Reaktori u zraku

Sveprisutna ideja iz pedesetih godina o uporabi nuklearnog pogona dovela je i do takvih planova za avione. O toj zaboravljenoj temi govorimo u našem novom podlistku

(Ilustracija: Wikimedia Commons / USAF / HVGI)

Da napravite brzu anketu na svim glavnim trgovima velikih hrvatskih gradova s pitanjem: Je li postojao avion na nuklearni pogon?, većina ljudi odgovorila bi da nije. Neki bi se možda na trenutak zamislili zašto ih to pitate, a neki bi samo odmahnuli rukom. Avion na nuklearni pogon, ma dajte… E, pa ne bi bili u pravu! Avion na nuklearni pogon nije znanstvena fantastika. Zaista je postojao. Nosio je oznaku NB-36H, a proizvela ga je američka tvrtka Convair. Prvi je put poletio davne 1955. godine.

No, vratimo se na početke. Prvi nuklearni reaktor s kontroliranom nuklearnom reakcijom Chicago Pile 1 prvi je put proradio 2. prosinca 1942. u podrumu ispod tribina igrališta za football Sveučilišta u Chicagu. Projektirala su ga i izgradila dvojica emigranata u SAD: Talijan Enrico Fermi (1901. – 1954.) i Mađar Leó Szilárd (1898. – 1964.). Teoretski dio izgradnje i rada reaktora razradio je Fermi, no Szilárd je vjerovao da nacisti intenzivno rade na razvoju nuklearnog oružja te da ga mora razviti i SAD kako bi se stvorila protuteža. Iako je projekt izgradnje prvog nuklearnog reaktora u početku financiralo Sveučilište, uz Szilárdovo zalaganje već u rujnu 1942. nadzor i financiranje preuzima Pentagon. Bio je to početak istraživačko-razvojnog procesa koji će ubrzo postati projekt Manhattan.

Iako rudimentarne konstrukcije, Chicago Pile 1 počeo je nakon samo desetak dana rada davati 200 W izlazne toplinske energije. Kako su prvi nuklearni reaktori isključivo rabljeni za proizvodnju goriva za nuklearno oružje, toplinska energija koju su stvarali bila je velik problem. Prvi su nuklearni reaktori hlađeni zrakom, no ubrzo je unutar projekta Manhattan razvijen prvi model s teškom vodom koja se hladila vodom preko izmjenjivača topline. Prvi prijedlozi za iskorištavanje goleme energije pare koja se pritom stvara pojavili su se u SAD-u 1945. godine. Prijedlozi su se uglavnom odnosili na iskorištavanje pare za proizvodnju električne energije. No, jedan je mornarički časnik imao drukčiju ideju…

Javno mnijenje i bombe

Izvanredne sposobnosti podmornice USS Nautilus motivirale su inženjere na razmišljanje o nuklearnom pogonu i za druge vojne sustave (Foto: US National Archives and Records Administration)

Kapetan bojnog broda Hyman G. Rickover (1900. – 1986.), po struci inženjer elektrotehnike, predlagao je da se nuklearni pogon iskoristi za pokretanje plovila, prije svega podmornica. Razvojni projekt počeo je 1949. godine kao Ship Characteristics Board 64. Kongres je u lipnju 1951. dodijelio proračunska sredstva za gradnju prve podmornice na nuklearni pogon. Kobilica je položena 14. lipnja 1952., a porinuće USS Nautilusa (SSN-571) obavljeno je već 21. siječnja 1954. godine. Iako je podmornica dovršena tek u travnju 1955., primopredaja američkoj mornarici obavljena je 30. rujna 1954. To je učinjeno jer je reaktor Submarine Thermal Reactor (STR) Mark II prvi put pokrenut 30. prosinca 1954., a američka mornarica nije željela da se proces punjenja reaktora nuklearnim gorivom i njegovo aktiviranje odvija na podmornici koja je još uvijek formalno bila u vlasništvu privatnog brodogradilišta. Prva plovidba na nuklearni pogon obavljena je 17. siječnja 1955. godine. Američka ratna mornarica je, kako bi dokazala iskoristivost i sigurnost nuklearnog pogona, poslala USS Nautilus na plovidbu preko Sjevernog pola. To joj je uspjelo 3. kolovoza 1958., no javnost će puno kasnije saznati da je to bio treći pokušaj. Prvi, iz kolovoza 1957., nije uspio zbog loše navigacijske opreme, a drugi, iz travnja 1958., zbog predebelog ledenog pokrova.

Američka i svjetska javnost zainteresirano su pratile uspjehe Nautilusa, što je novonastala nuklearna industrija uvelike koristila za promicanje nuklearne energije. Mora se uzeti u obzir da je početkom pedesetih godina američka javnost imala pozitivan stav prema uporabi nuklearnih bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki. Bio je posebno raširen među razvojačenim vojnicima jer im je kapitulacija Japana spasila živote, zdravlje i obitelji. Tijekom izrade planova za operaciju Downfall analitičari američke vojske procijenili su da bi njihovi gubici bili između petsto tisuća i milijun vojnika (mrtvih i ranjenih). Da su se takve procjene shvaćale ozbiljno, najbolje govori podatak da je Pentagon dao izraditi petsto tisuća primjeraka medalje Purpurno srce (Purple Heart), koja se dodjeljuje poginulima i ranjenima u borbi. Još 2003. godine, nakon ratova u Koreji i Vijetnamu te rata za oslobođenje Kuvajta od iračke okupacije, na skladištu je bilo oko sto dvadeset tisuća tih medalja, koje se i danas dodjeljuju vojnicima. Vojnicima te procjene 1944. i 1945. nisu bile poznate, no svi su znali za goleme gubitke tijekom operacija osvajanja otoka na Tihom oceanu, posebno Okinawe. Iako se radi o malom otoku od samo 1199 km2, bitka za njegovo osvajanje trajala je čak 82 dana. Američke snage pritom su izgubile 20 195 vojnika.

Nije opasno, nego neisplativo

Iako je prva primjena nuklearne tehnologije bila razarajuća (Hirošima i Nagasaki), nuklearna industrija ulagala je napore kako bi američkoj i svjetskoj javnosti prikazala i njezine dobre strane. Javni mediji prikazivali su kućanicu skore budućnosti u njezinoj novoj, savršenoj kući, u kojoj su svi uređaji pokretani jeftinom električnom energijom koja dolazi iz nuklearnih elektrana. No, prva nuklearna elektrana nije proradila u SAD-u, nego u SSSR-u – u Obninsku, stotinjak kilometara jugozapadno od Moskve, i koja je na distribucijsku mrežu prvi put priključena 26. lipnja 1954. godine.

No tu nije bio kraj. Mediji su objavljivali članke u kojima su najavljivali da će Amerikanci iz svojih predgrađa na posao u središta gradova putovati vlakovima na nuklearni pogon. Recimo, Lyle Borst (1912. – 2002.) osmislio je za Udrugu američkih željeznica koncept X-12 Atomic Locomotive. I njemačka tvrtka Krauss-Maffei razrađivala je sredinom pedesetih godina planove za izradu lokomotive na nuklearni pogon V 200. Takve velike i snažne lokomotive bile bi uporabljivije za vuču teretnih kompozicija, no svrha je bila stvaranje pozitivnog imidža.

Sretne su američke obitelji na praznike i odmore, prema slici koju je pružala američka nuklearna industrija, također trebale odlaziti vozilima na nuklearni pogon. Tvrtka Ford javnosti je 1958. godine prikazala model automobila na nuklearni pogon Nucleon. Iako danas uglavnom zaboravljen, ili spominjan tek kao luda ideja, Ford je na projektu Nucleon zaposlio stotine inženjera. I ne, ideja na kraju nije odbačena ni zbog brige o sigurnosti ni zbog tehničke neizvedivosti. Zapravo je bila izvediva, no odbačena je zbog troškova. Naime, Nucleon je s jednim punjenjem goriva trebao imati autonomiju od 5000 milja (8000 km) ili više. No cijena proizvodnje pa tako i nabavna cijena bila bi previsoka u odnosu na tadašnje cijene goriva. Jednostavno rečeno, automobil ne bi bio isplativ. Međutim, Ford nije odustao od ideje pa je 1962. prikazao model Seattle-ite XXI. No, dotad se i američka javnost “ohladila” od nuklearne tehnologije. Nešto je slično pokušala francuska tvrtka Compagnie Normande d’Etudes pour l’Application de Procédés Mécaniques: pedesetih godina razvijala je projekt osobnog vozila na nuklearni pogon Arbel-Symétric.

Povratak na Zemlju

Originalni crtež prvog nuklearnog reaktora s kontroliranom nuklearnom reakcijom. Nazvan je Chicago Pile 1, a konstruirali su ga Talijan Enrico Fermi i Mađar Leó Szilárd (Ilustracija: US Department of Energy / Flickr)

Sveprisutna ideja o uporabi nuklearnog pogona dovela je i do takvih planova za avione. Međutim, za razliku od lokomotiva i automobila, koji su svi redom bili projekti privatnih tvrtki, razvoj aviona pokrenuo je Pentagon. Tadašnje aviokompanije nisu bile zainteresirane za nuklearni pogon jer su bile zaokupljene novom vrstom pogona – mlaznim motorom. Pentagon se vodio drugom logikom. Rani mlazni motori bili su nepouzdani, davali su mali potisak i trošili goleme količine goriva. Iako su omogućavali dostizanje vrlo velikih brzina, njihova je uporaba na strateškim bombarderima bila upitna. Američke strateške snage trebale su bombardere koji će moći djelovati iz baza na jugu SAD-a po ciljevima u dubini SSSR-a i pritom biti dovoljno brzi da izbjegnu sovjetske lovce-presretače. Pogon koji je početkom pedesetih godina to mogao osigurati nije bio turbomlazni nego nuklearni.

Američko ratno zrakoplovstvo počelo je razvoj nuklearnog pogona za avione otprilike u isto vrijeme kad je i američka mornarica počela razvoj nuklearnog pogona za podmornice. Ratno zrakoplovstvo i Pentagon pokrenuli su 28. svibnja 1946. tajni projekt Nuclear Energy for the Propulsion of Aircraft (NEPA). Cilj je bio teoretski potvrditi mogućnost uporabe nuklearnih reaktora za pokretanje vrlo velikih aviona, prije svega strateških bombardera, koji će moći letjeti vrlo velikim brzinama i na velikim visinama na zapravo neograničene udaljenosti. NEPA je u svibnju 1951. zamijenjena programom Aircraft Nuclear Propulsion (ANP), zajedničkim projektom zrakoplovstva i Komisije za atomsku energiju (Atomic Energy Commission – AEC).

Brzo se pokazalo da je razvoj nuklearnog pogona za brodove/podmornice puno manji izazov od njegova razvoja za avione. U odnosu na podmornice, nuklearni pogon za avione trebao je biti znatno manji i lakši te učinkovitiji, što je bio golem izazov za tehnologije dostupne pedesetih godina. Usprkos tomu, ANP je trajao sve do 1961. i na njega je potrošeno čak milijardu dolara (8,75 milijardi u današnjoj vrijednosti dolara). Projekt je rezultirao tek jednim prototipom – Convairom NB-36H.

I SSSR je imao svoj program razvoja nuklearnog pogona za avione iz jednakog razloga kao i SAD – konstrukcije strateških bombardera vrlo velikog doleta. Njegov je pokrenut 1955. i također je rezultirao samo jednim prototipom – Tu-95LAL. Projekt je ugašen 1969. godine.

Međutim, SSSR i Rusija nikad nisu odustali od razvoja nuklearnog pogona za letjelice. Trenutačno se razvija eksperimentalni krstareći projektil 9M730 Burevjesnik (SSC-X-9 Skyfall). Njegova je najvažnija značajka – nuklearni pogon, za koji ruski službeni izvori navode da će mu omogućiti neograničenu autonomiju, što znači da će nakon lansiranja moći vrlo dugo kružiti oko mogućeg područja djelovanja. No ti izvori ne navode što će se dogoditi s projektilom ako se napad otkaže, tj. kako namjeravaju projektil sigurno vratiti na zemlju. Bude li razvoj uspješno dovršen, taj će se pogon moći primijeniti ne samo za pokretanje krstarećih projektila nego i velikih bespilotnih letjelica, pa i zrakoplova.

(nastavlja se)

Mario GALIĆ