Atom - nie do wszystkiego

Dziś dalej w temacie morskim. Jest on bowiem doskonałym przykładem na to, że energia jądrowa nie jest doskonałym rozwiązaniem każdego problemu.

Chodzi mianowicie o napędy jądrowe. Stały się one jednym z pierwszych zastosowań praktycznych energii jądrowej - amerykańskie cywilne programy jądrowe, które doprowadziły do skonstruowania dwóch najbardziej powszechnych typów reaktorów jądrowych (PWR i BWR) były niejako odpryskiem programu prowadzonego przez Marynarkę Wojenną USA mającego na celu opracowanie napędów jądrowych dla okrętów wojennych.

Napęd jądrowy dla okrętów wojennych okazał się sporym sukcesem, jednak tylko w przypadku niektórych ich klas. Pierwszą z nich były okręty podwodne. Dla jednostek podwodnych napęd atomowy okazał się rozwiązaniem podstawowego problemu - uzależnienia od dostępu powietrza. Do momentu zastosowania reaktorów jądrowych (z wyjątkiem kilku eksperymentalnych rozwiązań) okręty podwodne były w istocie jednostkami zaledwie "czasowo zanurzalnymi", których zdolność do przebywania pod wodą była ograniczona pojemnością akumulatorów. Ich naładowanie wymagało (i w przypadku okrętów konwencjonalnych - wymaga i dziś) uruchomienia silników wysokoprężnych, a te do działania potrzebują stałych dostaw dużych ilości powietrza. Próba uruchomienia diesla pod wodą zakończyłaby się szybkim zdławieniem silnika z powodu braku utleniacza. A jeszcze wcześniej uduszeniem załogi.

Napęd atomowy takich ograniczeń nie ma. Dla flot światowych mocarstw była to (i nadal jest) korzyść nie do przecenienia. Atomowy okręt podwodny może pozostawać w zanurzeniu przez cały patrol - typowo do 3 miesięcy, przy czym ograniczeniem jest tu raczej wytrzymałość załogi, niż kwestie techniczne. Czyni go to trudniejszym do wykrycia, a także umożliwia pływanie w rejonach niedostępnych dla innych jednostek - na wodach permanentnie zalodzonych, co jeszcze bardziej utrudnia zniszczenie okrętu. Było to szczególnie ważne dla flot amerykańskiej i radzieckiej w okresie Zimnej Wojny - oba państwa wysyłały wtedy pod lody polarne swoje atomowe okręty podwodne - nosicieli rakiet balistycznych. Ich jedynym zadaniem było pozostać w ukryciu. Oczywiście oba państwa wysyłały pod lód także okręty "myśliwskie", których zadaniem było tropienie tych pierwszych... Zimna Wojna na szczęście się już skończyła, niemniej atomowe okręty podwodne pozostają istotnym składnikiem sił morskich głównych mocarstw światowych. Stanowią one bowiem najtrudniejszy do wykrycia składnik sił odstraszania jądrowego i swojego rodzaju gwarancję, że państwo-posiadacz w razie nawet najbardziej niszczycielskiego ataku na swoje terytorium, będzie zdolne udzielenia "stosownej" odpowiedzi...

Drugim rodzajem okrętów, na których napęd atomowy się przyjął, są największe okręty nawodne - głównie lotniskowce, w niektórych przypadkach także największe krążowniki. Tutaj przyczyna stosowania napędu jądrowego jest bardzo prozaiczna - chodzi o paliwo. Wielki lotniskowiec o napędzie klasycznym to stworzenie niezwykle paliwożerne. Oznacza to, że albo musi względnie często wracać do bazy, albo "ciągać" za sobą flotę zbiornikowców. Pierwsze rozwiązanie ogranicza zdolności ofensywne, drugie może się z kolei okazać zawodne: zbiornikowiec to niezwykle wrażliwy cel, do tego jest zazwyczaj powolny (czym ogranicza mobilność całego zespołu), a w dodatku nie gwarantuje możliwości tankowania (przetaczanie paliwa na morzu możliwe jest tylko przy dobrej pogodzie - i przy braku przeciwdziałania przeciwnika rzecz jasna). Napęd atomowy rozwiązuje problem idealnie, gdyż przeładunek paliwa prowadzi się raz na kilka (albo i kilkanaście) lat w stoczni.

Mimo swoich wojskowych korzeni, technologia jądrowa bardzo szybko została przeszczepiona na grunt cywilny. Na fali ogólnego entuzjazmu próbowano ją przenieść także na pokłady statków handlowych. Zbudowano ich jednak raptem cztery. Pierwszy był amerykański N/S Savannah ukończony w 1962 r. Był to bardziej demonstrator technologii niż produkt komercyjny. Teoretycznie zbudowany jako statek pasażersko-towarowy, miał za zadanie raczej przekonać, że atomowy napęd ma sens (w ramach rządowego programu "Atom dla pokoju"), niż zarabiać pieniądze. I istotnie nie zarabiał, ale przekonać nikogo też się nie udało. W 1971 r. statek wycofano z eksploatacji, dziś jest on obiektem muzealnym.

Drugi był zachodnioniemiecki Otto Hahn, również statek pasażersko-towarowy i przy okazji badawczy. Nazwaną na cześć odkrywcy reakcji rozszczepienia jednostkę przekazano do eksploatacji w 1968 roku. Statek posłużył do roku 1979 bez problemów technicznych, ale przynosił straty, więc podjęto decyzję o wycofaniu go z eksploatacji. Nie był to jednak jego koniec - siłownię jądrową wymieniono na silnik wysokoprężny i w 1983 r. jednostka powróciła do służby jako zwykły kontenerowiec. Statek pod kilkoma różnymi nazwami woził ładunki jeszcze do niedawna, pocięto go na złom dopiero w 2009 r. W muzeum w Bremerhaven ostał się zeń tylko komin.

Kolejna próba - podjęta w Japonii - skończyła się jeszcze gorzej. Ukończony w 1972 r. statek nigdy nie przewiózł żadnego ładunku komercyjnego. Za to w 1974 r. wydarzył się na jego pokładzie wypadek radiacyjny - zdarzenie co prawda bardzo drobne i niegroźne, niemniej nie przysporzyło projektowi popularności ani poparcia politycznego. Po wprowadzeniu modyfikacji w konstrukcji zabezpieczeń statek został przekazany na próby dopiero w roku 1991. Próby przeszedł bez problemów, ale popytu na tego typu jednostkę nie było i już w 1992 r. usunięto z pokładu reaktor. Po dekontaminacji jednostkę przebudowano na statek badawczy Mirai, w tej roli służy do dziś.

Ostatnia próba to wspomniany w poprzednim poście Siewmorput - radziecki (a potem rosyjski) barkowiec i kontenerowiec, którego nazwa nawiązuje do Przejścia Północno-Wschodniego, drogi morskiej z Europy do Oceanu Spokojnego biegnącej wzdłuż północnych wybrzeży Eurazji (której żeglowność zapewniają m.in. atomowe lodołamacze). Statek ukończono w 1988 r. Poza możliwością transportu ładunków posiada on zdolność kruszenia lodu, dzięki czemu może poruszać się po północnych wodach bez asysty lodołamaczy. Planowano wykorzystywanie go w rejsach międzynarodowych, jednak próba uzyskania zgód na jego wejście do portów kanadyjskich napotkała na sprzeciw lokalnych władz (sprzeciwiały się zresztą także władze niektórych portów radzieckich!). Siewmorput udał się kilka razy do Wietnamu, jednak zasadniczo wykorzystywano go głównie na wewnętrznych trasach rosyjskich. Obecnie jest on własnością rosyjskiego Atomfłotu, podobnie jak wszystkie atomowe lodołamacze.  Jeszcze 3 lata temu władze firmy deklarowały, że pozostanie w eksploatacji przez kolejnych 15 lat, jednak w tym roku zapowiedziano, że w najbliższej przyszłości zostanie wycofany z użycia i zezłomowany. Zakończy to symbolicznie przygodę marynarek handlowych z napędem jądrowym.

Warto sobie zatem zadać pytanie: dlaczego się nie udało? Odpowiedź jest banalnie prosta: napęd atomowy oznacza dodatkowe koszty i komplikacje, a niewiele daje w zamian. Kryteria, które uczyniły go atrakcyjnym dla flot wojennych nie mają dla marynarki handlowej żadnego znaczenia: statki handlowe pod wodę zanurzać się nie muszą (a nawet nie powinny), a konieczność odwiedzenia portu w celu zatankowania nie jest żadnym problemem. W końcu statki handlowe z założenia mają do portów zawijać. Potencjalnie wyższa moc także nie jest żadną korzyścią. Dzisiejsze statki handlowe pływają z taką a nie inną prędkością nie dlatego, że napęd konwencjonalny nie pozwala na uczynienie ich szybszymi, a dlatego, że się to nie opłaca. Jedyną potencjalną korzyścią może być bezemisyjność napędu jądrowego, niemniej na dziś napędy konwencjonalne daje się dostosować do zaostrzanych wymagań (choćby poprzez zmianę paliwa ciekłego na gazowe). Tak więc wielkich zalet atomu nie widać, a lista wad jest długa: wysokie koszty, skomplikowana eksploatacja, utrudnione (i wydłużone) szkolenie załóg, problemy prawne z wchodzeniem do portów, konieczność zapewnienia nadzoru i ochrony radiologicznej na pokładzie, w stoczniach i portach... 

Wydaje się zatem, że - z wyjątkiem bardzo specyficznego zastosowania w postaci arktycznych lodołamaczy (o których innym razem) - napęd jądrowy pozostanie jedynie nieudanym epizodem w historii flot handlowych, przynajmniej dopóki nie zużyjemy dostępnych zasobów paliw kopalnych. Nie jest to zresztą przypadek odosobniony - tak samo wszak stało się z koncepcją naddźwiękowych samolotów pasażerskich...