В Советском Союзе ведется подготовка к строительству мощных атомных электростанций, в первую очередь в районах, которые не имеют собственной топливной базы. Энергетическая система, состоящая из тепловых, атомных и гидроэлектрических станций, позволит широко электрифицировать железные дороги, каналы и т. д. Еще большее значение для развития транспортных средств будут иметь самостоятельные (автономные) атомные силовые установки. Такая установка уже создана, например, для первого в мире атомного ледокола «Ленин».
Известно, что в зарубежной печати нередко делаются выводы о нецелесообразности и неэффективности применения энергоядерных установок на транспорте. Однако такие выводы не отражают действительного положения вещей. В расчетах, приводимых зарубежными специалистами, намеренно завышается, например, стоимость реакторов и ядерного горючего, преуменьшаются экономические выгоды, которые может дать эксплуатация атомных силовых установок, и т. д. Объясняется это прежде всего тем, что милитаристские круги капиталистических стран, делающие ставку на атомную войну, не заинтересованы в мирном применении ядерной энергии. Они стремятся к накоплению запасов атомного сырья, использованию его для создания различных новых видов оружия массового уничтожения и боевой техники. В США, например, усиленно конструируются атомные двигатели, но предназначаются они для установки на подводных лодках, авианосцах, больших военных самолетах. Широкому распространению на транспорте атомных двигателей всячески противятся также могущественные судоходные, авиационные и железнодорожные компании, монополии, владеющие предприятиями по производству транспортных средств, энергетического оборудования и т. д.
Технико-экономические расчеты, произведенные в Академии наук СССР, показывают, что уже в настоящее время внедрение атомных силовых установок может дать значительный эффект, особенно при создании нового класса морских судов — атомоходов. При определенных технических скоростях хода, мощности и грузоподъемности такие атомоходы экономичнее современных пароходов, теплоходов и даже газотурбоходов.
Существует три основных вида атомных силовых установок, которые могут быть использованы в качестве двигателей судов. Установки с водяным охлаждением и паровой турбиной требуют высокого давления пара (по некоторым данным, до 225 атмосфер при температуре до 370 градусов), что вызывает необходимость применения материалов повышенной прочности. Эти установки требуют также обогащенного горючего. Их недостатком являются большие габариты и вес.
Следующий вид — атомная силовая установка с гелиевым охлаждением и газовой турбиной. Преимущество ее заключается прежде всего в том, что гелий не радиоактивен, а это позволяет снизить вес защитного экранирования. Кроме того, рабочий процесс протекает здесь при сравнительно невысоких давлениях в системе теплообмена. Недостатком этих установок является относительно небольшая теплоемкость гелия, в связи с чем требуются мощные компрессоры.
Наиболее перспективны для использования на судах, по нашему мнению, установки по типу так называемых «кипящих» котлов. В отличие от описанных выше ядерное горючее в них применяется в виде смеси порошка окиси урана в обычной или тяжелой воде. Реакторы таких установок имеют сравнительно небольшие габариты и вес, что, конечно, крайне важно для транспортных целей. Они обладают и таким важным качеством, как возможность саморегулирования (с уменьшением потребности в паре их тепловая мощность автоматически сокращается). Преимущества «кипящих» котлов значительно увеличиваются в случае применения схемы с регенерацией (воспроизводством) горючего. Однако по сравнению с другими типами реакторов они нуждаются в горючем с бóльшим содержанием урана 235.
Независимо от того, к какому виду относится судовая атомная силовая установка, она должна иметь три основных отделения — реакторное, теплообменное и машинное. В первом из них, как показывает название, устанавливается атомный реактор, в котором протекает управляемая цепная реакция. В парогенераторе вода, поступившая из реактора, отдает часть своего тепла на парообразование. Образовавшийся здесь пар (или газ — в случае применения в качестве охладителя гелия) направляется в машинное отделение, где приводит в действие паровую (газовую) турбину, вращающую гребной винт.
Теоретические принципы действия всех трех типов реакторов одинаковы. Постепенное освобождение внутриатомной энергии в них основано на использовании различных свойств изотопов урана 235 и урана 238.