэнерг11ей моторы н асосов,
которые подн11мают пресную воду,
необход11мую в эт 11 х пустынных
мест ностях, 11з огромного подзем­
ного моря, расположенного под
пескам 11 .
Цел ы й эколог11ческ 11 ч 11стый го­
родок, все энергет 11 ческ 11е потреб­
ност11 которого будут удовлетво­
рятьс я за счет возобновляемых
11сто ч н 11ков, стро 11тся в Браз11л 11 11 .
Н а крышах домов этого необыч­
ного п осел е н 11 я будут расп ола­
гат ьс я сол н е ч н ые в одонагревател11.
Четыре ветр я н ы х д в 11 гател я пр11so

nовцы СОЛНЕЧНЫХ nYЧ Ell

Косми ческая тепловая электростапция.

Вне конкуренции сол нечные ба­
тареи оказываются там, где сол­
нечных дней много, а други х источ­
н и ков энер г и и нет. Например, с в я­
зисты и з Казахстана устан о в и л и
между Алма-Атой и городом Шев­
чен ко н а Ма н гышлаке две радио­
реле й н ы е ретрансл я цион н ые стан­
ции для передач и телев изион н ых
програм м . Но не прокладывать же
для и х п итан и я л и н и ю эл ектро­
п ередач и . Помогли сол нечн ые бата­
реи, которые дают в сол н е ч н ы е
д н и , а и х на Мангышл аке м ного вполне д остаточ н о эн ергии дл я п и ­
тан и я прием н ика и передатчика.
Хорошим сторожем для пасу­
щи хся животн ых служит тон кая про­
волока, по которой пропущен сла­
бый электрическ и й ток. Но п аст­
б и ща обы ч н о расположе н ы в дал и
от л и н и й эл ектропередач. Выход

исто ч н и к и питан и я м и н и ат юрной
солнечной батареей и в электрон­
ных ч асах, радиоприем н и ках и маг­
н итофон ах . Появил ись сол нечные
радиотелефоны-автоматы вдол ь до­
рог в пустыне Сахара. Перуанск и й
город Тирунтам стал обладателем
цел ой радиотел ефонной сети, ра­
ботающей от сол н е ч н ы х батарей.
Японск и е специал исты сконструи­
ровал и сол нечную батарею, кото­
рая по размерам и по форме н а­
пом и н ает обыкновенную черепи цу.
Есл и такой сол н е ч ной череп ицей
покрыть дом, то электроэнерг и и
хватит дл я удовлетворен и я нужд
его жил ьцов. Правда, пока н е ясно,
как они будут обход итьс я в периоды
сн е гопадов, дождей и туманов? Без
традицион ной
электроподвод к и
обойтись, п о-в идимому, н е удастс я .

51

rn.i.в.i. 1

предложи л и
французск ие и н же­
неры. О н и разработал и автоном­
ную изгородь, которую п и тает сол­
нечная батар е я . Сол нечная панель
весом всего полтора килограмма
дает энер г и ю электрон н ому гене­
ратору, которы й п осылает в подоб­
н ы й забор и м пул ьсы тока высокого
напр яжен и я , безопасные, но доста­
точно чувств и тел ьные для живот­
н ы х . Одной такой батаре и хватает,
чтобы построить забор дл и н о й
50 километров.
Энтузи аста ми
гелиоэ нергет и к и
предложе но
м н ожество
экзот и­
чес к и х конструк ц и й транспортных
средств, обходящихся без тради­
цион ного топ л и в а . М ексиканские
конструкторы разработал и эл ектро­
мобиль, энерг и ю дл я дви гател я
которого доставл я ют солнеч ные ба­
таре и . По их расч етам, п р и пое зд­
ках . на н ебол ь ш и е рассто я н и я этот
электромобиль сможет разви вать
скорость до 40 к илометров в час .
Мировой рекорд скорости для
сол н це м о б и л я - 5 0
километров
в ч ас - рассч итывают установ ить
ко нструкторы и з ФРГ.
А вот австрал и йский и нженер

Ганс Толструп назвал свой сол н це­
моб и л ь
«Тише
едеш ь - дальш е
будешы) , Конструкция е го предел ь­
но проста : трубчатая стал ьная рама,
на которой ук реплен ы колеса и
тормоза от гоноч ного в елосипеда.
Кор пус м а ш и н ы сделан и з стекло­
пластика и напоми н ает собой обы­
кновенную ван ну с небол ьшими
окош кам и . Сверху все это сооруже­
н и е накрыто плоской крышей, н а
которой закреплено 720 кремн ие­
вых фотоэлементов . Ток от них по­
ступает
в
электромотор
мощ­
ностью в 0,7 киловатта. Путешест­
вен н и ки (а кроме ко нструктора,
в п робеге участвовал
и нженер
и автогонщик Ларри Перки нс) по­
став или своей задачей пересечь
Австрал и ю от И н д и йского океана
до Ти хого (это 4 1 30 километров ! )
н е более чем з а 20 дне й . В н а чале
1 983 года необы ч н ы й эк ипаж стар­
товал из города Перт, чтобы ф и н и­
ш ировать в Сиднее. Нельзя сказать,
чтобы путешеств ие было особенно
приятным . В разгар австрал и йского·
лета температура в кабине подни­
малась до 50 градусов. Конструк­
торы эко н ом и л и кажды й к и лограмм

/( осмопавты В. Ляхов и А. А л е ксандров устан а в л ив а ют дополп и ­
тел ь пые солнечные батар еи па ста нц и и « Салют -711 .

ЛОВЦ Ы СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕR

Д ополнитель ные панели с солнечными батар еями на стан ции 11 Салют -7" , смонтированны е
в открытом космосе космонавтами Л. Кизимом и В. Соловьевым.

океана)),- заявили онн м н огоч ис­
ленным пр исутствовав ш и м жур н а­
л и стам .
Двум я годам и позже в шве йцар­
с к и х Альпах состоялось необы чное
авторал л и . На старт вышли 58 авто­
мобилей, д в и гател и которы х п р н в о­
днл нсь в движе н и е энергией, п олу­
чен ной от сол нечных батаре й . За
пять дней экипажам самых при чуд­
л и вых конструк ци й предстояло пре­
одолеть 368 к и лометров по гор н ы м
а л ь п и й с к и м трассам - от Боден­
ского до Же невского озера . Луч­
ш и й результат показал сол н цемо­
бнль « Сол нечная серебряная стре­
ла>> , п острое н н ы й совместно зап ад­
ногерма нской фирмой « Мерседес­
Бенц))
н
ш в е й царской
«Альфа­
Реал )) , По внеш нему в иду автомо­
биль-победитель бол ь ше всего н а­
поми нает больш ого жука с ш н ро­
кнм н кры л ь ям и . В эти х крыльях
расположе н ы 432 сол н е ч н ы х эле­
ме нта, которые п итают энер гией
серебр яно-цинковую аккумул я тор-

веса маш и н ы н поэтому отказа­
лись от рессо р, ч то от н юдь не спо­
собств о в а л о
комфортабел ь н о с т и .
В п у т и л н ш н н й р а з останавливаться
не хотел и (ведь поездка не должна
был а продолжаться более 20 дней),
а радиосвязью пользоватьс я было
невозможно н з-за с и л ь н ого шума
мо тор а . П оэтому го нщи кам при хо­
дилось п исать зап иски дл я груп п ы
сопровожде н и я н в ыбрасы вать н х н а
дорогу. И все-так и, несмотря на
труд н ости, сол н цемобнль неуклон­
но продв и гал с я к цел и , находяс ь
в п у т и 1 1 часов ежедневно. С редн я я
скорость ма ш и н ы состав ила 2 5 ки­
лометров в час. Так, медле н но, но
верно, сол нцемобнль преодолел
сам ы й труд н ы й участок дороги Большой Водораздел ь н ы й хребет,
н н а исходе контрол ь н ы х двадцатых
суток торжествен н о ф н н н ш нровал
в С иднее. Здесь путешествен н и к и
вылнлн в Тнх н й океан воду, взятую
нмн в н а чале п ут и н з Индийского.
«Сол н е ч н а я энергия соеди н ила два
53

ГЛАВА 1

В открытом космосе работает Светлапа Савицкая.

ную батарею. От это й батаре и
энер г и я поступ ает к двум электро­
колеса
вращающим
дв и гателям,
автомоб и л я . Но так п роисходит
тол ько в пасмур ную погоду или во
время движен и я в тоннеле. Когда
же светит сол н це, ток от сол нечных
элементов поступает прямо к эле­
ктродв и гател ям. Врем енами ско­
рость победи тел я дости гала 80 ки­
лометров в ч ас .
Японск и й м о р я к l<эн и т и Хориэ
стал первым человеком, который
в одиночку пересек Т и х и й океан
на судне с сол нечной энергети чес-

кон устан овко й . Других источн и ков
энер г и и на лодке н е было. Сол нце
помогло отважному мореплавателю
п реодолеть 6000 километров от Га­
ванских островов до Япон и и .
Амери кан е ц Л . Мауро скон­
струировал и построил самолет, на
поверхности крыльев которого рас­
положена батаре я из 500 сол нечных
элементов. Вырабатываемая этой
батареей электроэн ергия приводит
в движе н и е эл ектромотор мощ­
ностью в два с п олов и ной к и ло­
ватта, с п омощью которого уда­
лось все-таки совершить, хотя и н е

ЛОВЦЫ СОЛНЕЧ НЫХ ЛУЧЕА

очень п родолжител ь н ы й , полет. Ан­
гл и ча н и н Алан Фридмэн сконструи­
ровал велос и пед без педал е й . Он
при водится в движе н и е электри­
чеством, поступ ающим и з ак кум у­
л яторов, зар яжаемых установлен­
ной н а руле сол нечной батарее й .
Зап асен н о й в аккумул яторе «сол­
нечной» электроэнерг и и хватает на
то, чтобы п роехать около 50 к и ло­
метров со скоростью 25 километ­
ров в ч ас . Существуют проекты
сол неч ных возду ш н ы х шаров и
дирижабл е й . Все эти проекты от­
носятся пока к тех н и ч еской экзо­
тике - сл и ш ком
мала
плотность
сол н ечной энерги и , слишком вел и к и
необходимые п лощади сол нечных
батарей, которые могл и бы дать
достаточное дл я решен и я сол идных
зада ч кол и чество энер г и и .
А почему не подняться чуть­
чуть ближе к Сол н цу? Ведь там,
в ближнем космосе, плотность сол­
нечной энерги и в 1 0- 1 5 раз выше !
Потом , там не бывает непогоды и
обл ако в . Идею созда н и я орбиталь­
ных сол неч н ы х эл ектростанций вь�
дви нул е ще К. Э . Циолковск и й .
В 1 929 году молодой инженер, бу­
дущи й академик В. П. Глушко,
проект гелиоракето­
предложил
плана,
и с п ол ь зующего бол ь ш и е
к о л и ч е с т в а сол н е ч н о й
э н ер г и и .
В 1 948 году профессор Г. И . Бабат
рассмотрел возможность передачи
энер г и и , получен н о й в космосе, на
Земл ю с помощью пучка сверх­
в ы с о к о ч а с то т н о г о
и злуче н и я .
В 1 960 году и нженер Н . А . Вар варов
предложил использовать космичес­
кую сол н е ч ную электростан ци ю дл я
электрос набже н и я Земл и .
Грандиозные успех и космон ав­
тики п еревел и эти идеи из ран га
научно-фантастичес к и х в рам к и кон­
кретных и нженер н ы х разработок.
На
Между народном
кон грессе
астронавтов в 1 968 году делегат ы
м ногих стран рассматривали уже
вполне серьезн ы й п роект сол неч­
ной косми ческой электроста н ц и и ,
подкрепле н н ы й детал ь н ы м и эко но­
ми чески м и расчетами . Сразу же

появились гор я чие сторо н н и к и это й
идеи и не менее неприм и р и мы е
против н и к и .
Б ол ь ш и н с т в о
и с с л е д о в а те л е й
с ч и тают, что будущи е косми ческие
энергог и ганты будут создаваться на
базе сол неч ных батаре й . Если ис­
пользовать существующие их т и п ы ,
то площадь дл я получен и я мощ­
ности 5 м и л л и ардов к иловатт долж­
на составить 60 квадрат н ых кило­
метров, а масса вместе с несущи м и
конструкци ями - около 1 2 тыс я ч
тон н . Есл и ж е рассчиты ват ь н а сол­
нечные батареи будущего, значи­
тел ьно более легкие и эффектив­
ные, площадь батарей может быть
сокращен а раз в десять, а м асса
и того бол ь ше .
Можно п остроить н а орбите
и обы ч н ую теп ловую электростан­
цию, в которой тур б и н у будет вра­
щать поток и нертного газа, с и л ь н о
разогретого
ко н центриров а н н ы м и
сол неч ными
лу чам и .
Разработан
проект такой сол н е ч ной косми чес­
кой
электрост а н ц и и ,
состо я щ е й
из 1 6 блоков по 500 тыс я ч к и л о ватт
кажды й . Казалось бы, так ие мах и н ы ,
к а к турби н ы и генераторы, невы­
годно подн и мать н а орбиту, да
кроме того, нужно п остроить и
огром н ы й
парабол и ч еск и й
кон­
центратор сол н е ч н о й энер г и и , н а­
гревающе й рабочее тело турб и н ы .
Н о оказалось, ч т о удел ь ная масса
такой эл ектроста н ц и и (то есть мас­
са, приходящаяся н а 1 килов атт
прои зведен ной мощности) п олу­
ч аетс я вдвое меньшей, чем для
стан ц и и с существующими сол неч­
ными батаре ям и . Так что тепловая
эл е ктроста н ц и я
в
космосе - не
столь уж нерацион альная иде я .
Правда,
ож идат ь
сущес т в е н н о го
сн ижен и я удель ной массы тепловой
элек тростан ц и и н е п р и ходитс я , а
прогресс в п роизводстве сол н е ч н ых
батарей
обещает с н и же н и е
их
уд ельной массы в сот н и раз. Есл и
это произойдет, то преимущество
будет, конеч но, за батар е я м и .
Передача
электроэ н ер г и и
из
космоса н а Зем л ю может осуще55

ГЛАВА 1

ствл яться
пучком
с в е р х в ысоко­
ч астотного излуче н и я . Дл я этого
в космосе нужно соорудить пере­
дающую антен ну, а на Земле приемную. Кроме того, нужно вы­
вести в космос устройства, п ре­
образующие посто я н н ы й ток, рож­
де н н ы й
сол н е ч н о й
батар ее й ,
в сверхвысокочастотное излуче н и е .
Диаметр передающей ан тен н ы дол­
жен быть около к и лометра, а масса,
в м есте
с
преобр а зов ател ь н ы м и
устройствам и ,
н е с к ол ь к о
тыс я ч
тон н . Прием н а я анте н н а должна
быть з н а ч ител ь н о бол ьше (ведь
энергетичес к и й пучок об язател ь н о
рассеется атмосферо й). Ее площадь
должна составить около 300 квад­
рат ных ки лометров. Но зем ные
проблемы ре шаютс я легче.
Дл я строител ьства косм и ческой
сол нечной электростан ц и и Потре­
буется создат ь цел ы й кос м и ческ и й
флот из сотен ракет и кораблей
м ногоразового использов а н и я . Ведь
н а орбиту п р и дется в ы в ести тысячи
тон н полезного груза. К роме того,
необходима будет и малая косми-

ческая эскадра,
которой будут
пользоваться
кос м о н а вты - м о н ­
тажн и к и , ремон т н и к и , энергет и к и .
Пер в ы й опыт, который очень
п р и годится будущим монтажн и кам
косм и ч ес к и х сол нечных электро­
стан ц и й , приобрел и советские кос­
монавты.
Косм и ч еская станция «Сал ют-7>>
находилас ь н а орбите уже немало
дней, когда стало ясно, что для
проведен и я многоч исле н н ы х экспе­
р и ментов, задуман н ы х учеными,
мощности корабел ьной эл ектро­
стан ци и - сол н е ч н ых батарей - мо­
жет не х в ат и т ь . В ко нструкции
« Сал ют-7)) возможность установки
д о п ол н и т е л ь н ы х
батарей
была
предус мотре н а . Остав алось тол ько
доставить н а орбиту сол н е ч ны е
модул и и укреп ить и х в нужном
месте, то есть провести тонкие
монтажные операци и в открытом
космосе. С это й сложнейшей зада­
чей советские космонавты блестяще
справ и л и с ь .
Д в е новые п а н е л и солне ч н ы х ба­
таре й были доставлены на орбиту

Так растет мо щно сть энергетически х у стано во к косми ческих
аппарато в .

1880 '181115 1870

11178

1880

ГОJIЫ

ЛОВЦЫ С О Л НЕ ЧНЫХ ЛУЧЕ А

на борту спут н и к а « Космос- 1 443»
весной 1 983 года . Эки паж « Сою­
за Т-9» - космо навты В. Л я хов и
А . Александров - пере нес их на
борт «Сал юта-7 » . Теперь пред­
стоял а работа в открытом космосе.
Допол н ительные солнечные ба­
тареи были устан овлены 1 и 3 нояб­
ря 1 983 года . Чет кую и методичную
работу космонавтов в невероят но
труд ных услов и я х откр ытого космо­
са видел и милл ионы телезр ителе й .
Сложнейшая монтажная операция
была проведена вел и колепно. Но­
вые модул и увел и ч и л и производ­
ство элек троэнерги и более чем
в полтора раза.
Но и этого оказалось недоста­
точ но. Представ ител и следующе го
эки пажа « Сал юта-7» - Л . Кизим и
В . Соловьев ( вместе с н и м и в кос­
мосе н аходился врач О . Атьков ) 1 8 · ма я 1 984 года установ или н а
крыл ь я х стан ц и и допол н ител ь н ые
сол нечные батареи .
Буду щим
проектировщи кам
косм ических эле ктростанци й очень
важно знать, как необы ч н ы е усло­
в и я космоса - почти абсолютный
вакуум , невероя т н ы й холод косми­
ческого
простр а нст в а ,
жес т к а я
сол н е ч н ая радиаци я , бомбардиров­
ка м и крометеоритами и так да­
лее - в л и я ют н а состо я н и е мате­
риалов, из которых сделан ы сол­
нечные батаре и . На многие воп росы
получают они ответы, изучив образ­
цы,
доставл е н н ые
на
Зем л ю
с « Сал юта-7» . Уже более двух лет
работал и батаре и этого кор абл я
в космосе, когда С . Сав и цкая первая в мире же нщина, дважды
побывав шая в космосе и совершив­
шая выход в открытый космос,-

с помощь ю у н и в ерсал ьного и н стру­
ме нта отдел ила кусо ч к и сол н е ч н ы х
панелей . Теперь и х изучают у ч е н ы е
разных
специ аль ностей ,
чтобы
определ ить, как долго могут рабо­
тать в космосе без зам е н ы .
Те х н и ч ес к и е трудности, которые
будет
н е о б х од и м о
п реодо л е т ь
конструкторам косм и ческ и х энерго­
стан ц и й , колоссал ьн ы , но п р и н ­
ц и п и а л ь но
разреш и м ы .
Дру гое
дело - эк ономика таких сооруже­
н и й . Кое-как ие оце н к и прои зводят
уже , сейчас , хотя экономи ческие
расчеты косми ческ и х э нергостан ­
ци й могут быть сдел а н ы л и ш ь в есь­
ма п р иближе н н о . Сооружен ие кос­
ми ческой элек троста н ц и и будет вы­
годным л и ш ь тогда, когда стои­
мость киловатт-часа в ы работан ной
энер г и и состав ит при мерно такую
же вел и ч и ну, как стоимость энер­
г и и , выработан ной на Земле. По
оце н кам амер иканс к и х спе циал ис­
тов, дл я в ы полне н и я этого усло­
в и я стои мость сол н е ч н о й электро­
стан ц и и в космосе должн а быть н е
более 8 м и л л иардов долларов .
Это й вел и ч и н ы можно дост и чь ,
есл и в 1 О р а з с н и з ить (по срав не­
нию с существующей) стои мость
одного киловатта мощности, в ы ра­
батываемой сол н е ч н ы м и батаре я м и ,
и во столько ж е р а з - стоимость
доставки полезного груза на орби­
ту . А это - невероятно труд н ы е
зада ч и . Видимо, в ближа й ш и е дес я­
тилет и я мы вряд ли сможем ис­
пользовать косми ческую электро­
энерги ю .
Н о в сп иске резервов ч ел ов е­
ч ества этот источ н ик энер г и и об яза­
тел ьно будет знач иться н а одном и з
п е р в ы х м ест.

От парусных сане й
Ф ил еаса Ф ог га -

к ветровым плотин ам .

Гn ава

3

В У П РЯЖКЕ - ВЕ ТЕ Р

гих полезных действ и й . Первое
п исьмен ное упом и н а н и е о ветр я н о й
мельн и це встре чаетс я в 6 4 4 году,
когда в обв и н ительном акте проти в
не кое го Абу Лулуа, убившего Хали­
фа У мара ибн ал-Каттаба, о н назван
«Строителем ветр я н ы х мел ь н и ц » .
В Е вропе а р х и в ы 1 1 05 года сохра н и­
л и разре шен ие, выдан ное мона­
стырю н а постройку мел ь н и цы .
Фран цузские хрон и к и 1 1 80 года и
а н гл и йские 1 1 90 года уже п р я мо
говорят о работающих ветр я н ы х
мел ь н и цах. Но еще совсем н е о т е х
мел ь н и цах, с которыми п р и шлось
сражаться идальго Дон К и хоту Л а­
манчском у! Это был и неуклюжие
сооруже н и я с вращающимися в го­
р и зонтал ьной п л оскости лопаст я м и ,
укрепл е н н ы м и н а дерев я н н ом кор­
пусе. Чтобы лопасти всегда был и
п одстав л е н ы в етру, п остоя н н о м е­
н я ю щему н аправлен и е, вся эта гро­
моздкая конструкция вручную пово­
рачивалась с помощью р ы ч ага.
Уже п отом ветр я н а я мел ь н и ца
трудам и многих поколен и й умель­
цев и и зобретател ен была усовер­
шен ствован а, приобрела знакомы й
нам по м ногоч исле н н ы м изображе­
н и я м обл и к . О н а оказалась су­
ществен но проще вод я н о й , более
дешев о й . Поэтому м н ого веков н а
широких рав н и н ах Росс и и , Герма­
н и и , Исп а н и и и , конечно, Голлан-

Ф ил еас Фогг опазды вал на двад­
цать часов . Поезд, которы й долже н
был доставить е го к кораблю, от­
плыв ающем у из Нь ю-Йорка в Е в ро­
пу, отправлялся без него. Казалось,
что ему никак уже н е удастся обо­
гнуть земной ш ар за восемьдесят
дней. На выручку п р и шел ветер.
Необы ч н ы й экипаж - сани с п ару­
сом - за с ч ита н н ы е ч асы перенес
путе шествен н и к а и его друзей че­
рез зас неженную степь и достав ил
к поезду. Энерг и я ветра помогла
герою рома н а Жюля Вер на - от­
важному и и зобретател ьному Ф и­
леасу Фо г гу - осуществить заду­
ман ное.
С незапам ятных времен энерги я
ветра верно служила людям. Древ­
ние греки сч итал и , ч то легендар н ы й
Прометен научил л юден не тол ько
пользо ваться огнем, н о и оснастил
корабл и парусам и . Заслуги пар ус­
ных кораблей обще известны : все
вел и ки е географи ческие открыти я
был и сдел аны с и х помощь ю . Когда
на океанск и х просторах появились
первые неуклюжие пароходы, о н и
шли по уже п роторе н н ы м путям,
проложе н н ы м красавцами-парусни­
кам и .
А н а суше десятки тысяч ветря­
ных мел ь н и ц и здавна исправно мо­
лоли зерно, п и л и л и брев на, отка­
ч и в ал и воду, совершали м н ого дру59

ГЛАВА 3
· ---- ------------------- ---- ---

Пар у сн ые корабли экспедиции Колумба.

д н и - класс и ч еской страны ветр я­
ных мел ь н и ц - мерно вращал ись
лопасти
дерев я н н ы х
в ел и к а нов
(тол ько в Росси и было и х бол ь­
ше 250 ООО ! ).
Да и парус не был забыт. Когда
на море при шла паровая м а ш и на,
леген дар ные быстроходные парус­
к л и п ер ы суда - ч а й н ы е
ные
оставляли позади себ я дым ящие
пароходы, спеша достав ить ч а й из
Индии в Е вропу . Самый знаме н итый
и з эти х корабле й - « Катти Сарю) ,
назван н ы й по и ме н и красав и цы­
ведьмы из стихотворе н и я Роберта
Бернса, восстановлен и н аходится
на веч ной сто я н ке в англи йском
порту Фалмут. Именно на одном
из ч а й н ы х кли перов был установлен
рекорд скорости под пар усам и .
Кл и пер « Попут н ы й ветер)) преодо­
лел путь из И н д и и в Европу со
средней с коростью 39 километров
Ветряная мельница начала века и современ ­
ный ветроэлектрог енератор .

8 УПРllЖКЕ - ВЕТЕР

Парусные корабли экспедиц ии Колумба.

падных гран и ц до берегов Е н исе я .
Богаты эн ергией ветра север ные
район ы страны вдол ь побереж ь я
Северного Ледовитого океана, где
она особен н о н еобходи ма муже­
ствен ным людям, обживающим эти
богатейшие края. По чему же столь
оби л ь н ы й , досту п н ы й да и экологи­
чес к и ч истый исто ч н и к энерги и так
слабо исполь зуетс я ? В наши дни
дви гател и,
использующие ветер,
покрывают все го одн у тыс я ч н у ю
мировых потребностей в энерги и .
Все дело, конечно, в непосто ян­
стве, изме н ч и вости ветра. Даже
в я зыках раз н ы х н ародов отрази­
лась эта особе н н ость ветра - свыше
двух тысяч назва н и й имеет пере­
ме н ч и вая сти х и я в зависимости от
силы и н аправле н и я . Строител и па­
рус н ых кораблей ос нащали мачты
десяткам и разных парусов только
дл я того, чтобы даже мал е й ш и й
ветерок не пролетел м и мо, а помог
движе н и ю судна. И все равно скол ько трагед и й на море произо­
шло и з-за того, что корабл ь , попав-

в ч ас - совсем н еплохой показатель
и для н аш и х д н е й ! Во многих п ор­
тах м и р а тыс я ч и л юден вос х ища­
л ись
н е переда в а е м о й
красотой
парус н и ков « Товар и щ» и « Крузен­
штер н » , н а которых будущие ко­
мандиры самых совреме н н ы х сов ет­
ских кораблей обязател ь н о п рохо­
дят практику.
Огромна эн ергия дв ижущихся
воздушных масс. Запасы энер г и и
ветра более ч е м в сто р а з пре­
выш ают запас ы гидроэнер г и и всех
рек планет ы . Посто я н н о и повсюду
на земле дуют ветры - от легкого
ветерка, несущего желанную про­
хладу в лет н и й зной, до могу ч и х
ураганов, приносящи х неисч исли­
мый урон и разруш е н и я . Всегда
неспокоен возду ш н ы й океан, н а дне
которого м ы живем. Ветры, дую­
щие н а просторах нашей страны,
могли бы легко удовлетворить все
ее потребности в электроэнерги и !
Кл иматические услов и я позвол я ют
разв и вать ветроэнергетику на ог­
ром ной террито р и и - от н а ш и х за61

rnABA 3

Разные типы современных ве rроа г рега rов.

ш и й в полосу ш т и л я , не мог ма­
неврировать и стан овился покорной
и гр у ш к о й
п о д в од н ы х
тече н и й !
Сколько жизней унесл и жесткие
штормы, срывав ш и е паруса и ли­
шавш и е
корабль
единст в е н н ого
дви гател я !
Что же тогд а говорить о ветря­
ных мел ь н и цах, крыл ь я которых
в дес ятки раз мен ь ше по площади,
чем п аруса даже небол ь шого ко­
рабл я , да и с гораздо большим
трудом поворачиваются, чтобы под­
став ить лопасти ветру . Трудно было
рассчитыв ать на продолжительную
и непрерывную работу ветряка.
Поэтому когда п о я в и л ись источ н и к и
энер г и и , пусть менее удобные и
дешевые, но зато более стабил ьные
и н адежные, использование энер г и и
ветра значител ь н о сократ илос ь .
Те х н и к а Х Х в е к а открыла со­
вершен н о новые во зможности дл я
ветроэнергет и к и , задача которой
стал а другой - получ е н и е электро­
энерг и и . В н а чале века Н . Е. Жуков­
с к и й разработал теор и ю ветродви­
гател я, н а основе которой могл и
быть созда н ы в ысокопрои зводи­
тель н ы е установки, способные по­
лучать энергию от самого слабого
вете р к а .
По я в и л ос ь
м н ожест в о
проектов
не­
в ет р о а г р е г а т о в ,
срав ненно более соверше н н ы х , чем
стар ые ветр я н ы е мел ьн и цы . В новых
проектах используются достижен и я
многих отраслей знан и я .
Современ ные , в етр я к и совсем
не похожи на ветр я н ы е мель н и цы .
Эт о - сооруже н и я в ысотой с м ного­
этаж н ы й дом (ведь чем выше, тем
ветер сил ьнее), с о громными ло­
пастями . Да и мел ь н и цам и н азвать
и х нельзя - они н и чего н е мелют
и предназначены исключ ител ьно
дл я прои зводства энерг и и . В 1 93 1

году в С е васт о п ол е б ы л а сооруже н а
мощностью
ветроэлектростан ц и я
1 00 к и л о в ат т , в е т р о в о е к о л е с о кото­
рой
и м е л о д и а м етр
30 м е тр о в .
Д о 1 942 г о д а о н а и с п р а.в н о п остав­
гор оду .
электро э нер г и ю
ляла
В 1 94 1 - 1 945 года х в а м е р и к а н ­

ском

штате

Вермонт

р аботал а

са-

1 УПРllЖКЕ - ВЕТЕР

ма я м о щ н а я в то в р е м я ветроэнер­
гет и ч е с к а я

устан о в к а

м о щ н ос т ь ю

1 2 5 0 к и л о в а т т , с н аб ж а в ш а я э л е к т р о ­
энер г и е й 200 кварт и р . Е е огром н ы е
в ос ь м и т о н н ы е л о п а с т и и м е л и р а з­
мах
более
50
метро в .
Всту п и т ь
в с х в а т к у с так и м п р от и в н и к о м н е

риск нул б ы и бесстр а ш н ы й идал ь го !
Н о в габаритах этого гиганта заклю­
чалась и е го слабость : когда одна
из лопастей,
проработав
всего
300 ч асов, сломалась, почи нка ее
оказалась н ерен табел ь но й .
В н а ш и д н и к созда н и ю кон­
стр у к ц и й
ветрокол еса - сердца
любой ветроэнергет и ческой уста­
новки - привлекаются специ ал исты­
самолетостроител и, умеющие вы­
брать наиболее цел есообразн ы й
проф иль лопасти, исследовать е го
в аэродинами ческой трубе . Уси­
л и я м и ученых и и нженеров созда н ы
самые разнообразные конструкци и
современ ных ветров ы х установок.
Спроектирова н ы ветр я к и с дву­
м я лопаст я м и , укрепле н н ы м и на
гори зонтал ьной оси , и с одной л о­
пастью, тоже расположе н н о й гори­
зонтал ь н о . Некоторые ветродви га­
тел и похож и на вертикально рас­
положе н н ое велос и педное колесо
с лопаст я м и вместо с п и ц, другие на карусель, третьи - н а гусеницы
танка. Словом, всевозможные к ом­
бинации из крыльев и лопасте й.
Но в с е п р о е к т ы и м е ю т о д н у осо­
бе н н о с т ь - г и г а н т с к и е
диаметры
в е т р о к о л ес , дост и г а ю щ и е 1 00 м е т­
ров . Это п о н я т н о : ч е м бо л ь ш е л о­
п а с т и , т е м л е г ч е д аже с а м ы й с л а­
б ы й в е т е р с м о жет и х в р а щат ь . Но

есл и в е т р о кол есо т а к о е бол ь ш о е ,
то
уст а н а в л и в ат ь
е го
нужно
на
о ч е н ь в ыс о к о й ба ш н е - в е д ь и н а че
л о п а с т и будут це п л я т ь с я за з ем л ю .
В о т э т и в ы с о к и е ба ш н и и стал и с л а­
бь1м
м естом
многих
п р ое к т о в
в е т р о э л е к т р ос т а н ц и й .
Они
п о д­
в е р же н ы с и л ь н ы м н а гр у з к а м , в и ­

браци я м,
не
очень
у сто й ч и в ы .
В нелегкую зада чу превращается
установка генератора, с помощью
которого происходит п ревраще н и е
меха н и ческой эн ерги и вращающе-

Т урби ну вращает искусствеппый в етер.

ГЛ А В А 3

Ветровая плотина - предложен ие с оветск и х
у ч ен ых.

гося под действ ием ветра колеса
в
элект р и ч ес к у ю .
М ногото н н у ю
конструкцию п р и ходится затаски­
вать н а огром ную высоту и там
монтироват ь . А что, есл и обойтись
вообще без ба ш н и ?
Появ и л ис ь и такие предложе­
н и я . Для этого ко нструкторы по­
другому рас положили ось ветро­
колеса - не верти кал ь н о и л и гори­
зонтал ьно, как в тради цион н ы х
конструкциях, а п о д у глом к гори­
зонту. Что при этом получается?
Во-первых , н а чало оси ветроколеса
будет на ход итьс я н а земле. З н а ч и т,
всю тяжелую ке нструкцию ген ера­
тор а н е нужно будет громоздить
на бол ь шу ю высоту, он сможет
быть укреплен на обы ч ном фун да­
мен те.
Во-вторых,
подш и п н и к и ,
в которых вращаетс я ось ветро­
колеса, тоже расположатся на зем­
ле. Их можно сдел ать знач ител ьно
более мощн ыми и надежными, чем
обы ч н о . Значит, лопасти ветро­
колеса могут быть очень бол ь ш и­
ми - до четыре хсот метров, так
что даже сам ы й слабый ветер мож­
но будет использовать дл я получе­
н и я энерг и и .
Такие ветроколеса предлагают
мо нтировать н а огром ных понто­
нах и л и судах , стоящих на якоре в
открытом море . Этим дости гается
допол н ительная выгода . Во-пер вых,
на море в етер всегда сильнее, чем
на суше. Во-вторых , закрегiленно е
на я коре судно само устанав ливает­
ся против ветра. Отпадает необхо­
ди мость в сложн ых и дороги х
устройствах, следящи х за тем, что­
бы ветроколесо зани мало по от но­
шен и ю к н аправле н и ю ветра самую
выгодную пози ц и ю . Небол ь ш и е вет­
роэлектростан ц и и такого т и па уже
построе н ы . Ученые ведут исследо­
ван и я , н еобходимые для ш и рокого
испол ьзова н и я «лежащи х>> башен
в етроколес .
В погоне за с и л ь н ым и постоян­
ным ветром некоторые ко нструк­
торы предлагают поднять ветро­
агрегаты высоко над землей. Еще
до войны со ветские изобретател и

8 УПРllЖКЕ - ВЕТЕР

Совр ем енны е

пару сники

с

турбопару сами.

предложи л и проект ветросиловой
плот и н ы . По и х зам ыслу, на ме­
та л л и ч ес к ом
к а р к асе
в ысотой
3 5 0 метров и ш и р и н о й 500 метров
должны быть укреплен ы 224 ветро­
дви гател я с колесами диаметром
20 метров . Такая п л от и н а могла бы
обеспечить мощность около 1 00 ты­
сяч к и ловатт. А в еще более сме­
лом п роекте предполагается ис­
•
пол ьзовать энерг и ю атмосфер н ы х
течен и й н а в ысоте 8- 1 О километ­
ров , где существуют п остоян н ые
возду ш н ы е поток и, скорость кото­
рых дости гает 20-30 метров в се­
кунду . Ветродв и гатели и генера­
торы , по замыслу авторов проекта,
должны быт ь доставлены в зону
эти х течен и й при помощи аэро­
стата, п р и к репле н н ого к земле ка­
бел ями, по которым электрическая
энергия, выработан н а я в подне­
бесье, будет п оступать н а землю.
И н т е р ес н ы й

н азем н ы й

S Энерrи • , в е к д в '1ДЦ'1Ть первь1й

п р е дл о ж и л и
с о в е тс к и е
ученые
в
о т н о ш е н и и К о л ь с к о го п о л у о с т р о в а .
П о и х з а м ы с л у , о г р о м н о е к о л ь цо
и з 2 3 8 гр у п п в е т р о а г р е г а т о в , р а с­
п о л о ж е н н ы х от М ур м а н с к а п о б е р е ­
гу Б а р е н ц е в а м о р я , где в е т р ы д у ю т
п о ч т и к р у гл ы й год, з а й ме т 1 1 00 к и ­
л о м е т р ов в дл и н у и 4 0 к и л о м е т р о в
в ш и р и н у и з а ко н ч итс я в том же
Мурм а н с к е . Электроэнерг и и такое
в е т р о к о л ь цо д а с т о ч е н ь м н о г о .

Эти проекты рассчитаны н а реа­
л и заци ю в далеком будущем . Вряд
л и в клад энер г и и , полученной с по­
мо щью ветра, в общее прои звод­
ство промышленной энер г и и когда­
н и будь будет достаточ н о весом ым .
Но уже сегодн я ветродви гатели
мо гут найти при менен и е там, где
энер г и и требуется не очень м ного,
а друг и х ее источ н и ков нет.
На Мархотском перевале под
Новоросс и йском,
где
п осто я н н о
дуют сильные ветры, расположе н

проект

6S

ГЛАВА 3

И о таких пару сниках думают конструкторы .

полигон Всесоюзного науч н о-произ­
водств е н н ого объед и н ен и я « Вет­
роэн >> . Здесь проходят ис п ыта н и я
ветроустанов к и
м ногоч исл е н н ы е
самого разного назначен и я . Сер и я
ветроген ераторов, с пособ н ы х обес­
печ ить энергией оди н-два дом ика,
успе ш н о
испол ь зуется
рыбол о­
вами, геологам и , охот н и ками, жи­
вот новодам и . На пол и гоне рабо­
тают и бол ь ш и е уста нов к и . Одна
из них, с диаметром колеса 24 мет­
ра, имеет мощн ость 1 00 киловатт,
а этого достаточно, чтобы с наб­
дить энергией дл я ос веще н и я по­
сел ка на 400-600 жителей.
Но даже самые совреме н н ые
конструкц и и ветроагрегатов зависят
от не посто я нства ветра. Избав иться
от капризов ветра - з н а чит во
многом облегч ить его исполь зова-

Пару с п а пр ивяз и.

В УПРАЖК Е - ВЕ ТЕ Р

паса тепла х ватает н на то, ч тобы
поток воздуха не прекращался н в
пасмур ные д н н . Мощность первой
такой электростанцн н , вошед ш е й
в строй в 1 98 1 году, всего около
1 00 киловатт, но спецналнсты уже
пр нсту п н л н к проектнров а н н ю го­
раздо более мощных установок
такого тнпа.
С н епостоя нством ветра можно
боротьс я н по-другому : н ау ч и ться
аккумул ировать энергн ю в етра нлн
накап л ивать энер г н ю , когда о н сн­
лен (нлн там, где дует чаще), а по­
том нс пользовать в тех м естах, где
это необходимо. Пока что такая
задача далек а от реш е н н я , хот я
определен н ые путн уже п росматри­
ваютс я . Можно, например, исполь­
зовать ветродв и гател ь не дл я не­
посредст в е н н о го
п р о и з в о дс т в а
энергнн, а дл я сжат н я воздуха,
зака чкн его под давлением в спе­
циал ь н ы е хран нлнща. А когда ветер
ст нхнет, сжаты й воздух можно н а­
править н а лопастн турб н н ы н полу­
чить от нее энер г н ю . Другой спо­
соб - закачивать воду в специаль­
н ы й высоко расположе н н ы й резер­
вуар , а энергню дл я гидронасосов
получать от ветр я н ы х дви гател е й .
Из храннлнща вода будет в ытекать
через турб н н ы ,
которые будут
пронзводнть электроэнерг и ю . Воз­
мо жен н другой путь . Выработан­
ную ветродв и гателем электри чес­
кую энергню использовать, скажем,
дл я разложе н и я воды н а кислород
н водород . Это тем более удобно,
что устан овить предназначен ные
дл я этого в етроустановки можно
прямо в море, где ветры снль нее
н постоян нее. Но конечно, в блн­
жа й ш н е годы эта задача решена
еще не будет . Это - задача дл я
X X I век а .
Исследовател и , разм ы шл я ющие
о том, как использовать энер г н ю
ветра, не мо гл н, к о н е ч н о же, не
вспом нить о тыся челетнем помощ­
н и ке человек а - парусе . Все боль­
ше н бол ьше появл яется проектов
совреме н н ы х п арусн и ков. Некото­
рые нз проектов осуществлен ы .

нне. А может быть, научиться де­
лать ветер сам н м ?
Собстве н н о, почему возни кает
ветер? Сол нце по-разному обогре­
вает разные у част кн земной по­
верхности - гор ы н дол н н ы , океаны
н сушу . Воз н и к ающая прн этом
разность температур н давл е н и й
прн воднт в двнженне огромные
возду шные масс ы . Возни кает ветер.
Так нельзя л н подогревать воздух,
вызывая тем самым искусствен н ы й
ветер? Ведь нменно это н пронсхо­
днт нсп окон веков, когда топ ят
печ н .
В каждо й трубе, ндуще й от
печ н, возн и кает восходящий поток
воздуха, то есть ветер. Может быт ь,
использовать его? Давайте постав и м
в трубу воздушную турб нну н по­
лучим от нее энергн ю l К сожале­
н и ю, неумол и м ы й закон сохране­
н и я энерг н н не позвол ит н ам осу­
ществить этот заман ч и в ы й проект.
Чтобы прн вестн в двнженне турбнну
(это, в п р н н ц н пе, возможно), нужно
будет сже ч ь допол н ител ь ное топ­
л и во, а так как коэф ф н цнент по­
лезного действ и я всякой установки
ме н ь ше едн н н цы , топлнва пр идется
сже чь боль ше, чем мы получнм
энер г н н от турбн н . А может быт ь,
испол ь зо в ат ь
даровой
нсточ н н к
энер г н н - сол н це?
У днвнтел ь н ы й с н мбноз сол неч­
ной н ветря н о й электростанцнн
предложен учен ы м н . В уже по�
строеннон экспернме нтал ьнон установке сол нце вызыв ает н ебол ьшой
искусствен н ы й цнклон, вращающи й
турбн н у . Основа это й устан овки бол ьшая кругл ая теплнца диамет­
ром 250 метров, покрытая спе­
цналь ной
пласт и к о в о й
пл е н к о й .
И з середи н ы теплнцы подн имается
двухсотметровая труба, в которой
на высоте 1 О метров устан овлен
электро генератор
с
в о зду ш н о й
турб и н о й . Когда сол н це нагреет
воздух в теп л н це, возн н кает . снль­
ная тяга, в трубе образуется м н н н­
цн клон, который зак рут ит турбнну.
Почв а под пленкой нагревается
в солнечные днн очень снльно ; за67

fЛ .\В.\ 3

судов
строительство
вающи м и ,
продолжаетс я .
турбоп арусами
с
Ведь и х п р и менение позвол ит эко­
номить при длител ь н ы х морс к и х
переходах д о трех четвертей топ­
лива.
За д в а года неутом и м ы й Кусто
построил сестру знамен итой океа­
нографи ческой шхуны « Кали псо)) «Алкиону>>, названную так в честь
м и ф и чес кой дочери древ негре чес­
кого бога ветров Эол а . «Алкиона)),
пом и мо двух ди зелей, ос нащена
которые
турбопарус а м и ,
двумя
помогают значител ь н о эконом ить
топл иво.
Турбоп аруса «Алкионь1» - это
овальные трубы десятиметров ой в ы­
соты, верти кал ьно укрепленные на
п алубе.
П о всен в ысоте трубы имеютс я
две сте н к и с дырчатыми отвер­
ст и я м и , через которые с помощью
вентил яторов засасыв аетс я воздух .
Н и чего общего с обы ч н ы м и пару­
сами, кроме п р и н ци п а дейст в и я ,
а эффективность знач ител ьно выше!
1 3 мая 1 985 года и з фран цуз­
ского порта Ла-Рошель «Алкиона»
отп равилась в свое первое экспе­
риментал ьное плавание через Ат­
лантику.
На борту корабл я было 1 2 че­
ловек - ученые, и нженеры, жур н а­
л ист ы, представ л я в ш и е Францию,
СССР и США.
Плав а н и е п рошло очень ус­
пешно·.
Турбоп аруса п ол н остью оправ­
дал и возложен н ые н а них н адежды.
Они п омогл и сэкон омить много топ­
л и ва, а на от дельных участках до­
вол ь н о п родолжител ь н ого плаван и я
через Атл антику д о Н ью-Йорка ди­
зел и вообще отключались.
Дв ижен и е судна обеспеч ивалось
только силон в етра.
Еще одно неожиданное реше­
ние - поднять п арус повыше, за­
гибри дом
трад и ци о н н ы й
ме н и в
аэростата с воздушным змеем .
Пластиковый воздушный змен на­
пол н я ется гел ием и запускается
с п алубы судна.

На просторы морен в ы ш л и не­
обы ч н ые корабл и . В на чале 80-х
годов с одной из верфе й сошел
на воду экспериментал ь н ы й тан кер
20 ООО
около
водо и з м еще н и е м
тон н, оснаще н н ы й парусам и . Но
тради ци о н н ы е,
эти - н е
п аруса
полотнян ые, а стал ьные, особо й
констру кци и . И подн имают их не
брав ые матросы под акком пане­
команд боцм ана,
мент зы ч н ы х
управляемые
электромото р ы ,
а
электрон ной машиной, учитыв аю­
щей силу и направление в етра, вы­
держи вающей курс, осуществл яю­
ще й связь с маяками и навига­
цио н н ым и спутникам и . На этом ко­
рабле эконом и тся не тол ько топ­
л и во, но и л юдской труд - ко­
рабль обслуживают всего нескол ько
те х н и ков.
Извест н ы й французск и й учен ы й
и исследовател ь моря, изобрета­
тель аквал а н га Жак-Ив Кусто в месте
с учеными и инженерами постро ил
необычное суд н о. Оно дв ижется
ветром , но обходитс я " . без пару­
сов . В ко нструкции дв и гател я этого
судна используется так называемый
Магнуса - воз н и кнове н и е
эффект
поперечной с и л ы , денствующе н н а
цил и ндр, вращающи йся в н абегаю­
щем на него поток е воздуха. Экспе­
р и мен тал ь н ы й катамаран, назван­
ный « Вет р я н а я мел ь н и ца)), при во­
дится в движе н и е специальным
турбопарусом - ц и л и н д р о м -р о то­
ром, уста новл енным на палубе.
Этот цил и н др п р и водитс я в о враще­
и воздуш ным
н и е дви гател ем
использующим энергию
в и н том,
ветра.
Сила, возн икающая при обра­
зов а н и и разреже н и я вдоль ротора,
п р и водит судно в дв ижен ие.
В октябре 1 983 года « Ветря ная
попытку
м ел ь н и ц а »
совер ш и л а
пересечь Атлантику между Танже­
ром и Нью-Йорком . Попытка едва
не увенчалась успехом. Турбо па рус
не устоял перед жесток и м и штор­
мам и , бушевав ш и м и у американ­
ских берегов. Тем не менее резул ь­
таты плаван и я оказал ись обнадежи68

8 УПР11ЖКЕ - ВЕТЕР

По сути, это тот же п арус, но без
мачты. Его преимущество: на в ысоте
в етер дует знач ител ь н о устой ч ив ее,
даже когда на поверхности морской
гл ади царит пол н ы й штиль.

Изобретател и сч итают, что такой
п арус можно без особых сложносте й
испол ьзовать н а судах водо измеще­
н ием до ста п я т идес ят и тон н .

В одяпые кол еса превратилис ь
в могу ч ие турби пы

Глава

4

НЕ ИСЧ Е РПАЕМЫЙ ИСТОЧ Н И К

Многие тыся челет н я в е р н о слу­
жит человеку эн ергия, заключен­
ная в текущей в оде. Запасы ее н а
З е м л е колоссал ь н ы . Недаром неко­
торые ученые сч итают, что нашу
пла нету прав и л ь н ее был о бы назы­
вать не Земля, а Вода - ведь около
трех четвертей поверх ности пла­
неты покрыты водой . О гром ным
служит
энергии
аккумулятором
М и ро в о й
океан,
п о г л о ща ю щ и й
бол ьшую ее часть, поступ ающую
от Сол н ца . Здесь плещут вол н ы ,
происходят п р и л и в ы н отл ивы, воз­
н и кают могучие океанск и е течен и я .
Рождаютс я могу чие реки, н есущие
огром ные массы воды в моря
н океан ы . Понятно, ч то челове­
чество в поисках энергии н е могло
пройти м и мо стол ь г и гантск и х ее
запасов . Раньше всего л юди научи­
лись ис пользовать энер г и ю рек.
Вот не л и ш е н н а я и нтереса вы­
держка н з рукописи X I 1 1 века, где
описываетс я, как используют эн ер­
г и ю н ебол ьшой европейской рек и :
«Сна чал а река натал к и в ается н а
мел ь н и цу " . потом е е зовут к себе
сукновал ь н и , наход я щиеся по со­
седст в у . " Опуская н подн имая тя­
желые песты, нлн - лучше ска­
зать - мол оты , н л н
дерев я н н ы е
сту п ы " . река освобождает сук но­
валов от утомительной работ ы " .
Быстрое течение р е к и приводит

в движе н ие бол ьшое коли чество
вод я н ы х колес. Затем покрытая
пеной река медле нно движ е тся
далее " . Здес ь ее п р и н и мает обще­
житие брат и н , н она п р и н им ает
де ятел ьное участие в вы работке
того, что необходимо для обув и
брати и " . Затем, м ало-помалу распа­
даясь на м н ожество рукавов, река
суетл и во
кружитс я,
загл я д ы в ает
в отдельные мастерск ие, тщател ь н о
отыс к и вая, где и меетс я н адоб ность
в ее службе : при варке, . просе ива­
н и и , враще н и и , растиран и и , оро­
шен и и и мытье».
Даже поэты не обошли своим
в н и ман ием водя ные колеса, по­
с в я щали нм торжественные строки :
Вол не п осл уш н ы , лоп асти сту ч ат
Сто ящего н ад берегом колосса,
И медле н но т я желые к ол ес а
Вращаю тся, од н о дру гому в л ад .

Такое впе чатлен ие п роизвела
бол ьшая водя ная мел ь н и ца - чудо
техн и к и того в ремен и - н а итальян­
ского поэта XV 1 1 века Бартоломео
Дотт н .
И зобрете н и е п аровой м а ш и н ы ,
казалось б ы , остан овило м ного­
ве ковое
триумфал ь ное
ш еств и е
вод я ных колес . Мал е н ь к и е пыхтя­
щие д в и гател и , которые можно
был о устанав л и в ать где угодно, а
не тол ько на берегу реки, п р.и во­
днлн в движен ие ста н к и н кузнеч71

ГЛ А ВА 4

/

Плотина Уст ь- Илимско й ГЭС.

на-Майне и зобрете н н ы й им двига­
тель переменн ого тока. Этот дви­
гател ь мощностью около 1 00 кило­
ватт в эп оху господства постоян ного
электр и ч ес кого тока сам по себе
должен был стать гвоздем выстав­
ки, но изобретател ь ре шил для его
п и тан и я построить еще и совершен­
но неожидан ное по тем в ременам
сооружен и е - г и дроэлектрост ан­
ц и ю . В небол ь шом городке Лауф­
фен Дол и во-Добровол ьс к и й уста­
новил ге нератор трехфаз ного тока,
котор ы й вращал а небол ьшая водя­
ная тур б и н а . Электрическая энергия
передавал ась н а территорию вы­
став к и по невероятно протяжен-.
ной дл я тех л ет л и н и и передачи
дл иной 1 75 километров (это сейчас
л и н и и передач дл иной в тыся чи
кил ометров н и кого не уд ивл я ют,
тогда же подобное строител ьство
был о единодушно признано не­
возможным ). Все го за несколько
лет до этого собы тия видней ш и й
англ и йски й инженер и ф и з и к Ос­
борн Рейнол ьдс в своих Канторов-

нь1е молоты, лесо п и л к и и сук н о­
вал ь н и , покус ились даже на извеч­
ное предназначение водяных ко­
лес- на орош е н и е полей . Одно за
друг и м ш л и на слом гигантские
водя ные колеса, казалось, м ногове­
ковая истор и я водя ной энергет и к и
бл изится к завер шен и ю .
Н о когда наступ ил золотой век
воз­
п р о и зошло
электричества,
рожде н и е водяного колеса, правда,
уже в другом обл и ч ье - в в иде
водяной турб и н ы . Эле ктр и ческие
генер атор ы, производящие энер­
гию, необходимо было вращать,
а это вполне успешно могла делать
вода, тем более что м ноговековой
опыт у н ее уже и мелс я . Можно
с ч и тать, что современ ная гидро­
энергетика родилась в 1 89 1 году.
В этом году русски й и нженер М и­
хаил Осипов и ч Дол и во-Добровол ь­
с к и й , эмигр ировав ш и й в Герма н и ю
по п р и ч и н е «политической небла­
гон адежности » , должен был де­
мо нстр ировать
на
эл ектротех ни­
ческой выстав ке во Франкфурте71

НЕИСЧЕРП.+.ЕМЫА ИСТОЧНИК

ских лекци я х неопровержимо, каза­
лось бы, доказал, что п р и передаче
энер г и и посредством трансм исс и и
потер и энер г и и составляют всего
л и ш ь 1 ,4 % н а милю, в то время как
при передаче эл ектричес ко й эн ер­
гии по проводам на такое же рас­
стоян ие потери составят 6 % . Опи­
раясь на дан ные оп ытов, о н сделал
вывод о том, что при использовании
эл ектрического тока на другом кон­
це л и н и и передачи в р яд ли удастс я
иметь бол ее 1 5-20 % н ачальной
мощности. В то же время, сч итал
он, можно быть увере н н ы м в том,

что при передаче энергии при вод­
н ым тросом сохранится 90 % мощ­
ност и . Этот << неоспор и м ы й >> вывод
был успешно опровергнут практи­
кой работы первенца гидроэнерге­
т и ки в Лауф фен е .
Н о эра гидроэнергетики т о гда
еще не насту пила. Преимущества
ги дроэле ктростанций
очевидны посто я н н о возобновляемый самой
природой зап ас энер г и и , простота
эксплуатаци и , отсутствие загр язне­
н и я окружающей среды. Да и опыт
постро й к и и эксплуатаци и водя н ы х
колес м о г бы оказать немал у ю

Одна и з крупнейш их г идро электр останций страны - Нурекская ГЭС.

Г ЛАВА 4

Здапие и nА отипа Нурекско й ГЭС.

электростан ц и я с м ногознач ител ь­
ным названием .« Б ел ы й угол ы),
Это было лишь начал о м .
Уже
в
и стори ческом
плане
Г О Э Л Р О предусматривалось строи­
тельство
круп н ы х гидроэлектро­
стан ци й . В 1 926 году в строй в ошr�а
Волховская ГЭС, в следующем - "
начал ось строител ьство знаме н итой
Днепровско й . Дальновидная энерге­
тическая пол ит и к а, проводящаяся
в нашей cтpaJie, пр ивела к тому,
что у н ас, как ни в одной стране
мира, развита с истема мощных
гидроэлектричес к и х
станци й .
Ни
одно государство н е может похв ас­
таться такими энергетичес к и м и ги­
гантам и , как Волжские, Краснояр­
ская и Братская, Саяно-Шушен-

помощь гидроэнергетикам. Однако
постро йка плот и н ы крупной гидро­
эл ектростанции оказалась задачей
куда более сложной, чем п остройка
небол ьшой запруды для вращен и я
мел ь н и ч н ого колес а . Чтобы при­
вести во вращен ие мощные г и дро­
турбины, н ужно н акопить за плоти­
ной огр ом н ы й запас воды. Для по­
строй к и п л оти н ы требуется уложить
такое количество матер и алов, что
объем г и гантск и х египетски х п и р а­
м ид п о ср ав н е н и ю с н и м покажетс я
н и чтожным. П оэтому в начале ХХ в е­
ка было п остроено всего н ескол ько
г идроэл ектростанци й . Вбл и з и П яти­
горска, н а Северном Кавказе н а
г о р н о й р е к е Подкумок ус пеш но
действовала
д о в ол ь но
крупная
74

Н Е И СЧ Е Р П А Е М Ы М ИСТОЧНИК

Ска .wмz аы-монтаж ники

екая ГЭС. Эти стан ц и и , дающие
буквал ьно о кеан ы энерги и , стал и
цен трам и , вокруг которых развились мощные промышленные комп­
лексы.
Но пока л юдям служит л и ш ь
небольшая
часть г и дроэнергети­
ческого потен циала земл и . Ежегод­
но огром ные потоки воды, образо­
вавш иес я от дожде й и таян и я с не­
го в , стекают в моря неиспользован­
н ы м и . Если бы удалось задержать
их с помощью плоти н, человечество
получило бы допол н и тельно колос­
сал ьное количество энерги и .
В последнее время у ги дро­
строителей появились новые воз­
можности . И зощре н н ы е проекты,
строительные материал ы, у глубле­
ние пониман и я п роцессов, проте­
кающих при эксплуатации плотин ы
( ос н о в н ого
сооруже н и я
г и д р о­
электростан ц и и ), дал и возможность
приступить к строительству самых
мо нументал ь н ы х сооруже н и й наше­
го века - высотн ы х плоти н , кото­
рые позвол ят использовать энер г и ю

на

строите д,ь стве Рогунско й ГЭС .

ранее недоступ н ы х водных пото­
ков - гор ных и предгорн ы х рек.
На реке Вахш в Таджикистане
плоти н а
грандиозн а я
построена
Нурекской Г Э С - высота е е со­
став ила 300 метро в. Еще в ы ш е 320 метров - будет плоти н а Рогун­
ской ГЭС в том же районе. Нужно
и меть в виду, что строительство
эти х гигантс к и х плотин осуществле­
но в районе с пов ы ш е н н о й сейс­
м и ч н ость ю . Это потребовало от со­
г и дроэнерге т и к о в - п р и ­
в е тс к и х
з н а н н ы х м и ровых л и деров в этой
техн и ки - п р и нципиал ь но
отрасли
новых решен и й .
И все ж е энер г и я рек, видимо,
не сможет п ол ность ю обеспечить
энергией
потребн ости
будущего
общества. Специал исты с ч итают,
что всего через сто с н ебол ь ш и м
л е т практически все энергет и ческие
ресурсы круп н ы х и даже не о ч е н ь
кру п н ых рек будут заде йствов а н ы .
Но даже в этом случае г идро­
электростанции дадут не более
п ятой части энерги и , которая по
75

rn•в• 4

которы й устан авливали на носилки,
и при казывал своим подда н н ы м
нести его на берег. Т а м о н дожи­
дался, пока п р и л и в дости гал высшей
точк и . Тол ько тогда поднимал он
свой скипетр и грозн о повелевал
океанским волнам : «Остановитесь !
Ступайте назад ! )) Вол ны послуш но
отступал и . Неи звестно, верил л и
король Кан ют в свою власть над
водами или просто испол ьзовал на­
блюде н и я за строго й периоди­
ч н ост ью прили вов и отл ивов, н о дл я
н его и его п р идвор н ы х - л юдей,
ж и в ш и х более тыс я ч и л ет н азад,
происхожден и е п р и л и в ов и отл ивов,
в идимо, было совершенно загадо­
чным.
М ногие в е к а задумы в ал ись люди
над тем, что заставляет могучие
воды океана с точ ностью хро но­
метра дважды в сутки п од н и м аться
и о пус катьс я . В ч исле други х гени­
аль н ых догадок элл и нс к и х учен ых
имеется и попытка объяснить чудо
прили вов пр итяжен ием Луны. Ни­
как и х научных основан и й дл я этого
в ывода у н и х, конечно, н е было.
В сред н и е века н екоторые был и
убеждены, что п р и л и в ы происходят
из-за того, что ан гел небес н ы й
опускает ногу в воды океа н а . Тол ь­
ко теор и я всем ирного тяготе н и я ,
предложе н н а я Ньютоном, смогла
прав ильно истол ковать за гадочное
явление и подтвердить догадку
гре ческого ученого Павса н и я .
Именно притяжение Сол нца и
Луны создает г и гантскую прилив­
ную вол ну. Энергия, которую н е­
сет с собой эта волна, колоссал ь н а .
Прил и в н а я вол на Инди йского океа­
на катится на 250 к илометров про­
тив течен и я Ган га, а прил и в ная вол­
на Атлантического океана распро­
стран яется по могучей Амазонке
на 900 километров ! В некоторых
местах высота ее дости гает 1 820 метро в . Тре н и е п р и л и в н о й вол н ы
о д н о берега затормаживает даже
враще н и е Зем л и . Разумеется, за
время ж и з н и одного поколен и я это
торможе н и е совершенно неощут и­
мо, но за миллионы лет счет вре-

прогнозам потребуется тогда чело­
вечеству.
Но возможно, на многие тыс я ч е­
лет и я
потребности
челове чества
в энер г и и могл и бы быть удовлет­
ворен ы, есл и бы м ы научил ись и з­
влекать ее и з г и гантского природ­
ного
а к к у м у л я т о р а - М и р о в о го
океа н а . И ученые н асто й ч и в о и щут
пут и использован и я эт и х колоссаль­
ных ресурсов .
Сол н це нагревает воздух и вы­
зы вает ветры, вол нующие поверх­
ность океа н а . Оно же нагревает
воду,
накап л и в а ющую
тепловую
энер г и ю . Сол неч ное и лун ное при­
тяже н и е вызы вают приливы и отл и­
вы, периоди чес к и перемещающие
огром ные массы воды . В океане те­
кут могу ч и е реки - течен и я , прак­
ти чес ки посто я н н ы е по нап рав ле­
н и ю. Након ец, каждая мол екул а
воды содержит два атома водо­
р о д а ___:. в е л и к о л е п н о г о
т о п л и в а.
Океан - средото чие механи ческо й,
тепловой и х и м и ческой энер г и и ,
исто ч н и к в е ч н ы й и не иссякаемы й .
Поэтому тыс я ч и исследовател ей в
десятках лаборатор и й мира и щут
пут и извлече н н я этой энерги и и з
океана и превраще н и я е е в удоб­
ные для испол ь зован и я в и ды, в ос­
новном
п у те м
п реобразо в а н и я
в
электр и чес к у ю .
Некотор ые
проекты бл изки к практи чес кой
реал и заци и , другие бол ь ше напоми­
нают пока стра н и цы и з нау чно-фа н­
таст и ческ и х рома нов, но м ы уже
неоднократ но станов ились свидете­
л я м и того, как осуществля ются са­
мые дерзновенные зам ысл ы уче­
ных . Рассмотрим же некоторые
проекты, которые, по-в иди мому,
смогут
быть
реал изованы
в
X X I веке.
Могуществен н ы й древ н и й ко­
роль Канют, мо н арх Норвеги и , Да­
н и и и А н гл и и , гото в и лс я к торжест­
вен ному и совер ш е н н о необходи­
мому р и туалу - ему предстояло
остановить океанские воды, н а­
катывающиеся на берег. Он обла­
чался в королевские одежды, брал
в руки скип етр, сад ился н а тро н,
76

НЕ Н С Ч ЕРПАЕМЫА НСТОЧННК

Схема образования приливной волны.

По-н астоящему задумал ись и н ­
женеры об использов а н и и с и л ы
п р и л и в а в н а шем в е к е , когда по­
яв и л ись не тол ь к о способы превра­
щать п р и л и в н у ю энерги ю в механи­
ч ескую, н о и были освоен ы спо­
собы п ревращен и я механи чес ко й
энерг и и в эл ектри ческую.
В 1 935 году американцы пред­
п р и н я л и попытку построить м ощ­
электроста н ц и ю
прил и в ну ю
н ую
в зал и в е Пассамак водд и . В проекте
предусматривалось к ом пенсировать
прилив ной
недостаток
основной
(ведь
ц и кл и ч ность
энерги и - ее
п р и л и в будет в ращать турб и н у в
одном н аправле н и и , отл и в - в дру­
гом, а между циклами неизбежн а
пауза, когда тур б и н а вообще оста­
о г ро м н о го
н о в и т с я ) - созда н и е м
бассе йна, в который вода должна
был а закачи ваться во время само­
го высокого прили ва, а затем посте­
пенно испол ь зоватьс я для вращен и я
турбин во время пауз ы . Уже вскоре
ч то строите л ь ство
ясно,
стало
эл ектростан ц и и обойдется бас н о­
словно дорого - почти в ч етверо
дороже, чем строительство обыч­
ной станци и . Через пол года после
начала строительство было п ре­
кращен о.
Исследован и я советс к и х ученых

ме н и пойдет уже не на секунды.
За последн и е 400 м и л л ионов лет
дл и н а зем ных суток и з-за этого тор­
може н и я увел и ч илась на цел ы х два
часа - с 22 до 24 часов . Именно
по торможен и ю враще н и я Земл и
удал ось подс ч и тать общ и й энерге­
прилива потенциал
т и ч ес к и й
1 , 7 милл и арда киловатт, и з которых
п р и мерно одн а треть п р и ходится
на дол ю морского прилива у бе­
регов. Пренебрегать так им источ­
н и ком энер г и и мы п росто н е и меем
права.
Первым и догадал ись использо­
вать эту энер г и ю мель н и к и . В уст ь я х
р е к , где п р и л и в особен но в ысок,
он и стро и л и дамбы, создавая ре­
зервуары дл я накоплен и я воды,
вращающей п отом водяные колеса.
Прил и в ные мельн ицы были ш и роко
расп ростран е н ы в Англ и и , Фран ц и и ,
Голланди и . Сохран илась жалован­
ная грамота Ивана Грозного, в кото­
рой упом и н ается о п р и л и в н ы х мел ь­
н и цах, п остроен ных Н и к итой Пав­
ловым н а берегу Белого моря
в Усть-Золотице, а потом и в други х
местах. Во второй полов и н е XV I ве­
ка с истема водосн абже н и я Лондона
осу ществлялась громадн ыми водя­
ными колесам и , вращаемыми силой
прилива.
77

rЛАВА 4

Буксир ов ка здапия пр иливпой электр остапц ии от места по стр ойки.

нагрузку во зьмет на себя речная
стан ц и я . Эта конце п ц и я советски х
ученых получила в сеобщее приз на­
ние.
В 1 968 году заработал а первая
крупная прил и в н а я электростанци я .
В устье францу зской р е к и Ране,
вбл изи города Сен-Мало, дал и ток
24 турб и н ы мощность ю 1 О тысяч
киловатт каждая . Эта электро­
стан ция, безуп речно работающая
уже два дес ятка л ет, послужила
прекрас н ы м исп ытател ь н ы м пол и го­
ном.
Опыт строительства и эксплуата­
ции эл ектростан ц и и «Ране)) долже н
был б ы т ь использован в проекте
« Шозе )), где предполагалось по­
строить эл ектростанцию такого же
ти па, но в десятки раз более мощ­
ную. Дл я этой электростанции дол­
жна была быть построена плот и н а
дл и ной более 7 5 ки лом етров . Но
п р е к р а­
было
п р о е к т и ро в а н и е
о к а залось
ще н о - строительство
Дальней шее
до рог и м .
сл ишком
разв итие п р и л и в н ы х электростан ций
уперлось в барьер экономической

не
ц и кл и ч ность
что
показал и ,
п р и л и вов п р и вела к неудаче строи­
тельства п р и л и в н о й электростан­
ц и и , а неправ и л ь н а я кон цепция
и х испол ь зован и я . Н и чего н е по­
делае ш ь с тем, что эн ерг и я п р ил и ­
вов нерав номер на. Нужно только
правильно поставить задачу и н е
работы
непрерывной
тре бовать
п р и л и в н ой электростан ции с одной
и той же мощност ь ю .
На ш и у ч е н ы е предложили ис­
пользовать п р и л и в ную энергию дл я
того, чтобы ком пенсировать н е­
и збежные перепады в энергопо­
требл е н и и , весьма знач ител ь н ые
в зависи мости от времен и суток.
Есл и создать свя зку речной ги дро­
электростанци и с п р и л и в ной, то в
паре о н и смогут обеспечить равно­
энерги и .
п р о и зводство
мерное
Когда п р и л и в в ысок, гидроэлектро­
стан ц и я сможет ум еньшить произ­
водство энерги и , а сэкономле н ная
в водохран и л и ще вода будет и�
пользована в период слабых при­
л и вов. А в то врем я, когда н аступит
пауза между прил ивом и отл ивом,
78

Н Е И СЧЕРПАЕМ Ы11 ИС Т ОЧНИК

эффекти в н ост и . Преодолеть его су­
мел и советские специалисты.
Летом 1 968 года от мыса При­
тыка вбл и з и Мурманска ото шел
необыч н ы й карава н . Могу чие бу к­
сиры тащи л и за собой понтоны, а
на н и х располагалось здание при­
л и в но й
эле ктроста н ци и .
Кара в а н
благополучно прошел поч ти сто ки­
лометров по Кольскому зал и ву и
доставил свой груз в губу Кислую,
где здание со смонтированными
в нем гидроагрегатом и техноло­
ги ческ и м оборудованием постав и л и
н а заранее подготовлен ное осно­
вание.
Этот наплав н о й метод строи­
тельства прил и в н ы х электростан ц и й
во всем мире и звесте н п о д назва­
н и е м «Советски й » . Преимущества
е го огром н ы . Во-первых, строи­
тельство электростанций ведется не
в суровых усло в и я х морского по­
бережь я, а во в полне благоп р и ят­
ной заводской обстановке где­
н и бу дь в приморском промы шлен­
ном це нтре . Готовые блоки по мо­
рю переправля ются к месту свое й
будуще й работы. Во-в торых, от­
падает надобн ость в устройстве
перемычек, которыми при строи­
тельстве от моря отсекается зал и в ,
предназн аче н н ы й выполн ять роль
бассейна будущей п р и л и в н о й элек­
троста н ц и и .
При строительстве электростан­
ции « Ране», котор а я возводилась
прямо н а м есте ее будуще й работ ы,
почти четвертая ч асть средств ушла
н а устройство перем ы ч к и и осуше­
н и е котл ована дл я м а ш и н ного зала.
Советс к и й м етод строител ьства
п р и л и в н ы х эл ектростан ц и й наплав­
н ы м сп особом п р и вел к тому, ' что
стои мост ь одного килов атта мощ­
ности (одна из сам ы х важных эконо­
м и ч ес к и х характерист и к л юбого ис­
точ н ик а энер г и и ! ) даже у экспе­
риментальной К ислогубской ПЭС
л и ш ь н е н ам ного превысила стои­
м ость к иловатта, получен ного при­
в ы ч н ым и способам и .
В СССР разрабатываются проек­
ты гигантских п р и л и в н ы х электро-

стан ц и й . Есл и отсеч ь плотиной дли­
ной 86 к илометров восточ ную ч асть
Мезенского залива Белого мор я,
мощност ь построен н о й здес ь эле­
ктростанци и п ревысит 1 5 милл ио­
нов к иловатт. А в южной ч асти
Охотск ого моря можно отсечь
37-к илометровой плот и н о й Тугур­
с к и й зал и в и построить ПЭС мощ­
ностью 8 милл ионов киловатт, кото­
рая будет работать в месте с г и дро­
электростанцией на реке Бурее.
Сам ые бол ь ш и е перспект и в ы от­
крываются в другом зал иве Охот­
ского моря - Пенжинском . Этот за­
л и в можно пол ностью перегоро­
дить плотиной дл и н о й 7 5 километ­
ров в створе м ысов Дал ь н и й и По­
ворот н ы й . Придет врем я , и по­
строенная здесь п р и л и в н а я элек­
достигнет
тростанци я
мощности
1 00 м и лл ионов килов атт !
Конеч н о, чтобы возвести так и е
электростан ц и и , ученым и и нжене­
рам пр идется реш ить м н ого слож­
ных зада ч. Одна из н и х - строи­
тельство гигантс к и х морск и х пло­
т и н . Нам н ого упростить их сооруже­
ние поможет метод, разработан н ы й
советскими специал истам и . Взрыв
цеп о ч к и концентрирова н н ы х заря­
дов, расположе н н ы х в глубок и х
скважи нах, п р и поднимет морское
дно н а нужную в ысоту и образует
плот и н у . О п ы т мирных в зрывов
в нашей стране накоплен о гром­
ный - достаточ н о вспом1:1ить, как
взрыв 5000 тонн взрывчатки возвел
огром ную п роти воселевую плот и н у
вбл и з и Ал ма-Аты.
Немало сложносте й придется
преодолеть и нженерам и при раз­
работке
и
и зготовле н и и
тысяч
гидроагрегатов нового т и па, совсем
непросто постро ить и достав ить
на место сот н и достаточно гро­
моздких блоков . Все эт и проблемы,
однако,
те х н и ческ и
разр е ш и м ы .
Более сложн ыми могут ока­
заться экологи ческие проблемы.
В п р и н ципе п р ил и в н ы е элек тро­
станц и и не загр я зн я ют окружаю­
щу ю среду, н о они могут оказать
в л и я н ие на ход п р и л и вов . Что при
79

ГЛ А ВА 4

этом прои зойдет? Этот воп рос тре­
бует гл убокого изучен и я . Неко­
торые экологи утверждают, что ги­
гантские дамбь1 могут подн ять вы­
соту п р и л и вов н а 1 5-20 санти мет­
ров . Это, в свою о чередь, грозит
затоп лением многих отлогих у част­
ков побережья . Другие специалис­
ты уверены, что н и чего подобного
не прои зо йдет - турбины электро­
станци и как раз испол ь зуют этот
и збыток воды. Во всяком случае,
думать об экологии п р и л и в н ы х
электростан ц и й необходи мо.
Когда появил ись первые про­
е кты прил и в н ы х электростан ц и й ,
многие специалисты утверждали,
что и х сооруже н ие - п росто доро­
гостоящий каприз. Но работы со­
ветс к и х ученых и и нженеров, опыт
эксплуатации первых стан ц и й н а­
глядно показал и , что прилив ная
энергетика - вполне реал ьное де­
ло. По некоторым оптимисти ческим
оценкам специал истов, электростан<' Нырок» Солтера.

ции, использующие энергию при­
л и вов, уже скоро смогут дать чело­
вечеству замет ную часть н еобходи­
мо й энер г и и .
Поговорим теперь нем ного о тех
в идах океа н и ческой энергии, кото­
рыми Советс к и й Со юз срав н ител ьно
небо гат и з-за с воего географи чес­
кого положе н и я . И тем не менее
свой в кл ад в реше н и е глобал ь н ы х
проблем энергети к и использование
эт и х исто ч н и ков энергии может
в нест и .
Уже много лет разм ы ш л я ют спе­
циалисты н ад проблемой использо­
ван и я энергии вол н , рожде н н ы х
ветром и морем. Особенно и нтен­
сивно такие исследо ван и я ведутся
в остров н ы х странах - в Вел ико­
британ и и и Япон и и . Ч исло энтузиас­
тов, старав ш и х с я найти способ пре­
образован и я энергии морских вол н,
было столь вел и ко, что только
в Вел и кобритан и и к 1 980 году было
запатентовано около 340 устройств,

Н Е ИСЧ Е Р П & Е М ЫR И СТОЧНИК

RРЕО&l'АЭОВАТЕАЬ
BEТPDBDI
ЭHEPrll

Электростанц ия, которая одновременно использ ует энерг ию ветра и энерг ию пр ибоя.

вых моделе й прошли успе ш н о . Сей­
час готов ятся испытан и я устройств
в и х натурал ьном мас штабе. В гото­
вом виде вол новая эл ектроста н ц и я
будет состоять из м ногочислен ных
стал ь н ых и цеме н т н ых я чеек, каж­
дая размером с дом. В открытом
море вол н ы при ведут в действие
гига нтские гидрав л и ческие н асосы,
вода под давлением посту п и т в
электрогенератор, которы й будет
вырабатывать энергию, передавае­
мую н а берег по подводному ка­
бел ю. По рас четам авторов проек­
та, с одного метра цеп и , состо ящей
и з так и х поплавков, можн о будет
получать от 30 до 50 киловатт
электроэнерги и . Цеп ь дли ной в 480
кил ометров
выработает
столько
энер гии, скол ько прои зводят ее
сейчас все эл ектростанци и Вел и ко­
британ и и .
Несколько л ет назад присту п и л и
к испытан иям е щ е о д н о й конструк­
ц и и , предназнач е н н о й для исполь-

перерабатыв ающи х энергию вол н .
Однако н и одно и з эти х устройств
н е получило практического вопло­
ще н и я - сл и ш ком м ного недостат­
ков об наруживалось пр и поп ытках
реал и зации зам ыслов и зобретате­
л е й . К настоящему време н и оста­
лось всего несколько конструкций,
усовершенствованием которых за­
н и маются ученые и и нже неры.
Одна из так их конструкци й, по­
л у ч и вшая название « н ырою> , раз­
работана профессором
физики
'
Эдин бур гского у н и верситета Сте­
фаном Солтером. Первая из по­
строе н н ых им моделей напом и н ала
продол говатую кап лю, покачиваю­
щуюся в воде, слов н о ныря ющая
ут ка, чем и объ яс н я ется название
устройства. « Нырок» под н имаетс я и
опускается вместе с вол нам и, при
это м о н приводит в действие н асос .
Насос качает воду, которая вращает
турбину, и генератор производит
электр ичес к и й ток. Испытан и я пер6 Э н е р r н • , в е к А••дцеть пер1"1й

81

ГЛАВА •

У стаповка турбипы по проекту 11 Кор иолис >J .

здал и портовые бакен ы , или буи,
которы е свет и л и , ис пользуя элек­
тричество,
рожде нное
энергией
вол н . Вол новая энерги я п реобразо­
вывалась в электр и ческую л ибо по­
средством дл и н н ы х верти кал ьных
стержней, при водимых в движен ие
вол нам и, либо посредством ме ха­
н и змов маят н и кового ти па, раска­
чиваемых вол нам и . Сейчас сотн и
таких бакенов, установлен н ых в раз­
ных местах океана, указывают путь
корабл я м светом, рожде н н ым вол­
новой энергие й. Разрабатываются
в Я п о н и и и проекты крупномас­
штабных вол новых электростан ций.
В основу и х положен принцип ис­
пользов а н и я воздуха, который сжи­
маетс я п одвижными ч астями эле­
ктр останци и под действием вол н ,
а п отом п р иводит в д в ижен и е воз­
душ н у ю турби н у, вращающую эле­
ктроген ератор .
Заманн ивой кажетс я и идея ис­
п ользован и я энергии морского при-

зован и я энергии морских вол н . Это
устройство
п редст а в л я е т
собой
плот, состоящий и з трех шар н ирно
соеди не н н ых между собо й понто­
нов. Понтоны, п овторяя дв ижен и я
вол нующейся водной поверхности,
при водят в движе н и е гидравл и ч е­
ские устройства, которые, в свою
о чередь, соед и н е н ы через гидро­
систему с генератором. По оценкам
авторов п роекта, оди ночный плот
размером 50 на 1 00 метров спосо­
бен прои звести 2 ть1сячи киловатт
электроэ н е рг и и .
П р е д п ол а гаетс я
создать це пь так и х плотов в бурном
море вбл и з и берегов Шотланд и и .
Ц е п ь дл и н о й 25 километров, п о
предположе н и ям у ч ен ы х , сможет
развить мощность до 500 тысяч
кил оватт. Это бл изко к мощности
Д н епрогэса.
Первы м и создател ями действую­
преобразующи х
щих устройств,
энер г и ю волн в эл ектр и ческую, бы­
л и японские и нже неры. Они со81

Н Е И С Ч Е Р П А Е М Ы М Н СТОЧН НК

боя, особе н но с и л ь ного в Северной
Атлан тике. Некоторая ч асть это й
огром ной энер г и и должна вскоре
начать использоваться у бере гов
Норвеги и . Прибойная электростан­
ция, по замыслу н орвежских инже­
неров,- это устой ч ивое бетонное
сооруже н и е с открытой в сторону
моря камерой, в которую поп адают
вол н ы прибоя. Под водой у камеры
имеется ш и р окое отверстие, выхо­
дящее в вертикальную бетонную
шахту, в верхней части к оторой ус­
тановлена возду ш н а я турбина.
Накатывающаяся вода запол н яет
камеру, уровен ь воды в шахте п о­
вышается, а когда вода спадает пон ижаетс я . Поверхность воды в
шахте становитс я
своеобразным
поршнем, которы й дв ижется и про­
гон яет воздух через турбину. Хотя
поток воздуха все в рем я мен яет
направление, конструк ц и я турби н ы
такова, что нап равле н ие е е враще­
н и я от нап равле н и я потока воздуха
не зависит. Как обычно, турбина
вращает эл ектрогенератор. Задача
решена - мех а н и ческая
энерги я
пр ибоя п ревратилась в удобную
дл я использован и я электри ческую.
Мощность экспериментал ьного
блока - 400 киловатт. Если его
эксплуатац и я ок ажется ус пеш ной,
н и чего н е препятствует постройке
цело й цеп и таких блоков, которые
смогут производить бол ь ш и е к оли­
чества энерг и и .
В с е п одобного рода экспери­
ме нтал ь н ы е установки пока е ще
очень н есовершен н ы . Не ясно, мож­
но ли вообще создать мощную вол­
новую электростан ц и ю? Как она бу­
дет себя вести п р и шторме? Мо­
жет быть, ген ераторы н е выдержат
сил ь н ых вол н ? Абсол ютно неясно,
существуют л и материалы, способ­
ные дол гое время в ыдержи вать
возде йств и е морской воды, не п од­
вергаясь коррозии,- ведь необхо­
ди мость в частой замене п роржа­
вев ш и х узлов может оказаться эко­
ном и чес к и невыгодной . В общем,
вопросов пока бол ьше, чем ответов.
Остается лишь н аде яться, ч то уси-

л и я ученых п р и н есут плоды и о г­
ром ная энер г и я мо рс к и х вол н пере­
станет расходоватьс я в пустую, н е
внося своего вкл ада в мировой
энергетичес к и й баланс.
Есть еще один исто ч н и к энер г и и ,
закл юченной в океане, который бу­
доражит воображен и е и зобрета­
телей. Это - энергия морски х тече­
н и й , могу ч и х рек в океане, несу щ и х
невообразимые массы в о д ы . К руп­
н е й ш и е из них - Гол ьфстр и м и Ку­
рос ио - несут, соответстве н но, 83 и
55 м иллионов куби чес к и х метров
воды в секун ду . С то ч к и зрен и я
энергети к и , это озна чает п р и мерно
3
м и л л и арда
н е и спользова н н ы х
киловатт ! Трудно пройти м и мо
столь обильного и постоян ного ис­
точ н и ка энерги и . Проекты использо­
в а н и я энер г и и морс к и х течен и й н а
благо л юдей не застав и л и себя
ждать.
Существо вание океанск и х тече­
н и й отметил еще Хр истофор Ко­
лумб. В своем п л а в а н и и к бере гам
Южн о й Амер и к и он попал в п олосу
быстрого западного течен и я . Тог да
вел ик и й
путешеств е н н и к
сделал
в своем днев н и ке прим ечател ь н у ю
запись : « Я сч итаю док аза н ным, что
воды морей, как и небеса, движут­
ся с востока н а запад)) . Но еще мно­
го веков п р и ч и н ы воз н и к новен и я
устой ч и в ых тече н и й в океане оста­
в ал и с ь
н е в ы яс н е н н ы м и .
Тол ь ко
в 1 835 году Гас пар Густав де Кор ио­
л ис, знаме н итый французск и й мате­
мати к и мех а н и к , опубл и к овал ра­
боту, в которой вывел ур ав н е н и я ,
описывающие в л и я н и е враще н и я
Зем л и н а возн и к новение воздуш н ы х
и водных течен и й , и обнаружил
существова н и е н е и звест н ы х ранее
сил, назван н ы х кор иолисовым и . В
честь Кориолиса получил и м я раз­
рабатываемый в С Ш А проект ис­
пользова н и я энер г и и американской
части Гол ьфстр има - Флоридского
тече н и я .
Это течен и е несет в п я тьдеся т
р а з бол ь ше воды, ч е м в с е рек и
мира. Да и скорость его довол ь н о
п р и л и ч н а я - свыше 8 километров
83

ГЛ А ВА 4

явил ись проекты извлече н и я и з
океана и этой энер г и и .
Собствен но, н и ка к и х новых науч ...
н ы х проблем испол ь зование тепла
океан а н е став ит. Более ста лет
н азад французс к и й физик д' Арсон­
использовать
валь п редложил
и ме ющуюся в океане разность тем­
ператур дл я получе н и я энер г и и .
П р и н ц и п дейст в и я морской тепло­
вой эл ектростанци и п рост : теп лая
океанская вода н аправл яетс я в
теплообменник, в к отором испа­
ряется какая-либо н и з кок и п я ща я
жи дкость (д' Арсо н валь предложил
использовать в ка честве такой жид­
кости аммиак, температура кипен и я
которого всего ЗЗ,З0С). Пары ам­
миака вращают турбину, выраба­
тывающую эл ектроэнергию, а по­
том поступают в другой те пло­
обмен н ик, в которы й подается хо­
лодная вода с тысячеметровой гл у­
б и н ы , где ее температура все­
го 5 ° С . Пары амми ака ко нденси­
руютс я , амм иак в н ов ь поступает
в перв ы й теплообме н н и к . Цикл
повторяется .
Казалось бы, все доволь но прос­
то, но тех н и чески е труд ности в осу­
ществлен и и такого п роекта оказа­
лись немал ы м и . Совсем н е п росто
и з гото в и т ь
т е п лообме н н и к
дл я
столь неболь шой разницы темпе­
ратур, нелегко поднять воду с
большой глуб и н ы , сложно передать
энер г и ю н а берег.
Тем не менее еще в 1 929 году
соотечествен н и к д' Арсонваля Жорж
Клод совер ш ил первую попытку из­
влечь тепловую энер г и ю океана и
преобразовать ее в электри чес кую.
Чтобы
не
задумываться
над
проблемой передачи энергии н а
сушу, Клод построил свою электро­
станцию на берегу зал ива Матан­
сас н а Кубе . Это была станция,
работающая в так называемом от­
крытом цикле : н агретая морская
вода использовалась дл я приведе­
н и я в де йствие паровой установ ки,
а затем сбрасывал ась обратно в
океан. Открытый цикл очень ус­
ложнял
установ к у - ведь
ч тобы

в час . Ученые подсчитал и : есл и
удастся извлечь хотя бы 4 % заклю­
чен ной в тече н и и энерги и , м ощ­
ность ста н ц и и могла бы составить
один-два миллиона киловатт.
По проекту « Кориолис>> у по­
бережья Флориды должны быть
установлены десятки
гигантс к и х
труб , разме ром с городской квар­
тал с закл ю ч е н н ы м и в н и х водя­
н ы м и турб и н а м и . З а я коре н н ые на
н ебол ьшой глубине, о н и смогут
так же непрер ы в н о, как п осто я н н о
само т е ч е н и е , вы рабаты вать эле­
ктроэнер г и ю , которой, по рас ч етам
а второв проекта, должно хватить
дл я удовлетвор е н и я всех нужд шта­
та. Экологически этот способ пол у­
ч ен и я энергии совершенно ч ист,
окружающая среда н е загр я з н я ется .
Высказывал ись опасе н и я , ч т о и з-за
работы турби н в океане могут воз­
н и кать о гром ные вол н ы, но исследо­
ван и я показал и , что вол н ы не пре­
высят обы ч н ы х . Ко неч но, трудности
осу ществле н и я п роекта - и тех ни­
ческие, и экономи ческие - о гром­
ны. Изобретател и , однако, н е те­
р я ют оптимизма.
Возможно, в недал еком буду­
щем пройдут первые эксперимен­
ты н а небол ь ш и х модел ях агрега­
тов . « М и н и -Кориол ись1» предпола­
гается устан овить у берегов Ав­
страл и и , в Торресовом проливе, где
скорость морского тече н и я со­
став л я ет 1 5 километров в час. Под­
вод н ы е турби н ы диам етром около
шести метров и мощностью 400
кил оватт послужат хорошей мо­
делью, на которой и зобретател и
смо гут отработать основ ные узлы
будущи х турбин-гигантов.
Не тол ько механи чес кой эн ер­
гией - энергией п р и л и вов, морс к и х
течен и й
и
вол н - богат океа н .
Это - сам ы й бол ь шой н а Земле ак­
куму л ятор тепловой энерги и . На по­
верхности океана в тропиках вода
нагрета до 20-2 5 ° С . В глубине она
гораздо холоднее. А есл и есть раз­
ность тем п ератур, значит, есть и
возможность получе н и я энер г и и .
Поэтому в послед н и е годы по84

НЕНСЧ ЕРП.t.ЕМЫА Н СТОЧН НК

BOJlA
CPEJlHEli
Т Е М П Е РА­
ТУРЫ

•�8h�•JTYPБllHA

Схема и вне шн. и й ви д э.л,ектроста н. ции 1t O TEK11

преврат11ть воду в пар п р 11 н 11зкой
температуре, нужно создать вакуум
(пр11 нормал ьном давлен 11 11 , как 11 з­
вестно, вода к 11 п 11 т пр11мерно пр11
1 00° С, 11 температура к11пен 11 я сн11жается только с паден 11ем давле­
н 11 я ) . Изобретател ю удалось п ре85

одолеть затруд н е н 11 я , 11 первая
электростанц11я, 11спол ьзующая теп­
ловую энер г 11 ю океана, вскоре дала
ток. Мощность ее состав11ла 22 к11ловатта, но чтобы 11 х получ11ть, п р 11ход11лось трат11ть 80 к 11ловатт на ра­
боту вакуум-насоса 11 насосов, п о­
дающ 11 х холодную воду по трубе
дл 11ной два с поло в 11 н о й к 11лометра.
Но цел ь 11 зобретател я была дост11 г­
нут а : энерг11ю получ11ть удал ось !
Дальней шем у совершенствова н 11 ю
установ к 11 поме шала авар 11 я - в о
время шторма была поврежден а
11 у несена в море труба для п ода ч 11
холодной воды . Экспер 11мент п р 11шлось п рек рат11ть.
Впоследств 11 11
Клод сделал еще нескол ь ко попы­
ток постро11ть энергет11 ческ11е уста­
новк11, 11спол ьзующ11е теплую воду
троп11 ческ 11 х море й . Все о н 11 за­
верш 11л 11сь неуда чей. Тол ько в н а­
ш 11 д н 11 , 11спользуя дост11же н 11 я н ау­
к11 11 тех н 11 к 11 , возобнов 11 л 11сь по­
пытк11 11спол ь зовать тепловую энер­
г11ю океан а . Спец11ал11сты раз н ы х
стран объед 11 н 11л11сь дл я разработк 11
11 выпол н ен 11 я обш 11рной программы
11сследован 11 й , получ 11 в ш е й назван11е
«ОТЕК>> .
С ав густа п о н о ябрь 1 979 года
вбл 11 з 11 Гавайск 11 х островов про11 зво­
д11лась пробная эксплуатац11 я уста­
новк11
« М 11 н 11-ОТЕК»
мощност ь ю
5 0 к 11ловатт. В н е й в ка честве тепло­
нос11теля
11споль зовался
ж11дк11 й
пропан, а в к а честве п р 11 вода гене-

ГЛ А В А 4

Мут ШJ вская сква ж ина на Камчатке. Здес ь будет построена Мутно вска я гео терма.л. ь на я
э.л.е ктро станция.

ратора - тур б и н а высокого давле­
н и я . Эти усовершенствова н и я дали
возможность существе нно п ревзой­
ти результат Жоржа Клода . Испь1тан и я мал ютки прошли вполне
удовлетворител ьно, и новая стан­
ция, «ОТЕК- 1 )), мощностью уже
тыся чу к и л оватт готов итс я к спуску
н а воду . Испытан и я этой станц и и
должны п родолжаться три года. Ис­
следовате л и хот я т выясн ить, не бу­
дут ли портиться теплообме н н и к и ,
которые невозможно предохран ить
от попада н и я водоросле й и м и к ро-

скоп и чески х обитател ей океана бактер и й .
А пока разрабатываютс я кон­
струкции уже гораздо более мощ­
ных станций, п р и годных для п ро­
мышленного прои зводства эн ер г и и
т а к и м способом. Разрабатываются и
разл и ч н ы е методы испол ь зован и я
получен ной энер г и и - о т передачи
ее н а землю п о подводному ка­
бел ю до п р и ме н ен и я ее на месте
дл я получен и я водорода ил и ам­
миака.
Предлагаются и совсем экзоти86

Н Е И С Ч Е Р П А Е М ЫН ИСТОЧНИК

Т ермальные исто чники вблизи камчатског о вулкана Ходутка .

Т еплицы совхоза f1 Термальный » обогрева е т тепло Мутновской сква­
ж и ны .

ческие проекты. В одном из н и х
рассматривается, например, воз­
можность установки электростанции
прямо н а айсбер ге. Холод, необхо­
д и м ы й дл я работы станции, можно
получать ото льда, а п олучен ная
энер г и я используется для передви­
жен и я г и гантской глыбы заморо­
жен н о й пресной воды в те места
зем ного шара, где ее очень мало,
н а п р и мер в стра н ы Ближнего Вос­
тока .
Другие учен ые предлагают ис­
пользовать полученную энер г и ю
дл я орга н изац и и морск и х ферм,
прои зводящих п родукты п итан и я .
Взоры ученых п остоянно обра­
щаются к н е исчерпаемому источ­
н ику энер г и и - океану.
Океан, в ы п естовавш и й когда-то
саму ж и з н ь на Земле, еще не раз по­
служит человеку добрым помощ­
н и ком.
Схема fm од з емпой ко ч егар t>иJJ .

Но не тол ько океан хранит ог­
ром ные запасы энерги и . Не мен ь­
шее ее коли чество содержится
в земных недрах.
Издав н а люди знают о сти х и й­
н ы х проявле н и я х г и гантской эн ер­
г и и , таящейся в недрах земного
шар а . Память человечества хра н и т
преда н и я о катастроф ических и з­
верже н и я х вулканов, ун есш и х мил­
лионы человеческих жизней, не­
узнаваемо изме н и в ш и х обл и к м но­
г и х мест на Земле. Мощность и звер­
же н и я даже срав н и тельно неболь­
шого вул кана колоссал ьна, она м но­
гократно п ревышает мощность са­
мых крупных энергети ческ и х устано­
вок, создан ных рукам и человека.
Правда, о непосредствен ном испол ь­
зова н и и энерг и и вулка н и ческ и х и з­
верже н и й говорить н е при ходится нет пока у л юдей возможностей
обуздат ь эту непокорную стихию,
да и, к с частью, и зверже н и я эти
достаточно редк ие событи я . Но это
проявле н и я эн ергии, таящейся в
зем н ы х недрах, когда л и ш ь крохот­
н а я дол я этой н е исчерпаемой энер­
г и и н аходит в ыход через огнедыша­
щие жерла в улканов.
Зама н ч и вы е
перспект и в ы
ис­
пользован и я энерги и , н аходящейся
буквал ьно под ногам и , уже дав но
при влекают в н иман ие. К сожале­
н и ю , л юдям еще не удалось до­
статочно глубоко прони кнуть в нед­
ра Зем л и , ч тобы досконально и зу­
ч ить процессы, протекающие в ее
глубинах. и з вестно л и шь, что в цен т­
ре Земл и находится расплавлен ное
ядро, имеющее температуру в не­
скол ько тыс я ч градусов. Тепловой
поток, идущ и й от ядра к поверх­
ности, прогревает Зем л ю н асквозь.
Только п лохая теплопроводность
пород, слагающи х земную кору,
обеспечи вает пр иемлемую дл я л ю­
дей температуру зем ной поверх­
ност и . С углублен ием температура
неуклонно растет . Дл я бол ьшинства
мест н а Зем ле геотерми ческая
ступень - глуби на,
при
которой
температура повышается н а оди н
градус,- составляет около 30 мет-

НЕИСЧЕРПАЕМЫR ИСТОЧНИК

надлежит приор итет в использо­
ван и и тепла подзе м н ы х источн и ков
(еще дре в н и е р и м л я н е к знаме н и ­
т ы м б а н я м - терм ам Каракал л ы подвел и воду и з-под земли), жите­
ли это й маленькой северной стра н ы
эксплуатируют подзем ную котель­
ную очень интенсивно. Стол ица Ре й кь я в и к, в которой проживает
полов и н а н асел е н и я страны, отапли­
вается только за счет подземных
источ н иков.
Но н е тол ько дл я отоплен и я чер­
пают л юди энер г и ю и з глуб и н зем­
л и . Уже дав но работают электро­
ста н ц и и ,
использующие
гор я ч и е
подзем ные источ н и к и . Первая такая
электроста нция, совсем е ще мало­
мо щная, была п остроена в 1 904 го­
ду в н ебол ьшом итал ьянском го­
родке Лардерелл о, названном так
в честь фран цузского и нженера Лар­
дерел л и , к оторы й еще в 1 827 году
состав ил проект использован и я м н о­
гоч исл е н ных в этом районе гор я ч и х
источ н и ков . П остепен н о мощность
эл ектростан ц и и росла, в строй всту­
п ал и все новые агрегаты, испол ь зо­
вались н овые источ н и к и гор ячей
воды, и в н а ш и д н и мощность стан­
ции дост и гла уже внуш ительной
вел и ч и н ы - 360
тыс я ч
к и л оватт.
В Новой Зеланди и существует такая
электростан ция в районе Вайраке и ,
ее мощность 1 60 т ы с я ч к и л ов атт.
В 1 20 километрах от Сан-Франциско
в США произв одит эл ектроэнергию
геотермал ьная ста н ц и я мощностью
500 тыс я ч к и л оватт.
С 1 966 года де йствует геотер­
мал ьная электростан ц и я на Кам чат­
ке, вбл изи реки П аужет к и , ее мощ­
ность дости гает 1 1 тыся ч киловатт.
Это - протот и п мощной кам ч ат­
ской геотермал ь н о й стан ци и Мут­
новской, проектирование которой
уже н а чалос ь .
Здесь, у подножи я действую­
щего вул кана Мутновс к и й , н ахо­
дятся грандиозные запасы гор я чей
воды . Особе н н ости геологи ческого
строе н и я этого района таковы, что
дождь и с н ег, в и зобил и и выпадаю­
щие в окрестностях вулкана, не

ров . Но име ются обл асти, где эта
сту пень составл яет 2-3 метра,
а иногда - даже полметра. Эти-то
области и
и збрал и для сво и х
изыскан и й специал исты по исполь­
зов а н и ю в нутр и земного тепла.
Обрат имся к фактам . Огромное
озеро горячей воды, площадью
более 400 квадратных километров,
обнаружил и геологи н е глубоко под
землей в Дагестан е . Даровая горя­
чая вода сразу пошла в дело она обогревает квартиры и теп л и­
цы, обеспечи вает гор я чее водо­
снабже н и е . Уже 350 тыс я ч человек
по утрам умываются подзем ной го­
рячей водо й .
В соседней Чече но-И н гушети и
невольно при шлось проделать уни­
кал ь н ы й экспер имент. Дело в том,
что подзем ные источ н и к и , м ного
лет п и тав ш ие горячей водо й теп­
л и цы, стал и иссякат ь . Выход был
од и н - п о п ы т а т ь ся
использовать
тепло земных недр по замкнутому
циклу : закачивать отработанную и
остывшую воду обрат но под землю,
попол н я я обеднев ш ие запасы. Пять
мес яцев продолжал ся, казалось бы,
бесплод н ы й экс перимент.
Через
п ять месяцев давл е н и е н а выходе
скважины вновь стал о расти. Опыт
заверш ился полной победо й уче­
ных - теперь подзем ная циркул я­
ционная система действует бес­
перебойно. Так ая же с истема ото­
пления задума н а и дл я строяще гося
в Париже нового зда н и я музея
науки и тех н и к и .
Мален ькая европейская страна
Ис ландия - «Страна л ьда» в до­
п е р е в о д е - п ол н о с т ь ю
с л о в ном
обеспечи вает себя помидорами, яб­
локами и даже (ед и н ственная в Ев­
ропе) бан анам и ! М ногочисленные
исландские тепл ицы получают энер­
гию от тепла земли - други х мест­
ных исто ч н и ков энерг и и в Исландии
практи чески н ет . Зато очень богата
эта стран а гор я ч и ми исто ч н и ками и
знамен итыми
гейзерами - фон та­
нами горячей воды, с точн остью
хронометра вы рывающейся и з-под
земл и . И хотя н е и сландцам при89

Г Л АВА 4

мен тал ьная система неплохо, но до
построй к и промы шлен н ы х электро­
стан ц и й такого типа е ще, ко нечно,
дал еко. Но даже н и зкотемператур­
ные источ н и к и существуют дал еко
не везде, а зем ные недра н а греты
до высок и х тем ператур повсюду.
Существуют проекты созда н и я в
нужных местах искусствен н ых горя­
ч и х исто ч н и ков. Для этого пред­
лагаетс я пробурить две скваж и н ы
д о т а к о й глуб и н ы , ч тобы темпера­
тура окружающих пород состав ляла
300-400° С . В одну и з скважин за­
качи вается холодная вода, из дру­
гой н а поверх ность п оступает п ере­
гретый в подзем ном естествен ном
котле пар.
Геотермал ь н а я
электрост а н ц и я
подобного т и п а строится в Закар­
патье. Строител и уже пробурили
одну скважину до н ужной глуб и н ы ,
п р и сту п и л и к буре н и ю второй . За­
карпатская Г ео ТЭС, мощность пер­
вой
очереди
которой
составит
1 О тыс я ч киловатт, станет у н и 1<ал ь­
н ы м пол игоном, на котором прой­
дут проверку м н огие тех н и ч еские
решен и я . В перспективе мощн ость
этой стан ц и и возрастет во много
раз.
Преп ятствием для
ш ирокого
разв и т и я так и х ста н ц и й может стать
н и зкая теплоп роводность горн ых
пород, которая не позвол ит с н ять
со стенок скваж и н ы достаточ ное
кол и ч ество тепла. Поэтому ученые
изучают возможность провести в
основан и и ск важи н ы взрыв (воз­
можно, даже ядерн ы й !), которы й
создал бы многоч ислен н ы е тре­
щ и н ы и полост и . С разветвленной
поверх н ости ис кусственной пещеры
можно было бы получить гораздо
бол ьше теп ловой энерги и .
Существуют еще более дерзкие
проекты - добраться до раскален­
ной до тыся ч и градусов магмы,
в которой как бы плавает зем ная
кора. Направленная в скважи н ы
вода м гновен н о превратится в пар,
которы й сможет вращать турби н ы
колоссал ьной мощност и . Осуществ­
ление этого проекта - дело очень

пол ност ь ю скатываются в океан.
Большая ч асть воды прон и кает в
тол щу зем л и н а глубину ч етырех­
пяти километров, где н едра нагре­
ты до очень высокой темпера­
тур ы . Там вода превращается в пе­
регретый пар, к оторы й сквозь рас­
трескавшуюся вбл изи вул кана зем­
лю выходит н а п оверх ность, созда­
вая паровые фонтаны, в и зоб и л и и
ра зброса н н ы е п о рав н и н е . П а р и з
эти х фонтанов обы ч н о непригоден
дл я прои зводства электроэнерг и и .
Поэтому геологи бурят специал ь н ы е
скважи ны, по которым пар посту пит
к турби н ам будуще й электростан­
ци и . Наиболее уда ч н ые из эти х
скважи н, добрав ш и хся до бол ь ш и х
глуби н , дают п а р а стол ь ко же,
сколько хорош и й паровой котел до 80 тон н в ч ас с температурой
230° С . Пя ть-шесть так и х скважин
обеспечат первую очередь геотер­
мал ьной Мутновской электростан­
ц и и мощностью 50 тысяч киловатт.
В дал ь нейшем мощность этой стан­
ции м ногократн о возрастет .
Та к и х мест н а земле, где рас­
положен ы
глуби н н ые
и сточ н и к и
перегретого пара, очень немного,
все о н и наперечет. Знач ител ьно
больше и сто ч н и ков, в которых вода
нагрета до гораздо более н и з к и х
температур . Их тоже н е обошли
в н и ма н ием у че н ы е в поисках новых
исто ч н иков энерг и и , хотя экспери­
ме нты по использован и ю н и з ко­
температурных подзем ных вод еще
не в ы ш л и из н а чал ьной стади и .
П р и н ц и п получен и я энергии с
помощью подзе м н ы х вод, н агретых
до температур всего 65- 1 00° С,
п р и мерно такой же, как в проекте
«ОТЕ К )) , испол ьзующем энерг и ю
нагретой воды океа н а . В экспер и­
ментал ь н о й модел и турбо генера­
тора мощность ю 5 тысяч киловатт
поступающая и з-под зем л и вода
нагревает жидки й изобутан, заклю­
чен н ы й в замкнутую систему . При
нагреве и зобутан испар яется, его
пары под давлением поступают н а
турбину, которая при водит во вра­
щен и е генератор . Работает экспери90

НЕ ИС Ч Е Р П А Е МЫИ ИСТОЧ НИК

отдал ен ного будущего; слиш ком
м ного трудностей ожидает ученых,
которые дерзнут добраться до цар­
ства Плутона.
Сред и многоч исл е н н ых
п роблем, которые придется решат ь бу­
дущим проектировщи кам и строи­
тел ям геотермал ь н ы х электростан­
ций, дал еко не последнее место
за н и мают проблемы экологические.

Подземные воды в ы н ос ят н а по­
верх ность н е тол ько тепло, но и
растворе н н ы е в н и х разл и чные
вредные вещества. Эти вещества
могут н е только разрушать н асосы ,
турби н ы и трубы, н о и загр язнять
воздух и воду вбл и з и геотермал ь­
н ы х стан ц и й . Воз н и к н ет, следова­
тел ьно, серьезная п роблема оч ист­
ки п одземных вод.

От " летающего острова» Лапута Джонатана
Сви фта до современного супер э кспресса на
магни тно й поду ш ке .

Гnава

5

ВВЕ РХ И ВНИЗ П О ШКАЛЕ ТЕМПЕРАТУР

В поисках энер г и и человек не
только осваи вает природные и сточ­
н и к и , под н и м ается в атмосферу и
прон икает в недра земл и , уходит
в океан и в космос. Логика разви­
тия те х н и к и п р и водит к тому, что
находить пути к энергетичес кому
и зоб и л и ю п р и ходится в разных кон­
цах температурной ш кал ы : и н а дне
температурного колодца, в стран­
ном и загадочном м ире невообра­
зимого косм и ческого холода, и там ,
где цар ит нестер п и м ы й жар, такой,
какой встречается лишь в раска­
ле н н ых звездах .
. . . В конце XV I 1 1 века Нидерлан­
ды были оккуп ированы наполео­
новски м и арм и ям и . Как раз в это
время на одном нз судоходных ка­
налов в це нтре Лейде н а в зорвался
корабл ь, нагруже н н ы й боеп р и п а­
сам и . Взр ы в был н астол ько силен,
что все построй к и н а обоих берегах
канал а оказал ись смете н ы . С тех
пор лейденцы н азывал и этот район
руи н ам и . Здесь н и кто не стро ился,
и постепенно развал и н ы сро в н я­
л ись с землей. Берега канала пре­
вратил ись в зарос ш и й бурья ном
пустырь . Но в 80-х годах прошлого
века сюда п р и ш л и строител и, и
вскоре на левом берегу кан ала под­
нялось с ветлое трехэтажное здание
Ле йденского ун и верситета.
Из всех возмож н ы х направл е н и й

исследован и й предпочте н и е в ун и­
верситете отдавалось эксперимен­
тал ьной ф и з и ке . Особен ного раз­
в и т и я физи ческ ие исследован и я до­
стигл и при Гейке Камерл н н г-О нес­
се, в посл едств и и и н остра н н ом чле­
н е-корресп онденте Академ и и н аук
СССР, п о сут и дела п реврат и в шем
весь уни верситет во всем ирно и з­
вестную л аборатор и ю н и з к и х тем­
ператур , позже названную е го име­
нем.
О н занял под свои - исследова­
н и я почти все зда н и е у н и в ерситета,
разработал и построи л нев идан ные
по тем временам холоди л ь н ые ус­
танов к и , основал ш колу высококва­
л и ф и цирован н ых рабо ч и х и нау ч н ы й
жур н ал . Темат ика исследован и й ла­
боратор и и была огра н и чена только
н и зк и м и температурами и совер­
шен но кон кретной цел ь ю - ожн­
жнть гел и й , что до сих пор н и кому
не удав алось .
Хорошее тех н и ч еское оснаще­
ние лаборатор и и дало себя зн ать
довольно быстро. В тече н и е мес я ца
оказались п реодол е н н ы м и первые
ступени в температур н ы й коло­
дец - ожн же н ы кислород, неон,
водород .
Все газы был и ожнже н ы , и более
того - боль ш и н ство доведено даже
до твердого состоян и я . Только оди н
гел и й п о-прежнему не поддавался
93

ГЛА В А 5

обл асте й, бл и з к и х к абсол ютному
нул ю.
Господствующей в то время
была следующая точ к а зре н и я : есл и
тем пература образца снижается , то
это озна чает, что кр исталлическая
решетка материала все м е н ь ше н
ме н ь ше колеблетс я . Вероятность
того, ч то электро н - носител ь эле­
ктр и чества - стол к нется с ре шет­
кой н затормозит свое движение
(грубо говоря, в этом сущность
электр и ч ес к ог о
с о п ро т и в л е н и я ) ,
будет становиться все мен ь ше.
Стал о быть, с уме н ь ше н и ем тем­
ператур ы сопроти вление металла
дол жно с н и жаться н в при н ц и пе
равн ятьс я нул ю п р и нулевой абсо­
л ютной тем пературе. Но в экспери­
менте абсол ютн ого нуля дост игнуть
невозможно, н поэтому учен ые сле­
д и л и за характером кривой электри­
ч еского сопротивле н и я при пон иже­
н и и температуры.
На чал и с хорош и х электропро­
вод н н ков - медь, алюм и н и й , се­
ребро. Все и змерен и я пол ностью
подтверждал и и зложе н ную выше
точку зре н и я . Следующей на оче­
реди оказалась твердая ртуть (ко­
нечно, тверда я , вернее замерз­
шая,- ведь температура была всего
л и ш ь н а нескол ь к о градусов выше
абсол ютного н ул я ! ) . И вот тут-то
н ожидал ученых сюрприз, да еще
какой !
Пока сопротивление ртути и з­
мерялось в диапазоне 1 5, 1 О, 5,
все ш ло нормально , как н в дру­
гих
исследованных
металлах.
Но как тол ько темп ература с н и­
зилась до 4, 1 К, случ илось н еож и­
данное : пр ибор показал , что со­
противление образца равно нул ю,
хотя до тем п ературн ого нул я оста­
валос ь еще бол ьше 4 К! Это каза­
л ось поразител ь н ым . Д л я физика
исчезновен и е электр и ч еского со­
проти влен и я было равносильно ис­
чезн овен и ю земл и нз-под ног.
Конечно, первым было предпо­
л оже н и е, что с сопротивлен ием все
в п ор ядке, а вот прибор, наверное,
испортился . Е го зам е н и л и другим,

ус и л и ям уче н ы х . Уже раздавались
голоса, чт о, может быть, гел и й за­
н и мает среди газов какое-то особое
положе н и е н именно н з-за этого н е
превращается в жидкость .
Онесс не сдавалс я . Он упорно
совершен ствовал аппаратуру, ведь
каждый новый градус холода дости­
гается неи мовер н ым трудом. Холо­
дильные м а ш и н ы работали по не­
скол ьку суток . Все б л иже дно тем­
п ер атур н ого колодца - 20 градусов
абсол ютной ш калы, 1 0, 5 . . . Гел и й
в с е тот же, к ажется , совершенно
н е склонен был к ожижен ию.
С н а чала опытов !1рошло уже
более десятка лет , когда темпера­
тура в дь юаровском сосуде опус­
тилась до 4,2 градуса. И тогда в
сосуде появ илось н ебол ьшое об­
лачко тумана. Это - хорош и й при­
знак. Ведь все остал ьные газы н
п ары, которые н з-за н еч истоты опы­
та могл и бы остать с я в сосуде, давно
уже смерзл ись . В сосуде тол ько
гел и й, туман может быть образова н
т о л ь к о н м . Знач ит, непр исту п н ы й
гел и й н а ч ал превращаться в жид­
кост ь ! Температура понемн огу с н и­
жалась, эксперимент продолжался.
В конце восем надцатого часа на
стекл я н ном дон ы ш к е сосуда по­
явился тон к и й слой л егкой к и п ящей
жидкост и , н астолько прозрачной,
что разгл ядеть ее удавалось с тру­
дом . Это н был дол гожда н н ы й ге­
л и й . Это произошло 1 О июля 1 908
года . Теперь в распоряже н и и у че­
ных была возможность и зу чать
свойства веществ при самых н и з к и х ,
получен н ы х человеком , темп ерату­
рах. И эксперименты начал ись.
В журналах появл я ются все новые
н новые результаты и змерен и я
теплоем костей газов н твердых тел
при сверх н и зких температурах, опу­
бл и кован ы и зотермы газов. Ч ерез
три года п р иступ и л и к измере н и я м
удел ь н ы х эл е ктр и ч ески х сопротив­
лен и й п ровод н и ков.
Ученых и н тересовало, как же
будет и змен яться эл ектри ческое со­
противление п ровод н и ков, когда н х
температура, сн ижа ясь, дости гнет
94

ВВЕРХ И ВНИЗ П О Ш К А Л Е ТЕМПЕРАТУР

гн и . Более того, этот нагрев ста вил
предел созда н и ю мощных эле ктри­
чес к и х и магн итных полей ( сл и ш ком
вел и к и становились потери энер­
гии), а значит, и п редел повыш е н и ю
мощности энергети чес к и х устройств.
По н ятно, ч то перспектива созда­
н и я электр и ческих обмоток без
сопротивле н и я и без нагрева не­
вероятно увлекла электроте х н и ко в .
Проекты
сверхпроводящих уст­
ройств не заставили себя ждать.
Но расчеты не оп рав дал и с ь .
О казалось, что по сверхпроводни ку
может те ч ь ток не всякой вели ч и н ы .
Как тол ь ко вел и ч и н а тока превос­
ходит не которое значе ние (позже
назван ное крити ческим), ток вы­
клю чает сверх проводи мость . Ток
этот о казался настол ько малым,
что постро йка сверхпровод я ще го
маг н и та и з ртути, с в и н ца и л и олова
станови лась практи чески бес полез­
ной. В ы яснилось также, что не
только ток способе н «В Ы КЛ Ю Ч ИТЬ »
свер хпроводимость, она исчезала
и под действием даже слабы х маг­
нитных полей, не п ревышающи х
соте н эрстед.
Те х н и ческая революция не со­
стоял ась. Пораз ител ьное явление
сверхпроводимости, казалось, на­
всегда оста нется физи ческо й и г­
рушкой, л юбопытне й ш и м курьезом,
как бы ол и цетворяющим вечное
движе н и е . Постепенно все бол ь ше и
больше исследовательск и х гру п п
прекращал и и зуче н и е свер хпрово­
ди мости . Возроди вш иеся было на­
дежды - в начале 30-х годов было
обнаружено, что для неко торых
сплавов крити ческое значение маг­
н и тного поля превышает 1 5 ты.с я ч
эрстед,- были перечерк нуты авто­
ритетн ы м заключением В. Кеезома,
сме н и в шего Г. Камерл и н г-О несса
на посту ди ректора Лейденской
лаборатор и и . Измерив крити ческ и й
ток проволоки и з сплава св и н ца

но все остал ось по-прежнем у : как
тол ько температура
о пускалась
до 4, 1 ° , сопроти вление ртути стано­
вилось нулевым. Ученые заме н я л и
образцы, н ам н ого увел и ч и л и чув­
ствител ьн ость п р иборов, но н е тут­
то было - как и прежде, сопро­
тивление столбика ртути исчезало.
Новое явле н и е полу чило название
«сверхпроводи мость>> .
Статья с описанием открытия
вы звала всеобщий , и н терес . За ней
последовал и десятки новых со­
обще н и й , которые допол няли, под­
кре п л я л и и расш иряли открытие.
Выяс н илось, что не тол ько ртуть
обладает свойством сверхпроводи­
мости . Другие металлы, на пример
свинец и олово, тоже становятся
сверхпровод н и ками при глубоком
охлажде н и и . С другой стороны,
оказалось, что лучшие проводники
электри чества - медь и серебро вовсе не обладают таки м свой­
ством.
Долгое время н и оди н физик
не мог дать этому уди в ительному
явле н и ю убедительного теорети­
ческого и стол кова н и я . Но экспе­
риментал ь н ы е факты представляли
огромный и н терес не толь ко дл я
физиков. Открытие сверхпроводи­
мо сти сразу же выз вало к жизни
м ножество зама н ч и вых проектов,
относящихся в первую очередь к
области эле ктроэнергетики .
Любое эле ктр и чес кое устрой­
ств о - генератор, дви гател ь, транс­
форматор - н агревается , когда по
е го обмоткам течет то к . Это тепло
возни кает за счет электрической
энерги и вследствие неумоли мого
закона
Джоуля - Л е н ца,
глася­
ще го, что любой ток, проходящи й
п о проводн и ку с не которым эле к­
трическим сопроти влением, отдает
в этом сопроти вле н и и часть своей
энерги и, превращающейся в тепло.
И ногда эта энергия исполь зует­
ся,
например,
в электри чес к и х
обогревателях, п л и тках, подушках.
Однако в бол ь ш и нстве случаев теп­
ло вое
н а гре в а н и е
п р о в од н и ко в
является напрасной потерей энер-

С

В И С М УТОМ,

ОН

ВЫЯСНИЛ,

ЧТО

ЭТОТ

ток сли шком мал и сделать и з такой
проволо ки сколько-нибудь це н н ы й
маг н и т невозможно. Впоследстви и
выясни лось, что Кеезом о ш и бся, но
95

rnABA 5

при гово р
«бесперспективной»
сверх п роводимости был уже вы­
несе н .
Примерно в это ж е врем я в
Харь кове работала боль шая гру ппа
фнзнков, которой руководил док­
тор Л. В . Шубн иков. Ученые всего
мира еди нодушно при знают, что
гру ппа Шуб н н кова была лучшей
по своей оснаще н ности н знаниям
металлу р г и и
с в е р х п ро в о д я щ и х
сплавов. Не п р и н я в вы воды Кеезо­
ма на веру, харько вская группа п ро­
должала за н и маться сплавам и . Этн
работы легл и в основу последую­
щих теори й , экспериме нтов н от­
крыти й . Однако н харьковским
эксперимен таторам не удалось в те
годы открыть
сверхпроводящие
сплавы, усто й ч и в ы е к сильным маг­
н и тн ы м полям. Не хватало теорнн
сверх п ровод н и ков, оставалось не­
понятным, почему возни кает н ис­
чезает сверхпроводимость .
Но даже если бы в те годы н
появил ись подходящие сверхпро-

водящие материалы, проблема тех­
н и ческого примене н и я это го явле­
ния не стала бы нам ного проще ­
сл н ш ко м сложным н дорогим пу­
тем получали жндкн й гел и й . В су­
перос нащенной Лейденской лабора­
тори и мощным холодильным уста­
новкам п р и ходилось бес прерывно
работать почти трое суток, по­
требл я я о громную энергию, ч тобы
получить меньше литра жидкого
гел и я . Решением зада чи получе н и я
жи дкого гел и я в достаточно бол ь­
ш и х количествах занялся советский
фнзнк П. Л . Кап и ца .
В 1 934 году н м был создан ожи­
житель гел и я ново го типа - порш­
невой детандер. Используя нден
П . Л . Кап ицы, конструкторы со­
здал и
ожнжнтел ьные
установки,
производител ьность которых до­
стнг ла 200 н более л и тров жидкого
гел и я в час! Проблема обеспече­
ния
сверхпроводящих
устройств
жндкнм гелием была снята с по­
вестки д н я . Дело оставалось только

Э нер гоблок мощностью 1 миллио н, 200 тыся ч киловатт .

ВВЕРХ И ВНИЗ ПО Ш К А Л Е ТЕМПЕРАТУР

ниобия с оловом, ученые обнару­
жили совершенно фа нтасти ческие
сверх п роводящие свойства этого
соеди нени я . О казалось, что даже
самое с и л ь ное в то время магнит­
ное поле не в состо я н и и разру шить
сверх п роводи мость сплава. Этими
свойствами обладал и
и
другие
сплавы, в первую очередь сплавы
ниоби я . Теперь можно было при­
сту п и ть к созда н и ю проволо к и , ка­
беле й и ш и н из свер хпроводящ и х
материалов. Путь к сверхпроводя­
щи м электроте х н и чес к и м устрой ­
ствам б ы л открыт.
Ре зул ьтаты не заста в и л и себя
ждать . О ч е н ь бы стро в лаборато­
р и я х у че н ы х появил ись сверхпро­
водя щие электромаг н и ты, с по­
мощью которы х удалось полу ч и ть
ги га нтские магнитные поля, необхо­
димые для и зу че н и я строе н и я ма­
тери и . И з лаборато р и й у че н ы х
свер хпроводящие устройства п р и ­
шли в промышлен ность, в первую
очередь в энергетику .
Захватыв ающими кажутся пер­
спекти вы примене н и я сверхпровод­
н и ко в в обмотках кру п не й ш и х эле­
ктри ческ и х ма ш и н - турбо ген ера­
торов, уста навли ваемых на круп н ы х
электроста нци я х. И х мощность не­
преры вно нарастает. Если срав ни­
тельно недавно
турбо гене ратор
в 1 00 тыс я ч кило ватт с ч и тался
сверх круп ной маши ной, то уже
сейчас сер и й но вы пускаются гене­
раторы в 500, 800 и 1 ООО тыс я ч ки­
ловатт. А не так дав но н а Костром­
ской ГРЭС была уста новлена и
включена в энергоси стему испо­
ли нская машина в 1 200 тыс я ч к и ло­
ватт - два Днепрогэса в одном а г­
ре гате ! По вышение мощности тур­
бо ге нераторов - отнюдь не ги ган­
тома н и я , а вел е н и е време н и : чем
больше мощность е ди н и ч ны х а гре­
гатов, тем меньше удельные рас­
ходы на их и з готовлен ие, м е н ь ше
объем
строи тел ь н ы х
работ
на
электростан ц и я х , дешевле экспл уа­
таци я . А каде м и к И горь Алексеев и ч
Глебов при водит такой п р и мер :
мощэле ктроста нци ю
теплову ю

за подходящими свер х п роводни­
кам и .
По явил ись достиже н и я и у тео­
рети ков. Первым прол и л свет на
при роду сверхпроводи мости совет­
с к и й ф и з и к Л. Д . Ландау. Он первым
сопостав ил два стран ных я в л е н и я сверхпроводимость и сверхтеку­
ч есть (теч е н и е жидкого гел и я без
тре н и я через узкие капилляры) и предположил, что эти явлен и я
родствен н ы .
Сверхпроводимост ь - это сверх­
текучесть весьма своеобразной жид­
кости - электрон н о й .
Идея Ландау оказалась чрезвы­
чайно плодотворной, на ее основе
построе но
бол ь ш и нство
теор и й
сверхпроводимости .
Следующий ш а г был сделан
советски м
одно време н н о
почти
физи ком, академи ком Н . Н . Бого­
любовь1м, и амери кански м и физи­
кам и Барди ным, Купером и Ш р и ф­
фером. Теори я Н . Н . Боголюбова
и теори я БКШ основа ны на пред­
положе н и и , что свер х п роводящие
электро н ы , в проти во вес обы чным,
объеди н е н ы в пары, тесно связаны
между собо й . Разорвать пару и
разобщить электроны чрезвы чайно
трудно . Такие мощные связи по­
дви гаться
эле ктро н а м
звол я ю т
сквозь кристал л и ческую решетку,
помогая друг другу и не встречая
электрическо го сопротивле н и я .
Крупным достиже н ием в о п и са­
н и и сверхпроводи мости стала тео­
рия
Г ЛАГ
( Г и н збург - Ла ндау Абри косо в - Гор ь ков). Эта теори я
позволила расс ч и ты вать и созда­
вать разли чные сверх проводя щие
системы, позвол ила, в частности,
в десятки раз увели чить силу сверх­
проводящих магнитов. За разра­
ботку этой тео р и и а вторы был и
удостое ны в 1 960-х годах Ле н и нской
преми и .
Теор и и п редска зывал и , ч то в
метал л у р г и ч е с к и х
л а бо р а то р и я х
вот-вот появ я тся сплавы с чудес­
ными свойствам и . И практика не
замедл ила
подтвердить теорию.
Уже в 1 96 1 году, и сследуя сплав
7 Э н е р r и я , в е к А•АдцАть п е р в ы й

97

ГЛАВА 5

О бработка ротора мощностью 200 тысяч киловатт .

сто ро н н и х вкл ю ч е н и й , с массой
около 500 то нн, а именно такую
массу должна и меть заготовка ро­
тора
сверхмощного
ге нератора.
В общем, ч тобы в энергетику при­
ш л и «сверхмаш и н ы )) , необходимы
новые те х н и ческие реше н и я . Мо­
жет быть, наиболее перспективным
направле н и е м
в
эне рго м а ш и но­
строе н и и окажется созда н и е ге не­
ратора, использующе го сверхпро­
водящие обмотки .
Если
обмотку
во збужде н и я
электрической м а ш и н ы (по сути,
это - электрома г н и т особо й фор­
мы) сделать и з свер хпроводника,
это сразу же решило бы ряд про­
блем. Во-первых, ис чезло бы нагре­
вание обмоток . Во-вторых, плот­
ность тока в сверхпроводя щей
обмотке может быть в десятки раз
выше, чем в обы ч но й . Такой ток,
протекая по обмотке, создае:r столь
сильн ое магнит ное поле, ч то уже не
нужно сооружать мощный стал ьной
серде ч н и к, ротор можно сделать во
много раз легче. Можно упростить

ностью 4800 тыс я ч ки ловатт можно
оснастить л и бо 1 6 турбоге нерато­
рами по 300 тыся ч киловатт, л и бо
уста новить
6
турбо генераторов
по 800 тыся ч ки ловатт. Рас четы
показы вают, ч то во втором слу чае
будет сэкономлено 6-7 тыся ч то н н
метал ла, 1 О миллионов рублей при
стро и тельстве электростанции, еже­
годно в процессе прои зводства
электроэнерги и будет сберегаться
1 20 тыс я ч то н н топ л и в а .
К сожале н и ю, возможности по­
в ы ш е н и я мощности электри ческ и х
ма ш и н не безгра н и ч н ы . Во-первых,
существует предел мощ ности тур­
богенер аторов современной кон­
стру кци и ,
опреде л я е м ы й
проч­
ностью используемых материалов.
Расчеты показывают, ч то ротор
турбогенератора мощностью свы­
ше 2500 тыс я ч кило ватт разру шится
от возн и к ш и х при е го враще н и и
меха н и чески х
напряже н и й .
Вряд
л и удастся в ближай шем буду щем
изго товить слиток металла, не со­
держащи й примесе й, рако в и н , по98

ВВЕРХ И ВНИЗ ПО Ш К АЛЕ ТЕМПЕРАТУР

И сп ытап ия криотурбог е п ератора.

и конструкци ю статора, убрать и з
н е г о сс л и ш н юю>> стал ь. Благодаря
этому криоге н н ы й турбо генератор
будет и меть зна чительно мен ь шие
габариты и массу по сра в н е н и ю
с трад и ци о н но й машиной то й же
мощности .
Плюсы примене н и я сверхп рово­
ди мости в ге нераторострое н и и оче­
видны. Но п роблем возни кает тоже
н емало. Глав н а я из н и х - создание
и поддержание сверхпроводящего
состо я н и я обмотки ротора. Для это­
го ее н ужн о охладить до очень
низких тем ператур, которые можно
сделать, если обмотка посто я н н о
будет погружена в жидк и й гел и й .
П р и этом следует и меть в виду, что
ротор турбо ге нератора вращается
со скорост ью 3 000 оборотов в м и н у­
ту, поэтом у жидки й гел и й нужно по­
давать в него сена ходу )) . Нелегко
уберечь жидки й гел и й от испаре­
н и я - ведь комнатная температура
дл я н е го столь же, есл и не более,
ссгоряча)), как разогретая докрас на
плита дл я воды . Много выдумки

при шлось приложить конструкто­
рам, чтобы превратить ротор тур­
бо ге нератора еще и в со верше н н ы й
те плонепро н и цаем ы й сосуд - крио­
стат . Специальные меры при шлось
при нять, чтобы защитить ротор от
авари й ного
режима - в незап н о го
исчезнове н и я
сверхпроводимост и .
Шаг з а шагом решал и эти зада­
чи советские ученые. Вна чале ис­
следова н и я проводил и сь на макете
турбоге нератора мощностью все го
1 8 киловатт. Потом была построена
ма ш и н а мощностью в тыся чу ки ло­
ватт. Тол ь ко после этого присту п и л и
к и зготовле н и ю уже опыт но-про­
м ы ш л е н ного
гене ратора
КТГ-20
мощностью 20 тыся ч киловатт. Ч то­
бы накопить опыт эксплуатаци и не­
обы ч н ой маши ны, она включена
в энергосеть Ле н и н града .
Прославлен н ы й завод ссЭлектро­
сила)) п ристу п и л к и з готовл е н и ю
очень мощной ма ш и н ы - криоген­
н ого генератора-трехсоттыс я ч н и ка
( 3 00 тысяч к ил ов атт). Руковод ител и
работ - академ ик И. А. Глебов
99

ГЛ А В А S

Схема МГД-пр оцесса.

и доктор тех н и ческ и х наук Г. М . Ху­
торецки й - с ч и тают, что масса та­
кого генератора будет в два раза
ме н ь ше, чем у обы ч н о го ; кроме
того, н а 0, 5-0, 7 проце н та повь1сит­
ся его коэф фи циент полез ного
действи я . В ближа й ш и е годы этот
генератор войдет в стро й . А каде­
м и к Глебов считает, что не за го­
рами и следующи й шаг -:--- п роекти­
рование и и зготовлен и е генератора
киловатт.
миллион
м о щ н ость ю
В н а чале Х Х 1 века следует ожидать
созда н и я атом н ы х реакторов такой
мощности, которая недостижима
дл я турбо ге нераторов тради цион­
ной конструкци и . Поэтому создан и е
криоге н н ы х турбоге нераторов, для
которых нет п р и н ц и п иальных тех­
н и чески х огра н и ч е н и й по мощности,
во всяком случае до фантасти­
чес кой вел и ч и ны 1 О миллионов
киловатт,- объекти вная необходи­
мость для развити я энергети к и бу­
дущего века.
Но н е только в криоге н ных тур­
боге нераторах будет испол ь зовать­
ся сверхпроводи мость в энерге­
т и ке XX I века . Сверхпроводящие
маг н иты оказались совершенно не­
обходимым и в новой отрасли энер­
ге т и к и - м а гн и то г и д р о д и н а м и чес­
ком генерирован и и электри ческой

энерги и , п р и котором сверхн и зким
тем пературам при ходи тся контакти­
нагретым
ровать с веществом,
ДО 2500-3000° .
Собстве н но, со всем новым этот
способ ге нери ро ва н и я энергии на­
звать н и ка к нел ь з я . Магн и тоги дро­
ди нами чески м , и л и МГ Д-ге нерато­
рам, м н о г ие тыс я ч и лет. О н и су­
ществуют, во всяком случае, с тех
пор, как земля обзавелась магн ит­
ным поле м . Ведь если провод н и к
(например, вода в реке) движется
в магнитном поле (а оно у земли
есть), то в нем возни кает электро­
дви жу щая сила, а з н а ч и т, генери­
руется электри ческая энерги я . Пер­
вым человеком, который это понял,
был Майкл Фарадей .
" . Ло ндонцы, спе ш и в ш и е н а ра­
боту через один из городских мо­
сто в осе н н и м днем 1 83 1 года,
мо гли в и деть, как мужч и н а лет со­
рока погружал в воду Темзы две
метал л и ческие пласти н к и , подсое­
динен ные к ка кому-то прибору .
Мужчи н а хмурился и ч то-то раз­
драже н н о говорил сво и м помощ­
н и кам . Этот опыт закон чился не­
удачей - сл и шком малой была чув­
ств ительность пр иборов Фарадея,
электри­
з а ф и к с и р о вать
чтобы
ческое напряже н ие, созда ваемое
природным МГ Д-ге нератором. Во­
да - довольно пло хой п роводник,
а магнитное поле земли невелико,
примерно
н а п р я же н н о с т ь
е го
0, 5 эрстеда . Поэтому и эле ктродви­
жущая сила, воз н и кающая в при­
родном М Г Д-ге нераторе, сл и ш ком
мал а .
Но
идея
М Г Д-ге нерирова н и я
электри ческой энергии весьма за­
ман ч и ва . Ведь в таком генераторе
тепл овая и к и н ет и ч еская энерги и
не посредстве н но
тел а
рабочего
преобразуются в электри ческую,
без как и х-либо движущи хся ме ха­
н и чески х часте й, как это п роисхо­
дит в обык нове н н ы х генератора х .
А э т о означает, что коэф ф и циент
полезного действия такой уста­
новки может быть существенно
повышен по сравне н и ю с суще1 00

ВВЕРХ Н ВННЗ ПО Ш К А Л Е ТЕ М П ЕРА ТУР

С Х Е МА

И

МАКЕТ ПРОМЫШЛЕННОГО
у -25

ЭНЕРГОБЛОКА М Г Д

-

плазмы - сильно и о н и з и рован ного
газа . Сол н це и звезды - гигантские
сгустки очень горячей плазмы.
Вер х н и й слой зем ной атмосферы
содержит пла зму нескол ько друго­
го сорта, температура ее сущест­
ве нно н иже сол нечн о й . Плазма об­
разуется при ион и за ци и газа, когда
е го в обы чном состо я н и и нейтраль­
ные атомы распадаются на электро­
н ы и положител ь н ые н о н ы . Такое
явление может происходить, есл и
газ сильно нагреть и л и пропустить
через него достато ч но мощн ы й
электри чес к и й
разряд.
П ра вда,
электропро водность такой плазмы
не особе н но высока, но, если при­
нять допол н и тельные меры, ее
можно превратить в довольно при­
л и ч н ы й проводн и к, который уже
в п ол н е может использоваться в
МГ Д-генераторе .
Советские ученые использовали
накопле н н ы й к началу 60-х годо в
космически й опыт - ведь при сго­
ра н и и ракетного топлива воз н и кают
как раз те температуры, которые

ствующнмн способами получе н и я
электри ческой энерги и . Поэто му,
когда у че н ые научились создавать
сильные магнитные поля, разверну­
л ись р аботы по созда н и ю МГ Д­
генераторов.
Со ветск ие учен ые, признанные
мировые лидеры в созда н и и М Г Д­
ге нераторов, приступ и л и к изуче­
нию
этого
способа
получе н и я
электрической энерги и в 60-х года х.
Исследовались
ра зл и ч н ы е
типы
МГ Д-установок, в которых в ка­
честве рабочего тела использова­
лись разл и ч ные вещества, напри­
ме р жидкие металлы. Постепенно
у ченые пришли к выводу, что наи­
более удобна дл я использова н и я
в качестве рабочего тела н и з ко­
температурная плазма.
Здесь мы в первые встре чаемся
со словом «Плазма>>, изуче н и ю ко­
торой в насто я щее время посв я ще­
но о громное кол и чество научных
работ. Ведь почти все вещество
видимо й нам и Вселе н ной (99, 9 %
е е массы ) находится в состо я н и и
1 01

ГЛАВА S

нужны для образова н и я плазмы.
Еслн к та кнм раскале н н ы м продук­
там сгора н и я добавить соедннен н я ,
содержащие щело чные метал л ы
(калнй н л н цезнй), т о г а з становит­
ся
э л е к т р о п р о во д н ы м - п ре в ра ­
щается в н и зкотемперату рную плаз­
му
(плазма
н и з котемператур ная
в срав н е н н н с той, которая суще­
ствует на Сол нце н звездах, а так
температура ее оче н ь высока окол о 3000° С). Такая плазма н слу­
жит рабоч им тел ом в МГ Д-генерато­
рах. Проносясь со с коростью около
1 ООО метров в секунду через ка­
нал, помеще н н ы й в сильное магнит­
ное поле, создан ное сверхп рово­
дя щи м магн и том, плазма отдает
свою кн нетн ческую энерги ю, кото­
рая непосредственно преобразуется
в электри ческу ю .
Однако в МГ Д-ге нераторе плаз­
му можно использовать тол ь ко до
тех пор, пока она достаточно элек­
тропроводна, а такое ее состоя­
ние сохра н яется, пока темпера­
тура не п о н н з нтс я до 2300-2400° С.
Та кая « холодна я )) плазма уже не
годится для МГ Д- генератора, но
прекрасно может использоваться
в обы чном котле, соеди нен ном
с паровой турби н о й .
Та кнм образом, плазма работает
как бы дважды : сначала в канале
М Г Д-генератора н з нее непосред­
стве н но и звлекают эле ктроэнергию,
а потом, став уже более холодной
н неэлектро проводно й , она от дает
оставшеес я тепло пару, который
вращает турбину н электрогене­
ратор . У такой сдвоенной энергети­
ческо й установки коэф ф н цнент по­
лезного действ и я почтн в полтора
раза выше, чем у обы ч ной электро­
ста н ц н н . П оэтому так вел нк и нтерес
ученых к магннтогн дродн нам н ч е­
скому методу получ е н и я электри­
ческой энергн н .
В нашей стране нсследова н н я
по М Г Д-ге нераторам
возгл авил
Институт
в ысок и х
температур
АН СССР. В 1 964 году была пущена
уста новка У-02, работа вшая по опи­
сан ному прннцнпу. Хотя ее электрн-

ческая мощность была всего около
1 00 киловатт, в ней содержались
все элементы буду щи х энергетн­
чес к н х гиганто в .
На это й уста новке был н про­
ведены м ногоч исл е н н ые нсследова­
н н я . Посте пенно возрастало время
ее непрерывной работы. Опробо­
валнсь разные материалы н кон­
струкцнн осно в н ы х элементов стан­
цнн . Этн работы позволнлн перейти
к следующему эта пу.
В 1 97 1 году заработала первая
в мнре опытно-промы шленная уста­
новка У-25, электри ческая мощ­
ность которой соста вила 20 тыся ч
киловатт. Эта уста новка прорабо­
тала уже несколько тысяч ч асов,
в том ч нсле сов'М естно с Москов­
ской э нергети ческой системой .
На очереди - мощные МГ Д-ге­
нераторы. На Рязанской ГРЭС ве­
дется
стро и т е л ь с т в о
гол о в н о го
энергоблока с МГ Д-генератором
мощностью 500 тыс я ч киловатт.
Функцнон нровать этот энергоблок
будет такнм образом. Обы ч н ы й
нлн обогаще н н ы й кислородом воз­
дух, подогрет ы й до 1 700° С, попа­
дает в камеру сгоран и я, куда подает­
ся п р ирод н ы й газ. В продукты горе­
н и я добавл яется угл е к исл ы й к ал н й,
н образовавшаяся пл азма с темпера­
турой около 3800° С, разогнанная
до скорости примерно полторы
тыс я ч н метров в секу нду, посту пит
в канал, рас положе н н ы й в магн ит­
ной системе. Там н произойдет пре­
образо в а н и е
те п л о в о й
э не р г н н
в электри ческую. Мощность МГ Д­
ге нератора соста вит п римерно по­
ловину от общей мощности энерго­
блока . Друга я поло в и н а общей
мощности прон зводнтся в обычной
паротурби н ной уста нов ке, располо­
женной за МГ Д-ген ератором.
Автор ы проекта сч итают, что на
этой станцнн, котор а я должн а войтн
в строй в конце 80-х годов, будет
сэко номлено около четверти топли­
ва по срав н е н и ю с обычной элек­
тростанци ей такой же мощности .
Затем в эксп луатаци ю будут в во­
диться
а налоги ч н ы е
МГ Д-бло к н
1 02

ВВЕРХ И ВНИЗ ПО Ш К А Л Е ТЕМ П ЕРА ТУР

мо щность ю до ми ллиона кило ватт.
Одноврем е н но учеными и энергети­
ками ведутся работы по созда н и ю
МГ Д-электроста нций на у голь ном
топливе, запасы которого в СССР
колоссал ь н ы . Вероятно, первые та­
кие ста н ци и на у гле появ я тся в на­
чале 90-х годов на базе углей Куз­
нецкого и Ка нско-А ч и нского бассе й­
нов. Оснащаться эти все уста новки
будут, ко неч но, сверхпроводя щими
магнитными системам и , которые и
смогут со здать необходимые силь­
ные магнитные пол я . Так при по­
мощи раскале н ной плазмы и охлаж­
де н н ы х до самых н и зк и х темпера­
тур обмоток будет рождаться энер­
ги я .
Не малую роль должны сыграть
свер хпровод н и к и и при переда че
электри чес кой энергии - ведь теп­
ловые потери в кабе л я х и п роводах
л и н и й электропереда ч довольно
вел и ки . Поэтому, как толь ко появи­
лись новые сверхпроводящие ма­
териалы, появил ись и экспери мен­
тал ь н ые сверхпроводящие кабе л и .

П Е РВ Ы Й П РОМ ЬIШЛ Е Н Н Ы Й

Пер вые сверхпроводящие л и н и и
электропереда ч - это
а л юм и н и е­
вые трубы , покрытые то н к и м слоем
ниобиевого сплава и помеще н н ы е
в трубопровод, по которому цирку­
л и рует жи дкий или газообраз н ы й ,
охлажде н н ы й д о 6-7° абсол ют­
ной ш калы, гел и й . Этот трубо про­
вод помеще н в свою очередь
в трубопровод с жидк и м азотом,
являющи йся своеобра зным тепло­
вым экра ном . Несмотря на кажу­
щуюся сложность и дорого в и з ну
такой конструкци и, она, как по­
казы вают расчеты, у читывающие
стои мость потерь электроэнергии
в обы ч н ы х л и н и я х, явл яется вполне
ко н куре нтосп особной, а с пони­
жением стоимости сверхп роводя­
щи х материалов будет дешевле и х .
С помощь ю сверхпровод н и ков,
возможно, удастся наконец осу­
ществить и завет ней шую мечту
э не р гети ков - хране н и е
бо л ь ш и х
кол и честв
эле ктроэ не р г и и .
Ведь
пока еще запасать электр и ч ескую
энерги ю в бол ь ш и х кол и чествах

КРИОТУР60ГЕ Н Е РАТО Р

С В Е РХПРОВОАЯЩМli РОТОР

г

кт г - зоо

ГЛАВА 5

впрок невозможно ( небол ь ш и е а к­
кумуляторы в счет не идут). Вот и
при ходится, дл я того ч тобы обес­
печить максимум на грузок, иметь
в
э н е р госи сте м а х
кол оссаль н ы й
дорогосто я щ и й
запас энергети­
чески х мощностей . Если бы удалось
создать «Склады» электроэнерги и ,
дорогосто я щи й резерв о казался б ы
ненужным, энер гию по ме ре надоб­
ности м ожно было бы просто вы­
давать с так и х «Складов » .
В о т здесь-то и может при годить­
ся уди в и тель ное свер хпро водящее
кольцо, по которому беско н е ч но без потерь электроэнерги и - будет
цир кул ировать электри чески й ток .
Расчеты утверждают, ч т о пи ковые
нагрузки, например, все й энерго­
системы европейской части СССР
могут покрываться за счет громад­
кол ь ца,
све рхпроводя щего
ного
в котором хран ятся 3 м и л л и ар­
да киловатт-часов электроэнерг ии.
Кол ьцо это, внутре н н и м диамет­
ром 70 метров и сечением 20 мет­
ров, п редставляло бы собой о гром­
ную сверх п роводящую обмотку,
в ма г н и тном поле которой и запа­
се н а энерги я .
Это, конечно, пока е ще фа н­
тастика, но, может быть, в веке
двадцать перво м " .
Колоссал ь н ы й р ы в о к в энерге­
ти ке может про и зойти и рань ше,
есл и удастся реал и зовать одну
«сумасшедшую)) идею. В чем же
она состоит?
Существу ющие сверхпровод н и к и
приобретают с в о и свойства п р и
очень н и з к и х температурах. Теория
свер хпро·водимости утверждает, что
в сверхпроводни ке электроны про"
водимости связаны между собо й,
что и дает им возможность бес­
пре п я тстве н но
дви гаться
внутри
кристалл и ческо й решетк и . В «обыч­
н ых )) сверхпроводни ках взаимодей­
ствие между электро нам и , ответ­
стве н ное за переход в сверхпрово­
дя щее состо я н ие, передается через
кристалли­
соста в л я ю щ и е
ионы,
ческую решетку .
Это та к называемый «фоно н н ы й ))

ме хан и зм образова н и я куперовск и х
п а р . Рас четы показывают, что такой
ме ханизм может обес печить сверх­
проводи мость при температура х,
н и в коем случае не превышаю­
щих 50 К . Ко нечно, даже эта тем­
пература не очень удобна дл я ра­
боты, но и ее дости ч ь пока не уда­
лось. Рекорд пере хода в сверх­
проводящее состо я н и е у сплава
н иоб и я с герман ием (24 К) про­
держался почти десять лет.
А не могут л и су ществовать
и ные меха н и змы, при водя щие к
образо в а н и ю
электро н н ы х
пар?
В 1 964 году американец В . Л и ттл
предположил существова ние ме ха­
кото ром
передача
н и зма,
при
вза и модействи я
между электро­
нами осуществл ялась бы не ио­
нами, а зна читель но более легкими
электронами -по­
подвижными
и
средниками . В то же время ака­
дем и к В. Л. Г и н збург теорети чески
открыл еще оди н , так называемый
«Эксито н н ы й )) меха низм образова­
н и я куперовск и х пар. Эти теори и
ч т о сверхпрово­
предсказы вал и ,
ди мость может существовать даже
при ком натны х температурах, то
есть п р и 300 К.
Ф и з и к н -э кс п е р и м е нтаторы
не
покидали
л аборато р и й ,
л и хора­
до чно исследуя «подозрительные))
мате р и алы - о р га н и ч е с к и е
поли­
меры и сложные структуры метал­
лов-полу проводн и ко в . Им сопут­
ствовала удача : были открыты м но­
гие новые сверхпровод н и к и , но".
температура и х перехода оказалась
небольшой, гораздо ниже уже до­
стигнутых 24 к .
Пол на драматизма истор и я на­
у ч н ы х открыти й ! Увлекш ись орга­
н и чески м и пол и мерами и слои­
сты м и структурами, ученые-экспе­
риментаторы оказались недоста.:.
точ н о в н и матель н ы м и к другим
веществам . И в частности, к кера­
микам. В 1 979 году исследователи
И нститута общей и неорганической
х и м и и АН СССР им. Н. С. Курнакова
И . С. Шаты г и н , Б . Г. Кохан и
В. Б. Лазарев получ или новую лан1 04

ВВЕРХ И ВНИЗ ПО Ш К АЛ Е ТЕМП ЕРАТУР

тан-стронц11евую 11 лантан-бар11е­
вую керам11 к у . Керам11ка оказалась
пр11 мечательной - она
провод11ла
ток, как обыч н ы й метал л . Эле­
ктросопрот11влен11е керам 11 к 11 , как
11 полагалось, у ме н ь шалось с по­
н 11 жен11ем температур ы . Исс.л едова­
тел 11 довел 11 11спыта н 11 я до темпера­
туры ж 11дкого азота (77 К ) 11 оста­
нов 11л11сь. О н 11 н 11 как не ож11дал11
того, что эта керам11 ка, есл 11 по­
н 11 з11ть ее тем пературу еще на
40, преврат11лась бы в уд11в ител ь­
ный высокотемпературный сверх­
проводн11к,
который
так
дав но
11скал 11 !
И вот в апреле 1 986 года уче­
н ые Цюр11хского ф 11 л 11 ал а ф11рмы
«ИБМ» в Швейцар1111 Дж. Беднорц
11 К. Мюллер, 11сследуя, по существу,
ту же керам 11 ку, что 11 наш11 х11м11 к 11 ,
но пр11 более н11зк11 х температура х,
обнаруж11л11 в ней свер х п ровод11мость пр11 30 К! Так был поб11т
рекорд,
продержа в ш 11 йся
много
лет ! Однако 11 это важней шее до­
ст11же н 11 е не было замечено в я н варском 1 987 года номере жур­
нала « Ф 11 з 11 кс туде й » , где зарег11стр11рованы все кру п нейш11е дост11же н 11 я ф 11 з11 к11 1 986 года, об этом
открыт1111 не сказано н11 слова !
Настоящ11й бум на чался, как
только н асту п 11 л 1 987 год. И з лабо­
ратор11й в США, СССР, КНР, Я п о н 11 11
с нарастающей скоростью стал11
поступать все новые 11 новые сверх­
сен сац11 о н н ые сообще н 11 я . Те мпера­
тура сверхпроводяще го перехода
росла бук вально на глаза х ! 3 5 " .
40" . 9 2 " . Это - уже выше темпера­
туры к 11 пе н 11 я ж11дкого азота ! Этот

рекорд был дост11 гнут однов ре­
менно в СССР 11 С ША. Заведую­
щ 11 й л аборатор 11ей сверхпровод11мост11 Ф11з11 ческого 11 нст11тута 11 м е н 11
П . Н . Лебедева А Н С С С Р А . И . Голо­
ваш к 11 н 1 1 марта 1 987 года на обще­
московском
сем11 наре
ф 11 з 11 ко в ,
проход11вшем п о д ру ководством
В. Л. Г 11 н збурга, сообщ11 л, ч то е му
11 его сотруд н 11 к а м на одном 11 з
образцов керам 11 к 11 удалось полу­
ч11ть температуру сверхпроводя­
щего пер ехода 1 02 К . Перейден
рубеж, еще пол года н а зад казав­
ш 11 йся немысл 11 мы м ! Впервые обна­
руже н нефонон н ы й меха н 11 зм обра­
зов а н 11 я куперовск 11 х пар, пред­
ложе н н ы й четверть века назад.
Ученые ш турмуют «комнатные»
температур ы - около 280-300 К .
Е д в а л 11 не кажду ю неделю по­
явля ются новь1е дост11 же н 11 я , так
что может слу ч и ться, ч то, ко гда
эта к н 11 га в ы й дет в свет, « комнат­
станет
сверхпровод11 мость
ная»
реаль ность ю !
Работы п о создан 11 ю 11 11ссл едо­
ван 11 ю новых сверхп ровод н 11 ков про­
должаютс я .
У А. С . П у ш к 11 н а в «Сценах 11 з
рыцарск 11 х времен» есть такая фра­
за: « Есл 11 найду вечное дв11же­
н11е, то я не в 11 жу гра н 11 ц творче­
ству челове ческому " . в 11 д 11 ш ь л 11 ,
добры й м о й Март11 н : делать золо­
то зада ча зама н ч 11 вая, открыт11е,
может
быть,
л ю бо п ы т н ое - но
найт11 perp etu u m-mob l l e " . 0 ! ! »
Се годня 11дея вечного дв11же н 11 я
пр11обрела своеобразное воплоще­
н11е 11 м е н но в свер х п ровод н 11 ковых
устройства х .

Работающ ий атом.

Гпава

6

С ВЕ Т МИ Р Н ОГО д. ТОМ А
В конце Х 1 Х в ека последн юю
тогда, дев я н осто вторую, клетку
в Периоди ческ ой табл и це Дмитрия
Ив анов ича Мен дел еева зан имал эле­
мент, л и ш ь незадол го до этого вы­
делен н ы й в ч истом в иде. Называлс я
он уран - в чест ь бога н еба древ н и х
греков, отца титанов, циклопов и
стору к и х в ел и канов . Нич его, каза­
л ось бы , не предвещал о м и ровой
сл ав ы этому н ев зрачному тяжел ому
металлу. В энциклопед и и , выпу­
щен ной в 1 9 1 2 году, нап исано,
что уран употребл яется дл я изго­
товлен и я урановой краски и урано­
вого стекл а. И это все. Спустя
нескол ько десятилет и й в уране
воплотил ись н адежды и страхи
человечества.
Это был и десятилетия гранди­
озных перемен в науке, прежде
всего в ф и зи ке . Состав ители той
старой энциклопеди и, наверное, не
очень в н и мател ьно следил и за на­
учной прессой, а то они не пре­
мину л и бы отметить, что вот уже
несколько лет ученые пристально
и зу ч а ю т
за гадо ч ное
излучение
ура н а . И х откры тия впоследств и и
стали ключом к энергети ческим
кладо вым п р и роды .
Главным, сразу же за и н тере­
совавшим исследователей, был во­
прос : откуда берется энерги я лу­
чей, испускаемых ураном, и почему

уран всегда чуто чку теплее окру­
.
жающей среды ? Под сом нение ста­
вился л и бо закон сохран е н и я энер­
гии, л и бо утвержде н н ы й века м и
принцип неизмен ности атомо в ! О г­
ромная научная смелость требо­
валась от ученых, которые пере­
шагнули гра н и цы п р и в ы ч н ого, от­
казал ись от устоя в ш и хся представле н и й .
Та кими смельчаками о казал ись
молодые ученые Эр нест Резер­
форд и Фредери к Содд и . Два года
упорного труда по и зучен и ю радио­
актив ности привели и х к револю­
цион ному по тем временам выводу :
атомы некоторых элементов под­
верже н ы распаду, сопро вождаю­
щемуся и злучением энергии в коли­
чествах, огром ных по сра в н е н и ю
с энергией, освобождающейся п р и
обы ч н ых молекул я р н ы х видои зме­
не н и я х .
Та к н а ч и н алась атомная фи зика,
физи ка, и зучающая п роцессы, про­
те кающие в глуби нах мате ри и . От­
крыти я в новой области науки сле­
довал и одно за други м .
Довольно скоро удалось объ­
яснить, откуда берется огромная
энерги я
я де р н ы х
превраще н и й .
В основу этого объясне н и я была
положе на формула Эй нштейна, свя­
зывающая массу и энергию. В са­
мо м конце 30-х годов было обнару107

ГЛ дВд 6

же но деле ние урана и теорети чески
показана возможность осуществле­
н и я цепной реа кци и . При делении
каждого атома у рана выделялась
знач ител ь н а я энерги я . Можно было
ставить вопрос о получе н и и и и с­
пользова н и и энерги и атома .
П равда, писател и-фа нтасты уже
давно в пол ной мере использова­
л и атомную энергию в сво и х рома­
нах. «Тут раздался грохот, по хо­
жи й на раскаты гром а " . Мир вокруг
куда-то исчез. На земле не суще­
ствовало уже больше н и чего, кро­
ме
пурпурно-а лого,
осле п и тель­
ного сверкан и я " . в это м сле п я щем
свете, оседая, ру шил ись стены,
в злетали в во здух коло н ны, ку выр­
кал ись кар н и зы и кружи л и сь оскол­
ки стекл а )) , Так в романе «Осво­
божде н н ы й мир)) , написан ном еще
в 1 9 1 4 году, Герберт Уэллс о п и­
сывает - ато м н ы й взрыв . А в романе
В . Орловско го « Бунт атомов)), вы­
шедшем в нашей стране в 1 928 го­
ду, даже описы вается борьба чело­
вечества проти в у грозы атомного
самоу н и чтоже ни я .
Н о то - п исател и ! Сам и ученые
весьма
с ке п т и ч е с к и
о т н ос и л и с ь
к во зможности получе н и я и ис поль­
зован и я атомной энерги и . Самые
оптимисти ческие предсказан и я от­
нос и л и н а чало использова н и я это го
энергети ческого источ н и ка к ХХ 1 ве­
ку. В я н варском н омере журнала
« Электричество)) за 1 94 1 год при­
в еден обзор литературы п о это­
м у вопросу и сделан вывод, что
как и сто ч н и к энерги и ядер ная энер­
гия бесперспе кти вна и что макси­
мум того, что удастся создать к
ко н цу нашего века,- это неболь­
шие установки для обо грева с и с­
пользо ва нием я дерной энерги и от­
дел ь но сто я щи х помеще н и й типа
жи вотноводчески х фер м .
Действ ител ьность оказалась и н о й .
" . Уже в т е годы в усло в и я х стро­
жа йшей секретности амери канское
правительство дало у казание при­
сту п и ть к работам по созда н и ю
атомной бомбы, к «Ман хеттенскому
проекту )), В декабре 1 942 года в
1 08

Ч и к а го был запуще н первый в м и ре
ядерн ы й реактор. Человек освобо­
дил энергию атомного ядра и до­
казал, что может ее контроли ро­
вать .
Талант ученых, труд м ноги х ты­
сяч л юдей были направлены не
на энергети ческое использование
атом ного распада, а на создание
с е го помощью страшного, бес­
человечного оружи я . В черный по­
неде л ь н и к 6 ав густа 1 945 года вы­
лете в ш и й с базы Ти н и а н амери кан­
ски й самолет взял курс на Х и ро­
симу. Через несколько часов взрыв
атомной бомбы у н и чтожил тыся ч и
жителей этого города . А через три
дня, 9 ав густа,- взрыв над Нага­
сак и .
Эти взры вы, уже бес полезные
в вое н ном отнош е н и и , дали по­
нять, что в м и ре возни кла си туа­
ция, когда одно государство реш и­
ло навязы вать свою волю дру ги м .
Н о в Советском Союзе были готовы
к такому повороту событи й .
Е ще в 1 932 году в Фи зи ко-техни­
ческом и нституте в Л е н и н граде
был а образована «особа я гру ппа по
ядру)) , замести телем начал ь н и ка
которой был назначен двадцати­
де вяти летн и й
И горь
Вас и л ь е в и ч
Курчато в . О н придал исследова­
н и я м широкий размах. Открывают­
ся новые лаборатории, появляют­
ся первые серьезные научные до­
стиже н и я . С 1 939 года гру ппа Кур­
чатова подробно и зучала услови я
протека н и я це пной реакци и . Вы вод
был однозначе н : це п ная реакция
реаль но осуществи м а и может быть
использована в энергети ке. Этот
вы вод молодые ученые изложили
в за писке в Президиум А кадем и и
наук СССР, в которой наметил и
п л а н первоочередных работ в этом
направле н и и .
П редложе н и я
был и
прнн яты,
в Физтехе началось строительство
бол ь ш о го
ц и клотро н а - гла в ного
и н струме н та, который в руках ис­
следователей долже н был помочь
про н и к нуть в самые те мные за коул­
ки атомного ядра, вы ведать у при-

СВЕТ МИРНОГО д ТОМА

роды ответы на многие неясные
вопросы
и
приблизить
время
осуществлен и я
цепной
реакции.
В « Правде» пе чатается беседа кор­
респо ндента газеты с учеными,
в которой указы вается, что все го­
тово. к пуску ци клотро н а . Беседа
была
о п у бл и ко в а н а
21
нюня
1 94 1 года . Когда читател и газеты
ознаком и л и сь с те кстом заметки,
до начала Вел и кой Оте честве н ной
войны оставалось ме н ь ше суток.
планы
перечерк нула
Война
Некоторые
ушли
на
ф изиков.
фронт, другие, оставив ядерную
ф из ику, занялись работам и , н еоб­
ходимыми фронту уже сегод н я . Сам
И . В. Курч атов поспешил н а помощь
А. П. Александрову, зан имавшему­
ся защитой боевых- корабл ей от
магн итных м и н . Затем, когда ·эта за­
дача была решена, Курчатов воз­
главляет в эвакуирова н ном в Ка­
зань Фи зте хе лабораторию тан ко­
вой брон н .
Но к середине 1 942 года Совет­
ское правительство уже распола­
гал о сведе н и я м и о том, что в С Ш А
и Герма н и и в обста новке строжа й­
шей секретности ведутс я работы
по созда н и ю атомного оружи я .
Осе н ь ю 1 942 года Курчатов был
вызван нз Каза н и в Москву . Состоя­
лась е го первая встре ч с М . Г. Пер­
вух и н ы м и С. В. Кафтановым, кото­
рым Государствен н ы й комитет обо­
роны поруч и л орга н и зовать про­
в еден и е работ по атом ной пробле­
ме. Научное руководство возлага­
л ось на И. В. Курч атов а.
Было ре шено орга н и зовать в
Москве специаль ную лабораторию,
полу ч и в шую назван и е «Лаборато­
ри я No 2 11 . Помеще н и я под нее от­
вели на краю бывшего Ходы нского
пол я, где уже было несколь ко не­
дострое н н ы х зда н и й .
В неимоверно трудных усло в и я х
при шлось развора чи вать сложней­
шие работы . Хотя после Стал н н­
града в во й не п роизошел коре н но й
перелом, фро нт требовал в с е боль­
ше и больше самолетов, танков,
снарядов, другой те х н и ки . Вся про-

м ы ш л е н ность
труди л а с ь ,
ч тобы
помочь герои чески м нашим солда­
там поскорее завершить войну пол­
ным разгромом фашизма. Но даже
в те напряже н н ы е д н и нашл и воз­
можность развернуть работы п о
п о иску месторожде н и й уран а, орга­
н и заци и производства сверхчистого
граф ита, тяжелой воды, многих
други х компонентов атом ной тех­
ники.
Курчатов вместе со сво и м и до­
вое н н ы м и сотрудниками, вызван­
ными иной раз прямо с п ередовой
и л и со смены вое н но го завода, смог
приступ и ть к строительству кру п но­
го и нститута, к постро й ке ци кло­
тро на и первого атомного реа ктора .
Работа проходила в н етопленых
корпусах, в палатках, без самого
элементарного оборудова н и я . Но
даже в эти х усло в и я х работы ра зво­
рачивались с боль ш и м размахом.
Май 1 945 года п р и н ес дол го­
жда н ную победу . Курчатов снова
ме чтает о дешевой энерги и н з ато­
мо в, о кораблях и самолетах, в дви­
гател я х которых работает укро­
ще н н ы й атом, о м и р н ы х и сследо­
ва н и я х .
Н о взрывы в Х и роси ме и Нага­
са к и ,
п р и несш ие
не и с ч и сл и м ы е
страд а н и я японскому н ароду, с не­
оп ровержимостью
свидетел ьство­
вал и , что и м периалисти ческая Аме­
ри ка стре м и тся к атом ному шан­
тажу . В это й обстановке Советское
пра вительство дало задание Ку рча­
тову : форсировать созда н и е совет­
ского атом но го оружи я .
Это была невиданная п о масшта­
бам и темпам работа . При Совете
Народных Комиссаров СССР был
созда н научн о-те х н и чес к и й совет по
атомн ому оружию, нм руководил
леге н дар н ы й «комиссар по бое при­
пасам » Б . Л. Ван н и ко в . Б ы л и моби­
л и зованы все и нституты, которые
могли бы помочь в созда н и и бом­
бы. Организована п одготов к а спе­
ц и ал истов для новой отрас л и про­
м ы ш лен н ости - атом ной - н а неко­
торых
факул ьтетах
Московского
энергети ческого института, создан
1 09

rЛАВА 6

н ов ы й н нстнтут - Московск н й нн­
женер н о-ф н знческ н й . Чтобы вы­
н гр ать врем я , н ачал н стронть атом­
н ые заводы, хотя еще не было ясно,
ч то н как н а эт н х заводах пронзво­
днть.
Тогда же на Ходы н ке постронлн
спецналь ное зданне для первого
советского
а то м н о го
р е а ктора .
Был н получены первые то нны урана
н графнта. Скоро смогл н прнсту­
п н ть к постро йке огромного, высо­
то й более восьмн метров, цн л н н дра
нз графнтовых кнрпн че й - само го
реактора . В к н р п н ч а х актн в ной зо н ы
просверлн валнсь отверстн я, в кото­
рые вставлялнсь урановые стержн н .
К концу 1 946 года работы был н
заверше н ы . Предстоял пуск перво­
го в Е вропе н Азнн атомного реак­
тора . 25 декабря в 1 8 часов
И. В. Курч атов с п омощн нкамн в пе­
р вые в . Европ е осуществнлн управ­
л я емую цеп ную реакцню делен н я
урана.
Десятн летн я с пустя, вспомн ная
событ н я того памя тного дня, Кур­
чатов пнсал, что он надеется на
торжество здра вого смысла, на то,
Схема реактора перв о й атомной эл ектростанц ии.

что драгоце н н ы й уран-235 н плуто­
н н й не будут расходоваться на н з­
готовленне разру шнтель ного ору­
жн я , а будут нспользованы лн шь
в атом н ы х реакторах, двнжущн х
мнрные корабл н н самолеты, на
п р о н зво д я щ н х
электроста н ц н я х ,
свет н тепло д л я люде й .
Н о в т о время нужно было как
можно быстрее поко н чнть с атом­
ной мо нополней С Ш А . Работы про­
должал нсь нараста ющнмн те мпа­
мн . Вскоре прнступнл н к непосред­
стве н н о й
п о дгото в ке
атом н о го
взрыва.
Испытан не
состо я л о с ь
2 9 ав густа 1 949 года . Заданне пар­
тнн н правнтельства было выпол­
нено.
Страна пол у ч нл а н адежное ору­
жне дл я отпора л юбому агрес­
сору.
Даже в самые тяжелые вре­
ме на холодно й во й н ь1 советскне
ученые не откладывалн ре шенне
задач н м н рного прнмене н н я атом­
ной энергн н . Еще в 1 947 году Кур­
чатовым была орга н н зована лабора­
тор н я в небольшом посел ке Обннн­
ске, рас положен ном между Мо-

СВЕТ МИРНОГО А ТОМА

Об щ и й в ид Смоленской А ЭС.

пила в стро й . Н а послед ние неде л и
перед пуском в О б н и нск приезжает
Курчатов.
Наконе ц - 27 и ю н я 1 954 года первый оборот турби н ы , пер вый
ток, за фиксирова н н ы й п риборами
управле н и я . Первая в м и ре атом­
ная
электроста нци я
вступила· в
стро й .
И н те ресно,
что
и ме н но
1 954 год назы вал Герберт Уэллс,
когда п исал о первых н а пла нете
Зе м л я
фантаст и ч е с к и х
я де р н ы х
эле ктростанци я х .
30 и ю н я 1 954 года Т А С С сооб­
щил : «В Советском Союзе успе­
ш но завершены работы по проекти­
рован и ю и строительству первой
промы шле нной эле ктроста н ц и и н а
атом ной энерги и полезной мощ­
ностью 5000 киловатт)� .
Все го 5000 ки ловатт ! Многим эта
ста н ц и я казалась просто до рого­
стоя ще й и грушкой ф и з и ков. Однако
самые прозорливые увидели в этой
малютке контуры будущих ис по­
л и нов атомной энергети ки ! Реше-

сквой и Кал у го й . На месте ны неш­
него огромного Фи зи ко-э нергети­
чес кого и нститута тогда бы ли до­
щатые барак и, случай ные здан и я,
приспособле н ные под лаборато рии,
непролаз ная гр я зь под ногами
в период долгих осе н н и х дождей.
Уже в ко н це 1 949 года присту п и л и
к проектирова н и ю первой атомной
электроста н ци и .
Научное руководство работами
осуществл я л и
И нсти тут а том ной
эне р г и и - бы в ш а я
« Л аборато ри я
NO 2>) - и л и ч н о И . В . Курчатов.
С 1 95 1 года работы по созда н и ю
перве н ца атом ной э нерги и во згла­
вил Физи ко-энергетический и нсти­
тут . В конце 1 950 года эски з н ы й
проект реактора и теплоси ловой
установки был готов, присту п и л и
к строи тельству и и з готовл е н и ю
оборудования .
Сооруже ние ста нци и шло очень
быстро - всего четыре года по­
надоби лось, чтобы совершенно но­
вая энергетическая уста новка всту111

fЛАВА 6

О б щ ий в ид Лепипградской А ЭС .

ной эле ктростанцнн нет громадного
парово го котла, состоящего н з ты­
сяч ки лометров сталь н ы х трубок,
по которым прн огромном давле­
н н н цнрку л н рует вода, прев ра­
щаясь в пар. Эту мах и ну заменил
относител ьно небол ь шой ядер ный
реактор.
Сам ы й распростра н е н н ы й в на­
сто я щее время тн п реактора водо­
графнтов ы й . В гермет и ч ном реак­
торном корпусе выкладывают блок
н з графн тов�1х кнрпн чей, рав но­
мерно п ро н и за н н ы х вертнкальнымн
канал ам и . В кры ш ке реакторного
корпуса как раз над этн м н кана­
лами проделаны отверсти я , чере з
которые в реактор о пускаются
те пловыделяющие элементы - твэ­
л ы . Это дл и н ны е н довол ь но тон­
кие металлн ческне трубки, запол­
н е н н ы е ураном-235. Груп п а н з не­
скол ь к и х твэлов образует топлив-

н н я , заложе н нь1е в конструкцию
первой АЭС, оказались настолько
уда ч н ы м и , что она н сейчас исполь­
зуется для проведе н и я науч н ы х
экспериме нтов.
Не внда н н ы м н темпам и разви­
вается сегодня атомная эне рге­
т и ка . За тридцать лет общая мощ­
ность я де р н ы х э нергоблоков вы­
росла с 5 тыся ч до 23 м н ллнонов
к илов атт ! Некоторые ученые в ы­
сказывают мнение, что к ХХ 1 веку
около п ол ов и н ы всей электроэн ер­
гн н в м н ре будет вырабатываться н а
атомн ых электростанциях.
В
п р н нцн п е
э не р ге т н ч е с к н й
ядер н ы й реактор устрое н довольно
просто - в нем, так же как н в
обы ч н ом котле, вода превращается
в пар. Дл я этого используют энер­
гию, выделя ющуюся прн цеп ной
реакцн н распада атомов урана нлн
другого ядерного топ л и в а . На атом1 11

СВЕТ М И РНО Г О ;. том ;.

ный канал, в который после на­
чала це пной реакцнн подается вода .
Она отби рает тепло от твэлов, не
дает нм пере греватьс я, а сама пре­
вращается . в пар. А дальше - как
н а обы ч ной тепловой эле ктростан­
цн н : пар вращает турби ну, та
в свою очередь ге нератор, выраба­
тывающий эле ктроэнерги ю . Так был
устроен реактор Обни нской атом­
ной станцнн, п р и мерно так же
устроен ы н совреме н ные ядер ные
реакторы, хотя за три дцать лет
мощность н х вы росла в 200 раз :
сер и й н ы е реакторы такой конструк­
цнн мощностью мнллнон киловатт
в одном блоке установлены на
Ле н и н градской н Чернобыльской
атомной электроста н ц и я х . А в кон­
це 1 983 года на Игналн нской атом­
ной всту пил в строй круп н е й ш и й
в м н р е блок мощностью полтора
мн ллнона киловатт. В одном таком
атом ном нспол н н е сконце нтри ро­
вана
электромощность
всех
Сх ема вод а - гр а ф итово г о реактора.

Г РАФМ ТОВАI

kAAllKA

ста н ц и й , сооруже н н ы х · п о плану
ГОЭЛ РО. А по габаритам полутора­
мнллно н н ы й блок не превосходит
<< м н л л н о н н н ка)) - конструкторы н а­
ш л и возможность увел н ч нть нн­
тенснвность тепл ообмена в топлив­
ных каналах в полтора раза.
Еще одна распростра н е н н а я кон­
стру кци я реакторов - так назы вае­
мые водо-водя н ы е . В н н х вода не
тол ько отби рает тепло от твэлов, но
н служит замедл и телем ней тро­
нов вместо графита . Конструкторы
довели мощность такн х реакторов
до мнллнона киловатт. Мо гу чие
энергетн ческне а грегаты уста нов­
лены на Запорожской, Балаковской
н други х атом н ы х электроста н ци я х .
Вскоре реакторы такой констру к­
цн н , внднмо, дого н я т по мощности
н
ре к о р дсм е н а - п о л у то р а м н л ­
л н о н н н к с Игнал н нской АЭС.
Но все-такн буду щее ядерной
энергетн кн, по-вндн мому, оста нется
за третьим тнпом реакторов, п р н н -

ГЛАВА 6

ци п работы и конструкци я которых
учены­
советскими
предложены
м и ,- реакторами н а быстры х ней­
тронах . И х н азывают еще реак­
торам и-разм ножител ями . Обы ч нь1е
реакторы испол ь зуют замедле н ные
нейтроны, которые вызывают цеп­
ную реакц и ю в довольно редком
и зотопе - уране-235, которого в
п р и родном уране всего около одно­
го п роце нта. Име н н о поэтому при­
ходится строить огромные заводы,
на которы х бук вально просеи вают
атом ы урана, выбирая и з них атомы
лишь
одного сорта - ура на-235.
Остал ьной уран в обы ч ных реак­
торах использоваться не может.
Воз н и кает во п рос : а хватит л и этого
редкого и зото па урана н а сколь ко­
н и будь
продолжи тел ь ное
время
или же чело вечество в новь стол к­
нется с проблемой нехватки энерге­
тичес к и х ресурсов ?
Более три дцати л е т назад эта

проблема была поставлена перед
коллекти вом л аборатори и Ф изи ко­
энергети ческого и нститута. Она бы­
ла реш е н а . Руководителем лабо­
рато р и и
Алекса ндром
Ильичом
Ле й пунским б ы л а предложе на кон­
стру кци я реактора на б�.1стры х ней­
тронах. В 1 955 году была построе на
первая такая установка.
Преи мущества
реа кторов
на
быстрых не йтронах очев идны. В н и х
дл я полу ч е н и я энерги и можно ис­
пользовать все запасы п р и родных
урана и тор и я , а о н и о гром ны только в Ми ровом океане раство­
рено более четырех милл иардов
тон н у рана ! Мало того, в реакто­
рах на быстрых нейтронах и дет уни­
кал ь н ы й процесс, ни в одной от­
расли э не ргет и к и более не и :З вест­
ный,- при работе та1<�го реа ктора
прои звод и тс я
бол ь ш е
ядер ного
го рючего, чем сгорает ! Дело в том,
что когда атом урана-235 за хваты-

Схем а водо- водя п ого реак тор а .

КО Р П У С

Р Е А К Т О РА

СТЕРЖ Е Н Ь С I СТ ! М Ы
М

А К Т IВ НАЯ

ЗОНА

У П Р А ВА Е Н М Я

ЗАЩ I Т Ы

ТЕ ПАОВЫВЕАЯIО ЩАЯ

СБОРКА

СВЕ Т МИРНОГО А ТОМА

вает нейтрон, он превращается
в плуто н и й-239, которы й тоже я в­
ляется прекрасным то п л и вом дл я
ядер н ы х реакторо в . Со всем как в
сказке братьев Гримм о волшебном
горшке.
·
Но ко неч но, констру кци я реак­
торов на быстрых ней тронах го­
раздо сложнее, чем у реакторов
на нейтронах замедл е н н ы х . Ведь
в н и х вода, замедл я ющая ней тро­
ны, не может ис пользоваться в ка­
честве теплоносителя . Здесь уже
приходится иметь дело с та кими
экзоти чес к и м и
т е п л о н ос и тел я м и ,
как жидки е · металлы. Обни нские
ученые
п редлож и л и
о х лаждать
акти в ну ю зону реактора жидким
натрием. Реше ние казалось слиш­
ком риско в а н н ы м - ведь натри й
сильно окисляется на воздухе и
столь активно взаи моде йствует с
водо й , что реакция происходит
взрывоподобно ( вспом н и м м и к роСхема реактор а па б ы стр ы х п е йтр опах.

взрывы кусочков натр и я , брошен­
ных в воду на уроках х и м и и ) . И тем
не ме нее преи мущества натри я
. как тепловыводяще го а гента ока­
зались столь вел и к и , что ученые
пошли на су ществе н ное усложне­
ние конструкции реактора, но не
отказались от е го использова н и я .
В 1 973 году вбл и зи города Шев­
чен ко на засу ш л и вом при каспий­
ском полуострове Мангышлак за­
работал
первый
пром ы ш л е н н ы й
реактор на быстрых нейтро нах.
В это й зоне, очень богатой полез­
ными ископаем ы м и , пра кти чески
отсутствует пресная вода и какие­
л и бо исто ч н и к и энерги и . Те перь
жителей молодо го города электро­
энергией и пресной водой обеспе­
ч и вает уста новка Б Н-350 - реактор
н а быстрых нейтронах с н атрие­
вым теплоносителем электр и ч еской
мо щность ю 350 тысяч кило ватт.
Из эти х 350 тыс я ч киловатт не-

rnдвд 6

посредстве н но используется в ка­
честве эле ктроэнергии 1 50 тысяч,
а остальная мощность расходуется
на получе н и е 1 20 тыся ч то н н п рес­
ном воды в сутки . Кроме электро­
энерги и и прес ном воды, уста новка
производит еще и плуто н и м - пре­
восходное ядерное горю чее .
Еще оди н реактор на быстрых
мощ­
электр и ческом
н е м тронах
ностью 600 тыся ч киловатт работает
на третьем блоке Бело я рском АЭС.
Се м ч ас разрабаты ваются реакторы­
размножители мощностью 800 и
1 600 тыся ч киловатт.
Преимущества ядерном энерге­
тики н еоспор и м ы . Уран в два с по­
более
раз
миллиона
ло в и н о м
энергоемок, чем угол ь . Не нужно
думать о достав ке на станцию гро­
мадн ы х кол и честв топлива (на теп­
ловую ста н ци ю мощностью всего
л и ш ь в оди н миллион киловатт еже­
годно прибы вает 2000 эшелонов
угля или 27 тыс я ч цистерн мазута !),
не нужно придумывать, куда де­
вать миллионы то н н золы, как о ч и­
щать возду ш н ы м океан от продук­
тов сгоран и я орга н и ческого топ­
л и ва, среди которых есть очень
вредные . Я дер ного горючего на
земле хватит н а м ногие сот н и лет,
а если использовать реакторы­
размножители, то проблема топ­
л и в а вообще с н и мается с повестки
дн я . И ме н но по эти м п р и ч и нам
Энергетическая п рограмма нашем
стра н ы предусматри вает ускорен­
ное развитие атомном энергетики,
именно поэтому строятся заводы,
вы пускающие атомное оборудова­
ние, оди н за другим входят в стром
блоки на ато м н ы х эле ктростан­
ци я х.
Но атом ная эне ргетика при­
несла с собо м и проблемы, которых
не знала энергетика тради цион­
ная .
Одна и з эти х проблем - ч и сто
энергети ческа я . Мы уже говорили
о том, что потребление энерги и
сильно мен яется в зав и с и мости и от
време н и года; и от време ни суток.
А атом ная станци я очень плохо

приспособлена к перемене нагруз­
ки . На гидроэлек тростанции можно
при необходимости несколько со­
кратить подачу воды на турби н ы
(тогда воды в водохра н и л и ще оста­
нется бол ьше и энерги я не про­
станции тепловом
на
падет),
поменьше расходовать топ л и в а . Но
приостановить радиоакт и в н ы м рас­
пад нельзя, и изме н и ть мощность
о че н ь
электроста н ц и и
атом н о м
труд но. В о всем ми ре есть то лько
одна станция - Бело я рская, кото­
рая работает в переме нном режи­
ме, дважды в сутки с н и жая и по­
вышая прои зводство энерги и . Не­
обходимость в таком режиме ра­
боты при вела к су ществен ному
усложне н и ю ко нстру кции станци и .
Поэтому энергети ки и щут пути бо­
лее простого реше н и я это м про­
блемы, особе нно остро вставшем
сем час, когда в европемском части
СССР, расположе н н о м практи чески
в одном часо вом поясе, строится
множество мощных а том ных эле­
ктроста н ци м .
Довол ьно простое и остроум­
н ое реш е н и е предложили ученые
Энергет и ч еского и нсти тута имени
Г. М . Кржижановского. О н и создали
аккумул я тор для перегретого пара,
вырабаты ваемого АЭС,- огромным
«термос», в которым ночью, ко гда
нагрузки нет, посту пает и збыточ­
ным пар. Днем пар из этого «тер­
моса» поступает на лопатки тур­
бин или исполь зуется для подо­
грева поступающем в атом ным реа к­
тор воды , что существе н н о повы­
шает мощность ста н ци и . Это и зо­
брете н и е советс к и х ученых за­
пате нтовано во м но ги х странах.
Но глав ная проблема атом ном
энергети ки - это проблема безопас ности.
Атомная электроста н ци я - это,
по сути, атомная бомба, процессы
в которо м, по вы ражени Ю физи ков,
замедлены до стациона рного со­
стоя н и я . И хотя н и при каких уелов и я х атомная электростанция не
может превратиться в атомную
бомбу и взорваться, всегда су1 16

'

СВЕТ МИРНОГО АТОМ А

ществует о пасность радноактн вного
облуче н н я н работнн ков станцнн,
н окружа ющего населе н н я . Поэтому
прн проектнрова н н н станцнй, прн н х
строн тельстве н э ксплуатацн н прн­
ннмаются экстраордн нарные меры
безопасностн . И все же даже этнх
экстраордн нар н ых мер н ногда ока­
зы вается недостато ч но.
Прн ведем н нтересное, на наш
взгл я д, нсторнческое сопоставле­
нне. Вторая половнна Х 1 Х столетн я
был а кул ьмн нацней « парового ве­
ка » . Стрем н тельно росло во всем
мн ре колн чество паровых котлов.
По соврем е н н ы м понятням, это бы­
лн маломощные, прнмнтнвные ус­
тройства. И тем не менее в 1 905 го­
ду в Соедн ненных Штатах прон зо­
шло 450 взрывов кот лов, прн кото­
рых было убн то 383 человека н ра­
нено 585.
Работая над увел н чен нем надеж­
ностн котлов, н нже неры тех лет
ш л н по путн непомерного завыше­
н н я нмеющнхся запасов прочностн,
на ут я желе нне н удорожанне паро­
вых ма ш н н . Но н этого оказывалось
мало.
Амер н ка нс кое
общество
страхо в а н н я от взрывов котлов
( п р н шлось
та кое
о р г а н н зовать)
указывало в своем от чете, что на
1 я н варя 1 906 года в 3 595 1 7 1 па­
ро вом котле, осмотре н ном а ген­
тамн Общества, о казалось 2 569 1 27
ненсправ ностей, н з которых 272 033
был н прнзнаны особо опас н ы м н .
Шлн годы, н на смену котлу
паровому прншел «атом ный ко­
тел » - устрой ство,
несопоста внмо
более сложное н поте н цнально
нен змернмо более опасное, чем
его
п редшестве н н н к .
«Атом н ы й
котел», атом н ы й реактор, являю­
щнйся н сто ч н н ком снлы многнх
наш н х электростанцнй, корабле й
н подводных лодок, стал тем не
ме нее необы ч а й но надежным эле­
ме нтом установкн в целом. П ра к­
т н ч ескн не зарегнстрнровано н н од­
ной особо опасной аварнн нменно
атомных котлов . Это пряма я за­
слуга развнтой в наше время наукн
о надежностн .

Эксперты комнсс н н по атом ной
энер г н н С Ш А прон звел н расчет
возможностн авар н й н а 1 00 атом­
ных электростан ц н я х с реакторам н , ·.r
охлаждаемымн к н п я щей водой под
давленнем (такое кол н чество эле­
ктростан цнй работало в Соедннен­
ных Штатах в 1 980 году). Тщательно
нзу чнлн вероятность авар н й вообще
н возможные последст в н я 1 2 гн­
потетн ческ н х аварн й . Аналнз п о­
казал , что другне в нды аварн й самолетов, автомобнлей н т. п .­
пронсходят значнтел ь н о чаще, чем
даже сам ые незна чнтельные не­
поладкн на атом н ы х электростан­
цн я х . Вероятность тыс я ч н н более
смертел ьных случаев н з-за круп н ы х
авар н й на 1 00 атом н ы х электро­
станцнях Амер н к н 1 980 года был а
равна п рнбл н знтел ьно 1 0 - 5 , Это
озна чает, что такая авар н я воз­
можна не чаще, чем однн раз в
мнллнон лет . Вероятность смер­
тел ь н ых нсходов от пожаров в ты­
сячу раз, прн авар н я х самоле­
тов - в 5 тыся ч раз, прн землетря­
сен н я х - в 20 тыся ч раз, прн ура­
ганах - в 40 тысяч раз выше. Ава­
р н н с убытком свыше 1 00 мнлл но­
нов долларов могут случнться на
всех эт н х атом ных эл ектроста н ц н я х
не чаще, ч е м одн н р а з в 5 0 0 лет.
А обы ч ные пожары н аносят уб ыткн
такого масштаба каждые два года.
И все-так н : в марте 1 975 года
пронзошла авар н я н а электростан­
цнн « Брауне Фе ррн » в Калнфорн н н .
Прнмерно через год был о опублн­
ковано офнцналь ное закл юченне
комнссн н , назначен ной дл я рассле­
дован н я обстоятельств аварн н . О ка­
залось, что авар н я пронзошла от
пожара : загорелнсь кабелн под
помеще н нем, в котором н аходнтся
пул ьт у правле н н я . Прн ч н н а пожара
был а весьма трнв нал ь н о й - рабо­
ч н й , определяв ш н й место утечк н
газ а, забыл в помеще н н н зажжен­
ную свечку. На это наложнлнсь
мн огоч нсл е н н ые казусы. Сначал а
выясн нлось, ч т о снстема пожаро­
туше н н я н еработоспособ на, потом
перепутал н номер телефо н а по1 17

rn;.в;. 6

Восстанов ительные работы на терр итори и Ч ернобыль ской А ЭС.

о т города Гарр нсбер га в Пенснль­
ван н н .
В 4 часа 3 6 м и нут утра 2 8 марта
отказал и н асосы втор и чн ого кон­
тура системы пода чи, н парогене­
ратор прекрати л работу . Реактор
мощностью 900 тыся ч киловатт тем
не менее продолжал в ырабатывать
тепло. Давление н температура
в перви чном контуре систем ы по­
дачи воды достнгл н крнтн ческн х
уро в н е й . Через 8 секунд п осле
аварн н реактор автомат н ческн от­
кл ючился.
Случив шееся представляло со­
бой серьезное, но совсем не н склю­
чнтел ьное пронсшеств не. Тем н е
менее н а станцн н прозвучал и с и г­
налы тревоги . За несколько ми нут
раздалось более ста сигналов, н
операторы растер ял ись . Им было
очень сложно разобраться в том,
что пронсходнт, проанал нзнровать
с н туацню н при н ять нужное реше­
н и е . Один н з операторов заметил,
что насосы , подающие охлажден­
ную воду в теплообмен н н кн, за-

жарной команды . Когда пожарная
команда все-таки приехала, вы­
яс н и лось, что н и кто н е знает, как
надо туwнть пожары на атомной
электростанц н н . Тол ько через 6 ч а­
сов после начала пожара реwнлн
тушить его обыкновен ной водой,
что оказалось вполне достаточ н ы м .
К р у п н а я авар и я б ы л а предотвра­
щена, несчастья не случилось .
Неисправность в системе управ­
л е н и я п р и вела к аварн н на атомной
электростанцнн «Крнстал рн вер11
в штате Флорида. По край ней мере,
240 тыся ч л итров рад ноактнв ной
воды в ы л илось н з системы охлаж­
ден и я реакторов, но было задержа­
но в специальном защитном кол­
лекторе . Раднацн я в помеще н н н
коллектора, в котором, к счастью,
не было л юде й, в 1 О раз превы­
сила смертел ьн ы й дл я человека
уровен ь .
Серьезная атом ная авар и я п ро­
н зоwла в 1 979 году на атомной
электрос т а н ц н н ,
р а с п о л оже н н о й
на острове Трн майл неподалеку
tt8

СВЕТ МИРНОrо А ТОМА

.
Ч ер побыль ская А ЭС . Кол оппа ма ш ип с ж идкост ь ю для дезактивации

тором реактора, но о н тоже не
смог предложить н и чего существен ного.
Через три ч аса после авар и и
начала увел и ч и ватьс я радиоактив­
ность в помеще н и и стан ц и и . Была
объявлена обща я тревога. Вскоре
персонал был вынужден н адеть за­
щитные
маски - радиоакти в н ость
постепен н о возрастал а .
Реактор оставался т а к и м горя­
чим, ЧТQ давлен и е воды в перв и ч ­
ном контуре продолжало н арастать.
Радиоакти вная вода вылилась на
пол корпуса, в котором был рас по­
ложен реактор. В самом реакторе
образовалс я газовый пузырь, кото­
рый препятствовал поступлен и ю ох­
лаждающей воды и не давал с н и ­
з и ! ь температуру реактора.
Через 9 часов 50 м и нут после
начала авар и и в комнате, где раз­
ме щалс я пул ьт управл е н и я стан­
цией, был усл ышан глухой звук.
Операторы реш и л и , что это хлоп­
нул п редохран ител ь вентилятора ,
На самом деле это был звук от

работал и , н о н и кто н е обратил в н и­
ман и я , что вода н е достигала тепло­
обмен н и ков - п редо х ра н и те л ь н ы е
клап а н ы
оставались
закрыты м и .
Целых 8 м и н ут реактор продол­
ж.а л н агреваться, а охлаждающая
вода к нему н е поступала. Только
через несколько м и н ут оператор
догадался открыть оба предохра­
.
н и тельных клапана.
З атем ошибки операторов по­
следовал и одна за друго й . Заме­
тили, что повысился урове н ь воды
в ком пенсаторе дав л е н и я , но и н тер­
претировал и этот факт неп рав и л ь­
но. На ста н ц и и прои зошел разрыв
предохран и тел ьного диска перв и ч­
ного контура, вода из которого по­
степенно выл ивалась, а операторы
предположили, что сл и ш ком и н тен­
сивно подаетс я охлаждающая вода.
Поэтому они запустили авар и йные
насосы на недостаточную мощ­
ность .
Через два часа после авар и и
ситуаци я все еще н е проясн илась.
По телефону связались с конструк1 19

ГЛАВА 6

кол и ч ества
небол ьшого
взрыва
углеводорода, вышедшего нз раз­
рыва в пер в и ч ном контуре и соед11н 11 в ш е гося с к ислородом в н утри
корпуса реактора . Ко всем непри ят­
опасность
н ост я м пр11бав 11 л ась
взрыва газового пузыр я , образовав­
ш егос я в реакторе. (Правда, впо­
следств и и выяснилось, что вероят­
ность взрыва была рав на нул ю :
чтобы могла образоваться взрыво­
опас н а я смесь, в гермет и ч ном кор­
пусе было слиш ком мало кисло­
рода .)
Сотруд н и к и стан ции сч итал и , что
опас ности взрыва нет, а специа­
л исты Комисс 11 11 по ядер ной энер­
г и и , п р ибывш и е н а станцию, пр идер­
ж11вал11сь против оположного м н е­
ния.
В 8 ч асов 25 м и нут радио Гар­
р нсберга и н формировало о слу­
ч и в шемся н асел е н и е города, через
час об авар 11 11 было сообщено в
Бел ы й дом. Мэр города предложил
жителям сам им п р и н ять решение
об эвакуации, хот я , по его м н е н и ю ,
необходимости в этом не было.
Утром 29 марта о случившемся
уже знала вся Амер ика - во всех
газетах н а первых полосах сооб­
щалось об авар и и на острове
Трнмайл .
На следующи й день население
н з-за м н о гочисл е н н ы х п рот11 воре­
ч 11 в ы х деклара ци й и сообщен и й,
11сход я щ11 х от губернатора штата,
работни ков станц11 11 11 экспертов
Ком исс1111 по ядер ной энерг11 11 , п ро­
должал о н аходиться в п а н и ке. Раз­
рабатыв аются планы эвакуац1111 на­
сел ен и я нз бл 11жа й ш 11 х городов.
В радиусе пять м и л ь от станции
проживало тогда 25 ООО человек,
а в радиусе десять миль - 1 30 ООО.
В 2 2 ч аса 30 марта губернатор
штата н а п ресс-конференции оф11ц11ал ь н о сообщ�.:�л, что, по м н е н и ю
экспертов, в эвакуац11 11 насел е н и я
н е т необходимости . Тем не менее
около 200 ООО перепуга н н ы х жи­
телей прилегающих к стан ц 11 11 райо­
нов покинули свои дома .
Только после 1 апреля газова я

пробка в корпусе реактора стала
постепенно рассасываться . Но еще
безостано­
продолжал ись
долго
вочн ые работы по л и к в 11 дац1111 по­
следств и й авар 11 11 . Е ще долго про­
должались выбросы рад 11оакт 11 в н ы х
веществ в атмосферу ; в теч�нне
почти всего апреля в зда н и я х стан­
ции н аходилось около трех с поло­
в и ной м11лл11онов л и тров радио­
акт и в ной воды . По оце н кам экспер­
тов, толь ко н а работы по дезакти­
вац11 11 стан ц1111 потребовалось около
200 милл ионов долларов. Общие
затраты н а восстанов ител ьные ра­
боты состав 11 л 11 около двух м 11л­
л 11 ардов долларов.
Серьезные авар 11 11 н а атомн ы х
реакторах происходят 11 н з-за эле­
ме нтарной халатности 11 безответ­
ствен ност и . В д11рекци11 атом ной
америка нском
эле ктростанци и
в
городе И нднан-Пойнт, неподалеку
от Нью-Йорка, хранится, возможно,
сам ая доро гостоящая монета в
м ире, хотя это всего л и шь обы ч н а я
монета достои нством в четверть
доллара . Она была найдена в 360тонном реакторе 11 вывела его н з
строя на целых семь месяцев. По­
вторн ы й ввод установки в действ и е
обошелся в восемь м11л1'11онов
долларов. Как эта монета попала
в реактор, так и не было установ­
лено.
После авар 11 11 на ста н ц и и « Тр11майл айлендс» ш ирокая общест­
венность всерьез заин тересовалась
проблемам и безопасности атомных
реакторов . Эта проблема перестала
быть « в нутре н н и м делом» спец11а­
л11стов по атом ной энергетике, 11
оди н за другим вскрываются фак­
ты бол ь шого ч исла сбоев 11 не­
поладок н а атом ных электростан­
ци я х .
С начала 80-х годов н а разл ич­
ных ядерных уста новках в США
прои зошел цел ы й ряд авари й раз­
л и ч н о й степени серьезност и . В од­
ном нз оф11ц11ал ь н ы х документов,
подготовленных дл я кон гресса, у ка­
зывается на множество «плохо уп­
равляем ы х >> реакторов. Среди ос1 10

СВЕТ MHPHOro А ТОМА

новных .факторов, ста в я щн х АЭС
на грань серьезных авар н й с не­
последст в н я м н ,
предсказуем ы м н
называются халатность, н едоста­
точное в н нманне к нсправл е н н ю
поврежден н й , плохое руководство
н тех н н ч еское обслужнванне. В 1 983
году прон зошел двукрат н ы й отказ
снстемы безопасностн на реакто­
ре в Салем е, штат Нь ю-Джерсн.
В 1 985 году едва н е отказала сн­
стема охл ажден н я реактора АЭС
«Дэвнд-Бесс>> в ш тате Огайо, что
прнвело бы к серьезн ей шему н н­
цнденту; н а ядерн ом реакторе
в Ранчо-Секо в штате Калнфор н н я
на 26 м н н ут п рекратнлась подача
электроэнергнн в снстему контрол я
энергоблока.
Из
16
назва н н ы х
в докл аде атом н ы х станцнй 1 З прн­
шлось временно закры Т\. . А совсем
недавно, в начале 1 987 года, м н н н­
стерство энергетн к н С Ш А закрыло
по
соображе н н я м
безопасностн
н « Н З-за адм н н нстрат н в н ы х упу­
ще н н й » четыре научно-нсследова­
тел ьск н х реактора атом ного комп­
лекса в Ок-Рндже , ш тат Тен н ессн
(еще одн н был закрыт ранее,
в ноябре 1 986 года). Этот · сп нсок
можно продолжнть. В связн с про­
блемамн безопасност:н закрыт ядер­
н ы й реактор в Хан тфорде, штат
Ваш н н гтон, наполов н н у
с н нжена
мощность трех реакторов ( н закрыт
ч етв ертый) н а АЭС в Саван н а-Рнвер,
ш тат Южная Карол н на. На АЭС
в Бнвер-Вэл л н бл нз Пнттсбурга в
резул ьтате в ыхода нз строя уплотн н­
тел е й не сработала снстема охл аж­
ден н я реактора в ч резв ычайных об­
стоятел ьствах.
Подоб н ые же п роблемы сущест­
вуют н в дру гнх стран ах, где дейст­
вуют АЭС. В Я п о н н н , напрнмер,
властн п рефек тур ы Сага н а острове
Кюсю отдалн рас поряженне остано­
внть на неоп ределен ное время
глав н ы й реактор расположенной
там атом ной электростанцнн « Гэн­
кай», где обн аружен ы опасные не­
полад к н . Совершенно случайно ста­
ло нзвестно, что в бол ьшннстве
трубопроводов на АЭС нмеются

м ногочнслен н ые трещн н ы . По мне­
н н ю спецнал нстов, это чревато
опас н остью радноактнвного зараже­
н н я грунтовых вод н расположен­
ных поблн зостн водоемов . Серьез­
ную тревогу местных жн теле й в ы­
звалн дан ные о том, что трещн н ы
в трубопроводах был н обн аруже н ы
е щ е в 1 98 1 году . В с е это время
адм н н нстрацн я АЭС « Гэн кай» фак­
тнческн н е п р н н нмала мер дл я нх
устра н е н н я , поскол ьку ремонт прн­
вел бы к простою реактора н п оте­
ре прнбылей хозяев. АЭС. И это н е
едн нстве н н ы й случай неполадок на
японскнх атом н ы х электростан цн я х .
П о дан н ы м печатн, только в 1 986 го­
ду было зарегнстрнров ано по мень­
шей мере 1 0 серьез н ы х аварн й,
вызвав ш н х остановкн реакторов.
Многочнсле н н ы е авар н н прон зо­
шлн на атомном заводе в Сел ла­
фнлде в Вел н кобрнта н н н , едн нст­
вен ном Е> этой стране предп р н я т н н
по воспрон зведе н н ю ядерного го­
рючего. Все о н н был н связаны с
утечкой радноактнвных веществ, ко­
тора я м н огократно пронсходнла н а
заводе . Напрнмер, 5 феврал я 1 986
года н а террнторнн завода была
объявлена тревога п осле утеч кн
н н трата плутон н я во врем я ремон­
та н асоса в корпусе « В 205 » . 1 5 че­
ловек был н облучен ы . Сп ецнал нсты
полагают, что в насосе пронзошл н
одновреме н н о трн поломкн, вышла
н з строя воздуш ная ком п рессор ная
снстема . Рад ноактн в н ы е отходы н а
этом заводе б е з в с я к о й предварн­
тельной обработкн выбрасывал нсь
в Ирландское море - н это прн­
воднло к радноактнвному зараже­
н н ю не тол ько о крестного побе­
режья, но н Скандн н а в н н , Ислан­
днн н даже Гренландн н . Серьезная
авар н я пронзошла н а АЭС « Х н н к л н ­
П о й н т » в графстве Сомерсет в но­
ябре 1 985 года. В атмосферу было
выброшено около восьмн тонн ра­
дноак т н в н ых газов, н л юдн подверг­
лнсь радноактнв ному облуче н н ю .
На А Э С в Кре йс-Мел ьвнлле в о
Фран цнн недав но зафнкснрована
утечка радноакт н в ного натрн я .
t1t

ГЛАВА 6

Словом, ясно, что н и одна стра­
на в м и ре, котора я пользуется
атом ными электростан ц и я м и , н е за­
страхована от авари й . Стол ь н и зкая
вероятность авар и й , о которой мы
говор и л и , не уч иты вает халатност и,
безответствен ности, которые абсо­
лютно недопустимы при работе с
такой потенциал ь н о о пас ной тех ни­
кой. К сожален и ю, не ми новала бе­
да и нашу стран у .
В 1 978 году строител и Черно­
быльской АЭС сдал и в эксплуата­
цию перв ы й энергоблок мощностью
1 ООО мегаватт . На чалась нормал ь­
н а я эксплуатаци я ста н ц и и , и вместе
с тем строи тельство п родолжа­
лось - проектная мощность АЭС
составляла 6000 м егав атт . Вошл и
в строй второй , трет и й и четвер- ·
тый бло к и . Для работ н и ков АЭС
был построен н ебол ь шой городок
П р и п я ть, . весь в зеле н и , спокой н ы й ,
уютн ы й .
Вес н а 1 986 года был а ранней,
и в конце· а преля уже в пол1-1ую си­
лу цвели сады . Город готовился к
традиционной первомайской де­
монстрации - с и ноптики
обещал и
на этот ден ь пре красную погоду.
Но демонстрац и я н е состоялас ь .
В ночь с 25 н а 26 апрел я жителей
П р и п я т и разбудил грохот, донес­
щ и йс я со стан ц и и . Выско ч и в ш и е н а
ул и цу л юди у в и д е л и зарево н а д
четвертым блоком и п о н ял и : п р и ­
ш л а стра ш н а я беда. Ч а с ы показы­
вали 1 ч ас 23 м и нуты н оч и .
Первыми в борьбу вступ или по­
жар н ы е . Уже через п ят ь м и нут ка­
раул воен но-пожар ной части, дежу­
р и в ш е й на Чернобыльской АЭС,
был на крыше ма ш и н ного зал а стан­
ции, где бушевало плам я .
Из доклад ной записки ма йора
Лео н и да Тел я т н и кова, возглав ив­
шего р аботу п ожарных : « Г оре н �
был о во многих местах и на раз­
л и ч н ых отметках от 1 2, 5 до 1 7,5
метра " . М ы осмотрел и 4-й блок " .
Пожара там н е был о . Из централ ь­
ного зала хорошо было в и дно не то
зарево, не то свечение. Но в
централ ьном зале, кроме п ятака

реактора, н и чего нет, гореть не­
чему. Реш и л и , что свечение исходит
от реактор а . Позвон и л , доложил
обстановку дл я переда чи в Киев " , ))
Вот такой как будто будн и чн ы й
рапорт. А н а самом деле все по­
жарные знал и , н а что о н и и дут ведь о н и давно работал и в Чер но­
был е, и представлял и себе грозную
опас ность, исходящую от реактора.
Сапоги пожарных вязли в расплав­
лен ном от страшного жара битуме,
кругом валял ись куски раскален­
ного добела граф ита. Но стра шнее
огня была нев идимая и неощут и­
ма я рад и а ци я . Шансы выжить был и
у пожарн ы х м и н имал ь н ы м и , но не
дрогнул н и оди н . Пока были силы,
о н и герои чески вел и борьбу с бес­
пощадным врагом. Н и кто не у шел
с к р ы ш и , пока н е п р и ш л а подмо­
га - и з сосед н и х районов, и з Киева
при мчались пожарные маш и н ы .
Вскоре открытый ого н ь был по­
туше н . Но в нутри реактора пожар
продолжался, угрожая вспыхнуть
«Ярче тыс я ч и СОЛ Н Ц )) .
Немедленно п риступ и л и к эва­
куаци и н аселе н и я . Всю зону стан­
ции оце п и л и . Полность ю закрыл и
доступ тем, кто не был связан с
л и квидацией авар и и , в три дцат и­
километровую зону вокруг Черно­
был я . Здесь уровен ь радиаци и ока­
зался повышен н ы м . А из Киева в
сторон у Чернобы л я уже через не­
сколько часов дв и н ул ась громадн ая
колон н а и з 1 2 1 6 бол ь ш и х автобусов
и 300 грузо в и ков, со своими сред­
ствам и связи, дозиметри ч ескими
службам и , ремо нтной мастерско й .
К полуд н ю следующего д н я маши­
н ы прибыл и в зону авар и и . Всего
несколько ч асов п отребовалось, что­
бы в ывезти тыс я ч и л юдей подал ьше
от ч етвертого эн ергобл ока, в реак­
торе которого продолжался п ожар .
По гасить пожар в реакторе не­
обычайно сложно. Дл я этого н е го­
дил ись ни вода, ни как ие-л ибо хи­
ми ческие вещества - ведь и з-за
высокой температуры они н емед­
ленно бы испар ились. А исто ч н и к
радиации необходимо было как
1 21

СВЕТ МИРНОГО АТОМ А
________________ """"" _____________________ _

можно скорее закрыть. Ми ровая
практика н е знала еще подобн ы х
ситуаци й . Но реш е н и е н ашлось на помощь при шла авиация, чтобы
с воздуха сс запломбироваты) по­
врежде н н ы й реактор .
За нескол ько суток воин ы-верто­
летч и к и справились с необы ч н ы м и
нелегки м задан и ем . Представьте
себе : к кратеру весьма огра н и чен­
ного размера нужно было сна чала
подлететь крат ч а й ш и м п утем, по­
том очень быстро сбросить двух­
соткилограм мо в ы й мешок с песком
точ н о в цел ь . Все это п роисходило
рядом с в ысокой трубой атом ной
стан ц и и , а это еще бол ьше ослож­
няло обстановку.
Летч и к и показал и высш и й класс
в этом м и р ном бомбомета н и и .
В пер в ы й ж е де н ь 93 м е ш к а легл и
точно в цел ь, в о второй - уже 1 86.
И н и одного промаха! На цель н а­
водил вертолетч иков руководитель
полетов. По е го команде груз н а­
правлящя точ н о н а поврежде н н ы й
реактор .
Уже к 7 мая на крышу повре­
жде н ного реактора были сброш ены
четыре тыся ч и тон н песка, гл и н ы ,
бора, доломита, и звест н я ка, свинца.
Радиоак т и в н ы й выброс резко со кра­
тился . Это был о гром н ы й успех в
борьбе с атом н ым испол и ном .
Но опас н ость еще сохран ял ас ь .
Сердце реактора - е г о активная
зон а - оставалась раскален ной, она
как бы висела, опираясь на пере­
крыт и я , которы е могли быть по­
врежде н ы во время взрыва. Под
реа ктором в специаль ном бассей н е
м о г л а остат ьс я вода. Требовалось
решать сложне й ш и е научные и тех­
н и ч ес к и е зада ч и , при чем ре шать
мгнове н н о и безо ш и бочно - дорога
каждая м и н ута.
Все у ч астн и к и невидан ной опе­
рац и и по спасен и ю станции - от
председател я Государственной ко­
мисси и , а кадем и ков, м и н истров до ·
водителей, монт_е ров и строите­
лей - прояв и л и мужество и геро­
изм. Мы говор и л и о подв и гах п о­
жарных, в самые крити ческ ие мо-

ме нты авар и и останов и в ш и х ого н ь .
А сколько
мужества
про я в и л и
электр и к и стан ц и и , моментал ьно
восстановившие поврежден ное при
взрыве эн ергоснабжен ие, без кото­
рого невозможно было вести ава­
р и й ные работы ! Когда понадоби­
лось выпустить остатк и воды из бас­
сей н а под поврежде н н ы м реакто­
ром, в кромеш н о й тем ноте найти
и открыть задв ижки, у частн и ков
это й сложной операци и дол го и с­
кать не при шлось . Б ыстро и точ н о
работали в с е , к о м у п р и ш лось вести
борьбу с опасность ю.
Вскоре удалось наладить охлаж­
ден и е активной зоны реактора, за­
креп ить пространство под повреж­
денным энергоблоком . К 1 З ма я ста­
ло ясно, что основная опасность
ми н овала.
Предстояла огром ная
работа по захороне н и ю пов реж­
де нного
дезакти ваци я
реактора,
ста н ц и и и п р илегающи х районов,
обеспе ч е н и ю в вода в действие
исправных, н о законсерв иров а н н ы х
остал ь н ы х энергобл оков стан ц и и .
На помощь Чернобыл ю п р и ш л а
в с я страна. Тыс я ч и добровол ь це в
прос и л и направить и х для восста­
новлен и я станци и . Любые, даже са­
мые сложные заказы на обору дова­
ние и приспособлен и я для работ
на ста н ц и и в ы п ол н я л ись м гновенно.
Шахтеры и метростроевцы со всей
стран ы прокладывали наклонные
тон нели под четверты й эн ергоблок,
по которому по йдет бетон дл я
окон чатель ного захорон е н и я реак­
тора.
На чалось строительство
«мо­
гильн и ка )) , Вбл и з и реактора, где
урове н ь ради аци и оставался еще
высок им, строительные работы ве­
лись с помощью радиоуправляемых
механ и змов, а там, где мед и к и и
дозиметристы дал и разре ш е н и е н а
работу л юдям, трудились специ а­
л исты самы х разных п рофесс и й .
Ведь строящи йся ссмоги л ь н и ю) не просто бетон н ы й ш атер, это
сложное сооружен ие, позволя ющее
не тол ько захорон ить пов режден­
ный реактор, но и вести п осто я н н ы й
i 13

ГЛАВА 6

кон трол ь за е го состоя н ием, преж­
де всего за температур н ы м режи­
мо м активной зо н ы .
Сооружен и е саркофага н ад чет­
вертым энергоблоком было завер­
шено в конце 1 986 года. Громадное
сооруже н и е и з бетона на высоте
60 метров венчает ме т алл ическая
кровл я . Завершени е этого этапа ра­
бот сразу же изменило обстановку
на АЭС - там, где р а н ь ше можно
был о н а ходиться всего несколько
секунд, теперь стало возможным
споко й н о работать, собл юда я, ко­
нечно, строгие правила безоп ас­
ност и .
При водитс я в порядок город
П р и п я т ь . Воины-х и м и к и методи ч но
«ОЖ И В Л Я ЮТ» дом за домом, улицу
за у л и це й . По всей терр итор и и го­
рода с н я т слон грун та. Чтобы пред­
став ить себе объем провод имых
работ, назовем такую цифру : тол ь­
ко с балконов жилых домов вы ве­
зено около двух с полов и н о й тыся ч·
ма ш и н разл и ч ного мусора.
Не мен ь ше объем работ, прове­
де н н ых с цел ью обезопасить вод­
ный бассе й н от попада н и я радиа­
ци и . В вер х н е й части Киевского в о­
дохра н и л и ща построена подводная
зап руда дл и н о й 450 метров. Перед
ней сдел ана выемка ш и р и ной в 1 00,
глуби ной до 1 6 метров. Это - под­
вод н а я ловушка, цел ь которой задержи вать могущие попасть сюда
из пр итоков реки П р и п яти радио­
акти в н ые ч аст и цы .
Такие же и л о в ы е л о в у ш к и сдела­
ны перед плотиной Киевской ГЭС,
севернее устья П р и п ят и . Возведе н ы
водоохран ные сооруже н и я н а реках
Сахан, Илья, Вересн я и друг и х,
в падающих в П р и п я т ь . В грунте у
ос нова н и я четвертого блока соору­
жен а 30-метровая бето н н а я стена,
которая, как шлагбаум , перекрыла
сто к грунтов ы х вод к реке . Всего
построен о 1 37 водоохранных соору­
же н и й обще й дл и ной более 29 ки­
лометров . П р и н ятые меры дали
отл и чн ы й результат - п робы , кото­
рые регул ярно берутся в разных
районах Киевского водохранил ища,

и з Днепра, показывают, что н и ка­
ких отклоне н и й по части радиации
в воде нет.
Но все же : почему произошла
авар и я на четверто� блоке, ун ес­
шая жиз н и 31 человека, потребо­
вавшая невида н н ого напр яжен и я
сил всего народа дл я л и к в идаци и
последстви й ? Правител ьстве н н а я ко­
мисси я, ·тщател ь н е й ш и м образом
проанал изировавшая п р и ч и н ы ава­
р и и , состав ила доклад - два объ­
емистых тома . Этот доклад был
представлен совеща н и ю экспертов
Между народного
стран - членов
энер г и и
атом н о й
по
агентства
( М А Г А ТЭ) . И как это н и горько,
п р и ч и н а обы ч н а я - халатность, без­
обслужи вающего
ответствен ность
персо нала.
Авар и я 26 ап рел я произошла
в ходе проведе н и я эксперимента
на турбоагрегате четвертого блока.
преступ ную
Люди, допустившие
безответственность и создавшие на
АЭС катастрофи чес кую ситуацию,
заботились, оказывается, о." без­
опас ности стан ци и . Экспер имент
проводи лся с тем, чтобы проверить
возможность использов а н и я ме ха­
н и ческой энер г и и ротора турбоге­
нератора д л я п оддержа н и я работы
энергоблока в случае авар и й н о го
обесточ иван и я . Экспери мент, ко­
нечно, полез н ы й , но проводился он
с грубей ш и м и о ш и бкам и , с наруше­
нием всех п р и н ятых требов а н и й .
Экспер имент был неправ ильно п ро­
думан и орга н и зован, не со гласо­
ван ни с представ ител я м и глав ного
конструктора реактора, н и с н ауч­
ным руководством по ядерной без­
опас ности . Опыт проводил и на ра­
ботающем реакторе и откл юченных
системах авар и й н о й защиты, в част­
охлажден и я .
авар и й н ого
ности
Быстрый рост мощности реактора
в резул ьтате ош ибок операторов
привел к и нтенсив ному парообразо­
ван и ю в каналах реактора, а затем
и к п аровому взрыву, разруш и вше­
му часть конструк ци й реактора и
разгермети зировавшему шахту.
Итак, слу чив шееся в Чернобы1 14

СВЕТ МИРНОГО АТОМА

все равно будут требовать четкого
ле - не что и ное, как це п ь роковых
соблюде н и я всех н еобходимых п ро­
ошибок человеческого мышлен и я .
цедур. Такие авар и и , как на « Три­
Персоналом АЭС и х было допуще­
ма йл айлендс)) и в Чернобыле, со
но шесть . В резул ьтате были отклю­
всей остротой поста в и л и воп рос о
чен ы систем ы авар и й н о й защиты
необход имости созда н и я между­
реактора . Трагед и и могло бы не
народного режима безопас ности
произойти или масш табы ее был и
разв и т и я ядерной энергет и к и . По
бы несрав ненно мен ь ше, есл и бы
и н и циативе СССР МАГ А ТЭ подгото­
хоть одна из защит не была отклю­
вило и п р и н яло на специальной сес­
чена. Но, как н и парадоксал ьно это
конферен ц и и
Генерал ь н о й
сии
звучит, к преступной самоуспокоен­
МАГ АТЭ д в е конвенци и : «По обя­
ности п р и вела дл и тел ьная н адеж­
затель ному оповещен и ю о ядер ных
ная работа систем ы, обладающей
авариях, где бы о н и н и произош л и >>
бол ьшой потенциал ь н о й опаснос­
и «Об оказа н и и помощи странам
тью. И это при водит к в ы воду, что
в случае авар и й н а АЭС)). Они не
безусловно необходимое н аращи в а­
тол ько подписаны дес я ткам.и госу­
ние с истем безопасности не может
дарств, но и уже работают, в н ося
окончательно решить п роблему н а­
стабил и зирующи й
оп ределен н ы й
дежности АЭС . Нужна п р и н ц и п иал ь­
фактор в сложную область между­
но н овая концепци я , на основе
которой будет создан ядер н ы й
народных отноше н и й . Именно в
реактор с внутрен н е присущи м ему ·· рамках этих ко нвенци й был а да н а
свойством «сверхвысокой надеж­
операт и в н а я и н формаци я о пожаре
ност и )) . В самой конструкции реак­
на советс кой атом ной подвод ной
тора должна быть заложена способ­
лодке - ведь эти кон вен ции отно­
сятся не тол ько к и нцидентам н а
ность обезопас ить себя при л юбых
сбо я х или ошибоч н ых дейст в и я х
промышле н н ы х атом н ы х объектах,
люде й .
но и н а воен н ых ядерн ы х установ­
Ученые р я д а стран уже п ред­
ках .
ложи л и н ескол ько вариантов кон­
Но
все
четыреста
атомных
струкци й так и х реакторов. Главное
эл ектростанций, работающих сейчас
на пла нете, не м о гут создать угро­
в эти х конструкци я х то, чтобы при
любой неисправности быстро охла­
зу, хотя бы срав н имую с угрозо й,
исходящей от пятидесяти тысяч
дить активную зо ну реактора, п ри­
чем это должно произойти в н е за­
боеголовок. Авар и я на Чернобыле
висимости от действ и й оператора.
еще раз подчеркнула необходи­
Подобную конструкци ю под назва­
мость нового мышле н и я , адекват­
нием ПИУС предложи л и шведские
ного существу ющей ситуации, когда
ученые. Перспективен переход от
чел овечество может быть поставле­
энер гоблоков большой еди н и чной
но мил итар истскими силам и на
мощности к так назы ваемы м мо­
гран ь полного у н и ч тоже н и я . При­
дул ьным конструкциям, в которых
мер такого мышлен и я демо нстри­
рует Совет�ки й Союз, неустан но
мощность каждого агрегата неве­
л и ка, и даже в слу чае аварии ущерб
доби вающийся освобожден и я зем­
л и от ядерного оружи я .
будет невел и к . Академ и к А. Д. Са­
Еще одна проблема, о которой
харов предложил располагать реак­
п рот и в н и к и
посто я н н о
говор ят
торы глубоко под землей. Но все­
атом ной энергети к и , например пар­
таки абсол ютная безопасность, п о
тия зеленых в ФРГ (од и н из ее ло­
мнен и ю н е1;<оторых у ч е н ы х , может
зун гов : « Атом ная энерги я ? Спасибо,
быть обеспечена л и ш ь для устройств,
не требуется ))),- п роблема радиа­
л и ш е н н ы х за паса энерги и . Что же
ционной безопас ност и . Оп поненты
касается стол ь концентрированной
атом ной энергети к и утверждают,
энер г и и , как в ядерном горючем,
что постройка атом н ых эл ектрото даже более безопас н ые с истемы
t lS

ГЛАВА 6

капиталист и ч еском м и ре вл адел ьцы
г и гантс к и х нефтяных и угол ь н ы х
компан и й , ч ь и бар ы ш и окажутся
п од угрозой при ш и роком разв итии
атомн о й энергет и к и .
Не тол ько тех н и чески е п робле­
мы возн и кают в с в я зи с использо­
ванием атомной энерги и . Как, н а­
п р и мер, совместить разв итие атом­
ной энергет ики и неи збежное н а­
копле н и е плуто н и я - прекрасного
матер иала для и з готовл е н и я атом­
ных бомб - с и деей нераспростра­
н е н и я атомного оружи я ? Не сле­
дует ли изы мать накапл и в ающийся
плуто н и й , остав и в лишь урановую
атомную энергет ику? Эти закон ные
опасе н и я и естестве н н ы е предло­
жен и я выходят за сферу тех н и к и
и вторгаются в область пол итики,
в ту область, где наша стран а уже
давно зарекоме ндовала себя после­
дователь н ы м борцом за ядер ное
разоруже н и е .
Есть и е щ е о д н а неожидан ная
опас н ость . Некоторые ученые вы­
сказы вают сом н е н и е : не может ли
слабый контрол ь за хранением об­
разующегося плуто н и я на некото­
рых электроста н ц и я х (а ч исло и х
уже и змер яетс я тысячам и ) привести
к тому, что какие-н ибудь злоумыш­
л е н н и к и , и л и полити ческие шан та­
жисты, и л и просто престу п н и к и по­
хитят этот редк и й элемент и сам и
изготовят
пр имитив ное
атомное
оружие? Это - сфера н е тех н и ч ес­
кая, скорее уголов н о-пол ицейская.
И все же она н еразрыв н о св язана с
развитием атом ной энергет и к и .
Наконец, действител ьно насущ­
ной остается проблема хран е н и я
или у н и чтоже н и я рад иоактив н ы х от­
ходов, образующихся при работе
атом н ы х электроста н ци й . В первое
время серьезность этого воп роса
была я в н о недооценена. Так, С Ш А
и А н гл и я радиоакти вные отходы
своих плуто н иевых заводов сбрасы­
вал и прямо в моря и океа н ы . Во
Франции эту проблему решали еще
проще - радиоактивные отходы по­
просту сливали в Сену. Теперь под­
ход к этой проблеме куда серьез-

станци й даже при безавар и й ной ра­
боте окон чател ь н о заразит окру­
жающую среду, подвергнет н аселе­
ние бл и злежащих пун ктов м ного­
численным заболеван и я м , связан­
н ы м с радиоакти в н ы м облучен ием.
Действител ьно, радиоактив ное и з­
лучение в ы зы вает в орга н и зме че­
ловека необрат и м ые и зменен и я ,
п р и водящие к серьез н ы м заболева­
н и я м и даже к смерт и . М ногие п и о­
неры исследова н и я радиоактив но­
сти стал и жертвам и и злучен и я , они
не знали еще о и х вредоносном ха­
рактере и не собл юдал и н и каких
п рав ил безопас н ост и . Достаточ н о
сказать, что находящийся в музее
л исток из записной к н и жки Мари и
Кюри до с и х пор радиоактивен !
Именно поэтому п р и п роекти ро­
ван и и и строительстве атом ных
электроста н ц и й особое в н и м а н и е
уделяется проблемам радиацион­
ной безопас ности . На пути вредо­
носного
излучен и я
воздвиг нуты
м н о гоч ислен ные барьер ы . Рас четы
показывают, ч то уровен ь радиации
в радиусе 80 километров от атом­
ной электростан ц и и по мен ь ше й
мере в 6000 р а з меньше дозы об­
л у че н и я от естествен ного радио­
а кт и в но го фона, воз н и кающего при
радиоак т и в ном рас паде естествен­
ных радиоакт и в н ы х веществ, при­
сутству ющих в почве, гор н ы х поро­
дах и строи тел ьных материалов, от
косм и ч ес к и х лучей, которые бом­
бардируют земл ю с момента ее
образован и я .
Анал и з аргументов прот и в н и ков
атом ной энергети к и в не которых
случая х показы вает, что в их ч и сло
входят отнюдь н е тол ько рев н и тели
ч истоты полей, л есов и водоемо в .
Прот и в атомных станци й борются,
например, представ ител и вое н но­
промышленного комплекса США,
не жел ающие расставаться с ура­
ном и плутонием. Их не устраи вает,
что эти редкие элементы будут
использоваться в атом н ы х реакторах
стан ци й, а н е в атом н ы х боеголов­
ках. Против атом ных электростанций
в ыступают также могущественные в

·

1 26

СВЕТ М Н Рноrо АТОМ Д

нее ; некоторые с ч и тают даже, что
она неразрешима .
Советские ученые смотрят н а
перспекти ву реше н и я зада чи захо­
рон е н и я радиоакт и в н ь1х отходов
оптим исти чно. Прежде всего, отхо­
дов эти х крайне м ало - всего одна
тон н а н а 1 О м и л л и ардов киловатт­
часов выработанной энергии, стоя­
ще й десятки миллионов рубл ей.
Естествен но, Что к а к ие бы меры ни
пред п р и н им ал ись дл я захороне н и я
столь малого кол и чества отходов,
на стоимости эл ектроэнерг и и это
почти н е отраз итс я . С ф и з и ческо й
точк и зрен и я , отходы - это ссн евы­
горе в ш и й )) уран и плуто н и й, актив­
ность которых невел и ка, и так н а­
зываемые оскол к и делен и я , в кото­
рых радиоакт и в н ы х продуктов до­
статочно м н о го. Среди н и х есть
короткожи вущие изотопы, с перио­
дом полураспада мес я цы и л и годы,
и дол гожи вущие, у которых этот
период - сотни и тыся чи лет. Наи­
более акти в н ы именно короткожи­
вущие элементы. Этот факт и опре­
дел и л сложи вшуюся технолог и ю
переработки и захоронен и я радио­
акти в н ы х отходов.
Отработа нные
тепловыделяющие элементы удал я ются и з реак­
тора . Они помеща ются на н ескол ь­
ко лет в специал ь н ы е хранилища,
сооруже н н ы е прямо на атом ной
электростан ци и . За это время бол ь­
ш и н ство короткоживущих элемен-

тов распадается, радиоакти в н ость
отходов сн ижаетс я в тыс я ч и раз.
Теперь и х можно вполне безо пасно
транспортировать в посто я н н ы е хра­
н ил ища. Сей час подыскивают такие
геологи ческ и е формации н а суше и
на море, гермети ч ность которых
обеспечена самой природо й . При­
мером таких форма ци й могут слу­
жить сол я н ы е купол а . Ведь есл и
такой купол в течение сотен милли­
онов лет оставался запол ненным
сол ью, знач ит, все это время туда
не про н и кал а вода, которая могла
бы нарушить гермет и ч н ость храни­
л и ща и вынести оттуда радиоактив­
ные п родукты н аружу . Так ие хра­
н и л ища, как правило, оснащаются
чувствител ь н ы м и дат ч и ками, сигна­
л и зирующи м и даже о самом незна­
ч ител ь н ом нарушен и и гермети чно­
сти . Если т акое все же п роизойдет,
всегда можно перенести конте й н е­
ры с отходами в другое надежное
хра н илище.
Нет сомнен и й в том, ч то атом­
ная энергетика зан ял а прочное мес­
то в энергети ческом бал ансе чело­
вечества. О н а безусловно будет
разви ваться и впредь, безотказно
поставл я я столь необходимую л ю­
дям энергию. Однако понадобятся
допол н и тельные меры по обеспече­
н и ю надежности атом ных электро­
станций, и х безавар и й н о й работы,
а ученые и и н женеры сумеют найти
необход имые решен и я .

Солнце на Земле - термоядерный р еактор .

Гnава

7

С О Л Н Ц Е Н д З ЕМ Л Е

Перон объявил, что н а острове
Хемуль создан атом н ы й центр, ко­
торый обош елс я государству в сто
милл ионов долларов .
Атом н ы й центр н адежно за­
щищен, пол н остью засекречен и
абсол ютно н едоступен дл я п осто­
рон н и х .
Теперь стол ь бол ь ш и е затраты н а
создание центра и е г о физи ческих
установок
окуп ятс я
сторицей ведь полу чен практически неис чер­
паемый исто ч н и к энерги и !
Как тол ько сообщен и е об откры­
тии попало в руки ученых, у н и х
сразу ж е возн и кл и сом н ен и я . Во­
первых, хотя Ронал ьд Ри хтер де йст­
в и тел ьно был ф и з и ком, работавшим
во время войны в берл и нском ин­
ституте, особых научных достиже­
н и й за ним не зна чилось. Казалось
невероятным, чтобы средней руки
ученый смог совершить то, что н е
удав алось сдел ать круп н е й ш и м фи­
зи кам современ ност и . Во-вторых,
сумма сто милл ионов долларов,
весьма большая на первый в згл я д,
дл я с пециал истов отн юдь н е выгля­
дела стол ь уж грандиозной - ведь,
в отл и чи е от журнал истов, они з н а­
л и , что на реа л и зацию «Ман хеттен­
ского проекта>>, заверш ившегося
созданием атомной бомбы, было
затрачено бол ьше двух м и л л и ар­
дов .

На пресс:-конфере н ц и и в Буэнос­
Айресе, которую президент Арген­
тины Хуан Перон назначил на
26 марта 1 95 1 года, собрался цвет
мировой прессы. Журналистов за­
ранее предупред и л и , что их ожи­
дает гра ндиозная сенсаци я, остав а­
лось тол ь ко гадать кака я . Но то, о
чем объ я в и л п резидент, оказалось
настол ько невероятным, что даже
ко всему п р и в ы ч н ы е журнал исты
опрометью бросил ись к телефонам
и телета й п ам, чтобы в ближайшие
выпуски газет попало не просто
сенсацион ное, а сверхсе нсационное
сообще н и е : нес кол ько недель н азад
в Аргентине осуществлена уп равреак ция,
термоядерная
л яемая
водородной
энерг и я
обуздан а
бомбы !
Рядом с Пероном на пресс-кон­
ференции сидел автор открытия некий Рональд Ри хтер, в прошлом
австр и йс к и й , а н ы не аргентинский
подда н н ы й . Имен но ему несколько
лет н азад Перон поручил во згл а­
вить ядер ные исследова н и я в Ар­
генти н е .
И в от теперь Р и хтер гордо за­
я в ил собр ав ш и мс я : «Я умею в ыраба­
тывать ядер ную энер г и ю без уран а ! »
П р я мо н а пресс-кон ференции пре­
зидент п р и креп ил н а грудь физика
высшую н аграду Аргенти н ы - ме­
дал ь своего имен и .
9 Энерrи •, век двадцатt. nера"1й

1 29

rл.i.в.i. 7

Откл и к и ученых, появ ивш иеся в
м и ровой прессе, сильно отл ичались
от восторже н н ы х репортажей жур­
налистов . О н и весьма крити чески
отнеслись к сообще н и ю Перона,
и это обеспокоило аргентинских по­
л и ти ков .
Была создан а специал ь н а я ко­
м и сс и я, и зуч и в ш а я состо я н и е дел
в атомном центре.
Выводы комисс и и оказал ись н е­
утеш ител ь н ым и : единствен ной прав­
дой из того, о чем говорилось на
п ресс-к онферен ц и и , было то, что
сто миллионов дол л аров действи­
тел ьно был и истрачены, но они ушли
н е и зв ест н о куда.
Получе н и е энер г и и из водо­
родной бомбы оказалось блефом .
Д и ктатор Перон, подобн о к н язьям
и герцогам средневековой Европы,
содержа в ш и м пр идвор н ы х алхими­
ков, попался на удочку шарлатана.
Ри хтер в п ал в неми лость . Да и сам
Перон вскоре был свергнут вое н н ы­
м и и изгнан и з стра н ы . Полагают,
что не послед н ю ю роль в судьбе
Перона сыграл а афера е го при двор­
ного ал х и м и к а .
П о ч е м у же один и з многих спо­
собов получе н и я энер г и и стал п ред­
метом столь обострен н о го в н и ма­
н и я жур н ал истов, пол итиков и уче­
ных?
Д е л о в том , что, окажись за­
явлен ие аргентинце в правдой, ч ело­
вечество навсегда и збавилось бы от
тревог по по воду о гран и чен ности
е го энергет и чес к и х источ н и ков.
Миллионы лет смотрят н а Зем­
лю безмол в н ы е звезды. Тыся чи лет
помогают они людям находить вер­
н ы й путь в дал е к и х странстви я х по
суше и в море . Но л и ш ь срав н ител ь ...
но н едав но л юди стал и пон имать,
что та кое звезды и почему они све­
тятс я . Дре в н и м все было яс н о :
звезды - это ого н ь , закреплен н ы й
всемогущим богом н а небесных
сферах. Потом, когда небесные
сферы и з представлен и й астроно­
мов исчезл и , а з везды зан ял и свои
места в глуби нах космоса, ученые
пон я л и , что дар я щее жизнь Сол н-

це - это просто ближайшая к н ам
звезда, вокруг которой вращаются
планеты. Когда ф и з и к и «в звесил и ))
Сол н це и определ и л и его массу,
источ н и к , откуда чер пает оно свою
энергию, стал особенно загадоч­
ным.
Ведь есл и бы Сол нце состояло
даже и з самого лучшего, известно­
го л юдям топл ива, оно уже дав но,
всего за нескол ько тыся челети й,
сгорело бы без остатка.
Мен ь ше чем сто лет н азад, в
1 897 году, тогдаш н и й старейшина
х и м и и Клеменс В и н клер весьма
песс и мистически высказы вался п о
поводу возможности познать источ­
ник энерг и и звезд : «Мы, обитаю­
щие на Земле, приковы ваем свой
взгляд к сверкающим небес ным
светилам над нашими головами ;
м ы след и м з а и х движени ем, даже
рассчитываем его с пораз ител ьной
точн остью, однако наше горя чее
желан и е п ро н и кнуть в суть их про­
исхожде н и я , в их сущность и наз н а­
чение остается неутоле н н ы м . По от­
ноше н и ю к загадкам Космоса все
мы
я вл яемся
вопрошающи м и
деть м и >> .
А уже через н есколько л е т мо­
лодой Резерфорд закон ч и л свои
класси ческие работы по теор и и
радиоак т и в ности . Родилась атом­
ная физи ка, которая смогла дать
ответ и н а дав но вол нующи й уче­
н ы х воп рос : откуда звезды берут
энергию, позволя ющую им светить
посто я н н о и неизменно милл иарды
лет?
Ученые установили, что исто ч н и к
энер г и и
звезд - термо ядер н ы й
с и нтез, образование одн и х элемен­
тов из других, более легких. При
немысл имых температурах и дав ле­
н и я х в н едрах звезд из водорода
синтезируется гел и й ( водород самы й распространен н ы й в приро­
де элемент). С откры тием гел и я
связана довол ьно л юбопытная исто­
р и я . Неи звестную ранее я рко-жел­
тую л и н и ю в спектре сол неч ной ко­
роны обнаружил фран цуз Ж. Жан­
сен 1 9 августа 1 868 года и н есколь130

С О Л НЦЕ НА З ЕМЛЕ

ко позже - а н гл и чан и н Дж. Локьер.
Как было п р и н ято, оба направ и л и
письма с сообщен ием о своем от­
крыт и и в Парижскую Академ и ю
наук. Н о Жансен работал в И нд и и ,
письм а оттуда ш л и куда дол ь ше,
чем н з соседней Вел и кобрита н и и .
Сообще н и я от обо и х ученых при­
шли в Париж в один н тот же де н ь
н был и за читаны н а заседан и и Ака­
дем и и 26 октябр я с интервалом
в н есколько м и нут. Оба ученых
утверждал и об открыт и и нмн н а
Солнце нового элемента. Поражен­
ные столь стра н н ы м совпаде н ием,
академ ики постанов ил и выбить в
честь этого собы т и я золотую ме­
дал ь . Нов ы й элемент был назван ге­
лием в честь Г ел носа - Сол нца.
Лишь спустя много лет «сол н е ч н ы й ))
газ - гел и й был обн аруже н на Зем­
ле, но прошло еще н емало в реме­
ни, пока этот газ нашел первое
практи ческое п р и мен е н и е . В конце
прошлого века а н гл и йский юморис­
тичес к и й журнал «Пан ч )) поместил
кари катуру, н а которой гел и й был
изображе н в в и де х итро подм и ги­
вающего
забавного
человеч ка.
Подп ись под р исун ком гласила :
« Нако нец-то мен я излов и л и н н а
Земле ! Это з а н ял о немало време­
ни!
И н тересно теперь з н ать, скол ь­
ко пройдет времен и , пока они п р и­
думают, что со мной делать?))
И сол н е ч н ы й человечек был прав :
люди тогда свободно обходились
без всякого гел и я .
Н о возврат имся к солнцу н до
сих пор загадочн ому процессу п ре­
враще н и я в нем водорода в гел и й .
Конеч но, при термоядерном . син­
тезе происходит н е п росто сборк а
атома гел и я нз четырех водород­
ных, процесс этот весьма сложе н
н в кл ючает м ного этапов, но в ре­
зул ьтате все-таки образуется атом
гел и я .
А он оказыв ается чуть легче,
чем ч етыре атом а водорода.
Эта « П отер я н н ая)) м асса в соот­
ветств и и со з н аменитой формулой
Эйнштейна ( « энергия рав н а м ассе,

умноженной н а квадрат скорости
света)) ) в процессе превраще н и я
водорода в гел и й обратилась в энер­
гию. При образов а н и и одного атом а
гел и я в ыдел яется 26,7 м иллиона эл е­
ктрон-вол ьт. Это, кон е ч н о, очень м а­
ленькая энер г и я , н о зато атомов неисч исл имое коли чество. На сол н­
це в энерги ю ежесекундно п рев ра­
щается четыре м и ллиона тон н мас­
сы.
Такую энерги ю труд н о даже
представ ить - ведь
при
самом
мощном термоядерном взрыве на
земле в энер г и ю превратилось все­
го л и ш ь о коло килограмма вещест­
ва.
А есл и испол ьзовать бол ее п р и­
в ы ч н ые сравнен и я , можно с казать,
что в каждом л итре воды содер­
жится столько же энергии, как в
трехстах л итрах бен з и н а .
И нтерес но, ч т о получить эн ер­
гию, с и нтезируя гел и й нз водорода,
казалось ученым значительно более
простым н легко осуществимым
делом, чем получить энергию п р и
расщеплен и и атомов. Л е гче, каза­
лось, соед и н и т ь н ескол ько атомов,
чем расщеп ить оди н . Де йств и тел ь­
но, труд н о было себе п редставить,
что атом, само назва н и е которого
свидетельствует о стабильности н
н е и зме н н ости (слово «атом)) п о­
древнегреческн озна чает « н едели­
м ы й ))), можно раздробит ь . Однако
нашелся
подходящий
«снаряд)) '
определ илась схема расщеплен и я ,
н атом ная энергет и к а не только
·стал а реаль ностью, н о н разв ивает­
ся огромн ы м и темпам и . А . вот
управляемую термоядер ную реак­
цию с энергети ческим выходом,
реакци ю син теза, до сих пор осу­
ществ ить не удалось� хотя неуправ­
ляемая термоядерная реакци я, со­
провождающаяс я в ыделен нем не­
мысл имы� количеств эн ергии, реа­
л и зована уже м н о го лет назад в
зловещих
водородных
бомбах .
, В лекци и , прочитан ной академи ком
П . Л . Капицей п р и в ру ч е н и и -Нобе­
левской прем и и по ф изике, учен ы й
зая в и л , что у него « в ы зы вает н еi31

ГЛ АВА 7

которое недоумен 11 е )) то обстоя­
тельство, что до с11х пор н е удалось
осуЩеств11ть ядер н ы й с 11 нтез не
взрыв ного т 11 п а .
Теорет 11 ческ11 с х е м а высвобож­
ден 11 я термоядер ной энерг11 11 со­
верше н н о яс н а уже м ного лет нужно « всего л 11 ш ы1 разогнать ядра
легк11х элементов до так 11 х скоро­
сте й , чтобы пр11 стол кновен 11 11 о н 11
не разлетал 11сь, а сл 11вал11сь. Кроме
того, так11х ядер должн о бы'!"ь до­
стато ч н о м ного, чтобы стол кно­
про11сход11л 11
в е н 11 я 11 сл 11 я н 11 я
ч асто.
Теорет11ческ11 все ясно, а вот
практ11 ческ 11 " .
Академ11к Л . А . Арц11мов 11 ч , в
течен 11 е мног11х лет возглавл яв ш 11 й
советскую термоядерную програм­
му , вспом 11 н ал , что когда пр11сту­
п 11 л 11 к по11ску путей овладен 11 я
энерг11ей термоядерного с 11 н теза,
казалось, что проблема сравн 11тель­
но п роста - для ее реше н 11 я пред-

сто11т пройт11 некоторы й путь между
двум я точкам 11 . Но с у глублен 11ем
в проблему трудност11 возрастал 11 :
оказалось, что п уть этот н адо « Н е
п р о й т 11 , а проехать н а велос11 педе ;
потом - проехать на велос11 педе,
но по канату; потом - что велос11пед одноколес н ы й ;
потом - что
ехать нужно с зав язанным11 гла­
зам 11 ; 11 наконец - задом н апе­
ред11 .
Советск11е ученые пр 11сту п 11 л 11 к
реше н 11 ю зада ч11 обузда н 11 я термо­
ядер ной реак ц1111 еще в на чале
50-х годов .
В И нст11туте атом ной энер г 11 11 по
11 н 11ц11ат11ве И . В. Курчатова была
создана бол ь ш а я л аборатор 11 я, к ра­
боте в которой пр11влекл 11 круп н е й­
ш 11 х учен ы х .
В те год ы б ы л о уже 11звестно,
что л юбое вещество, н агретое до
н ескол ьк11х дес ятков тысяч градусов ,
превращаетс я в плазму - особое со­
сто я н 11е в еществ а, в котором эле-

ТОКАМ А К

Т

-

18

СОЛ НЦ Е НА З Е М Л Е

(( Токамак -7 » .

ктрон ы отор в а н ы от своих атомов.
Поскол ьку эл ектрон ы стал и весьма
подв ижными, пл азма довол ьно хо­
рошо провод и т электр и ч ес к и й ток .
Этим воспол ьзовал ись, чтобы разо­
гревать необыч ное вещество до м ил­
л иона градусов . И тут же возникает
простой, но уб и йств е н н ы й вопрос :
где хранить такое экзот и ч еское в е­
щество?
Н и один сосуд, выпол н е н н ы й из
обы ч н ы х зем ных материалов, не
сможет удержать разогретую до
миллиона градусов плазму - при
соп ри коснове н и и с сосудом или
плазма тут же остынет, и л и же со­
суд сгор и т .
Осе н ь ю 1 950 года в лаборатор и и
академ и ка И . Е . Тамма родилась
простая и и зящная идея - изол и ро­
вать плазму от стенок сосуда, в ко­
тором она находится, маг н итным
полем.
П р и таком способе удержа­
н и я плазма как бы помещается в

сет ь, сотка н ную и з силовых л и н и й
маг н и тного пол я, о н а «В ИСИТ>> в ва­
кууме и ни с чем не сопри касаетс я .
«Магн итн ые бутыл к и » позвол и л и п е­
рейти к экспериментам с плазмон.
25 апрел я 1 956 года И. В. Кур­
чатов в ыступил в англи йском атом­
н ом центре в Х аруэлле.
Уч еные Вел икобритан и и , собрав­
ш и ес я н а лекцию советского акаде­
м и к а, был и поражен ы : гость откро­
в е н н о и открыто рассказывал о ра­
ботах, которые был и строжайше за­
секречен ы и в А н гл и и, и в США.
О н говор ил о термоядерн о й
реакци и в газовом разряде, о термо­
ядерном горючем, о методах удер­
жа н и я раскален ной до звездн ых
температур плазмы, о том, что со­
ветс к и м ученым удалос ь разогреть
плазму до м и л л и он а градусов .
Это была н асто ящая сенсац и я .
А н г л и й с к и е у ч е н ы е и жур нал исты
н е з н ал и , как себ я вести. В коммен­
тар и и агентства Рентер говорилось,
1 33

ГЛА В А 7

что а н гл н йскне ученые ожндалн,
что Кур чатов будет выкачи вать нз
ннх н н формацню, а вместо этого
советс к и й учен ы й рассказал нм са­
м и м , что н как следует делать.
В ав густе 1 956 года - новая со­
ветская н н н цнатнва - на снмпозну­
ме по кос м и ческой электродн намн­
ке, пронсходнвшем в Швецнн, о по­
след н и х советс к и х достнже н н я х в
области
термо ядер н о го
си нтеза
во
рассказал и
всеуслышание
Л . А. Арцнмов н ч н И. Н. Голов и н .
Л н ш ь через год реш е н и ю СССР
о снятнн секретности с работ по
термоядерному с и нтезу последо­
вали С Ш А н Англ и я .
И вот ч т о выяснилось : разделен­
н ы е н е преодол нмымн, казалось бы,
барьерами
секретности ,
фнзнкн
трех стран - СССР, С Ш А н А н г­
л н н - п р н ш л н к одному н тому же
выводу : еди нстве н н а я возможность
удержат ь плазму н не дать ей охла­
ди ться - это использовать магн ит­
н ое поле.
Нев н днмое, неося заемое, оно
прочной сетью с иловых л н н н й будет
держать плазм у вдал и от стенок
л юбого сосуда.
Выясн илось также, что фнзнкн
эт нх стран н е тол ько разраб отал и
одн от и п н ые установ к и , но н пол у­
ч нл н на н нх п р имерно од и н аков ые
п араметры плазмы. Более того,
л аб оратор ные, жаргон н ые, назв а н и я
установок тоже оказал ись одн н а­
ковымн 1
Многие
пути
осуществлен и я
звездных реакци й в земных усло­
в и я х , найденные учеными, оказа­
лись туп нковым н ; другие, возмож­
но, при ведут к успеху.
Пока н аиболее перспектнвнымн
с ч итаютс я два осн ов ных направле­
ния.
Первы й путь - это продолже­
н и е «Старых)) работ по управл яемо­
му термоядерному с и н тезу, св язан­
ных с магн итным удержан и ем плаз­
мы.
Еще в 50-х годах в С С С Р былн
сконструиров а н ы ловуш к и тнпа « То­
камаю) («тороидальная камера с

аксиал ь н ым магнитным полем>) , нл н
«ТОК, к амера, магнитные катушкю) ).
Эта русска я аббрев иатура стал а
таким же общеупотребител ьным
во всем м нре словом, как «спут­
н н ю) ,
И советские, н зарубежные то­
камакн устроены примерно оди н а­
ково.
В тороидал ьную камеру, по­
хожую на ги гантскую ав томобил ь­
ную ш н ну, закачивают газообраз­
н ы й изотоп водорода - дейтерий
н л н его смесь с другим изотопом трнтнем.
Камера н адета н а магн итоп ро­
вод н явл яется факт н ч ескн вторич­
н ой обмотко й трасформ атора.
Индукцион ным п утем в к аме­
ре наводится кольцевой ток, кото­
рый сильно разогревает газ, нонн­
зн рует е го н создает плазму. Этот
ток, хотя н создает собствен ное
магн итное поле, суживающее плаз­
му до то н ко го ш нура н отрывающее
ее от стенок, оказываетс я, еще не
гарантирует
дол го й,
устойч ивой
жнзнн плазм ы .
Чтобы продолжи тел ьность жн з­
нн плазмы ув ел н чнть, на поверх­
ность камеры н адеваются катушки,
создающие маг н итное поле, напря­
же нность которого во м ного раз
больше, чем н апряже н ность пол я ,
создаваемого током, а с и ловые л н ­
н н н параллел ь н ы току в плазме.
Это магн итное поле п ридает необ­
ходимую жесткость плазмен ному
ш нуру н удержи вает плазму в тече­
н ие времен и , н еобходимого дл я
ее р азогрева до мнллнонов граду­
сов .
Долго, шаг за шагом улучшал ись
параметры плазмы, повышалась ее
температура, увел н ч н валнсь плот­
ность, время существова н и я . Ш и ро­
комас штаб ные эксперименты был н
проведены на установке «Тока­
мак-711 . Теперь в строю «Тока­
мак- 1 011 . По м не н и ю академика
Е . П . Вел и хова, возглавля ющего нс­
следован н я по магн итному удержа­
н и ю плазмы, это - последн яя, ч и сто
экспер име нтальная установка.
134

СОЛНЦ Е НА ЗЕ МЛЕ
·��������-

В « Токамаке- 1 0>> ток в плазме
дости гает 600 тысяч ампер, а объем
самой плазмы - почти четыре ку­
бометра.
Но и в такой огром ной установ ке
плазма н е хотел а вести себя так,
как указывал и ей теор и и , разрабо­
тан н ые ф из и к ам и .
Оказал ось, что бол ее т яжел ая со­
став л я ющая плазма (ионы) ведет
себя вполне благопр истойно, пере­
дви гаясь тол ько по тем траектор и ям,
которые предп иса н ы теор ией.
А вот эл ектроны вели себя свое­
вол ь н о и н аход и л и разные пути,
чтобы выбраться и з магнитной ло­
в у ш к и . И зучение при � и н стол ь « Н е­
досто й н ого» поведе н и я эл ектронов
п оказал о , что в камере токамака
могут создав аться такие услов и я ,
при которых магнитное поле к а к б ы
выворач и в аетс я наизнанку - в центр
попадает более холодная плазма, а к
стенкам устремляется более горя­
чая.
Ф и з ик и н азвал и этот процесс
перезамы кан и ем силовых л и н и й .
И нтерес но, ч т о такой ж е п ро­
цесс перезамык ан и я силовых л и н и й
в х восте магн итосферы Зем л и при­
водит к пол я р н ы м с и я н и я м , это же
перезамык ан ие при водит к вспыш­
кам н а Сол нце - исто ч н и кам опас­
ного дл я космонавто в косм и ческого
излучен и я .
Много труд ностей создал а не­
усто й ч и вость плазмы для ученых,
разрабатыв ающи х
энергет и ческие
термоядер ные реакторы. Но, как
сказал академ и к Л. А. Арцимов и ч ,
природа может расположи ть на пу­
ти и сследовате лей л и ш ь конечное
число преп я тстви й , которые рано
и л и поздно будут все же преодо­
лены.
Опыты н а « То камаке- 1 0» м ного­
му н ауч и л и физиков, в том ч исле
и методам борьбы с неусто йчи­
востью плазмы . Научил ись они и
разогрева ть плазму до 40 миллио­
нов градусов, и сохранять ее в тече­
ние замет ного времен и . Расчеты по­
казывают, что оп редел яющим для
термо ядер ной реак ции явл яется н е

-���-

просто в р е м я удержа н и я плазмы,
а его п роизведен и е на плотность
плазмы - ведь чем плотнее плазма,
тем бол ьше ч аст и ц прореагирует
в каждую еди н и цу време н и . Дл я
« Токамака-1 0» этот параметр ока­
зался в 40 раз мен ьше, чем требу­
етс я .
Но этот, казалось б ы , н еуте­
ш ител ь н ы й факт ф и з и ков сейчас н е
очень вол нует.
Дело в том, ч то в опытах было
подтверждено одно очень важное
предположе н и е : время удержа н и я
плазмы в «Ток амаке» быстро растет
с увел и че н ием размеров плазмен­
ного «бубл и ка » . Поэтому заветной
цел и можно
дости ч ь ,
двигаясь
просто по пути увел и ч е н и я уста но­
вок.
Пл азм а будет существовать н е­
обходимое время, есл и реактор
будет в тр и-ч етыре раза бол ьше,
чем «Токамак- 1 0» .
Этот резул ьтат - од и н из са­
мых важных в цеп и достижен и й фи­
зиков.
В нашей стране сей час создан а
крупная установка « Токамак»- 1 5» .
В н е й используются сверхпроводя­
щие катуш к и , конструирование и
изготовлен ие которых само по себе
представ л яет сложнейшую н ау ч н о­
тех н и ческую задачу. На этой уста­
новке впервые должна быть полу­
чен а энерги я , превосходя ща я по ко­
л и ч еству ту, которая затрачена на
разогрев плазмы, то есть энергет и­
ческ и й в ыход.
В это й установ ке предпол агаетс я
получить плазму с тем и значен и я м и
плотности и тем п ер атур ы, котор ые
требуются д л я энергет и ч еского ре­
актора. В этом случае тол ько объем
плазмы будет нескол ько м е н ь­
ш им .
В самое бл ижайшее врем я « То­
камак- 1 5», прообраз термоядер н ы х
электростан ц и й будущего, даст п ер­
вые научные резул ьтаты.
Советс к и й Союз последователь­
но проводит идею об и нтер н ацио­
н ал и заци и исследован и й по термо­
ядер ном у с и н тезу, объед и н е н и ю
135

ГЛдВд 7

ус и л и й ученых разных стран дл я ре­
шен и я столь сложной и насущно не­
обходимой
челове честву
зада чи
обеспе чен и я энергети ческого и зо-·
бил и я . На пресс-конференци и в Па­
риже
Ген ерал ьн ы й
. секретарь
ЦК КПСС М . С . Горбачев поддер­
жал идею междун арод ного сотруд­
н и ч ества в разработке и реал иза­
ции проекта термоядерного синте­
за. Речь и дет о практи ческой по­
строй ке междун ародного термо­
ядерного реактора. Эта идея воз­
н и кла в 1 978 году, когда в и це-пре­
зидент Академ и и наук СССР акаде­
м и к Е . П . Вел ихов от имени Совет­
ского прав ительства в н ес предло­
жен ие в Междун ародное агентство
по атом ной энергии о созда н и и
термо ядер ного реактора на меж­
дународной ос нове. В 1 979 году в
Вене была создана рабоч а я группа
специал истов стран - членов «Евра-

тома>>, СССР, С Ш А и Я п о н и и . Со­
ветскую часть проекта возглавляет
академ и к Б . Б . Кадомцев. Группа
разработала проект термоядерного
реактора « Интор», подобного со­
ветским «То камакам » . Это - еще
не промышле н н ы й реактор, но ис­
следован и я на нем дали бы воз­
можность опробовать все ос нов­
ные узл ы будущих термоядер ных
электростанци й .
П о с воему замыслу «И нтор» со­
ответствует последнему этапу н а
пут и от физи чес к и х установок к
опыт но-промышл енным
электро­
стан ц и я м . Ученые хотят добиться
того, чтобы в « И н торе» проис ходи­
ла само поддерживающая термо­
ядерная реакция в им пульсном ре­
жи ме . А и м е н но : в камере создает­
с я дейтер иево-тритиевая плазма,
котора я в течение н ескол ьких се­
кунд нагревается до н еобходимой

Схема .л.азерного термоядерного реактора: ЛПКУ
линейные предварител ьные каскады уси ­
ления; ПКУ
многоканал ьные каскады усиления ;
предвар и тельные каскады усиления ; МК У
ВК У
в ыходные каскады усиления.
-

-

-

-

СОЛНЦ Е НА ЗЕМЛЕ

темп ературь� - примерно до 1 00
м илл ионов градусов. Потом н агрев
прекращается, и в пл азме пр имерно
тр и с п олов и н о й м и нуты идет термо­
ядер ная реак ц и я . Через 20-30
секунд п осле заверше н и я реакци и ,
з а котор ые в реактор впрыснут но­
вую порц и ю топлива, цикл повто­
ритс я .
З а стенкой реактора будет уста­
н овлен так называем ы й блан кет устро йств о, которое п огл ощает по­
токи н ейтронов, выдел яющихся в
резул ьтате реакц и и , и преобразует
и х энерги ю в тепло, которое уже
легко испол ьзовать в эн ергети­
ч еск их цел я х .
Кроме того, в блан кете будет
н арабатываться тритий, которого в
пр ироде мало.
Е го будут получать искусств енно
и з л и ти я .
Второй весьма перспектив н ы й
путь к управл е н и ю термоядерн ы м
синтезом - это
так
называемое
и нерционное удержа н и е плазмы.
Эта идея возникла даже рань­
ше, чем идея магнитного удержа­
ния.
Е щ е п р и в зрывах первых водо­
родных бомб обн аружил и , что н а­
гретая до милл ионов градусов пл аз­
ма даже при давл е н и я х в милл ионы
атмосфер разл етаетс я н е сразу, ее
удержи вают силы и нерци и . Именно
этот способ, когда плазму факти че­
ски н и чего не удержи вает, кроме
ее самой, полу чил название и н ер­
цио н н ого.
В первые годы исследова н и й
управляемых термоядер ных реак­
ци й пошли по пути магнитного
удержа н и я совсем не потому, что
о методе и нерцион ного удержа н и я
забыл и и л и признали е г о малопер­
спекти в н ы м . Дело в том, ч то тогда
просто отсутствовала возможность
нагреть плазму до термоядерных
температур за то короткое время,
которое дает и нерционное удер­
жа н и е .
Ситуаци я изменилась, когда по­
Замечател ьное
лазеры .
явились
свойство лазерного луча - способ-

Т ермоядерная установ к а <1 0 гра- 4 ,1 .

ность концентр и ровать колоссал ь­
ную мощность в неболь шом объе­
ме - сразу же возбудило и н терес
к и н ерцион ному
исследователей
удержа н и ю плазм ы . Появилас ь воз­
можность подать на «табл етку>> и з
смеси дейтер и я и тр и т и я з а мил­
лионные дол и секунды огромную
энерги ю. В недрах таблетк и созда­
ются г и гантские температуры и дав­
л е н и я , при которы х может н а чаться
термоядер ная реакци я .
Пр и этом, конечно, произойдет
в зрыв, но есл и т аблетка достаточ но
м ала, то в зрыв п олуч ится таким,
что его эн ер г и ю можно будет
испол ьзовать .
Мысль об испол ьзов а н и и лазер­
ного луча дл я мгновен ного нагрева
небол ьшого кусочка вещества до
термоядер ных температур возн и к­
ла одновремен н о в разных стра­
нах.
До н а ч ал а 70-х годов иссл едо1 37

rл;.в;. 1

О К НО

Б А А Н К Е Т, Э А П ОА R Е Н Н Ы Й

Д A ll

О К Н А Д АА
11 3 А У Ч Е Н 11 11

ААЗЕРноrо

В З Р ЫВ Н А Я

П О ДВОД

К А М Е РА
В А КУУМНОЕ

ПОРИСТАЯ

A ll T M Е М

A И T ll A

С Т Е Н КА

О КН О

Лазер ный термояд ерный реактор ( пр о е кт ) .

Сложность реше н и я зада чи за­
кл ючалась в том, что уже первые
расчеты п оказал и , что мощность л а­
зера, способног о разже чь термо­
ядер н ы й огонь, должн а была быть
огром ной, намного пре восходящей
дости гнутую к тому време н и . Но
выход все же н ашелс я .
Требуемую мощность лазер ного
и злуч е н и я можно было уменьшить,
очень сильно сжав «таблетку))-ми­
шен ь . О казалось, что сам л азер
может при этом оказаться хорошим
прессом . Ведь вся «таблетка>> сразу
не прогреется, сна чала . н агреется
и превратится в плазму тол ько ее

ван и я проводились в усло в и я х сек­
ретности , как это было когда-то и
с идеей магн итн о г о удержа н и я . Но
так же, как и тог да, по и н и циативе
советски х ученых в 1 973 году завеса
секретности была сн ята.
К этому врем е н и в лаборато­
р и я х Физи ческого института и м е н и
П . Н . Лебедева А Н СССР под руко­
водством академи ков Н . Г . Басова
и А. М . Прохорова был и разрабо­
таны первые экспери ментальные
установ к и , н а которых удалось по­
лучить н е йтро н н ы й и мпульс и з
плазмы, нагреваемой излучен ием
лазера.
1 38

СОЛНЦ Е HJ. ЗЕМЛЕ

поверхност н ы й сло н . Возникает ре­
акти в н ы й поток газа, направлен н ы й
о т центра «ми ше н ю1 . Е с л и взять не­
сколько л азеров и одновремен н о
направить и х лучи н а «таблетку» с
разных сторон, то реактивное дав­
ление сожмет м и шень до требуе­
мой степе н и . Этот процесс очень
напом и нает ускорен и е косми ческо­
го корабл я и л и ракеты реактивной
силой, которая рассчиты вается по
фор мул ам , восходящим к знамени­
тым формулам Циол ковского о
движе н и и тела с переменной мас­
сой .
П р и таком сжат и и термоядер­
ное гор ючее быстро нагреваетс я ;
в центре м и ш е н и создаютс я усло­
в и я дл я н а чала термо ядерной реак­
ции, происходит м и кровзрыв, энер­
гия которого существенно превос­
ходит энергию, затраченную л а­
зерами .
Сначала опыты проводились н а
девят иканальнон лазерной установ­
ке, назван ной «Кальмар». Дев ять
лучей строго одновреме н н о били
по мишени - шарику диаметром
всего две десятых милли метра,
расположе н ному в вакуумной каме­
ре.
Мощность сс Кал ьмара11 была еще
очень далека от требуемой, но
в н аиболее удачных опытах уда­
валось зафи кси ровать появление
нейтронов - п редвестн и ков начина­
ющейся термо ядер ной реакц и и . Хо­
тя эти х нейтронов было немного,
само их н ал и ч и е свидетельствовало
о том, что исследователи и дут вер­
ным путем, всел яло надежду на
ус пех.
Со вершенствовал ись
лазеры,
возрастала и х мощность, усложня­
лась дейтериевая м и ш ен ь . Чтобы
оценить сложность задачи, приве­
дем небол ь шой п р и мер. По расче­
там теоретиков, оказалось, что ре­
акци я будет протекать л у чше, есл и
газообразный дейте р и й сначала за­
качать под давлением в 1 00 атмо­
сфер в стекл я н н ы й ш ар и к диамет­
ром 1 00-200 м и крон, при чем тол-=
щина стенок шарика н е должна п р и

Маг питп ое поле ({ Огры -4" - возбу жд е ппы е
атом ы газового ра зряда ра с ходятся вд оль
маг питп ых с иловых л и п ий.

этом превы шать 2-3 микрона. Из­
готов ить хотя бы один такой ша­
рик - задача совсем не простая, а
у ченые к тому же выдви нули требо­
в а н и я , чтобы тол щ и н а стенки по
всей поверх ности шарика была со­
вершен но оди наковой - отклоне­
ние н е м о гло превышать 1 % 1 И эту
невероятно сложную задачу уда­
лось решить, при чем срав нител ь н о
быстро.
Се й час в л абораториях работают
л азеры нового покол е н и я , намно­
го более мощные и совершен­
н ые.
У советской л азер ной установ к и
ссДельфию1 2 1 2 лучей, каждый и з
которых более чем в сто раз пре­
восходит по мощности луч сс Кал ьма­
ра11 .
Уже в самом н ачале опытов н а
первой очереди ссДел ь ф и н а 11, со­
держаще го 1 08 л азеров, темпера­
тура в цен тре м и ш е н и достигла
1 00 м и ллионов градусов, а ней тро­
нов выдел ялось в дес ять тыся ч раз
больше, чем при работе ссКал ь­
мара11 .
Американские у ченые создал и
установку сс Ш и ва11 , названную в
честь многору кого и н д и йского бо1 39

ГЛ А ВА 7

жества. В этой установке лучи 20
сверхмощных лазеров обруши вают
на дейтериево-тритиевую <<Таблет­
ку)) мощность, в 25 раз превышаю­
щую мощность всех электростан­
ций США!
П о м н е н и ю ученых, опытный л а­
зер н ы й термо ядер н ы й реактор мо­
жет быть создан в те чение бл ижай­
ших 1 0- 1 5 лет. До е го создан и я
предстои т ре шить еще м ножество
сложне й ш и х ф и зических и инже­
нерных задач. Необходи мо создать
лазер, существенно превосходящий
по мощности имеющиеся в н астоя­
щее вре м я , необходимо создать
сам реактор.
Сей час в м и р е существует около
двух десятков так и х проектов - от
ч исто терм оядер н ы х до « гибрид­
н ых)) ' в которых, кроме энерг и и
термоядер ного синтеза, будет н а­
рабатываться топл иво и дл я термо­
ядер н ы х , и дл я обы ч н ы х атом н ы х
реакторов.
Академ и к Н . Г. Басов сч итает,
что уже в будущем столет и и по­
яв ятс я
л азер ные энергет и ч еские
комплекс ы .
В т а к о й комплекс будет входить
мощн ы й л азер, которы й последова­
тел ь н о обл учает м иш е н и и произво­
дит м и кров зрывы в н ескол ь к и х
камерах-реакторах. Энерги я м и ро­
взрыва в камере и стенках реактора
(так их же, как у токамаков, блан­
кетах) преобразуетс я в тепло, а
затем - с п омощью турб и н или
более совершенных магнитогидро­
д и н ам и ч еских устройств - в элек­
тр и ч ество.
Сообщи т ь м и ш е н и огромную
энерг и ю , н еоб ходимую, чтобы нача­
лась термо ядер н а я реак ция, можно
не тол ь ко с помощью лазеров. Для
это й цел и п р и годны и движущиеся
с колоссал ь н ы м и скоростями, бл из­
к и м и к скорости света, электроны
и ионы.
Иссл едова н и я так ого метода осу­
ществ л ен и я управляемой термо­
ядер ной реакц и и около 20 л ет
ведутс я в Инст итуте атом ной энер­
г и и имен и И . В. Курч атов а.

Общая идея здесь примерно та
же, что и в лазерном термо ядер­
н ом реакторе.
Д л я получен и я интенсивной ре­
акци и дейтер и ево-т р ит иевую смесь
н ужно сжать в тыс я ч у раз и нагреть
п р и мерно до 50 м илл ионов гра­
дусов.
Это достигаетс я с помощь ю так
н азываемой
сжимающейся
обо­
лочки.
Веществ о, испаря ющеес я с по­
верхности оболоч к и , сжимает в н ут­
ре н н и е слои м и ш ен и .
В первых так и х установках «Три­
тою) и « А н гара- 1 )) м и ш е н ь облуча­
лась электронным пу чком мощ­
ностью, срав н имой с мощностью
всех электроста н ц и й СССР.
Вскоре н ач н утся экс п ерименты н а
з н а ч ит ел ь н о бол ее мощной уста­
новке «Ан гара-5)) 1 на которой, по
расчетам ученых, термоядер н ы й
с и нтез станет энергет и ч ес к и в ы­
годным.
Сол н це н а земле пока еще оста­
ется мечтой у чен ы х . И все же м но­
гие достижен и я последнего време­
ни свидетельствуют о том, что н е­
долго осталось дожидаться, пока
эта ме чта станет явью.
Видимо, уже в н ач ал е будущего
стол ет и я чел овечество получ ит в
свое распор яжен ие поист и н е неисся­
каем ы й исто ч н и к энер г и и .
Запасы дейтер и я в М ировом
океане таков ы, что их хватит на
м илл иарды л ет даже при м ного­
кратном увел и чен и и производимой
и
потребл яемой
на
земле
энер г и и .
Помимо всего прочего, управл я­
емы й термоядер н ы й с и нтез отли­
чается высокой безо пасность ю и
очень малым возде йств ием
на
окружающую среду.
При его работе н е возн икают
радио­
требующие захоронен и я
актив н ые отходы, а в конструк ции
реактора предусмотрен ы м н огочис­
л ен н ы е барьеры, преп ятствующие
утечке радиоактивн ого трития в
атм осферу.
С мысл я м и о будущем, о е го
1 40

СОЛНЦ Е Н А ЗЕМЛЕ

пробл ем ах решают энергетики за­
дачи сегод н я ш н его д н я . То, что се­
год н я л и ш ь н амечено в нашей Энер­
гет и ческой программе, в мире
2000 года, в м ире 1 1 1 тыс ячелет н я
обретет ж и з н ь в новых энер гет н-

ч ескнх установ ках, м н огие нз кото­
рых трудно сегод н я даже вообра­
зить.
Счастл ив ы те, кому доведетс я
работать н ад проектами 1 1 1 тыся­
челет н я 11 воплощать и х в жизн ь !

ОГЛАВЛЕНИ Е
Глава 1 .
В П О ИСКАХ ЭНЕРГИИ. ПОП ЫТКА ИСТОРИ Ч ЕСКОЙ ПАНОРАМ Ы

7
Глава 2 .
Л ОВ ЦЫ СОЛ Н Е Ч Н Ы Х ЛУЧ Е Й

19

г п а в а 3.
В УП РЯЖК Е - ВЕТЕ Р

59
г п а в а 4.

•

НЕИСЧ Е РПАЕМЫЙ ИСТОЧ Н ИК

71
г л а в а 5.
ВВЕРХ И В НИЗ ПО ШКАЛ Е ТЕМПЕРАТУР

93
г л а в а 6.
СВЕТ МИ РНОГО А ТОМА

1 07
Г л а в а 7. •
СОЛНЦЕ НА З Е МЛ Е

1 19

К ЧИТАТЕЛ ЯМ
ОТЗЫ В Ы ОБ ЭТОЙ КНИГЕ
П РОСИМ П РИСЫЛАТЬ
П О АД РЕСУ:
1 25047, М ОСКВА , УЛ . ГО РЬКОГО, 43.
ДОМ ДЕТСКОЙ КНИГИ.

Науч н о-х уд ожеств ен н а я л итератур а
Дл я старш его ш к о л ь н о г о в озраста
Володин Владимир Впаднм нровн ч
Ха эановскнй Петр М н ха йповн ч
Э НЕРГИll, ВЕ К ДВ.t.ДЦ .t. ТЬ ПЕ РВЫМ
Отеетсте е н н ь 1 й ред111 к тор Л . А . Р у м • н цееа
Художес т в е н нъ.1 й ред11ктор Г . Ф . Ордь1нс к н й
Техн и ч ес к и й р едактор Л . П . Костикова
Корректорь1 Г . Ю . Ж н л ь цов11, К . И . Каревска•
И Б №. 9890
С д г н о в н 11бор 0 2 . 06.88. Под n н с 11 н о к печ.атн 24.02.89.
А07746 Формот 7 0 Х 1 04 1 / 1 6 • Б у м . офс. №. 1 .
Ш р и ф т ж у р н .-рубл. П е ч 111 т ь офсетн 111 и .
Усл . n е ч . n . 1 2, 1 S . У с л . к р .-отт. 4 9 , 9 5 . У ч . - м з д . n . 1 1 , 1 7 .
Тмрож 1 00 ООО э кз . З о к о э №. 2 2 23. Цен• 1 р . 40 к.
Орденов Трудового Кр Асноrо З н111 м е н н
и Дружбь1 н с1родов
издательство аДетск 111 • л итература»
Госудllрствен ноrо к о м и тета РСФСР
п о делам иэд1Jтельст1, n ол н r р а ф н н
и к н иж ной торговли.
1 0 3720, М ос к в а , Центр, М . Черкасский пер., 1 .
К11 n и н н н с к н й ордена Трудового Красного З н а м е н и
nолнгр111 ф комбнн 111 т детской л нтерат ур1t1
нм. 50-л ети • С С С Р
Pocrл llenoлиrpllфnpoм• Госкомиздllтll Р С Ф С Р .
t 70040, К llл и н и н , прос пект 50-лет и • О к т я б р • , 4 6 .

Воn один В. В., Хазановский

868

П. М.

Энер г и я , век двадцать перв ы й : Научно-х удожественн а я л ит-р а / Р ис . В . Барышева.- М . : Дет. л ит., 1 989.1 42 с. : ил.- (Горизонты познан и я ) .
ISBN 5-08-00 1 341 -9
П о и с к и нов"1х источников э н е р г и и - это р е w е н н е п роблемы н эбежа н и " энерге­
тическ их к р и з и с ов . В книге расс каэь1 в аетс• о п р н нцнnнально новь1х и с т о ч н и к а х , о между­
н4роднь.1 х с о в м е с т н ы х
с трен .

В 4801010000-106

Mt0t (03)·89

nроект11х, о том,

05 5_88

как

реwают з 11 д 11 ч н .знерrетнкн у ч е н ы е р а з н ь1 х

&&К

3t