Железобетонная плотина. В ее теле тур­бины и генераторы. Рядом на фотогра­фии: ГЭС на реке Арде (Народная Рес­публика Болгария).

Генератор вырабатывает переменный ток на­пряжением от 10 до 18 тыс. в.

Но, оказывается, электроэнергию в таком виде невыгодно передавать на большие расстоя­ния. Вот если повысить напряжение в 10— 15 раз, тогда другое дело: сила тока упадет, и он, проходя по проводам, будет меньше нагревать их. Станет меньше потерь, не пона­добятся толстые и тяжелые провода.

Напряжение повышают на электростанции простые приборы — трансформаторы. Это стержни-сердечники, собранные из тонких листов мягкой стали. На каждом — две обмот­ки: одна с небольшим числом витков толстой медной проволоки, вторая с немногочислен­ными витками более тонкого провода. Мы по­даем напряжение, скажем, в 10 тыс. в на пер­вичную обмотку, а со вторичной получаем сразу 100 или 200 тыс. в — во столько раз больше, во сколько больше витков на вторичной обмотке. Чтобы трансформаторы не сильно нагревались при работе, их погружают в ба­ки с жидким маслом, хорошо отводящим тепло. Итак, чем выше напряжение (и, значит, меньше сила тока), тем выгоднее передавать энергию.

Наши крупные ГЭС не имеют равных в мире по мощности. Совсем недавно чемпионом была

Волжская ГЭС им. XXII партсъезда—2 млн. 350 тыс. кет. Сейчас пальму мирового первен­ства держит Братская ГЭС — четыре с полови­ной миллиона. А скоро войдет в строй Красно­ярский энергетический гигант — станция мощ­ностью в 5 млн. квт.

Вспомним, что турбины прославленного Днепрогэса имеют общую мощность в 650 тыс. квт, и тогда особенно яркой станет такая цифра: на р. Лене предполагается соорудить гидро­узел с электростанцией в 20 млн. квт.

Советские ученые и конструкторы непрерыв­но ищут новые способы быстрого строительства ГЭС, создают для них необыкновенные машины. Есть предложение, например, перегораживать реку сомкнутыми кольцами, составленными из железобетонных труб, а внутри колец поме­щать турбины, генераторы и т. д. Расчеты по­казали, что это экономнее, прощен легче. Совет­ские инженеры изобрели турбину двойного действия: под напором воды одно из ее рабочих колес вращается вправо, другое влево. Это дает скачок быстроходности и большую эко­номию металла.

...Шагают по стране стальные и бетонные мачты-опоры. Несут на своих плечах провода с дешевой электроэнергией, «выловленной» из рек умом и волей человека.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Энергия вокруг нас

Вы уже знаете, что самая удобная энер­гия электрическая. Нашу страну перепоясы­вают линии высоковольтных передач, появ­ляются все новые и новые электростанции. До сих пор электричество вырабатывали только тепловые и гидравлические станции. Вы уже прочитали об их работе. А в 1954 г. появилось еще одно название — атомная электростан­ция (АЭС). В основу этого нового типа электро­станций легли теоретические и эксперименталь­ные работы советских ученых во главе с акад. И. В. Курчатовым.

Ученые давно указывали, что в ядрах ато­мов скрыты поистине сказочные запасы энер­гии, которую можно освободить. Но челове­чество получило первую крошечную часть этих запасов совсем недавно — в конце 30-х годов нашего столетия. Оказалось, что ядра тяже­лых элементов — урана и тория, сталкиваясь с нейтральными частицами — нейтронами, рас­падаются на осколки. Разлетаясь с огромной скоростью, эти осколки могут передать веще­ству, в котором они движутся, часть своей энер­гии. При делении появляются новые нейтроны. Они вызывают распад ядер других атомов. Так может возникнуть цепная реакция.

На этой основе была сконструирована атом­ная (правильнее было бы говорить «ядерная») бомба. В ней внутриядерная энергия освобож­дается мгновенно — со страшным взрывом. Но ученые выяснили, что можно построить уста­новки, в которых ядерная энергия будет выде­ляться замедленно. Называются такие устрой­ства атомными котлами или ядер­ными реакторами, а протекающие в них реакции — управляемыми.

Если паровые котлы и двигатели внутрен­него сгорания сжигают тонны горючего, то атомные реакторы такой же мощности расхо­дуют не тонны, а граммы. А в природе это­го горючего достаточно — разведанные за­пасы урана и тория в 20 раз превосходят по ко­личеству скрытой в них энергии все известные мировые запасы угля и нефти.

 

«Сердце» АЭС

Единственное, что нам не покажут на дей­ствующей атомной электростанции,— это реактор. Потому что атомный реактор скрыт за тя­желой бетонной и водяной защитой. Его опас­ное излучение не должно достигать людей. А по реакторному залу можно прогуляться. Можно даже наступить на плиту, под которой расположен атомный котел,— между нашими ногами и реактором находится толстая бетон­ная кладка или мощный слой воды.

Реактор состоит из следующих главных частей.

Во-первых, это ядерное топливо — чаще всего обычный или обогащенный уран. В реактор его помещают в виде тонких длинных стержней. Природный уран состоит из смеси двух уранов, двух изотопов с атомными весами в 235 и 238 единиц (U-235 и U-238).

Ядра урана-238 капризны. Для деления им нужны нейтроны только очень высоких энергий. А нейтроны, рождающиеся при деле­нии, быстро теряют скорость; такие нейтроны уран-238 может только захватить без всякой пользы — захватить и не разделиться. Зато урану-235 «по сердцу» нейтроны медленные. Чем медленнее, тем лучше. Но в природном уране всего лишь 0,7% урана-235. Поэто­му ядерное топливо приходится обогащать, искусственно увеличивать этот процент. Обо­гащенное топливо, конечно, дороже, по­тому что искусственное обогащение — дело сложное.

Вторая главная часть реактора — замед­литель нейтронов. В самом деле, если родившийся при делении ядра нейтрон ничем не затормозить, он не будет захвачен другим ядром «рабочего» урана-235. Быстрый нейтрон попадет «в плен» к урану-238, а этот уран в обычном реакторе — бездельник. И ней­трон пропадет без пользы.

Очень хороший замедлитель — графит. Еще лучше тормозит нейтроны тяжелая вода (та­кая, в которой атомы водорода замещены ато­мами тяжелого водорода — дейтерия). Но в ка­честве замедлителя пригодна и обыкновенная вода. Летящий нейтрон отдает часть своей энергии ядрам замедлителя и теряет скорость. Теперь он готов к встрече с очередным ядром урана-235.

Третья главная часть реактора — отра­жатель. Это тот же замедлитель, но расположенный вокруг реактора. Его атомы отражают нейтроны, стремящиеся покинуть котел.

104