Propulsi nuklir laut
Kapal selam nuklir AS Skate (SSN 578) dan Seadragon (SSN 584) selama pertemuan bersejarah di Kutub Utara, 22 Agustus 1962. Propulsi nuklir memungkinkan kapal selam untuk mencapai wilayah yang sebelumnya tidak dapat diakses di dunia. Foto oleh NARA
Ini adalah cara yang sangat lemah dan tidak efisien untuk mendapatkan energi, dan siapa pun yang mencari sumber energi untuk mengubah atom adalah omong kosong. Pernyataan kategoris seperti itu dibuat pada tahun 1933 oleh Sir Ernest Rutherford, penemu inti atom. Dalam hal ini, ilmuwan besar itu sangat salah. Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada dekade-dekade berikutnya tidak hanya membuktikan bahwa metode ini cukup efektif, tetapi juga menempatkan energi nuklir pada tugas-tugas yang tidak dapat diselesaikan tanpa penggunaannya. Salah satunya adalah propulsi kapal jenis baru.
Pada tahun yang sama ketika Rutherford (1871-1937) dengan tegas menyatakan bahwa pengetahuan ini tidak akan menemukan aplikasi praktis, fisikawan Hungaria Leo Szilard (1898-1964) mengusulkan konsep berani reaksi berantai nuklir mandiri, yaitu reaksi berantai terinduksi , produk yang akan menjadi .in. neutron berikutnya yang dapat digunakan untuk memulai generasi berikutnya dari reaksi yang sama. Dia belum tahu seperti apa bentuknya, atau bahan apa yang mungkin menjadi subjeknya. Reaksi segera ditemukan - pada bulan Desember 1938, ditemukan oleh ahli kimia Jerman Otto Hahn (1879-1968) dan Fritz Strassmann (1902-1980). Dalam upaya untuk menghasilkan radioisotop buatan dengan membombardir sampel uranium dengan neutron, mereka malah menyebabkan uranium menjadi fisi. Tahun berikutnya, Szilard dan fisikawan Italia Enrico Fermi (1901–1954) menetapkan bahwa fisi inti uranium juga menghasilkan neutron bebas, menunjukkan kemungkinan untuk memulai reaksi berantai mandiri. Bukti terakhir datang pada bulan Desember 1942, ketika reaktor nuklir pertama di dunia, CP-1, yang dibangun oleh Fermi dan Szilard, mulai beroperasi di Chicago.
Kapal selam nuklir
Gagasan menggunakan tenaga nuklir untuk menggerakkan kapal selam sudah ada sejak sebelum reaktor pertama dibangun. Pada awal tahun 1939, Dr. Ross Gann (1897-1966), seorang fisikawan yang bekerja di Laboratorium Penelitian Angkatan Laut AS, menyarankan kemungkinan ini. Dia menunjuk
bahwa sumber energi semacam itu tidak didasarkan pada oksidasi bahan organik dan oleh karena itu tidak memerlukan (…) oksigen (…). Ini adalah keuntungan besar dari sudut pandang militer, yang akan sangat meningkatkan jangkauan dan efektivitas militer kapal selam. Namun, jalan menuju perjalanan seperti itu masih panjang. Dengan cepat ditunjukkan bahwa hanya isotop U-235, yang hanya terdiri dari 0,72% uranium alami, yang mengalami reaksi berantai mandiri, sisanya adalah isotop U-238 yang lebih berat. Meskipun dimungkinkan untuk membangun reaktor uranium dengan proporsi isotop alami, reaktor semacam itu akan terlalu besar untuk muat di kapal, terutama kapal selam - seperti yang dikatakan oleh seorang fisikawan pada subjek, menjadi sangat jelas bahwa uranium alami dengan reaktor akan menjadi besar seperti gudang. Oleh karena itu, ternyata perlu menyiapkan bahan bakar dengan kandungan U-235 yang lebih tinggi dalam massa total uranium - yaitu diperkaya. Sejak 1940, Angkatan Laut AS mulai mengalokasikan lebih banyak sumber daya untuk penelitian tentang masalah ini, dan pada tahun 1944 bahkan membangun pabrik industrinya sendiri untuk pengayaan uranium, tetapi pada saat yang sama keputusan politik dibuat di AS bahwa semua penelitian di bidang ilmu atom akan terkonsentrasi di bawah Proyek Manhattan Angkatan Darat AS.
Perlu dicatat bahwa Jepang juga melihat potensi energi nuklir sejak dini. Pada musim semi 1942, Angkatan Laut Kekaisaran memutuskan untuk mensponsori penelitian dalam fisika nuklir untuk pengembangan senjata dan propulsi, tetapi komite ilmiah khusus dengan cepat menyimpulkan bahwa pertanyaan itu tidak dapat dicapai - proses pengayaan uranium akan membutuhkan sejumlah besar bahan mentah. bahan. dan energi yang negara tidak mampu. Pada tahun 1943, pekerjaan dihentikan.
Setelah perang, pekerjaan pengembangan Angkatan Laut AS berfokus pada pembangunan sistem propulsi nuklir itu sendiri, meskipun kemajuannya lambat pada awalnya. Proposal pertama yang lebih spesifik adalah memorandum Naval Research Laboratory (NRL) Maret 1946 yang mengusulkan untuk mengambil desain kapal selam Tipe XXVI yang belum terealisasi dan mengubahnya menjadi kapal bertenaga nuklir. Menariknya, reaktor kompak harus dipasang di luar bodi unit yang kaku. Namun, proyek ini tidak dilaksanakan. Setelah perang berakhir, antusiasme untuk penelitian baru mereda, dan akibatnya, proyek pembuatan pembangkit listrik tenaga nuklir akhirnya baru dimulai pada tahun 1949. Diputuskan untuk mengembangkan dua solusi - konsep reaktor air bertekanan yang dikembangkan di Laboratorium Nasional Argonne (dekat Chicago) dan desain teknis Westinghouse dan reaktor berpendingin logam cair yang dirancang dan dibangun oleh General Electric. Dalam kedua kasus, prototipe darat pertama (Mk I dan Mk A) akan dibangun, dan kemudian reaktor untuk kapal prototipe (Mk II dan Mk B). Prototipe darat Mk I diluncurkan pada 30 Maret 1953, dan kapal selam nuklir pertama Nautilus melaut pada 17 Januari 1955, mengantarkan era baru dalam sejarah angkatan laut dunia. Keputusan Westinghouse ternyata sangat sukses - hampir semua kapal bertenaga nuklir dan kapal yang dibangun hingga saat ini (seperti kebanyakan pembangkit listrik tenaga nuklir) menggunakan reaktor air bertekanan. Sementara itu, desain reaktor berpendingin natrium General Electric telah gagal. Didukung oleh perangkat semacam itu, Seawolf mulai beroperasi pada 30 Maret 1957, tetapi reaktornya diganti pada tahun 1960 dengan reaktor yang mirip dengan Nautilus.
