Ke kořenům jaderné energetiky – jaderný pohon

„…zahájit výzkum a rozpracování programu využití atomové energie pro pohon lodí válečného námořnictva.“, stojí v textu doporučení pracovních skupin vládnímu výboru USA pro přípravu státní politiky v oblasti atomové energie v roce 1944. Doporučení je vlastně staronovým objevem. Tři roky předtím totiž do archivů výzkumných ústavů zapadly náčrty a ideová řešení otázky co s rozbitým atomem a představa konce války na ně vrhala zcela nové světlo.

První studii konstrukce tlakovodního, vodou chlazeného reaktoru pro ponorkový pohon objednal v září 1947 kapitán Hyman G. Rickover v Oak Ridge v Tennesee. V srpnu 1950 president USA podepsal zákon č. 674, legalizující výstavbu jaderné ponorky Nautilus z veřejných prostředků. Ještě týž měsíc navštívil výzkumné středisko Atomic Energy Commision (AEC) u městečka Arco v Idahu a zahájil stavbu reaktoru Mark I. Prototyp byl vestavěn přímo v maketě experimentální ponorky typu Guppy (Greater Underwater Propulsive Power) a ta byla umístěna v kruhovém bazénu o průměru 15 a výšce 12 metrů. Mark I poprvé dosáhl kritičnosti 30. března 1953 v 23:17 místního času a po třech měsících absolvoval 96 hodinový nepřetržitý chod na plný výkon, simulující plavbu ponorky z USA do Anglie.

Původně byl v plánu další, celkem nudný technický test. Neobvyklá byla jen přítomnost Hymana Rickovera, jedněmi obdivovaného a jinými nenáviděného iniciátora a ředitele celého programu, legendy mezi osobnostmi amerického managementu (ale o tom snad jindy). Test měl původně trvat nejdéle 24 hodin chodu reaktoru. Po splnění programu zkoušek a měření Rickover šokoval většinu přítomných převzetím odpovědnosti a nařízením simulované plavby přes Atlantik. Ti, co šokováni nebyli, rozprostřeli navigační mapu s trasou napříč Atlantikem. Pomocí špendlíků s praporky navigátor vyznačoval pohyb imaginární ponorky.

Plavba ani zdaleka neproběhla hladce. Po šedesáti hodinách chodu vypověděly důvěryhodnost některé kontrolní přístroje. Uhlíkový prach z opotřebovávajících se kontaktů turbogenerátorů způsoboval zkraty v elektrických měřicích obvodech. Později se objevilo pískání cirkulačního čerpadla primárního okruhu s neznámou příčinou a několik hodin nato poklesl tlak sekundárního okruhu, způsobený prasklou trubkou kondenzátoru. Výkon stroje v jednom okamžiku dosahoval jen třetiny nominální hodnoty. Atmosféra houstla a odborníci dodavatelské firmy Westinghouse stupňovali napětí požadavkem na okamžité zastavení pokusu. Rickover riskoval a dosáhl svého. Poslední praporek se objevil na linii irského pobřeží a čísla, byť jen experimentální, ohromila námořnický svět. Dva a půl tisíce mil bez doplnění paliva při nevídané průměrné rychlosti znamenaly, že atomový námořní pohon nemá alternativy. Závady, jež vznikly během testu, byly odstranitelné prostou opravou. Oslava přímo na místě ovšem byla, narozdíl od fiktivní plavby, skutečná i s přípitkem. Zda byl někdo potrestán za vnášení a konzumaci alkoholu v zařízení s nejpřísnějším režimem, se mi zjistit nepodařilo.

Současně s vývojem reaktoru probíhala stavba vlastní ponorky. Kýl byl položen 14. června 1952 v loděnicích společnosti General Dynamics v Grotonu. Datum 17. ledna 1955 nese historické hlášení prvního velitele ponorky Nautilus Eugene P. Wilkinsona „Underway on nuclear power.“; tedy „Plujeme na jaderný pohon.“. Téhož roku byla loď vybavena vylepšeným reaktorem Mark II a předána vojenskému námořnictvu jako USS Nautilus nebo také SSN 571 (USS – United States Ship; SSN – Sea Submarine Nuclear).

To co následovalo, bylo možno nazvat malou technickou námořní revolucí. Hned v květnu Nautilus absolvoval 1300 mil z New Londonu v Connecticutu do San Juan a potvrdil to, co slibovaly výsledky z Arco. Za tři roky, v srpnu 1958, po výměně paliva a s řadou technických a navigačních novinek, podplul severní ledový pól na cestě z Pearl Harboru do Portlandu v Anglii.

Pro názornost připomeňme například, že vznětový motor tehdy umožňoval letadlové lodi nejvýše pět dnů nezávislé plavby. Ponorka vydržela o něco déle jen díky tomu, že palivové nádrže ujídaly lví podíl jejího vnitřního prostoru.

Slovo „ponorka“ bylo konečně uvedeno do souladu s označovaným předmětem. Klasická podvodní plavidla s dieselovými motory a elektrickými akumulátory byla totiž spíše jen loděmi, jež se občas mohly nakrátko ponořit. Například nejdokonalejší ponorkou II. světové války byl německý typ XXI. Stal se vzorem poválečných konstrukcí v USA i Sovětském Svazu. Pod hladinou mohl nepřetržitě strávit skvělých až 30 hodin, pokud elektromotory udržovaly jen lenivou rychlost 3 uzlů, tedy rychlost svižné chůze.

Přibližně s ročním odstupem od Nautila běžela stavba jiné varianty atomové ponorky pod označením Seawolf s reaktorem MARK-A, chlazeným tekutým sodíkem. Tento reaktor měl původně převažující podporu odborné veřejnosti. Byl efektivnější, ale v praxi se neosvědčil. Po dvouletém provozu byl nahrazen tlakovodním typem.

Ve srovnání s následujícím vývojem však uvedené údaje mají především historickou hodnotu. Na moři byly a jsou využívány reaktory s chladivem na bázi cínu, olova, vizmutu, sodíku, kysličníku uhličitého, nemluvě o experimentech. Na velkých ruských plavidlech se, například, běžně instaluje dvojice reaktorů o výkonu 190 MWt každý. Americká letadlová loď Enterprise, jediná ve své třídě, má reaktorů hned osm.

Mohlo by se zdát, že i druhý pokus o mírové využití jaderné energie, vedle sestrojení atomové pumy, se příliš nezdařil. Na věci se však lze podívat i z jiného úhlu. Výsledkem projektu Manhattan skutečně byly statisíce zabitých a těžce postižených lidí. Naproti tomu reaktory jsou zdrojem energie na ledoborcích a civilních plavidlech. Značná část elektrárenských reaktorů je koncepčně odvozena z námořních pohonů. Málo se ví o projektu velkých dopravních podmořských plavidel pro dálkovou osobní dopravu, inspirovaných novějšími třídami jaderných ponorek. A zmiňme také aktuální novinku, stavbu první ze série plovoucích jaderných elektráren v Severodvinsku s párem třicetimegawattových reaktorů KLT-40.

František Kostiha

zpět na úvodní stránku