Первые реакторы атомных электростанций были рассчитаны на нейтроны, летящие с замедленными скоростями. Урановые стержни окружали веществом, способным тормозить летящие нейтроны, например графитом. Реактором управляли, вводя в него стержни, сделанные из бористой стали, — они поглощали нейтроны. Полностью вдвинутые в реактор, эти стержни могли и совсем остановить реакцию.
Если нейтроны летят медленно, атомного горючего надо загрузить в реактор очень много — около двадцати тонн металлического урана при шестистах тоннах замедлителя — графита. К этому надо еще прибавить вес защитных стен — несколько тысяч тонн. Для транспортных установок это, конечно, слишком громоздко и не годится даже для кораблей.
Лучше, когда в качестве замедлителя применяют не графит, а тяжелую воду. Но и в этом случае приходилось загружать в реакторы три тонны урана и пять тонн тяжелой воды, вещества редкого и дорогого. И даже такая установка слишком тяжела.
Другое дело, если пойти на использование быстро летящих нейтронов. Тогда можно ограничиться в реакторе лишь несколькими сотнями килограммов урана. Однако в этом случае нужно было решить труднейшие задачи управления реакцией, отвода выделяющегося тепла.
Федор показывал Виктору установку:
— К сожалению, не могу показать тебе реактор. Опасное излучение. Нас отделяет от него надежная защита: шестьдесят сантиметров бетона снижают опасную радиацию в сто раз.
В корабельном реакторе для регулирования пользовались замедлителями нейтронов. Когда корабль шел полным ходом, все замедлители специальными автоматами удалялись из реактора. Быстрые нейтроны попадали в наибольшее число ядер, освобождая максимальное количество энергии.
Федор провел Виктора в котельную. В чистом помещении с глянцевыми стенами стояли паровые котлы, внешне напоминающие котлы судовых установок. Вдоль стен тянулись толстые теплоизолированные трубы. Виктор заметил обычные водомерные стекла и манометры. На одном из циферблатов отмечалась температура в несколько сот градусов. Никаких топок у котлов не было.
Виктор показал Федору на прибор со шкалой температур.
— Котлы нагреваются расплавленным металлом, — пояснил Федор.
— Ты с ума сошел! — воскликнул Виктор. — Я вовсе не хочу, чтобы мое тело пронизывалось смертоносным излучением. Ведь металл побывал в реакторе и, наверное, стал радиоактивным. Ты как хочешь, а я ретируюсь.
Федор успокоил Виктора. Реактор действительно охлаждался своеобразной жидкостью — расплавленным металлическим сплавом калия и натрия с температурой около шестисот градусов, — стальные трубы при этом, конечно, не портятся. Сплав этот, пройдя через реактор, действительно становится опасно радиоактивным для обслуживающего персонала. Поэтому его в котлы не пускают, а направляют в промежуточный теплообменник, где он нагревает такой же расплавленный металлический сплав, но протекающий по самостоятельным трубам и уже не радиоактивный. Он потом и нагревает котлы, поднимает в них пар.
— Пойдем в кочегарку, — предложил Федор.
Они поднялись по трапу в просторную чистую каюту с круглым иллюминатором. Она походила на радиорубку. На мраморном щите поблескивали приборы и сигнальные лампочки. На черной эбонитовой панели виднелись кнопки с надписями.
За столиком сидела молоденькая девушка-оператор и что-то прилежно записывала в журнал. Увидев капитана, она встала.
— Наш кочегар, — без улыбки представил ее Федор.
Девушка смутилась.
— Как ваше здоровье? — справился Виктор, щуря глаза. — Радиация не сказывается?
Девушка удивленно покачала головой.
— Здесь заходил радист. Оставил вам, Федор Иванович, письмо, — сказала она.
Федор стал рассматривать конверт.
— Какой расход горючего? — важно осведомился Виктор.
— Наши машины имеют мощность пятьдесят тысяч лошадиных сил, — охотно стала объяснять девушка.
Федор тепло посмотрел на нее. Верно, она напомнила ему кого-то…
— За месяц плавания мы могли бы израсходовать около полукилограмма урана 235, основного ядерного горючего, которое примешано к обычному урану, загруженному в реактор. Однако практически получается так, что во время плавания, когда машины работают, количество ядерного горючего не уменьшается, а увеличивается.
— Ну, знаете ли!.. — возмущенно надулся Виктор и посмотрел на Федора, призывая того вмешаться.
Федор только улыбнулся, а девушка, пунцовая от смущения, продолжала старательно объяснять:
— Но это действительно так. Дело в том, что каждое распавшееся ядро урана 235 выбрасывает три нейтрона. Один из них, если реакция продолжается, разбивает соседнее ядро урана 235, а другой, а порой и третий нейтроны попадают в ядро урана 238, то есть обычного урана. Тут и происходит самое интересное. Этот уран превращается в другой элемент, который на земле не существует, — плутоний. Плутоний подобен урану 235, он долго сохраняется, способен поддерживать реакцию распада и служить ядерным горючим. За месяц плавания мы расходуем около полукилограмма урана 235, но получаем при этом больше полукилограмма плутония.