Станислав Зигуненко - 100 великих достижений в мире техники

• Название: 100 великих достижений в мире техники
• Автор: Станислав Зигуненко
• Жанр: Техническая литература

Чудеса бывают разные. Одни – сказочные, другие – реальные. Например, запуск в космос человека. В 1961 году многие этот полет воспринимали как техническое чудо. Не случайно и С.П. Королев – главный конструктор, под руководством которого был осуществлен данный проект, назвал эту и подобные разработки «фантастикой в чертежах».

Подобные реальные чудеса нередко случаются и в наши дни. И порой мы даже им не удивляемся. Каждое такое «чудо» есть концентрат остроумной идеи, точного расчета, великолепных технологий и упорного труда. Такими чудесами стоит гордиться, по ним стоит учиться.

О ста самых поразительных открытиях, разработках и изобретениях XX и XXI веков рассказывает очередная книга серии.

---

Ну а если выразиться проще, то энергия, вероятно, выделяется за счет того, что в расплаве самопроизвольно образуются пространственные структуры, имеющие форму полых сфер и цилиндров. Внутри их, по всей вероятности, и протекают реакции ядерного синтеза, зарождаются и скапливаются заряженные частицы. Неким упрощенным аналогом этого процесса может послужить кавитация в жидкости, когда образующиеся и охлопывающиеся пузырьки несут в себе немалые заряды энергии.

Как полагает М.И. Солин, разработанный им реактор имеет немалые преимущества по сравнению с ныне существующими ядерными. Во-первых, электрическая печь, лежащая в основе конструкции, стоит примерно в 1000 раз дешевле самого простого «атомного котла». Во-вторых, заготовить для нее «горючее» тоже стоит намного дешевле, чем произвести очистку природного урана. В-третьих, за счет того, что большая часть энергии выделяется в виде электромагнитного излучения, а не тепла, возможно прямое получение электричества, не нужно вторичных контуров преобразования энергии. В итоге КПД установки не 35 %, как у лучших ядерных энергоустановок, а около 85 %. Наконец, в ходе работы не образуются высокорадиоактивные отходы.

В общем, единственный существенный недостаток данной конструкции – ее еще не существует. А пока Солин все ищет средства для проведения дальнейших экспериментов, из-за рубежа пришла весть, что в США начаты работы над конструированием гафниевого реактора аналогичного типа. В общем, пока мы запрягаем, другие уж начинают ездить. «Между тем подобные реакторы – изобретение исконно российское, – грустно шутит Михаил Иванович. – Вспомните хотя бы Емелю из известной сказки. Как вы думаете, какой источник энергии заставил двигаться русскую печь?..»

Эльбрус нас обогреет?

Вулкан Эльбрус – неисчерпаемый альтернативный источник энергии. К такому заключению пришли участники научной конференции в Кабардино-Балкарии. Однако этому выводу предшествовало вот что…

Ученые заинтересовались вулканом не случайно. Несколько лет тому назад они были весьма заинтригованы сообщением, что дремавший около 900 лет вулкан Эльбрус начал оживать. Во всяком случае, местные жители стали замечать, что из трещин на склоне горы повалил пар. Это могло означать, что в скором времени Эльбрус проснется, состоится очередное извержение.

Случаи, когда спящие вулканы внезапно просыпались, не так уж редки. Классический пример – участь жителей Помпей. Как всем известно, внезапно проснувшийся вулкан Везувий за одну ночь засыпал город вулканическим пеплом.

После этого Везувий снова заснул. Однако и поныне он не утратил боевого пыла. На его склонах круглосуточно несут вахту десятки автоматических приборов, а мэр Неаполя и руководители близлежащих городков ломают себе голову над планами эвакуации жителей в случае, если вулкан вдруг проснется. Говорят, чтобы волна вулканических газов, выброшенная из жерла Везувия, добралась до центра Неаполя, понадобится всего 40 минут.

А вот вам более свежий пример. Вулкан Попокатепетль в Мексике не зря считается самым опасным в мире. Потому как в непосредственной близости от него проживает около 30 млн человек. Всего в 40 минутах езды на автомобиле в одну сторону от него расположился один из самых больших и населенных городов мира – Мехико, а в 30 минутах езды в другую – город Пуэбло. Еще более 300 тыс. человек живут у самого подножия огнедышащей горы, поскольку земля, обильно посыпанная вулканическим пеплом, дает высокие урожаи.

Вид Эльбруса из космоса

В прошлом столетии «дымящаяся гора» – именно так переводится название Попокатепетль с языка местных индейцев – бездействовала целых 70 лет. Но под конец века вулкан проснулся. И 18 декабря 2000 года началось извержение, едва не стоившее жизни многим десяткам тысяч людей. Избежать полномасштабной катастрофы удалось благодаря системе предупреждения вулканического извержения, которую мексиканские и американские сейсмологи начали разрабатывать еще в 70-х годах прошлого столетия, когда вулкан стал подавать первые признаки жизни.

«В среднем извержение вулкана на нашей планете происходит каждую неделю, – сказал руководитель группы вулканологов Джэн Миллер. – Так что говорить об актуальности нашей работы лишний раз не приходится»…

И в нашей стране вулканов тоже предостаточно. Каждый год происходят большие и малые извержения на Камчатке. Теперь вот вроде и Эльбрус зашевелился… Он находится на границе двух литосферных плит. Подобная ситуация прослеживается в Альпах и на Тибете. Но там вулканов нет. Здесь же, кроме Эльбруса, в вулканической деятельности подозревается Казбек. Кроме того, аналогичную природу имеет вулкан Арарат. Здесь же находится несколько вулканов в районе озера Ван. То есть налицо цепь вулканов, которая пересекает так называемое кавказское направление. И оно непосредственно связано с огромными разломами, которые ведут свое начало от Африки.

Ныне исследователи проводят самый тщательный мониторинг вулкана Эльбрус, стараясь понять, когда он может проснуться. В итоге они пришли к выводу, что особых поводов для беспокойства пока нет. Эльбрус, последнее извержение которого наблюдалось примерно в 50 году нашей эры, по-прежнему находится в глубокой дреме.

«Вулкан Эльбрус не побеспокоит нас по крайней мере в ближайшие сотни лет, – полагает заведующий кафедрой чрезвычайных ситуаций Кабардино-Балкарского госуниверситета профессор Александр Шевченко. – Наши исследования Эльбрусского вулканического центра проводились совместно со Стэнфордским университетом, и были получены уникальные данные по строению и геодинамике Эльбруса. Создана детальная геологическая карта вулкана на основе космических исследований, изучена и датирована прошлая активность вулкана»…

По словам ученого, выводы о тепловых полях в районе Эльбруса позволяют использовать вулкан в качестве источника энергии. Это неисчерпаемый энергопотенциал, которого хватит не только Приэльбрусью. Нужны только тепловые насосы, с помощью которой можно будет передавать тепло из глубин на поверхность.

Впрочем, не все исследователи настроены столь благодушно. По мнению лауреата Демидовской премии, академика Олега Алексеевича Богатикова, Эльбрус ныне является одним из самых опасных вулканов на территории России. Ему даже присвоена категория взрывного.

Вулканологи определили, что в последнее время на 1,5–2° повысилась температура почвы. А из трещин на склоне горы повалил пар. Это означает, что в скором времени Эльбрус может проснуться, состоится очередное извержение.

«Вообще на нашей планете существует довольно много вулканов, которые в настоящее время спят, – пояснил академик. – Но этот сон не вечен. Время от времени такие вулканы просыпаются, и тогда жди беды»…

Ныне исследователи проводят самый тщательный мониторинг вулкана Эльбрус, стараясь понять, когда он может проснуться. Обнаружена жидкая магма на глубине 5 км. Это показывает, что ждать извержения, возможно, уже недолго.

Если склоны вулкана в этот момент будут покрыты снегом и льдом, то в дополнение ко всем неприятностям следует ждать схода селей и наводнения.

Однако, по мнению академика Богатикова, примерно за полмесяца до извержения вулкан обязательно даст знать о себе предварительными сигналами – небольшими толчками и выбросами пара. Так что у властей будет достаточно времени, чтобы принять меры по эвакуации людей из близлежащих селений.

Завод на вулкане

Осенью 2000 года ученые Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов РАН начали уникальный технологический эксперимент. Впервые в мире на вершине действующего вулкана они разместили опытно-промышленную установку. С ее помощью исследователи надеются получить из вулканического газа стратегически важный и редкий металл рений.

Зачем нужен рений? Редкие металлы потому так и называются, что их содержание в земной коре невелико. Всего известно около 40 таких элементов. Часть из них заключена в минералах. Другая часть представляет собой так называемые рассеянные редкие металлы. Как показывает уже само название, они не формируют собственных месторождений, а присутствуют в виде примесей в других рудах: германий – в углях, висмут – в медных рудах, галлий – в бокситах…

Рений – металл, который до последнего времени считался рассеянным. В природе он встречается в основном в виде примесей в молибдените. Минералы же рения – например, джезказганит – настолько редки, что представляют собой научную ценность.

На вершине вулкана Кудрявый на острове Итуруп в местах выхода вулканического газа найден новый минерал　– рениит

Между тем высокопрочные сплавы для космической и авиационной техники немыслимы без рения. Добавка всего от 4 до 10 % рения позволяет им выдерживать температуры в 2000° и более без потери прочности. Именно из рениевых сплавов изготавливают ныне корпуса и лопасти турбин, сопла двигателей ракет и самолетов. Кроме того, рений используется в нефтехимической промышленности – в биметаллических катализаторах при крекинге и риформинге нефти. Применяется он также в электронике и электротехнике – здесь из него делают термопары, антикатоды, полупроводники, электронные трубки и т. д. Впрочем, до недавнего времени об уникальных свойствах рения практически ничего не знали. Скажем, за период с 1925 по 1967 год вся мировая промышленность израсходовала всего 4,5 т рения. Ныне же потребность только США составляет около 30 т в год. И спрос все растет…