Уже к середине 50-х годов развитие науки и техники позволило задуматься о создании компактных ядерных реакторов, а на их основе – наземных подвижных атомных энергетических установок (АЭУ) военного и мирного назначения.

Вероятно, первым шагом на этом пути стала попытка американцев разработать боевые бронированные машины с АЭУ. В июне 1954 года в Детройте прошла специальная научно-практическая конференция Questionmark III, на которой обсуждалось обозримое будущее в области бронетехники. В числе самых разнообразных проектов была представлена и экзотическая концепция тяжелого 70-тонного танка, который будет двигаться благодаря газовой турбине, вращаемой раскаленным воздухом, нагреваемым малогабаритным ядерным реактором.

Несостоятельная идея

Предполагалось, что на танке, получившем обозначение TV-1, удастся не менее 20 суток непрерывно поддерживать максимальную мощность двигателя. Однако достижение столь впечатляющего показателя было сопряжено с необходимостью решения целого ряда проблем, связанных с обеспечением радиационной безопасности танкистов. Один из выходов виделся во введении для подразделений атомных бронированных машин сменных экипажей, дабы люди не переоблучались.

А вот как планировалась перезарядка реактора, неизвестно до сих пор: скорее всего над этим с учетом недолговечности танка на поле боя как-то не очень задумывались.

Параллельно в США рассматривалось предложение о создании тяжелых транспортных платформ на атомном ходу, способных доставлять к переднему краю обычные танки. Такая платформа в принципе могла быть и подвижным полевым источником электроэнергии.

Основываясь на быстром прогрессе в реакторных технологиях, апологеты заокеанской идеи атомного танка вскоре представили новый проект – R32. Согласно их расчетам по сравнению с TV-1 удалось значительно – на 20 тонн снизить массу машины. При этом запас хода без перезарядки активной зоны реактора должен был составить порядка 6,5 тысячи километров – доныне невероятная для танков цифра.

Сторонники проекта надеялись, что R32 вытеснит в производстве классические танки, однако слишком высокая стоимость атомного аналога, нерешенность вопроса радиационной защиты экипажа и невозможность обеспечить неуязвимость машины вынудили к началу 60-х годов признать идею несостоятельной.

Как это сделали по-русски

Советские инженеры и физики-ядерщики тоже создали своеобразный атомный танк. Впрочем, это была преимущественно мирная машина, хотя и с некоторой военной родословной.

В СССР прекрасно знали о заокеанских проектах в области атомной бронетехники. Но вопреки известному принципу «Чтобы все получилось, как у них, причем раньше и лучше!» на сей раз «догонять и перегонять» Америку не стали, будучи уверенными в бесперспективности этих замыслов. Однако сама по себе идея установки компактного ядерного реактора на наземном транспортном средстве казалась привлекательной для разработки подвижной атомной электростанции. Подобные мини-АЭС, перебрасываемые своим ходом в только что начинавшие тогда осваиваться малообжитые или вовсе безлюдные районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, обеспечили бы их электричеством.

Ефим Павлович Славский, в ту пору первый заместитель министра среднего машиностроения СССР, предложил руководству ленинградского Кировского завода сконструировать гусеничное шасси под подвижную АЭС. Саму же подвижную или транспортируемую атомную электростанцию к концу 50-х годов спроектировали ученые Физико-энергетического института (ФЭИ) в Обнинске (ныне это Государственный научный центр – Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского). Она представляла собой четыре самоходных модуля – реакторный, парогенераторный, турбогенераторный, управления и вспомогательного оборудования и получила название ТЭС-3. На ней использовался водо-водяной реактор тепловой мощностью 8,8 мегаватта, снабженный непривычным высокообогащенным ядерным топливом – химическим соединением (металлоидом) урана и алюминия. Продолжительность работы реактора составляла 250 суток, но при догрузке свежих тепловыделяющих сборок с топливом она увеличивалась до года.

Самоходные гусеничные модули ТЭС-3, прозванные впечатлительными журналистами атомными танками, были изготовлены Кировским заводом на базе Т-10 – последнего серийного представителя грозного танкового семейства ИС. Передвигались они, правда, на собственных дизелях, а функционировать могли после стыковки трубопроводов и электрокабелей только в стационарном варианте. Для обеспечения надежной радиационной защиты модули реактора и парогенератора полагалось обязательно окружать земляным валом или бетонными блоками.

ТЭС-3 построили в 1960 году. Получилась первая в мире наземная мобильная атомная электростанция, способная, кстати, питать и военные объекты в отдаленных от ЛЭП местностях. Об успехе советских атомщиков с законной гордостью поведали средства массовой информации СССР.

Энергетический пуск реактора ТЭС-3 состоялся на испытательном полигоне ФЭИ в октябре 1961 года. По сути это была экспериментальная установка. Судьба ее сложилась соответственно статусу – хозяйственного применения она так и не нашла. Минобороны к ней тоже отнеслось безразлично, хотя имело немало гарнизонов в Заполярье и прочих медвежьих углах. В итоге чудо отечественной техники в 1969 году поставили на долгосрочное хранение до лучших времен, которые, увы, так и не наступили.

Электростанция на тягачах

Справедливости ради отметим, что наши военачальники не заинтересовались ТЭС-3 по уважительным причинам – из-за громоздкости, низкой скорости передвижения, малого запаса хода и невысокой степени автоматизации управления. Маршалам и генералам хотелось иметь нечто более компактное, быстроходное, высокоавтоматизированное, приспособленное к работе в условиях и трескучих морозов, и жаркого влажного климата. Даром что ли документы советского Генштаба предусматривали проведение военных операций едва ли не во всех частях света. Отсюда еще одно требование – аэромобильность применительно к имеющемуся в СССР транспортному авиапарку.

Подвижная АЭС должна была обеспечивать электроэнергией расположенные в труднодоступных районах ракетные базы и части противовоздушной обороны. Не исключался и вариант экстренной переброски АЭС к данным объектам в случае, если они оказались бы обесточенными в результате удара противника. Так в середине 60-х годов родился проект подвижной АЭС «Памир-630Д», которым более 20 лет под руководством главного конструктора Василия Нестеренко занимались сотрудники Института ядерной энергетики Белорусской академии наук, расположенного в пригороде Минска – поселке Сосны.

Выбор Белоруссии для создания новой подвижной АЭС объяснялся двумя факторами. Во-первых, в республике имелся мощный научный потенциал, а во-вторых, Минский завод колесных тягачей выпускал могучие и достаточно быстроходные (скорость – до 60 километров в час) многоосные вездеходы МАЗ-535 и МАЗ-537 для армии. Именно на таких автомашинах с полуприцепами и должна была монтироваться мобильная атомная станция.

С учетом требований, предъявляемых заказчиком к 630-киловаттной реакторной установке, ее выполнили по одноконтурной схеме. В качестве одновременно теплоносителя и рабочего тела решили использовать четырехокись азота – легколетучую жидкость с высокой теплоемкостью, кипящую при температуре 21 градус Цельсия. Это позволило применить замкнутый газожидкостной цикл, не только обусловивший компактность реакторной установки, но и гарантировавший ее устойчивую работу в диапазоне внешних температур от минус 50 до плюс 50 градусов. Свойства четырехокиси азота были достаточно хорошо изучены – под условным названием амил она уже была задействована в ракетных топливах баллистических ракет как окислитель.

Топливная кампания реактора АЭС «Памир-630Д» – пять лет. Как сообщил автору один из сотрудников института, параметры ядерного топлива для станции до сих пор не разглашаются.

В состав «Памира» входили две основные машины – восьмиколесные тягачи МАЗ-537 с полуприцепами. На одном монтировался реакторный блок, на другом – турбогенератор. Кроме того, имелись грузовики для перевозки специального оборудования и вспомогательных дизель-генераторов. Разумеется, работала АЭС в стационарном режиме.

Всего изготовили два комплекта «Памир-630Д» – один испытывался, а второй был и вовсе новехонький. Энергетический пуск станции состоялся на территории Института ядерной энергетики в ноябре 1985 года. К сожалению, чернобыльская катастрофа и разразившаяся в стране «перестройка» привели к тому, что обе уникальные АЭС попросту уничтожили. Саму тему закрыли в 1988-м, формальным поводом для этого послужило использование ядовитой четырехокиси азота (в течение многих лет реализации проекта произошел единственный трагический случай, когда один из сотрудников скончался, вдохнув ее пары).

Доставка самолетом

Что касается американцев, то уже в 60-е годы они оказались несколько более продвинутыми в части практического применения мобильных АЭС. Наземный самоходный вариант в США проигнорировали и создали аэромобильную модульную атомную станцию с шестимегаваттным реактором.

АЭС PMI перевозилась в 16 контейнерах, каждый из которых загружался в средний военно-транспортный самолет С-130 «Геркулес», и предназначалась для обеспечения электроэнергией и теплом радаров дальнего обнаружения, расположенных в труднодоступных для наземного транспорта районах. Топливная кампания ее реактора – два года. А одна из американских полярных станций на Аляске была оборудована аэромобильной АЭС с реактором тепловой мощностью 20 мегаватт.

В СССР тоже создали подобную перевозимую атомную электростанцию малой мощности (750 киловатт) – АРБУС (атомная реакторная блочная установка) из 19 блоков весом от 6 до 19 тонн. Это позволяло перебрасывать комплект АЭС в заданный район наземным, водным и воздушным транспортом, например самолетами Ан-12, аналогичными американскому «Геркулесу». Собиралась она на месте за два-три месяца.

Станция АРБУС была двухконтурной, теплоносителем первого контура и одновременно замедлителем нейтронов служил газойль – фракция перегонки нефти. Она почти не становится радиоактивной под действием нейтронного облучения, что значительно упрощает эксплуатацию, так как облегчает биологическую защиту трубопроводов, весьма массивную в случае использования воды. Второй контур АРБУС представлял собой обычный паротурбинный узел с конденсатором пара, охлаждаемым водой. Если же АРБУС предусматривалось использовать в безводных районах, то воду второго контура нужно было замкнуть на третий контур с ее охлаждением в воздушном радиаторе.

В опытном порядке АРБУС ввели в строй в 1963 году на территории Научно-исследовательского института атомных реакторов в городе Мелекесе (ныне Димитровград) в Ульяновской области.

Замыслы на будущее

Сегодня российские и белорусские атомщики предлагают проект ГРЭМ, предусматривающий создание мобильной двухмегаваттной мини-АЭС с двумя блоками на шасси все тех же МАЗ-537, которые использовались и для «Памира». Такие станции смогут снабжать электроэнергией небольшие населенные пункты и стратегически важные промышленные предприятия.

Высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением должны работать на карбонитридном ядерном топливе, которое с 70-х годов применялось в СССР при отработке экспериментальных ядерных ракетных двигателей. Согласно расчетам продолжительность топливной кампании реактора АЭС ГРЭМ – 25 лет.

Любопытно, что в СССР в 50-е годы разрабатывался и атомный локомотив (атомовоз). По сути тот же паровоз, но не с угольной топкой, а с ядерным реактором для эксплуатации в отдаленных районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока (в том числе в качестве подвижной электростанции для небольших населенных пунктов).

В качестве магистрального локомотива такой атомовоз должен был обеспечить транспортировку грузов в объемах, значительно превосходящих таковые на обычной железнодорожной тяге, что имело немаловажное значение и с точки зрения войсковых перевозок. Проект не был реализован по экономическим причинам: массогабаритные характеристики тогдашней реакторной техники потребовали бы строительства новых железнодорожных путей особо широкой колеи с необходимой инфраструктурой и, следовательно, колоссальных затрат.

В 80-е годы подобный атомовоз, но уже для обычной колеи, в нашей стране разрабатывали для боевых железнодорожных ракетных комплексов – специальных поездов с межконтинентальными баллистическими ракетами. Однако и здесь до реализации дело не дошло, и такие составы с ракетами РТ-23УТТХ тянули за собой обычные тепловозы. А потом и эти комплексы были ликвидированы согласно российско-американским договоренностям по сокращению стратегических вооружений. И все же сама идея атомовоза вовсе не умерла: в России рассматривается возможность создания мирного атомного поезда с локомотивным реактором на быстрых нейтронах. Впрочем, о перспективах такого проекта пока говорить, пожалуй, рановато.