Pendorongan nuklear marin
Kapal selam nuklear AS Skate (SSN 578) dan Seadragon (SSN 584) semasa pertemuan bersejarah di Kutub Utara, 22 Ogos 1962. Pendorongan nuklear membolehkan kapal selam sampai ke kawasan dunia yang sebelum ini tidak boleh diakses. Foto oleh NARA
Ini adalah cara yang sangat lemah dan tidak cekap untuk mendapatkan tenaga, dan sesiapa yang mencari sumber tenaga untuk mengubah atom adalah omong kosong. Kenyataan kategorikal sedemikian telah dibuat pada tahun 1933 oleh Sir Ernest Rutherford, penemu nukleus atom. Dalam kes ini, saintis hebat itu sangat salah. Perkembangan pesat sains dan teknologi dalam dekad berikut bukan sahaja membuktikan bahawa kaedah ini boleh menjadi agak berkesan, tetapi juga meletakkan tenaga nuklear pada tugas yang tidak dapat diselesaikan tanpa penggunaannya. Salah satunya ialah jenis pendorong kapal yang baharu.
Pada tahun yang sama Rutherford (1871-1937) secara kategori menyatakan bahawa pengetahuan ini tidak akan menemui aplikasi praktikal, ahli fizik Hungary Leo Szilard (1898-1964) mencadangkan konsep berani tindak balas rantai nuklear yang mampan sendiri, iaitu tindak balas rantai teraruh. , produk yang akan menjadi .in. neutron seterusnya yang boleh digunakan untuk memulakan generasi seterusnya bagi tindak balas yang sama. Dia belum tahu bagaimana rupanya, atau bahan apa yang mungkin menjadi subjeknya. Reaksi itu tidak lama lagi ditemui - pada Disember 1938, ia ditemui oleh ahli kimia Jerman Otto Hahn (1879-1968) dan Fritz Strassmann (1902-1980). Dalam percubaan untuk menghasilkan radioisotop tiruan dengan mengebom sampel uranium dengan neutron, mereka sebaliknya menyebabkan uranium pembelahan. Pada tahun berikutnya, Szilard dan ahli fizik Itali Enrico Fermi (1901–1954) menentukan bahawa pembelahan nukleus uranium juga menghasilkan neutron bebas, mencadangkan kemungkinan memulakan tindak balas berantai yang mampan sendiri. Bukti terakhir datang pada Disember 1942, apabila reaktor nuklear pertama di dunia, CP-1, yang dibina oleh Fermi dan Szilard, mula beroperasi di Chicago.
Kapal selam nuklear
Idea untuk menggunakan tenaga nuklear untuk menggerakkan kapal selam bermula sebelum reaktor pertama dibina. Seawal 1939, Dr. Ross Gunn (1897-1966), seorang ahli fizik yang bekerja di Makmal Penyelidikan Tentera Laut AS, mencadangkan kemungkinan ini. Dia menunjuk
bahawa sumber tenaga sedemikian tidak berasaskan pengoksidaan bahan organik dan oleh itu tidak memerlukan (…) oksigen (…). Ini adalah kelebihan besar dari sudut pandangan ketenteraan, yang akan meningkatkan julat dan keberkesanan ketenteraan kapal selam dengan banyak. Walau bagaimanapun, laluan untuk memandu sedemikian masih panjang. Ia dengan cepat menunjukkan bahawa hanya isotop U-235, yang membentuk hanya 0,72% uranium semula jadi, tertakluk kepada tindak balas rantai yang mampan sendiri, selebihnya ialah isotop U-238 yang lebih berat. Walaupun adalah mungkin untuk membina reaktor uranium dengan perkadaran isotop semula jadi, reaktor sedemikian akan menjadi terlalu besar untuk dimuatkan ke dalam kapal, terutamanya kapal selam - seperti yang dikatakan oleh seorang ahli fizik mengenai subjek itu, ia menjadi agak jelas bahawa uranium semulajadi dengan reaktor akan menjadi besar.seperti kandang. Oleh itu, ternyata perlu untuk menyediakan bahan api dengan kandungan U-235 yang lebih tinggi dalam jumlah jisim uranium - iaitu, diperkaya. Sejak tahun 1940, Tentera Laut AS mula memperuntukkan lebih banyak sumber untuk penyelidikan mengenai isu ini, dan pada tahun 1944 juga membina loji perindustriannya sendiri untuk pengayaan uranium, tetapi pada masa yang sama, keputusan politik telah dibuat di Amerika Syarikat bahawa semua penyelidikan dalam bidang sains atom akan tertumpu di bawah Projek Manhattan Tentera AS.
Perlu diingat bahawa Jepun juga melihat potensi tenaga nuklear lebih awal. Pada musim bunga tahun 1942, Tentera Laut Imperial memutuskan untuk menaja penyelidikan dalam fizik nuklear untuk pembangunan kedua-dua senjata dan pendorong, tetapi jawatankuasa saintifik khas dengan cepat membuat kesimpulan bahawa persoalan itu tidak dapat dicapai - proses pengayaan uranium akan memerlukan sejumlah besar bahan mentah. bahan. dan tenaga yang tidak mampu dimiliki oleh negara. Pada tahun 1943, kerja dihentikan.
Selepas perang, kerja pembangunan Tentera Laut AS memberi tumpuan kepada membina sistem pendorongan nuklear itu sendiri, walaupun kemajuannya perlahan pada mulanya. Cadangan pertama yang lebih khusus ialah memorandum Makmal Penyelidikan Tentera Laut (NRL) Mac 1946 yang mencadangkan untuk mengambil reka bentuk kapal selam Jenis XXVI yang belum direalisasi dan menukarnya kepada kapal berkuasa nuklear. Menariknya, reaktor padat terpaksa dipasang di luar badan tegar unit. Namun, projek ini tidak dilaksanakan. Selepas tamat perang, keghairahan untuk penyelidikan baru berkurangan, dan akibatnya, projek untuk mencipta loji tenaga nuklear akhirnya bermula hanya pada tahun 1949. Ia telah memutuskan untuk membangunkan dua penyelesaian - konsep reaktor air bertekanan yang dibangunkan di Makmal Kebangsaan Argonne (berhampiran Chicago) dan reka bentuk teknikal Westinghouse dan reaktor sejuk logam cecair yang direka dan dibina oleh General Electric. Dalam kedua-dua kes, prototaip darat pertama (Mk I dan Mk A) akan dibina, dan kemudian reaktor untuk kapal prototaip (Mk II dan Mk B). Prototaip darat Mk I telah dilancarkan pada 30 Mac 1953, dan kapal selam nuklear pertama Nautilus pergi ke laut pada 17 Januari 1955, membawa kepada era baru dalam sejarah angkatan laut dunia. Keputusan Westinghouse ternyata sangat berjaya - hampir semua kapal dan kapal berkuasa nuklear yang dibina sehingga kini (seperti kebanyakan loji kuasa nuklear) menggunakan reaktor air bertekanan. Sementara itu, reka bentuk reaktor penyejuk natrium General Electric telah gagal. Dikuasakan oleh peranti sedemikian, Seawolf memasuki perkhidmatan pada 30 Mac 1957, tetapi reaktor itu telah diganti pada tahun 1960 dengan yang serupa dengan Nautilus.
