Портативный ядерный реактор: плюсы, минусы и реалистичность технологии / Хабр

Содержание

плюсы, минусы и реалистичность технологии / Хабр

Дата-центров становится больше с каждым годом. С 2012 по 2020 год их

количество выросло

с 500 000 до более чем 8 млн. Энергии все эти объекты потребляют очень много — многие дата-центры являются главными потребителями энергии в своем регионе. Потребность в ЦОД продолжает расти, но многие «теплые» места уже заняты — ведь такой объект не построишь где-то на отшибе, где нет ни сетевой инфраструктуры, ни надежного энергоснабжения, не говоря уже о воде.

Во многих случаях именно отсутствие необходимой инфраструктуры является ограничивающим фактором для создания сети ЦОД где-нибудь на севере. Но, возможно, выход есть, и он довольно необычный. Это миниатюрные ядерные реакторы, которые способны дать необходимое количество энергии не только дата-центру, но и небольшому городку неподалеку. Такая технология — не фантастика, а вполне себе реальность, о которой и поговорим.

Варианты малых ядерных реакторов разных производителей


Несмотря на то, что технология кажется почти что фантастикой, ее разрабатывает сразу несколько компаний.
У некоторых есть работающие прототипы, так что внедрение разработок подобного типа — лишь вопрос времени.

Реакторы от Rolls-Royce

Концерн продает не только шикарные автомобили, но и занимается высокотехнологичными проектами. Один из них — создание малых ядерных реакторов для облачных операторов. Цель компании — сделать так, чтобы дата-центр мог работать вообще без подвода энергокабелей, обходясь собственными ресурсами.

Разработчики получили от правительства Великобритании треть миллиарда долларов США в 2020 году, оперативно разработав проекты мини-АЭС в модульном формате. Мощность этих объектов составит до 470 МВт, чего должно с головой хватить дата-центру любого масштаба. Приблизительно такие же параметры, например, у стационарных реакторов ВВЭР-440.

Сейчас работы еще ведутся, затем нужно будет получить разрешение на использование технологии от ряда регуляторов. Все же атом хоть и мирный, но его использование может быть потенциально опасным. Ну а начать внедрять свою технологию компания обещает уже в 2030 году.

Выпускаться модульные реакторы будут на заводах Rolls-Royce и доставляться затем к месту использования в разобранном виде. Ну а на площадке уже их будут собирать.

NuScale Power

Об этом реакторе

мы уже писали

— еще в прошлом году его разработчики получили от регуляторов США разрешение на использование технологии.

Реактор NuScale Power представляет собой стальной цилиндр высотой 23 метра и диаметром 5 метров. Внутри находятся урановые топливные стержни, которые с помощью цепной ядерной реакции нагревают воду во внутреннем контуре. Через теплообменник нагретая вода передает температуру во внешний паровой контур. Пар приводит в движение турбину, генерирующую электроэнергию. В процессе работы пар охлаждается и капли воды вновь попадают обратно во внутренний контур.

В конструкции малого реактора предусмотрена система пассивного охлаждения. Горячая вода поднимается через теплообменные змеевики, охлаждается и опускается обратно к топливным стержням. Такой подход избавил конструкцию реактора от насосов и дополнительных движущихся элементов, которые могли бы выйти из строя.

В случае нештатной ситуации реактор сам заглушит ядерную реакцию при помощи управляющих стержней. Прекращается обмен нейтронами и останавливается цепная ядерная реакция. Если внезапно прекратится подача электричества, то управляющие стержни под действием гравитации срабатывают автоматически.

Уже пущен в работу проект по созданию АЭС с такими реакторами. Она будет готова тоже где-то к 2030 году. Мощность одного реактора — 45 МВт.

CAREM-25 (CNEA, Аргентина)

Как оказалось, в Аргентине, солнечной южноамериканской стране, уже в 2020 году был готов прототип миниатюрного ядерного реактора. Это 25-МВт система, которую, насколько можно понять по обрывочным новостям, почти достроили.

Реактор модульный, так что на его основе можно создавать большие или не очень АЭС. Его разработка ведется аргентинскими и международными учеными в рамках программы по запуску малых ядерных реакторов с середины 2020-х годов. Собственно, почти все примеры из этой статьи — разработка в рамках указанной программы. Она реализуется силами известных и не очень компаний, включая AREVA, Bechtel, BWXT, Dominion, Duke Energy, Energy Northwest, Fluor, Holtec International, NuScale Power, Ontario Power Generation, PSEG, TVA и Utah Associated Municipal Power Systems.

АЭС Hyperion

Еще один малый ядерный реактор с мощностью в 25 МВт. Объекты такого типа могут работать по отдельности, без необходимости создания АЭС. Разработчики утверждают, что АЭС Hyperion может обеспечить энергией населенный пункт на 20 тысяч частных домов. Ну или один очень мощный дата-центр.

Срок службы такого реактора — до 10 лет, после чего его нужно извлечь и отправить на завод производителя для перезаправки. Здесь используется уран-гидридное топливо. Достоинство проекта — в отсутствии необходимости держать на станции штат специалистов-ядерщиков. Его нужно лишь регулярно посещать для проверки систем и технического обслуживания — а с этим справляется парочка специалистов.

Мини-реакторы от HolosGen

Это, вероятно, самые маломощные модульные реакторы из подборки — их параметры от 3 МВт до 13 МВТ. Но они при этом и умещаются в контейнер. Последний устанавливается на транспортной платформе, которую перевозит в нужное место грузовой автомобиль.

Отдельные реакторы-модули могут быть соединены в единую систему, выдавая уже около 80 МВт. Такие системы относительно безопасны, мобильны и универсальны — использовать их можно не только для дата-центров, но и применять на других объектах.

Ядерная энергетика — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:
→ Маленькие «малинки» в крупном дата-центре
→ Динамические ИБП в дата-центрах: как мы устанавливали Piller CPM300 с двойным преобразованием
→ Разбираем редкого зверя от Nvidia — DGX A100

Плюсы и минусы технологии

Плюсов довольно много:

  • Мобильность и возможность масштабирования систем.
  • Относительно недорогое обслуживание — большинство модульных ректоров частично автономны.
  • Отсутствие необходимости занимать десятки и сотни гектар полезной площади под АЭС и всю инфраструктуру.
  • Универсальность — использовать малые реакторы можно во многих отраслях и во многих регионах.
  • Наличие достаточного количества пассивных систем безопасности.

Минусы тоже есть:

  • Отсутствие реально работающих в «полевых условиях» реакторов. Пока только прототипы.
  • Соответственно, нет базы проблемных ситуаций, которых нужно избегать.
  • Необходимость получения разрешения регуляторов, и этих разрешений нужно много.

Насколько все это реально?

Вероятность практической реализации одного или нескольких проектов модульных ядерных реакторов довольно высока. Дело в том, что кроме уже названных компаний, разработкой мини-АЭС занялось правительство США. Оно

выделило $3,2 млрд

на разработку мини-ядерных реакторов. Они будут обслуживать критически важные объекты инфраструктуры, включая дата-центры.

Кроме того, использовать ядерную энергию собираются коммунальные предприятия и компании США.

Стоимость энергии, вырабатываемой при помощи мини-АЭС, составит около 55-70 долларов за МВт-час. Стоимость же получения энергии при помощи ветра и солнца — около 44-55 Мвт-час. Вполне сравнимые цены, при условии, конечно, что в цену ядерных реакторов заложен полный цикл обслуживания с утилизацией отслужившего свой срок оборудования.

Есть у мини-АЭС и противники, которые, впрочем, сомневаются не в работоспособности подобных систем. Основная претензия — это стоимость постройки и эксплуатации малых ядерных ректоров. Согласно ряду подсчетов, цена будет сравнима с обслуживанием обычной полноразмерной АЭС.

Тем не менее, критики погоды не делают — если какой-то из этих проектов начнет работать уже «в поле», то за первопроходцами подтянутся и остальные участники рынка. Ну а это может привести к увеличению количества дата-центров, их проникновению в удаленные регионы, которые раньше казались бесперспективными для индустрии.

Малые модульные реакторы | МАГАТЭ

Малые модульные реакторы: гибкое и доступное производство электроэнергии

Во всем мире растет интерес к реакторам малой и средней мощности или модульным реакторам ввиду их способности удовлетворять потребность в гибком производстве электроэнергии для самых различных пользователей и применений и заменить стареющие электростанции, работающие на органическом топливе. Они также обладают улучшенными показателями безопасности благодаря наличию внутренне присущих и пассивных средств безопасности, характеризуются более низкими начальными капитальными затратами и пригодны для когенерации и применений, не связанных с производством электроэнергии. Кроме того, они являются вариантами, пригодными для отдаленных регионов с менее развитой инфраструктурой и открывают возможности создания синергетических гибридных энергетических систем, сочетающих ядерные и альтернативные источники энергии, включая возобновляемые источники.

Многие государства сосредоточивают усилия на разработке малых модульных реакторов, которые определяются как усовершенствованные реакторы для производства электроэнергии с мощностью модуля до 300 МВт(эл.). Эти реакторы оборудованы усовершенствованными инженерно-техническими средствами, могут использоваться в составе одномодульных или многомодульных станций и проектируются для поставок в полной заводской готовности энергокомпаниям для последующего монтажа по мере надобности.

Во всем мире насчитывается примерно 50 проектов и концепций ММР. Большая их часть находится на различных стадиях разработки, и сообщается, что некоторые проекты будут реализованы в ближайшее время. В настоящее время четыре ММР находятся на продвинутых этапах строительства в Аргентине, Китае и России, а еще несколько стран, имеющих атомные электростанции, и стран, приступающих к развитию ядерной энергетики, проводят НИОКР по ММР.

МАГАТЭ координирует усилия своих государств-членов, направленные на разработку различных типов ММР, осуществляя системный подход к определению и разработке перспективных технологий с целью обеспечения конкурентоспособности и надежного функционирования таких реакторов. Агентство также помогает им в решении общих вопросов инфраструктуры с целью содействия внедрению ММР.

Первая в мире микро-АЭС — Новости

В это трудно поверить, но изящное здание на иллюстрации – не жилой дом или штаб-квартира корпорации, а настоящий ядерный реактор. Мы привыкли, что атомные электростанции представляют собой комплекс массивных сооружений, которые выделяются даже на фоне остальных промышленных объектов. Американская компания «Oklo Power» решила переосмыслить традиционное представление об этих строениях и объявила о старте проекта «Aurora» — создании первой в мире микро-АЭС.

Oklo Power базируется в Калифорнии и разрабатывает, как говорят ее представители, чистые энергетические установки с использованием энергии деления. Глава и один из основателей компании Джейкоб де Витт (Jacob DeWitte) считает, что частные компании могут внедрять инновации в атомной сфере быстрее.

Проект атомной микро-станции «Aurora» подготовлен компанией в сотрудничестве с архитекторами бюро Gensler. Внешне это А-образное здание мало похоже на АЭС и напоминает, скорее, шале. Авторы проекта хотят сделать объект максимально доступным для людей, поэтому в атриуме здания планируется проводить экскурсии.

Будущую атомную электростанцию площадью около 450 кв. м построят на территории штата Айдахо. Aurora, как отмечают представители компании, представляет собой ядерную батарейку, которая может производить до 1,5 МВт(э) электроэнергии – этого достаточно для поддержания более 1000 домов. Станция способна работать автономно в течение 20 лет, обходясь при этом без дозаправки.

Действия и численность оперативного персонала «Aurora» минимизированы. В нормальных условиях эксплуатации на установке находятся двое операторов — старший и младший, в чьи задачи входит, в основном, контроль за параметрами реактора (также им отводятся определённые задачи по физзащите). Пуск установки производит пусковая бригада. Есть и вспомогательный технический персонал.

Aurora работает с низкой удельной энергонапряжённостью и с малым выгоранием. Микрореактор может выдавать электроэнергию во внешнюю сеть или накапливать в резервном тепловом хранилище, не нуждаясь во внешних источниках.

Oklo утверждает, что её реактор будет «первым в истории генерировать энергию через ядерные отходы». В качестве топлива для инновационной АЭС Aurora – будет использован Haleu (high-assay, low-enriched uranium – высокообогащенный низкообогащенный уран), представляющий собой отработанное топливо реакторов крупных АЭС. Таким образом, существующие ядерные отходы можно будет утилизировать с пользой для человечества.

В США уже выпустили разрешение на строительство микро-АЭС, ставшее первым и единственным в ХХI веке разрешением, выданным в стране на атомную станцию, использующую другие механизмы, кроме реактора с водным охлаждением. Станцию планируют запустить в эксплуатацию в 2023 году.

Мирный атом в каждый дом – миниатюрные атомные реакторы для всех

В последнее время все большее развитие получает концепция автономного энергоснабжения. Будь это загородный дом с его ветряками и солнечными панелями на крыше или деревообрабатывающий завод с отопительным котлом, работающим на отходах производства — опилках, суть не меняется. Мир постепенно приходит к тому, что пора отказываться от централизованного обеспечения теплом и электричеством. Центральное отопление в Европе уже практически не встречается, индивидуальные дома, многоквартирные небоскребы и промышленные предприятия отапливаются самостоятельно. Исключение составляют разве отдельные города северных стран – там централизованное отопление и большие котельные оправданы климатическими условиями.

Что касается автономной электроэнергетики, то к этому все идет – население активно скупает ветряки и солнечные панели. Предприятия ищут способы рационального использования тепловой энергии от технологических процессов, строят собственные тепловые электростанции и тоже скупают солнечные панели с ветряками. Особо повернутые на «зеленых» технологиях даже планируют покрывать солнечными панелями крыши заводских цехов и ангаров.

В конечном итоге это оказывается дешевле, чем покупка необходимых энергетических мощностей из местных энергосетей. Однако, после чернобыльской аварии, все как-то забыли, что самым экологически чистым, дешевым и доступным способом получения тепловой и электрической энергии все равно остается энергия атома. И если на протяжении существования атомной промышленности электростанции с ядерными реакторами всегда ассоциировались с комплексами на гектары площади, огромными трубами и озерами для охлаждения, то целый ряд разработок последних лет призван сломать эти стереотипы.

Сразу несколько компаний заявили что выходят на рынок с «домашними» ядерными реакторами. Миниатюрные станции с размерами от гаражного бокса до небольшого двухэтажного здания готовы поставлять от 10 до 100 МВт в течение 10 лет без дозаправки. Реакторы полностью автономны, безопасны, не требуют обслуживания и по истечении срока службы просто перезаряжаются еще на 10 лет. Чем не мечта для завода по производству утюгов или хозяйственного дачника? Рассмотрим более детально те из них, продажа которых начнется в ближайшие годы.

Toshiba 4S (Super Safe, Small and Simple)

Реактор сконструирован по типу батарейки. Предполагается что такая «батарейка» будет закопана в шахту глубиной 30 метров, а здание над ней будет иметь размеры 221611 метров. Не многим больше хорошего загородного дома? Такой станции понадобится обслуживающий персонал, но это все равно не идет в сравнение с десятками тысяч квадратных метров площади и сотнями рабочих на традиционных АЭС. Номинальная мощность комплекса – 10 мегаватт в течение 30 лет без дозаправки.

Реактор работает на быстрых нейтронах. Подобный реактор установлен и действует с 1980 года на Белоярской АЭС в Свердловской области России (реактор БН-600). Принцип действия описан здесь. В японской установке в качестве охлаждающей жидкости использован расплав натрия. Это позволяет работать поднять температуру работы реактора на 200 градусов Цельсия по сравнению с водой и при обычном давлении. Применение воды в таком качестве дало бы рост давления в системе в сотни раз.

Самое важное – стоимость выработки 1 кВт час для данной установки ожидается на уровне от 5 до 13 центов. Разброс обусловлен особенностями национального налогообложения, разной стоимостью переработки ядерных отходов и стоимостью введения в выведения из эксплуатации самой станции.

Первым заказчиком «батарейки» от Toshiba похоже выступит небольшой городок Galena штат Аляска в США. В настоящее время идет согласование разрешительной документации с американскими правительственными агентствами. Партнером компании в США выступает известная нам компания Westinghouse, впервые поставившая на украинскую АЭС топливные сборки альтернативные российским ТВЭЛ.

Hyperion Power Generation и реактор Hyperion

Эти американские ребята похоже первыми выйдут на коммерческий рынок миниатюрных ядерных реакторов. Компания предлагает установки от 70 до 25 мегаватт стоимостью примерно по $25-30 миллионов за штуку. Ядерные установки Hyperion могут использоваться как для генерации электроэнергии так и для отопления. Состоянием на начало 2010 года уже поступило более 100 заказов на станции разной мощности, при чем как от частных лиц, так и от государственных компаний. Планируется даже вынести производство готовых модулей за пределы США, построив заводы в Азии и Западной Европе.

Реактор работает на том же принципе, что и большинство современных реакторов в атомных электростанциях. Читать здесь. Наиболее близкими по принципу действия являются самые распространенные российские реакторы типа ВВЭР и силовые установки, применяемы на атомных подводных лодках проекта 705 «Лира» (NATO – “Alfa”). Американский реактор практически является сухопутной версией реакторов, устанавливаемы на указанных АПЛ, кстати – самых быстрых подводных лодок своего времени.

В качестве топлива используется нитрид урана, который имеет более высокую теплопроводность по сравнению с традиционным для реакторов ВВЭР керамическим оксидом урана. Это позволяет работать при температуре на 250-300 градусов Цельсия выше, чем водо-водяные установки, что повышает эффективность работы паровых турбин элеткрогенераторов. Здесь все просто – чем выше температура реактора, тем выше температура пара и, как следствие, выше КПД паровой турбины.

В качестве охлаждающей «жидкости» используется свинцово-висмутовый расплав, аналогичный таковому на советских АПЛ. Расплав проходит через три теплообменных контура, снижая температуру с 500 градусов Цельсия до 480. Рабочим телом для турбины могут служить как водяной пар так и перегретый углекислый газ.

Установка с топливом и системой охлаждения имеет массу всего в 20 тонн и рассчитана на 10 лет работы на номинальной мощности в 70 мегаватт без дозаправки. Впечатляют действительно миниатюрные размеры – реактор имеет всего 2.5 метра в высоту и 1.5 метра в ширину! Вся система может перевозиться на грузовиках или железнодорожным транспортом, являясь абсолютным коммерческим мировым рекордсменом по соотношению мощностьмобильность.

По приезду на место, «бочка» с реактором просто закапывается. Доступ к ней или какое-либо обслуживание не предполагается вообще. По истечении гарантийного срока сборка выкапывается и отправляется на завод производителя для перезаправки. Особенности свинцово-висмутового охлаждения дают огромное преимущество в безопасности – не возможен перегрев и взрыв (не растет давление с ростом температуры). Также, при охлаждении сплав застывает, а сам реактор превращается в изолированную толстым слоем свинца железную болванку, не боящуюся механических воздействий. Кстати, именно невозможность работы на малых мощностях (в следствие застывания охлаждающего сплава и автоматического отключения), явилась причиной отказа от дальнейшего использования свинцово-висмутовых установок на АПЛ. По этой же причине – это самые безопасные реакторы из всех, когда либо устанавливавшихся на АПЛ всех стран.

Изначально миниатюрные атомные электростанции разрабатывались компанией Hyperion Power Generation для нужд добывающей промышленности, а именно для переработки горючих сланцев в синтетическую нефть. Оценочные запасы синтетической нефти в горючих сланцах, доступных для переработки имеющимися на сегодня технологиями оценивается в 2.8.-3.3 триллиона баррелей. Для сравнения – запасы «жидкой» нефти в скважинах оцениваются всего в 1.2 триллиона баррелей. Однако процесс переработки сланцев в нефть требует их нагрева с последующим улавливанием  испарений, которые затем конденсируются в нефть и побочные продукты. Понятно, что для нагрева нужно где-то брать энергию. По этой причине добыча нефти из сланцев считается экономически нецелесообразной по сравнению с ее импортом у стран ОПЕК. Так что будущее своего продукта компания видит в разных сферах применения.

Например, в качестве мобильной электростанции для нужд военных баз и аэродромов. Здесь тоже интересные перспективы. Так, при ведении мобильных боевых действий, когда войска действуют из так называемых опорных пунктов в определенных регионах, эти станции могли бы питать инфраструктуру «баз». Прямо как в компьютерных стратегиях. С той лишь разницей, что когда задача в регионе выполнена, электростанцию грузят в транспортное средство (самолет, грузовой вертолет, грузовые автомобили, поезд, корабль) и увозят на новое место.

Другое применение в военной сфере – стационарное питание постоянных военных баз и аэродромов. При авиа налете или ракетном ударе база с подземной атомной электростанцией, не требующей обслуживающего персонала, с большей вероятностью сохранит боеспособность. Таким же образом можно питать группы объектов социальной инфраструктуры – системы вобоснабжения городов, административных объектов, больниц.

Ну и промышленно-гражданское применение – системы электропитания небольших городов и поселков, отдельных предприятий или их групп, системы отопления. Ведь эти установки прежде всего вырабатывают тепловую энергию и в холодных регионах планеты могут составить ядро централизованных систем отопления. Так же перспективным компания считает применение таких мобильных электростанций на опреснительных установках в развивающихся странах.

SSTAR (small, sealed, transportable, autonomous reactor)

Маленький, запечатанный, передвижной автономный реактор – проект, разрабатываемый в Lawrence Livermore National Laboratory, США. По принципу действия схож с Hyperion, только в качестве топлива использует Уран-235. Должен иметь срок годности в 30 лет при мощности от 10 до 100 мегаватт.

Размеры должны составлять 15 метров в высоту и 3 в ширину при весе реактора в 200 тонн. Эта установка изначально рассчитывается для применения в недоразвитых странах по схеме лизинга. Таким образом, повышенное внимание уделяется невозможности разобрать конструкцию и извлечь из нее что-либо ценное. Ценное  – это уран-238 и оружейный плутоний, которые вырабатываются по мере истечения срока годности.

По окончании действия договора лизинга, получатель должен будет вернуть эту установку в США. Только мне кажется, что это — мобильные заводы по производству оружейного плутония за чужие деньги? 🙂 В прочем, американское государство здесь не продвинулось дальше исследовательских работ, пока нет даже прототипа.

Подводя итог, следует отметить, что пока наиболее реальной является разработка от Hyperion и первые поставки намечены на 2014 год. Думаю, можно ожидать дальнейшего наступления «карманных» АЭС, тем более что похожие работы по созданию подобных станций ведут и другие предприятия, в том числе такие гиганты как Mitsubishi Heavy Industries. А вообще, миниатюрный ядерный реактор — это достойный ответ на всевозможную приливно-отливную муть и прочие невероятно «зеленые» технологии. Похоже, в ближайшем времени мы сможем наблюдать, как снова военные технологии переходят на гражданскую службу.

Инвестиции в атомную энергетику: зачем Франции мини-реакторы | Европа и европейцы: новости и аналитика | DW

Когда 10 лет назад цунами разрушило в Японии АЭС «Фукусима-1», многие страны пересмотрели свое отношение к использованию атомной энергии. Германия решила ускорить закрытие своих атомных электростанций и отказаться от мирного атома к 2022 году. В Италии спустя пару недель после катастрофы на Фукусиме прошел референдум, на котором 95% высказались против возобновления работы АЭС. С другой стороны, такие страны, как Финляндия, США, Россия, а также Франция, не стали отказываться от этого вида энергии и даже планируют расширить масштабы ее использования.

Зачем Франции инвестировать в мини-реакторы 

Франция, согласно действующему в стране закону, намерена до 2035 года уменьшить долю производимой на АЭС энергии с рекордных в настоящий момент 70% до 50%. Но президент Франции Эмманюэль Макрон недавно усомнился в том, что это возможно. Более того, он заявил о намерении инвестировать в развитие ядерных мини-реакторов.

В информационном центре одной из АЭС во Франции

Что должно помочь стране производить достаточно количество электроэнергии, не повышая при этом уровень выбросов CO2. Но эксперты-скептики говорят, что эта пока еще совершенно новая и не развитая технология не имеет смысла ни с экономической, ни с экологической точек зрения. Они предполагают, что за решением инвестировать в такие ядерные реакторы кроются совсем другие причины.  

«У нас есть решающее преимущество — наша историческая модель: уже имеющиеся атомные электростанции», — заявил Макрон, представляя в Елисейском дворце стратегию развития Франции до 2030 года. Согласно документу, 8 млрд из 30 млрд евро будут направлены в энергетический сектор, из них 1 млрд — на развитие так называемых мини-реакторов.

Что представляют собой ядерные мини-реакторы?

Реакторы мощностью от 50 до 500 мегаватт — гораздо меньше, чем имеющиеся во Франции на данный момент ядерные реакторы мощностью от 900 до 1450 мегаватт — могут быть построены кластерами, чтобы повысить общую выработку электроэнергии. И Франция далеко не первая страна, где хотят развивать такие технологии.

Российская ПАТЭС «Академик Ломоносов»

Так, в Портленде на северо-западе США существует стартап NuScale Power, который уже разработал определенный дизайн малого ядерного реактора. Первый такой реактор мощностью 60 мегаватт должен появиться к 2027 году. В РФ «Росатом» планирует построить свой первый ядерный мини-реактор на суше в 2028 году в Республике Саха.

Мини-реакторы используются в ледокольном флоте, два реактора типа КЛТ-40С установлены  на плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) «Академик Ломоносов», находящейся в порту города Певек, что в Чукотском автономном округе. ПАТЭС введена в промышленную эксплуатацию 22 мая 2020 года.

Согласно планам Макрона, у Франции первый подобный реактор появится к 2030 году. Эксперт Николя Мазуки из парижского Фонда стратегических исследований считает, что страна могла бы стать одним из лидеров в развитии этой технологии. «У нас есть необходимые знания, и если к этому подключится еще и частный сектор с еще большими инвестициями, то мы бы могли к 2030 году начать серийное производство», — отметил он в интервью DW.

Аргументы за и против мини-реакторов

Ядерная энергетика должна оставаться важной составляющей при смешанном производстве электроэнергии, говорит Мазуки: «Она стабильна, подвержена планированию — в отличие от определенных возобновляемых источников энергии, которые, например, бесполезны, если нет ветра «. К тому же риск аварии на АЭС низок, поскольку все находится под жестким контролем, уверен эксперт.  

В свою очередь, Майк Шнайдер, независимый энергоконсультант, координатор международной экспертной команды, недавно опубликовавшей доклад на эту тему, находит, работу АЭС слишком дорогой, медленной и неэффективной в борьбе против глобального изменения климата.

Протесты сотрудников EDF Франции против закрытия старейшей АЭС во Франции

«В прошлом году по всему миру было произведено более 250 гигаватт энергии из возобновляемых источников (ВИЭ) и только 0,4 гвт — на АЭС. Ядерная энергетика в настоящее время играет незначительную роль на мировом рынке», — пояснил он в беседе с DW.   При этом, продолжает Шнайдер, атомные реакторы только кажутся более надежными, чем ВИЭ: «Треть рабочего времени реакторы во Франции в 2020 году были отключены (прежде всего, из-за ремонтных работ), потому что они все устарели — им в среднем более 30 лет».

Кроме того, слишком долго длится процесс возведения и запуска новых АЭС. «Концерн EDF совместно с Siemens вскоре после Чернобыльской катастрофы начал строить свой первый ядерный реактор так называемого третьего поколения, и 35 лет спустя он до сих пор не производит в Европе электроэнергию», — указывает Шнайдер. На севере Франции EDF с 2007 года возводит реактор мощностью 1,6 гигаватт. Расходы уже составили более 11 млрд евро, вместо утвержденных трех миллиардов. Реактор должен быть достроен к следующему году — с опозданием на 10 лет от запланированного срока.

«Без мирного атома нет военного атома — и наоборот»

Тем не менее Макрон сообщил о намерении построить во Франции еще шесть дополнительных мини-реакторов. Кеннет Джиллингем, профессор Йельского университета, полагает, что инвестиции в атомную энергетику сегодня бессмысленны. «Требования по безопасности настолько высоки, что цена производства атомной энергии экстремальна, — объясняет он DW. — Я не вижу смысла инвестировать в новые способы ее выработки. Это слишком затратно, и нет никаких гарантий, будут ли эти мини-реакторы работать».

Филип Джонстоун, исследователь в Университете Сасекса, добавляет, что предполагаемый эффект от мини-реакторов не оправдывает их строительства: «До настоящего времени нам рассказывали, что крупные реакторы более эффективны, потому что за счет объема энергии позволяют экономить деньги — сейчас все функционирует уже по-другому?». Джонстоун не исключаент, что за инвестициями в мирный атом стоят другие цели.

«Страны, которые по-прежнему делают ставку на атомную энергетику, это страны, у которых есть ядерное оружие: Великобритания, США и Франция. Они должны сохранить свой ядерный сектор», — констатирует он и напоминает о речи Макрона от декабря 2020 года.  «Без мирного атома нет военного атома — и наоборот», — подчеркнул тогда французский президент и похвалил атомную отрасль страны, в которой трудоустроены 220 000 человек. «Инвестиция в мини-реакторы кажется стратегическим решением — хотя требует времени и денег», — подвел итог Джонстоун. 

Смотрите также: 

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Зона отчуждения

    После аварии на ЧАЭС возникла необходимость контроля на территориях, которые подверглись наибольшему радиоактивному загрязнению — это города Чернобыль и Припять. 30-километровая зона вокруг станции была закрыта для свободного доступа. Сегодня в Чернобыле расположено предприятие по управлению зоной отчуждения, там также живут до 2800 человек персонала предприятий, строящих арку для саркофага.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Чернобыльская АЭС

    В 1970-х годах в Чернобыльском районе началось строительство первой атомной электростанции на Украине. ЧАЭС расположена в 3 км от города Припять и в 18 км от города Чернобыль. Она производила десятую долю электроэнергии в УССР. Полностью ЧАЭС была остановлена только в конце 2000 года. Сейчас продолжаются работы по строительству нового изолирующего сооружения над четвертым энергоблоком.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Чернобыль — административный центр зоны отчуждения

    До аварии в Чернобыле проживали 12,5 тыс человек, все они были эвакуированы через несколько дней после трагедии. На данный момент город входит в 30-километровую зону отчуждения, являясь ее административным центром. Персонал находящихся здесь предприятий проживает в заброшенных многоквартирных домах. При пересечении границ зоны отчуждения все обязаны проходить дозиметрический контроль.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Арка — новое укрытие для саркофага

    В ликвидации аварии на ЧАЭС участвовали более 600 тысяч человек. Главной их задачей было строительство бетонного саркофага для 4-го энергоблока. Под действием внешних факторов и радиации старое укрытие начало разрушаться, что несет опасность — там до сих пор хранятся около 200 т радиоактивных веществ. Новое арочное сооружение должно накрыть саркофаг и позволить начать его частичный демонтаж.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    «Самоселы» в зоне отчуждения

    До сих пор концентрация радионуклидов в зоне отчуждения высока, что не позволяет снять ограничения на проживание там. Однако вскоре после аварии и эвакуации местные жители под разными предлогами начали возвращаться в родные дома. Этих людей прозвали «самоселами». На сегодняшний день их в зоне около 180 человек: 80 — в Чернобыле и еще около 100 — в селах, расположенных в 30-километровой зоне.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Автолавка с продуктами два раза в месяц

    В основном «самоселы» — это пожилые люди. Они проживают сейчас в четырех деревнях 30-километровой зоны отчуждения. «Самоселы» выращивают овощи и фрукты, собирают грибы в лесу и пьют воду из колодцев. Из благ цивилизации у них только электричество. Продуктовая автолавка с хлебом и крупами приезжает два раза в месяц, а раз в месяц почтальон развозит пенсии.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Припять — город-призрак

    Город Припять расположен на берегу одноименной реки в 3 км от ЧАЭС. Именно он подвергся наибольшему радиоактивному загрязнению. Население города Припять составляло 47,5 тыс человек, на следующий день после аварии все они были эвакуированы. Даже после проведения работ по дезактивации уровень радиации слишком высок, поэтому город непригоден для проживания.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Секретный объект «Дуга-1»

    Секретный объект «Дуга-1» — радиолокационная станция советских времен, предназначенная для обнаружения пусков межконтинентальных баллистических ракет. «Дуга-1» так никогда и не заступила целиком на боевое дежурство. Размеры сооружения из множества антенн — 700 м в длину и 150 м в высоту. После аварии на ЧАЭС объект законсервировали, позже основные его элементы демонтировали и вывезли.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    «Ковш смерти»

    Так называемый «ковш смерти» — одна из нынешних достопримечательностей города Припять. Ковш использовался при ликвидации последствий аварии непосредственно на 4-м энергоблоке ЧАЭС. Излучение от ковша (даже в нескольких метрах от него) превышает норму в десять тысяч раз. Прикасаться к нему запрещено.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Образцовый город советской эпохи

    Город Припять строился как образцово-показательный, при его возведении использовались инновационные для тех лет архитектурные решения. На момент эвакуации в 1986 г. в Припяти было 15 детских садов, 5 школ, бассейны, столовые, спорткомплексы, поликлиники, кинотеатр и дворец культуры. Сейчас от города почти ничего не осталось: дороги заросли, во многих зданиях обвалились внутренние перегородки.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Мертвая земля

    Припять должен был стать самым красивым, образцовым городом советской Украины. Но в историю он вошел как город-памятник самой страшной ядерной катастрофы в мире. На данный момент в Припяти действует только спецпрачечная, станция фторирования и обезжелезивания воды и гараж спецтехники ЧАЭС. В городе не проживает ни один человек.

  • Чернобыльская зона через 30 лет после трагедии

    Зона экстремального туризма

    Ежегодно зону отчуждения посещает несколько тысяч туристов-экстремалов. До начала конфликта на востоке Украины среди туристов-иностранцев лидировали граждане России. Сегодня больше всего гостей из Польши, Чехии и США.

    Автор: Анастасия Магазова


 

Домашний энергетический ядерный реактор аэс.

Портативный ядерный реактор разработан в новосибирске. Что в сундучке

(Первоапрельские новости, ничего общего с действительным положением вещей не имеющие.)

Мы стремимся поставлять своим клиентам самое лучшее, самое современное, самое технологичное оборудование. И сейчас рады вам сообщить, что ассортимент «Русской Генераторной Компании» пополнился уникальной, не имеющей аналогов новинкой — первым в мире Портативным Атомным Генератором ПАГ-300 1АПР . Работы над проектом по созданию новинки велись в течение пяти лет, нашим инженерам активно оказывали помощь сотрудники РОСАТОМ.

Что же собой представляет новинка? Это достаточно компактное устройство, его габариты сравнимы с размером обеденного стола, а масса не достигает и 5 т. Оснастив ПАГ комплектом колес и ручек, вы сможете с удобством и легкостью перевозить его с объекта на объект. Благодаря использованию изотопов урана-325 в качестве топлива, ПАГ сможет в течение трех с лишним лет обеспечивать электроэнергией сеть с большой нагрузкой. И это — без дозаправки, в автономном режиме. При этом его мощность достигает 330 кВт, что на порядок больше чем могут предложить флагманские модели дизельных и газовых аналогов. Это — отличный способ обеспечить электричеством не только квартиру или отдельно стоящий дом, но и коттеджный поселок, промышленный объект, подземный бункер.

Разумеется, весьма актуален вопрос безопасности. Хотим вас заверить, что радиационный фон вокруг установки не выходит за пределы допустимой нормы: ПАГ гарантированно не станет дополнительным источником заражения среды и причиной развития мутаций. Более того, за счет отсутствия в ее составе двигателя внутреннего сгорания такая установка более экологична, чем бензо- и дизельгенераторы!

Основные характеристики ПАГ-300-1АПР
Тип электростанции атомная
Тип запуска электронный
Число фаз 3 (380 вольт)
Двигатель и топливо
Двигатель ПАД-300-1АПР
Тип охлаждения D 2 O (тяжелая вода)
Марка топлива изотопы урана 235
Время автономной работы 3. 2 года
Генератор
Тип генератора синхронный
Бесщеточный генератор да
Класс защиты генератора IP66
Активная мощность 300 кВт
Максимальная мощность 330 кВт
Конструкция и особенности
Уровень шума 5 дБ
Колеса нет
Защита от перегрузок есть
Число розеток 380 В 6
Габариты (ШхВхГ) 2400x910x860 мм
Вес 4563 кг
Особенности комплект колёс и ручек приобретается отдельно

Узнать больше подробностей о ПАГ-300-1АПР вы можете у наших менеджеров или представителей госкорпорации «Росатом». Оптовым покупателям мы предоставим скидку!

Вы, конечно, поняли что это первоапрельская шутка:) А вот здесь реально существовавшая

1. Свободнопоршневой двигатель Стирлинга работает от нагревания «атомным паром» 2. Индукционный генератор дает около 2 Вт электроэнергии для питания лампы накаливания 3. Характерное голубое свечение — это черенковское излучение электронов, выбитых из атомов гамма-квантами. Может служить в качестве отличного ночника!

Для детей от 14 лет Юный исследователь сможет самостоятельно собрать пусть и маленький, но настоящий ядерный реактор, узнать, что такое мгновенные и запаздывающие нейтроны, и увидеть динамику разгона и торможения цепной ядерной реакции. Несколько простых опытов с гамма-спектрометром позволят разобраться с наработкой различных продуктов деления и поэкспериментировать с воспроизводством топлива из модного ныне тория (кусочек сульфида тория-232 прилагается). Входящая в комплект книга «Основы ядерной физики для самых маленьких» содержит описание более 300 опытов с собранным реактором, так что простор для творчества огромен

Исторический прототип Набор Atomic Energy Lab (1951) давал возможность школьникам приобщиться к самой передовой области науки и технологии. Электроскоп, камера Вильсона и счетчик Гейгера-Мюллера позволяли провести множество интереснейших опытов. Но, конечно, не настолько интересных, как сборка действующего реактора из российского набора «Настольная АЭС»!

В 1950-х годах, с появлением атомных реакторов, перед человечеством, казалось бы, замаячили блестящие перспективы решения всех энергетических проблем. Инженеры-энергетики проектировали атомные электростанции, судостроители — атомные электроходы, и даже автоконструкторы решили присоединиться к празднику и использовать «мирный атом». В обществе возник «атомный бум», и промышленности стало не хватать квалифицированных специалистов. Требовался приток новых кадров, и была развернута серьезная образовательная компания не только среди студентов университетов, но и среди школьников. Например, A.C. Gilbert Company выпустила в 1951 году детский набор Atomic Energy Lab, содержащий несколько небольших радиоактивных источников, необходимые приборы, а также образцы урановой руды. Этот «наисовременнейший научный набор», как было написано на коробке, позволял «юным исследователям провести более 150 захватывающих научных экспериментов».

Кадры решают все

За прошедшие полвека ученые получили несколько горьких уроков и научились строить надежные и безопасные реакторы. И хотя сейчас в этой области наблюдается спад, вызванный недавней аварией на Фукусиме, вскоре он вновь сменится подъемом, и АЭС по‑прежнему будут рассматриваться как чрезвычайно перспективный способ получения чистой, надежной и безопасной энергии. Но уже сейчас в России чувствуется дефицит кадров, как ив 1950-х. Чтобы привлечь школьников и повысить интерес к атомной энергетике, Научно-производственное предприятие (НПП) «Экоатомконверсия», взяв пример с A.C. Gilbert Company, выпустила образовательный набор для детей от 14 лет. Разумеется, наука за эти полвека не стояла на месте, поэтому, в отличие от своего исторического прототипа, современный набор позволяет получить намного более интересный результат, а именно — собрать на столе самый настоящий макет атомной электростанции. Разумеется, действующий.

Грамотность с пеленок

«Наша компания родом из Обнинска- города, где атомная энергия знакома и привычна людям чуть ли не с детского сада, — объясняет «ПМ» научный руководитель НПП «Экоатомконверсия» Андрей Выхаданко. — И все понимают, что бояться ее совершенно не надо. Ведь по‑настоящему страшна лишь неизвестная опасность. Поэтому мы и решили выпустить этот набор для школьников, который позволит им вдоволь поэкспериментировать и изучить принципы работы атомных реакторов, не подвергая себя и окружающих серьезному риску. Как известно, знания, полученные в детстве, самые прочные, так что выпуском этого набора мы надеемся значительно понизить вероятность повторения Чернобыля или

Фукусимы в будущем».

Ненужный плутоний

За годы работы множества АЭС скопились тонны так называемого реакторного плутония. Он состоит в основном из оружейного Pu-239, содержащего около 20% примеси других изотопов, в первую очередь Pu-240. Это делает реакторный плутоний абсолютно непригодным для создания ядерных бомб. Отделение примеси оказывается весьма сложным, так как разница масс между 239-м и 240-м изотопами — всего 0,4%. Изготовление ядерного топлива с добавкой реакторного плутония оказалось технологически сложным и экономически невыгодным, так что этот материал остался не у дел. Именно «бросовый» плутоний и использован в «Наборе юного атомщика», разработанном НПП «Экоатомконверсия».

Как известно, для начала цепной реакции деления ядерное топливо должно иметь определенную критическую массу. Для шара из оружейного урана-235 она составляет 50 кг, из плутония-239 — только 10. Оболочка из отражателя нейтронов, например бериллия, может снизить критическую массу в несколько раз. А использование замедлителя, как в реакторах на тепловых нейтронах, снизит критическую массу более чем в десять раз, до нескольких килограммов высокообогащенного U-235. Критическая масса Pu-239 и вовсе составит сотни граммов, и именно такой сверхкомпактный реактор, умещающийся на столе, разработали в «Экоатомконверсии».

Что в сундучке

Упаковка набора скромно оформлена в черно-белых тонах, и лишь неяркие трехсегментные значки радиоактивности несколько выделяются на общем фоне. «Никакой опасности на самом деле нет, — говорит Андрей, указывая на слова «Совершенно безопасно!», написанные на коробке. — Но таковы требования официальных инстанций». Коробка тяжеленная, что неудивительно: в ней находится герметичный транспортировочный свинцовый контейнер с тепловыделяющей сборкой (ТВС) из шести плутониевых стержней с циркониевой оболочкой. Помимо этого набор включает внешний корпус реактора из термостойкого стекла с химической закалкой, крышку корпуса со стеклянным окном и гермовводами, корпус активной зоны из нержавеющей стали, подставку под реактор, управляющий стержень-поглотитель из карбида бора. Электрическая часть реактора представлена свободнопоршневым двигателем Стирлинга с соединительными полимерными трубками, маленькой лампой накаливания и проводами. В комплект также входят килограммовый пакет с порошком борной кислоты, пара защитных костюмов с респираторами и гамма-спектрометр со встроенным гелиевым детектором нейтронов.

Постройка АЭС

Сборка действующего макета АЭС по прилагаемому руководству в картинках очень проста и занимает менее получаса. Надев стильный защитный костюм (он нужен только на время сборки), вскрываем герметичную упаковку с ТВС. Затем вставляем сборку внутрь корпуса реактора, накрываем корпусом активной зоны. Под конец защелкиваем сверху крышку с гермовводами. В центральный нужно вставить до конца стержень-поглотитель, а через любой из двух других заполнить активную зону дистиллированной водой до черты на корпусе. После заполнения к гермовводам подключаются трубки для пара и конденсата, проходящие через теплообменник двигателя Стирлинга. Сама АЭС на этом закончена и готова к запуску, остается лишь поместить ее на специальную подставку в аквариум, заполненный раствором борной кислоты, который отлично поглощает нейтроны и защищает юного исследователя от нейтронного облучения.

Три, два, один — пуск!

Подносим гамма-спектрометр с датчиком нейтронов вплотную к стенке аквариума: небольшая часть нейтронов, не представляющая угрозы для здоровья, все-таки выходит наружу. Медленно поднимаем регулировочный стержень до начала быстрого роста потока нейтронов, означающего запуск самоподдерживающейся ядерной реакции. Остается только дождаться выхода на нужную мощность и на 1 см по меткам вдвинуть стержень назад, чтобы скорость реакции стабилизировалась. Как только начнется кипение, в верхней части корпуса активной зоны появится прослойка пара (перфорация в корпусе не позволяет этой прослойке оголить плутониевые стержни, что могло бы привести к их перегреву). Пар по трубке идет вверх, к двигателю Стирлинга, там он конденсируется и стекает по выходной трубке вниз внутрь реактора. Разность температур между двумя концами двигателя (один нагревается паром, а другой охлаждается комнатным воздухом) преобразуется в колебания поршня-магнита, а тот, в свою очередь, наводит переменный ток в окружающей двигатель обмотке, зажигая атомный свет в руках юного исследователя и, как надеются разработчики, атомный интерес в его сердце.

Примечание редакции: данная статья опубликована в апрельском номере журнала и является первоапрельским розыгрышем.

Трагедии на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима» пошатнули уверенность человечества в том, что за атомной энергетикой будущее. Некоторые из стран, такие, как Германия, вообще пришли к выводу, что от АЭС следует отказаться вовсе. Но вопрос использования атомной энергетики очень серьезный и крайностей в выводах не терпит. Тут надо четко оценить все плюсы и минусы, и скорее – искать золотую середину и альтернативные решения использования атома.

В качестве источников энергии на Земле сегодня используются органические ископаемые, нефть, газ; возобновляемые источники энергии – солнце, ветер, древесное топливо; гидроэнергия – реки и всевозможные пригодные для этих целей водоемы. Но запасы нефти и газа истощаются, соответственно, дорожает и энергия, полученная с их помощью. Энергия, получаемая с помощью ветра и солнца – достаточно затратное удовольствие, в силу дороговизны солнечных и ветровых электростанций. Возможности энергии водоемов тоже очень ограничены. Поэтому многие ученые все же приходят к выводу, что если в России закончатся запасы нефти и газа, альтернативы отказа от ядерной энергетики, как источника энергии, очень малы. Доказано, чтомировые ресурсы ядерного горючего, такого, как плутоний и уран во много раз превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива. Работа же самих АЭС имеет ряд преимуществ перед другими электростанциями. Их можно строить везде, независимо от энергетических ресурсов района, топливо АЭС отличается очень большим содержанием энергии, эти станции не делают в атмосферу вредных выбросов, таких как ядовитые вещества и парниковые газы, и стабильно дают самую дешевую энергию.В мировом рейтинге по уровню ТЭС Россия очень сильно отстает, а по показателям АЭС – мы являемся одними из первых, поэтому для нашей страны отказ от атомной энергетики может грозить большой экономической катастрофой. Тем более именно в России особенно актуальны отдельные вопросы в развитии атомной энергетики – такие, как строительство мини АЭС. Почему? Тут все очевидно и просто.

Проект одной из АСММ — «Унитерм»

Атомные реакторы малой мощности (100-180 МВт) уже несколько десятков лет успешно используются в судоходстве нашей страны. В последнее время все чаще начинают говорить о необходимости их использования для обеспечения энергией отдаленных районов России. Тут малые АЭС смогут решить проблему энергоснабжения, которая всегда стояла остро во многих труднодоступных регионах. Две трети России – зона децентрализованного энергоснабжения. Прежде всего, это Крайний Север и Дальний Восток. Уровень жизни здесь во многом зависит от энергообеспечения. Кроме того, данные регионы представляют собой большую ценность в силу большого сосредоточения полезных ископаемых. Их добыча не развивается или останавливается зачастую именно по причине большой затратности в сфере энергетики и транспорта. Энергия здесь поступает от автономных источников, использующих органическое топливо. А завоз такого топлива в труднодоступные районы обходится очень недешево по причине необходимых огромных объемов и большого расстояния. Например, в республике Саха в Якутии, в силу разорванности энергетической системы на маломощные изолированные участки, стоимость электроэнергии больше в 10 раз, чем на «большой земле». Совершенно ясно, что для большой территории с низкой плотностью населения проблема развития энергетики не может решиться крупным сетевым строительством. Атомные станции малой мощности (АСММ) — один из самых реальных выходов из ситуации в данном вопросе. Ученые уже насчитали 50 регионов в России, где нужны подобные станции. Они, конечно, проиграют по стоимости электроэнергии большому энергоблоку (строить его здесь просто нерентабельно), но выиграют у источника на органическом топливе. По подсчетам специалистов АСММ могут сэкономить до 30% стоимость электроэнергии в труднодоступных регионах. Маленькие объемы расходуемого топлива, удобства в перемещении, небольшие трудозатраты по вводу в работу, минимум обслуживающего персонала – эти характеристики делают АСММ незаменимыми энергоисточниками в дальних районах.

Незаменимость АСММ уже давно осознали и во многих других странах мира. Японцы доказали, что подобные станции будут очень эффективны в условиях мегаполисов. Работы одного отдельного такого устройства достаточно для того, чтобы снабдить энергией определенное количество жилых домов или небоскребов. Маленьким реакторам не требуется дорогое и подчас отсутствующее место для их размещения в мегаполисе. Также, японские разработчики уверяют, что эти реакторы могут компенсировать пиковые нагрузки в крупных городских зонах. Японская компания Toshibа уже длительное время разрабатывает проект АСММ — Toshiba 4S. Срок его эксплуатации по прогнозам разработчиков – 30 лет без перезагрузки топлива, мощность – 10 МВт, габариты — 22 на 16 на 11 метров, топливо такой мини-АЭС — металлический сплав плутония, урана и циркония. Эта станция не требует постоянного обслуживания, а нуждается лишь в эпизодическом контроле. Такой реактор японцы предлагают использовать и при добыче нефти, а их серийный выпуск хотят наладить к 2020 году.

Не отстают от Японии и американские ученые. В течение нескольких лет они обещают выпустить в продажу небольшой ядерный реактор, который будет обеспечивать энергией небольшие поселки. Мощность такой станции – 25 МВт, по размеру она немногим больше собачьей конуры. Электроэнергию эта мини-АЭС будет вырабатывать круглосуточно и ее стоимость за 1 киловатт-час составит всего 10 центов. Надежность тоже на высшем уровне: помимо стального корпуса, Hyperion закатан в бетон.Менять ядерное топливо здесь смогут только специалисты, и делать это надо будет каждые 5-7 лет. Выпускающая компания Hyperion, уже получила лицензию на выпуск таких ядерных реакторов. Приблизительная стоимость станции 25 миллионов долларов. Для городка, хотя бы с 10-ю тысячами домов – совсем недорого.

Что касается России, то здесь над созданием малых АЭС работают достаточно давно. Учеными Курчатовского института 30 лет назад была разработана мини – АЭС «Елена», которая вообще не нуждается в обслуживающем персонале. Ее прототип функционирует на территории института до сих пор. Электрическая мощность станции – 100 КВт., она представляет собой цилиндр весом в 168 тонн, диаметром — 4,5 и высотой — 15 метров. «Елена» устанавливается в шахте на глубине 15-25 метров и закрывается бетонными перекрытиями. Ее электроэнергии хватит на обеспечение теплом и светом небольшого поселка. В России разработано еще несколько проектов, подобных «Елене». Все они соответствуют необходимым требованиям надёжности, безопасности, недоступности для посторонних, нераспространении ядерных материалов и т.д., но требуют немалых строительных работ при установке и не соответствуют критериям мобильности.

В 60-е годы прошла испытания малая передвижная станция «ТЭС-3». Она состояла из четырех гусеничных самоходных транспортеров, поставленных на усиленную базу танка Т-10. На двух транспортерах были размещены парогенератор и водяной реактор, на оставшихся поместили турбогенератор с электрической частью и систему управления станцией. Мощность такой станции составила -1,5 МВт.

В 80-е годы в Беларуси разработали малую АЭС на колесах. Станцию назвали «Памир» и поставили на шасси МАЗ-537 «Ураган». Ее составили четыре автофургона, которые были соединены газовыми шлангами высокого давления. Мощность «Памира» составила 0,6 МВт. Станция в первую очередь предназначалась для работы в широком диапазоне температур, именно поэтому была оснащена газоохлаждаемым реактором. Но, произошедшая как раз в эти годы Чернобыльская авария, «автоматом» уничтожила проект.

Все эти станции имели определенные проблемы, которые препятствовали их широкому внедрению в производство. Во-первых, невозможность обеспечить качественную защиту от излучения по причине большого веса реактора и ограниченной грузоподъемности транспорта. Во-вторых, эти мини-АЭС работали на высокообогащенном ядерном топливе «оружейного» качества, что противоречило международным нормам, которые запрещали распространение ядерного оружия. В-третьих, для самоходных атомных станций было сложно создать защиту от дорожных происшествий и террористов.

Весь спектр требований к АСММ удовлетворила плавучая атомная теплоэлектростанция. Она была заложена в Санкт-Петербурге в 2009 году. Данная мини-АЭС состоит из двух реакторных установок на гладкопалубном несамоходном судне. Срок ее эксплуатации – 36 лет, в течение которых, через каждые 12 нужно будет перезагружать реакторы. Станция может стать эффективным источником электричества и тепла для труднодоступных регионов страны. Еще одна из ее функций – опреснение морской воды. В сутки она может выдавать от 100 до 400 тысяч тонн. В 2011 году проект получил положительное заключение государственной экологической экспертизы. Не позднее 2016 года плавучую АЭС планируют разместить на Чукотке. Росатом ожидает от этого проекта больших зарубежных заказов.

Также недавно стало известно, что одна из подконтрольных Олегу Дерипаске компаний — «Евросибэнерго», вместе с Росатомом объявила об организации предприятия «АКМЭ-Инжиниринг», которое будет работать над созданием АСММ и заниматься их продвижением на рынке. В работе этих станций хотят использовать реакторы набыстрых нейтронах со свинцововисмутовым теплоносителем, которыми в советское время были оснащены атомные подлодки. Обеспечивать энергией они призваны отдаленные районы, неподключенные к электросетям. Организаторы предприятия планируют заполучить 10-15% мирового рынка мини-АЭС. В успехе данной кампании аналитиков заставляет сомневаться заявленная стоимость станции, которая по прогнозам «Евросибэнерго» будет равняться стоимости ТЭЦ такой же мощности.

Успех малых АЭС на рынке мировой энергетики предвидеть несложно. Необходимость их присутствия там очевидна. Решаемы и вопросы с усовершенствованием этих источников энергии и приведением в соответствие к необходимым параметрам. Глобальной лишь остается проблема стоимости, которая на сегодняшний день в 2-3 раза больше АЭС в 1000 МВт. Но уместно ли такое сравнение в данном случае? Ведь у АСММ совершенно другая ниша в использовании – они должны обеспечивать автономных потребителей. Никто же из нас не додумается сравнивать стоимость киловатт, расходуемых часами, работающими от батарейки, и микроволновкой, которая запитана от розетки.

Можно ли собрать реактор на кухне? Многие задавались этим вопросом в августе 2011 года, когда история Хэндла оказалась на передовицах газет. Ответ зависит от целей экспериментатора. Полноценную вырабатывающую электричество «печку» в наши дни создать сложно. Тогда как информация о технологиях с годами становилась доступнее, добывать необходимые материалы становилось все сложнее и сложнее. Но если энтузиаст просто желает удовлетворить свое любопытство, проведя хоть какую-нибудь ядерную реакцию, — перед ним открыты все пути.

Самым известным владельцем домашнего реактора, вероятно, является «Радиоактивный бойскаут» американец Дэвид Хан. В 1994 году в возрасте 17 лет он собрал установку в сарае. До появления «Википедии» оставалось семь лет, так что школьник в поисках нужной ему информации обращался к ученым: писал им письма, представляясь учителем или студентом.

Реактор Хана так и не достиг критической массы, но бойскаут успел получить достаточно высокую дозу радиации и спустя много лет оказался непригодным для желанной работы в сфере атомной энергетики. Зато сразу после того, как полиция заглянула в его сарай, а агентство по защите окружающей среды разобрало установку, «Бойскауты Америки» присудили Хану звание «Орел».

В 2011 году швед Ричард Хэндл попытался построить реактор-размножитель. Такие устройства используются для производства ядерного топлива из более распространенных радиоактивных изотопов, не подходящих для обычных реакторов.

«Мне всегда была интересна ядерная физика. Я купил в интернете всякое радиоактивное барахло: стрелки старых часов, детекторы дыма и даже уран и торий»,

Рассказал он РП.

Неужели даже уран можно купить в сети? «Да, — подтверждает Хэндл.. — По крайней мере так было два года назад. Сейчас в том месте, где я покупал, его убрали».

Оксид тория нашелся в деталях старых керосиновых ламп и сварочных электродах, уран — в декоративных стеклянных шариках. В реакторах-размножителях топливом чаще всего служит торий-232 или уран-238. При бомбардировке нейтронами первый превращается в уран-233, а второй — в плутоний-239. Эти изотопы уже пригодны для реакций деления, но, судя по всему, на этом экспериментатор собирался остановиться.

Помимо топлива для реакции нужен был источник свободных нейтронов.

«В детекторах дыма есть небольшое количество америция. У меня их было штук 10–15 — из них и доставал»,

Поясняет Хэндл.

Америций-241 излучает альфа-частицы — группы из двух протонов и двух нейтронов, — но в купленных в интернете старых датчиках его оказалось слишком мало. Альтернативным источником стал радий-226 — до 1950-х годов им покрывали стрелки часов, чтобы те светились. Они все еще продаются на eBay, хотя вещество крайне токсично.

Чтобы получить свободные нейтроны, источник альфа-излучения смешивают с металлом — алюминием или бериллием. В этом месте у Хэндла и начались проблемы: он попытался смешать радий, америций и бериллий в серной кислоте. Позднее фотография залитой химикатами электроплиты из его блога разошлась по местным газетам. Но на тот момент до появления полиции на пороге экспериментатора оставалось еще два месяца.

Неудачная попытка Ричарда Хэндла получить свободные нейтроны. Источник: richardsreactor.blogspot.seНеудачная попытка Ричарда Хэндла получить свободные нейтроны. Источник: richardsreactor.blogspot.se

«Полиция пришла за мной еще до того, как я начал строить реактор. Но с того момента, как я стал собирать материалы и писать в блог о своем проекте, прошло примерно полгода», — поясняет Хэндл. Его заметили, только когда он сам попытался узнать у властей, легален ли его эксперимент, при том что каждый свой шаг швед документировал в публичном блоге. «Не думаю, что что-нибудь произошло бы. Я планировал всего лишь короткую ядерную реакцию», — добавил он.

Хэндла арестовали 27 июля, через три недели после письма в Службу радиационной безопасности. «В тюрьме я провел всего несколько часов, потом было слушание, и меня выпустили. Изначально меня обвиняли по двум эпизодам нарушения закона о радиационной безопасности, и по одному — законов о химическом оружии, об оружейных материалах (у меня были некоторые яды) и об окружающей среде», — рассказал экспериментатор.

Возможно, роль в деле Хэндла сыграли внешние обстоятельства. 22 июля 2011 года в Норвегии совершил теракты Андерс Брейвик. Неудивительно, что шведские власти жестко отреагировали на желание мужчины средних лет с восточными чертами лица построить ядерный реактор. К тому же в его доме полиция нашла рицин и полицейскую форму, и поначалу его подозревали даже в терроризме.

Кроме того, в Facebook экспериментатор называет себя «Муллой Ричардом Хэндлом». «Это просто наша внутренняя шутка. Мой отец работал в Норвегии, там есть очень известный и противоречивый мулла Крекар, собственно, об этом и шутка», — объясняет физик. (Основатель исламистской группировки «Ансар аль-Ислам» признан норвежским Верховным судом угрозой национальной безопасности и находится в списке террористов ООН, но не может быть выслан, поскольку получил статус беженца в 1991 году — на родине в Ираке ему грозит смертная казнь. — РП).

Хэндл, находясь под следствием, вел себя не слишком осторожно. Это окончилось для него еще и обвинением в угрозе убийством. «Это совсем другая история, то дело уже закрыто. Я просто написал в интернете, что у меня есть план убийства, который я приведу в исполнение. Потом приехала полиция, меня допросили и после слушания снова выпустили. Месяца через два дело закрыли. Не хочу углубляться в то, о ком я писал, но просто есть люди, которых я не люблю. Кажется, я был пьян. Скорее всего, полиция обратила на это внимание только потому, что я проходил по тому делу с реактором», — объясняет он.

Суд над Хэндлом закончился в июле 2014 года. Трое из пяти первоначальных обвинений были сняты.

«Меня приговорили только к штрафам: признали виновным в одном нарушении закона о радиационной безопасности и одном — закона об окружающей среде»,

Объясняет он. За инцидент с химикатами на плите он должен государству примерно €1,5 тысячи.

В ходе процесса Хэндлу пришлось пройти психиатрическую экспертизу, но ничего нового она не выявила. «Я не слишком хорошо себя чувствую. Ничего не делал лет 16. Мне присвоили инвалидность из-за психических расстройств. Как-то я снова попытался начать учиться, читать, но уже через два дня пришлось бросить», — говорит он.

Ричарду Хэндлу — 34 года. В школе он обожал химию и физику. Уже в 13 лет делал взрывчатку, собирался пойти по стопам отца, став фармацевтом. Но в 16 лет с ним что-то случилось: Хэндл стал вести себя агрессивно. Сначала у него диагностировали депрессию, потом — параноидное расстройство. В своем блоге он упоминает параноидальную шизофрению, но оговаривается, что за 18 лет ему ставили около 30 разных диагнозов.

О научной карьере пришлось забыть. Большую часть жизни Хэндл вынужден принимать лекарства — галоперидол, клоназепам, алимемазин, зопиклон. Он с трудом воспринимает новую информацию, избегает людей. Четыре года проработал на заводе, но и оттуда пришлось уйти по инвалидности.

После истории с реактором Хэндл пока не придумал, чем заняться. В блоге больше не будет сообщений про яды и атомные бомбы — там он собирается выкладывать свои картины. «Никаких особых планов у меня нет, но я все еще интересуюсь ядерной физикой и продолжу читать», — обещает он.

В последнее время все большее развитие получает концепция автономного энергоснабжения. Будь это загородный дом с его ветряками и солнечными панелями на крыше или деревообрабатывающий завод с отопительным котлом, работающим на отходах производства — опилках, суть не меняется. Мир постепенно приходит к тому, что пора отказываться от централизованного обеспечения теплом и электричеством. Центральное отопление в Европе уже практически не встречается, индивидуальные дома, многоквартирные небоскребы и промышленные предприятия отапливаются самостоятельно. Исключение составляют разве отдельные города северных стран — там централизованное отопление и большие котельные оправданы климатическими условиями.

Что касается автономной электроэнергетики, то к этому все идет — население активно скупает ветряки и солнечные панели. Предприятия ищут способы рационального использования тепловой энергии от технологических процессов, строят собственные тепловые электростанции и тоже скупают солнечные панели с ветряками. Особо повернутые на «зеленых» технологиях даже планируют покрывать солнечными панелями крыши заводских цехов и ангаров.

В конечном итоге это оказывается дешевле, чем покупка необходимых энергетических мощностей из местных энергосетей. Однако, после чернобыльской аварии, все как-то забыли, что самым экологически чистым, дешевым и доступным способом получения тепловой и электрической энергии все равно остается энергия атома. И если на протяжении существования атомной промышленности электростанции с ядерными реакторами всегда ассоциировались с комплексами на гектары площади, огромными трубами и озерами для охлаждения, то целый ряд разработок последних лет призван сломать эти стереотипы.

Сразу несколько компаний заявили что выходят на рынок с «домашними» ядерными реакторами. Миниатюрные станции с размерами от гаражного бокса до небольшого двухэтажного здания готовы поставлять от 10 до 100 МВт в течение 10 лет без дозаправки. Реакторы полностью автономны, безопасны, не требуют обслуживания и по истечении срока службы просто перезаряжаются еще на 10 лет. Чем не мечта для завода по производству утюгов или хозяйственного дачника? Рассмотрим более детально те из них, продажа которых начнется в ближайшие годы.

Toshiba 4S (Super Safe, Small and Simple)

Реактор сконструирован по типу батарейки. Предполагается что такая «батарейка» будет закопана в шахту глубиной 30 метров, а здание над ней будет иметь размеры 2216 11 метров. Не многим больше хорошего загородного дома? Такой станции понадобится обслуживающий персонал, но это все равно не идет в сравнение с десятками тысяч квадратных метров площади и сотнями рабочих на традиционных АЭС. Номинальная мощность комплекса — 10 мегаватт в течение 30 лет без дозаправки.

Реактор работает на быстрых нейтронах. Подобный реактор установлен и действует с 1980 года на Белоярской АЭС в Свердловской области России (реактор БН-600). Принцип действия описан . В японской установке в качестве охлаждающей жидкости использован расплав натрия. Это позволяет работать поднять температуру работы реактора на 200 градусов Цельсия по сравнению с водой и при обычном давлении. Применение воды в таком качестве дало бы рост давления в системе в сотни раз.

Самое важное — стоимость выработки 1 кВт час для данной установки ожидается на уровне от 5 до 13 центов. Разброс обусловлен особенностями национального налогообложения, разной стоимостью переработки ядерных отходов и стоимостью введения в выведения из эксплуатации самой станции.

Первым заказчиком «батарейки» от Toshiba похоже выступит небольшой городок Galena штат Аляска в США. В настоящее время идет согласование разрешительной документации с американскими правительственными агентствами. Партнером компании в США выступает известная нам компания Westinghouse , впервые поставившая на украинскую АЭС топливные сборки альтернативные российским ТВЭЛ.

Hyperion Power Generation и реактор Hyperion

Эти американские ребята похоже первыми выйдут на коммерческий рынок миниатюрных ядерных реакторов. Компания предлагает установки от 70 до 25 мегаватт стоимостью примерно по $25-30 миллионов за штуку. Ядерные установки Hyperion могут использоваться как для генерации электроэнергии так и для отопления. Состоянием на начало 2010 года уже поступило более 100 заказов на станции разной мощности, при чем как от частных лиц, так и от государственных компаний. Планируется даже вынести производство готовых модулей за пределы США, построив заводы в Азии и Западной Европе.

Реактор работает на том же принципе, что и большинство современных реакторов в атомных электростанциях. Читать . Наиболее близкими по принципу действия являются самые распространенные российские реакторы типа ВВЭР и силовые установки, применяемы на атомных подводных лодках проекта 705 «Лира» (NATO — “Alfa”) . Американский реактор практически является сухопутной версией реакторов, устанавливаемы на указанных АПЛ, кстати — самых быстрых подводных лодок своего времени.

В качестве топлива используется нитрид урана , который имеет более высокую теплопроводность по сравнению с традиционным для реакторов ВВЭР керамическим оксидом урана. Это позволяет работать при температуре на 250-300 градусов Цельсия выше, чем водо-водяные установки, что повышает эффективность работы паровых турбин элеткрогенераторов. Здесь все просто — чем выше температура реактора, тем выше температура пара и, как следствие, выше КПД паровой турбины.

В качестве охлаждающей «жидкости» используется свинцово-висмутовый расплав, аналогичный таковому на советских АПЛ. Расплав проходит через три теплообменных контура, снижая температуру с 500 градусов Цельсия до 480. Рабочим телом для турбины могут служить как водяной пар так и перегретый углекислый газ.

Установка с топливом и системой охлаждения имеет массу всего в 20 тонн и рассчитана на 10 лет работы на номинальной мощности в 70 мегаватт без дозаправки. Впечатляют действительно миниатюрные размеры — реактор имеет всего 2.5 метра в высоту и 1.5 метра в ширину! Вся система может перевозиться на грузовиках или железнодорожным транспортом, являясь абсолютным коммерческим мировым рекордсменом по соотношению мощностьмобильность.

По приезду на место, «бочка» с реактором просто закапывается. Доступ к ней или какое-либо обслуживание не предполагается вообще. По истечении гарантийного срока сборка выкапывается и отправляется на завод производителя для перезаправки. Особенности свинцово-висмутового охлаждения дают огромное преимущество в безопасности — не возможен перегрев и взрыв (не растет давление с ростом температуры). Также, при охлаждении сплав застывает, а сам реактор превращается в изолированную толстым слоем свинца железную болванку, не боящуюся механических воздействий. Кстати, именно невозможность работы на малых мощностях (в следствие застывания охлаждающего сплава и автоматического отключения), явилась причиной отказа от дальнейшего использования свинцово-висмутовых установок на АПЛ. По этой же причине — это самые безопасные реакторы из всех, когда либо устанавливавшихся на АПЛ всех стран.

Изначально миниатюрные атомные электростанции разрабатывались компанией Hyperion Power Generation для нужд добывающей промышленности, а именно для переработки горючих сланцев в синтетическую нефть. Оценочные запасы синтетической нефти в горючих сланцах , доступных для переработки имеющимися на сегодня технологиями оценивается в 2.8.-3.3 триллиона баррелей. Для сравнения — запасы «жидкой» нефти в скважинах оцениваются всего в 1.2 триллиона баррелей. Однако процесс переработки сланцев в нефть требует их нагрева с последующим улавливанием испарений, которые затем конденсируются в нефть и побочные продукты. Понятно, что для нагрева нужно где-то брать энергию. По этой причине добыча нефти из сланцев считается экономически нецелесообразной по сравнению с ее импортом у стран ОПЕК. Так что будущее своего продукта компания видит в разных сферах применения.

Например, в качестве мобильной электростанции для нужд военных баз и аэродромов. Здесь тоже интересные перспективы. Так, при ведении мобильных боевых действий, когда войска действуют из так называемых опорных пунктов в определенных регионах, эти станции могли бы питать инфраструктуру «баз». Прямо как в компьютерных стратегиях. С той лишь разницей, что когда задача в регионе выполнена, электростанцию грузят в транспортное средство (самолет, грузовой вертолет, грузовые автомобили, поезд, корабль) и увозят на новое место.

Другое применение в военной сфере — стационарное питание постоянных военных баз и аэродромов. При авиа налете или ракетном ударе база с подземной атомной электростанцией, не требующей обслуживающего персонала, с большей вероятностью сохранит боеспособность. Таким же образом можно питать группы объектов социальной инфраструктуры — системы вобоснабжения городов, административных объектов, больниц.

Ну и промышленно-гражданское применение — системы электропитания небольших городов и поселков, отдельных предприятий или их групп, системы отопления. Ведь эти установки прежде всего вырабатывают тепловую энергию и в холодных регионах планеты могут составить ядро централизованных систем отопления. Так же перспективным компания считает применение таких мобильных электростанций на опреснительных установках в развивающихся странах.

SSTAR (small, sealed, transportable, autonomous reactor)

Маленький, запечатанный, передвижной автономный реактор — проект, разрабатываемый в Lawrence Livermore National Laboratory , США. По принципу действия схож с Hyperion, только в качестве топлива использует Уран-235. Должен иметь срок годности в 30 лет при мощности от 10 до 100 мегаватт.

Размеры должны составлять 15 метров в высоту и 3 в ширину при весе реактора в 200 тонн. Эта установка изначально рассчитывается для применения в недоразвитых странах по схеме лизинга. Таким образом, повышенное внимание уделяется невозможности разобрать конструкцию и извлечь из нее что-либо ценное. Ценное — это уран-238 и оружейный плутоний, которые вырабатываются по мере истечения срока годности.

По окончании действия договора лизинга, получатель должен будет вернуть эту установку в США. Только мне кажется, что это — мобильные заводы по производству оружейного плутония за чужие деньги? 🙂 В прочем, американское государство здесь не продвинулось дальше исследовательских работ, пока нет даже прототипа.

Подводя итог, следует отметить, что пока наиболее реальной является разработка от Hyperion и первые поставки намечены на 2014 год. Думаю, можно ожидать дальнейшего наступления «карманных» АЭС, тем более что похожие работы по созданию подобных станций ведут и другие предприятия, в том числе такие гиганты как Mitsubishi Heavy Industries. А вообще, миниатюрный ядерный реактор — это достойный ответ на всевозможную приливно-отливную муть и прочие невероятно «зеленые» технологии. Похоже, в ближайшем времени мы сможем наблюдать, как снова военные технологии переходят на гражданскую службу.

«Ядерный чемодан» для марсианской базы НАСА будет готов к 2022 году

https://ria.ru/20190812/1557419462.html

«Ядерный чемодан» для марсианской базы НАСА будет готов к 2022 году

«Ядерный чемодан» для марсианской базы НАСА будет готов к 2022 году — РИА Новости, 12.08.2019

«Ядерный чемодан» для марсианской базы НАСА будет готов к 2022 году

Первый полноценный компактный ядерный реактор, готовый для работы на поверхности Марса или в пустоте космоса, будет «готов к полету» примерно через три года. Об РИА Новости, 12.08.2019

2019-08-12T16:08

2019-08-12T16:08

2019-08-12T16:44

наука

атомная энергетика

сша

наса

космос — риа наука

марс

планеты

космос

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155741/94/1557419453_0:0:896:504_1920x0_80_0_0_ac6585da8fc4d842f57c75f0690fbae4.jpg

МОСКВА, 12 авг – РИА Новости. Первый полноценный компактный ядерный реактор, готовый для работы на поверхности Марса или в пустоте космоса, будет «готов к полету» примерно через три года. Об этом сообщили участники проекта на совещании Рабочей группы НАСА по будущим космическим проектам.В последние годы ученые и инженеры НАСА и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса. Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты НАСА считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы – для постройки зданий базы прямо на месте.Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе, за исключением одного, самой главного компонента базы — источника питания, чья мощность была бы достаточной для обеспечения работы самого 3D-принтера, а также питания и обогрева всей базы.Последние семь лет специалисты из НАСА и ведущих ядерных центров США работают над созданием портативного ядерного реактора, который астронавты могли бы в прямом смысле носить с собой, или который можно было бы доставить на другую планету при помощи уже существующих ракет-носителей или строящейся тяжелой платформы SLS. Аналогичные исследования проводят специалисты «Росатома» и «Роскосмоса».Год назад инженеры НАСА представили первый рабочий проект такого рода – космический «ядерный чемодан» Kilopower, способный вырабатывать около 10 киловатт энергии на поверхности Марса или в открытом космосе на протяжении нескольких десятков лет.Он похож на нечто среднее между классическим атомным реактором, в котором ядерное топливо охлаждается водой, и паровым двигателем, который преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.Его сердцем стал так называемый «двигатель Стирлинга» – паровая машина, изобретенная шотландским священником Робертом Стирлингом еще в начале 19 века. Она представляет собой набор из поршней и замкнутой системы труб и сосудов, через которые на них давит газ, подогреваемый произвольным источником тепла.Инженеры НАСА и Национального исследовательского центра ядерного ведомства США в Неваде модифицировали эту машину таким образом, что она не только вырабатывала ток, но и управляла процессом распада урана-235, подавляя его при чрезмерно высокой скорости реакций и усиливая его при снижении мощности реактора.Первый прототип этого устройства был успешно проверен в полевых условиях год назад, после чего инженеры приступили к созданию полноценной «летной» версии «ядерного чемодана». Первая рабочая версия этого реактора, как планировали ученые, должна была быть установлена на северном полюсе Луны в начале следующего десятилетия.Появление планов по постройке орбитальной станции LOP-G, а затем и миссии Artemis заставили Маклюра и его коллег переработать свои планы и приступить к подготовке новой версии Kilopower, пригодной для работы в качестве «сердца» для будущей марсианской базы НАСА.Ее постройка и функционирование, по текущим планам агентства, потребует источников питания, способных постоянно вырабатывать около 40 киловатт электроэнергии и тепла. Маклюр и его команда планируют решить эту задачу, не перерабатывая полностью «ядерный чемодан», а сделав его частью модульной системы энергоснабжения.В общей сложности, инженеры предлагают отправить на Марс пять Kilopower, четыре из которых станут частью базы, а пятый будет выведен в резерв на случай выхода одной из установок из строя. Все они будут использоваться для обогрева базы, выработки электричества и производства воды, кислорода и других жизненно важных веществ и соединений.Каждый реактор будет весить около полутора тонн и при этом будет обладать достаточно компактными размерами. Без «зонтика» системы охлаждения, его можно будет уместить в тележку для продуктов или типичный уличный контейнер для мусора. Это позволит отправить их к Марсу «одним рейсом», используя сверхтяжелую ракету SLS.Помимо марсианских миссий, Kilopower, как считает Маклюр, можно устанавливать и на другие межпланетные аппараты, используя его в качестве источника энергии для плазменных и ионных двигателей. Это сгладит один из главных минусов подобных установок – неспешный характер их работы, обусловленный малым КПД, заключает физик.

https://ria.ru/20180503/1519843923.html

https://ria.ru/20161117/1481586784.html

https://ria.ru/20150805/1163173163.html

сша

марс

космос

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155741/94/1557419453_112:0:784:504_1920x0_80_0_0_520e9b2ceb08b26b0361f410c4579cda.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

атомная энергетика, сша, наса, космос — риа наука, марс, планеты, космос

МОСКВА, 12 авг – РИА Новости. Первый полноценный компактный ядерный реактор, готовый для работы на поверхности Марса или в пустоте космоса, будет «готов к полету» примерно через три года. Об этом сообщили участники проекта на совещании Рабочей группы НАСА по будущим космическим проектам.

«Когда мы завершили наземные испытания Kilopower, мы сразу же задумались об отправке нашей установки на Луну, однако быстро отказались от этой идеи, так как НАСА планирует высадить астронавтов не на северный, а южный полюс. Я думаю, что за три последующих года мы будем полностью готовы к первому полету на Марс», — заявил Патрик Маклюр (Patrick McClure), руководитель проекта Kilopower.

В последние годы ученые и инженеры НАСА и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса. Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты НАСА считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы – для постройки зданий базы прямо на месте.

Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе, за исключением одного, самой главного компонента базы — источника питания, чья мощность была бы достаточной для обеспечения работы самого 3D-принтера, а также питания и обогрева всей базы.

3 мая 2018, 18:15НаукаИнженеры НАСА завершили тесты космического «ядерного чемодана»

Последние семь лет специалисты из НАСА и ведущих ядерных центров США работают над созданием портативного ядерного реактора, который астронавты могли бы в прямом смысле носить с собой, или который можно было бы доставить на другую планету при помощи уже существующих ракет-носителей или строящейся тяжелой платформы SLS. Аналогичные исследования проводят специалисты «Росатома» и «Роскосмоса».

Год назад инженеры НАСА представили первый рабочий проект такого рода – космический «ядерный чемодан» Kilopower, способный вырабатывать около 10 киловатт энергии на поверхности Марса или в открытом космосе на протяжении нескольких десятков лет.

Он похож на нечто среднее между классическим атомным реактором, в котором ядерное топливо охлаждается водой, и паровым двигателем, который преобразует энергию тепла и давления в движение и электричество.

Его сердцем стал так называемый «двигатель Стирлинга» – паровая машина, изобретенная шотландским священником Робертом Стирлингом еще в начале 19 века. Она представляет собой набор из поршней и замкнутой системы труб и сосудов, через которые на них давит газ, подогреваемый произвольным источником тепла.

Инженеры НАСА и Национального исследовательского центра ядерного ведомства США в Неваде модифицировали эту машину таким образом, что она не только вырабатывала ток, но и управляла процессом распада урана-235, подавляя его при чрезмерно высокой скорости реакций и усиливая его при снижении мощности реактора.

Первый прототип этого устройства был успешно проверен в полевых условиях год назад, после чего инженеры приступили к созданию полноценной «летной» версии «ядерного чемодана». Первая рабочая версия этого реактора, как планировали ученые, должна была быть установлена на северном полюсе Луны в начале следующего десятилетия.

17 ноября 2016, 16:26НаукаУченые из США создали ядерный реактор-«чемодан» для базы на МарсеПредполагается, что реактор размером с пианино сможет обеспечивать марсианскую базу средних размеров энергией и теплом на протяжении 15 лет.

Появление планов по постройке орбитальной станции LOP-G, а затем и миссии Artemis заставили Маклюра и его коллег переработать свои планы и приступить к подготовке новой версии Kilopower, пригодной для работы в качестве «сердца» для будущей марсианской базы НАСА.

Ее постройка и функционирование, по текущим планам агентства, потребует источников питания, способных постоянно вырабатывать около 40 киловатт электроэнергии и тепла. Маклюр и его команда планируют решить эту задачу, не перерабатывая полностью «ядерный чемодан», а сделав его частью модульной системы энергоснабжения.

В общей сложности, инженеры предлагают отправить на Марс пять Kilopower, четыре из которых станут частью базы, а пятый будет выведен в резерв на случай выхода одной из установок из строя. Все они будут использоваться для обогрева базы, выработки электричества и производства воды, кислорода и других жизненно важных веществ и соединений.

Каждый реактор будет весить около полутора тонн и при этом будет обладать достаточно компактными размерами. Без «зонтика» системы охлаждения, его можно будет уместить в тележку для продуктов или типичный уличный контейнер для мусора. Это позволит отправить их к Марсу «одним рейсом», используя сверхтяжелую ракету SLS.

Помимо марсианских миссий, Kilopower, как считает Маклюр, можно устанавливать и на другие межпланетные аппараты, используя его в качестве источника энергии для плазменных и ионных двигателей. Это сгладит один из главных минусов подобных установок – неспешный характер их работы, обусловленный малым КПД, заключает физик.

5 августа 2015, 11:32НаукаСтартап из США успешно испытал микроволновый ракетный двигательАмериканский стартап Escape Dynamics заявил об успешном завершении наземных испытаний прототипа микроволнового космического двигателя мощностью в несколько сотен киловатт, который позволит относительно дешево отправить на орбиту небольшие космические корабли и спутники.

Что такое малые модульные реакторы (ММР)?

Многие из преимуществ ММР неотъемлемо связаны с характером их конструкции — компактность и модульность. Учитывая их меньшую занимаемую площадь, ММР можно размещать в местах, не подходящих для более крупных атомных электростанций. Сборные блоки ММР могут быть изготовлены, а затем отправлены и установлены на месте, что делает их более доступными для строительства, чем большие энергетические реакторы, которые часто проектируются по индивидуальному заказу для конкретного места, что иногда приводит к задержкам строительства.МСМ обеспечивают экономию затрат и времени на строительство, и их можно развертывать постепенно, чтобы удовлетворить растущий спрос на энергию.

Одной из проблем, связанных с ускорением доступа к энергии, является инфраструктура – ​​ограниченное покрытие сети в сельской местности – и стоимость подключения к сети для электрификации сельской местности. На одну электростанцию ​​должно приходиться не более 10% от общей установленной мощности сети. В районах, где нет достаточных линий электропередачи и пропускной способности сети, ММР могут быть установлены в существующей сети или удаленно от сети, в зависимости от ее меньшей электрической мощности, обеспечивая низкоуглеродную электроэнергию для промышленности и населения.Это особенно актуально для микрореакторов, которые представляют собой подмножество ММР, предназначенных для выработки электроэнергии, как правило, до 10 МВт (эл.). Микрореакторы занимают меньше места, чем другие ММР, и лучше подходят для регионов, недоступных для чистой, надежной и доступной энергии. Кроме того, микрореакторы могут служить резервным источником питания в чрезвычайных ситуациях или заменять генераторы, которые часто работают на дизельном топливе, например, в сельских населенных пунктах или на удаленных предприятиях.

По сравнению с существующими реакторами предлагаемые конструкции ММР, как правило, проще, а концепция безопасности для ММР часто в большей степени опирается на пассивные системы и присущие реактору характеристики безопасности, такие как малая мощность и рабочее давление.Это означает, что в таких случаях для отключения систем не требуется вмешательства человека или внешней силы или силы, поскольку пассивные системы основаны на физических явлениях, таких как естественная циркуляция, конвекция, гравитация и самонагнетание. Эти повышенные пределы безопасности в некоторых случаях устраняют или значительно снижают вероятность небезопасных выбросов радиоактивности в окружающую среду и население в случае аварии.

SMR имеют сниженный расход топлива. Электростанции на базе ММР могут требовать менее частых дозаправок, каждые 3-7 лет, по сравнению с 1-2 годами для обычных установок.Некоторые ММР рассчитаны на работу до 30 лет без дозаправки.

Бывшие инженеры SpaceX строят дешевый портативный ядерный реактор

Ядерная энергетика становится портативной в виде относительно легких и экономичных микрореакторов. В заявлении для прессы говорится, что команда бывших инженеров SpaceX разрабатывает «первый в мире портативный источник питания с нулевым уровнем выбросов», который может обеспечивать электроэнергией отдаленные районы, а также позволяет быстро устанавливать новые блоки в населенных пунктах.

В прошлом году команда получила финансирование в размере 1,2 миллиона долларов от инвесторов-ангелов для своего стартапа Radiant, который поможет разработать портативные ядерные микрореакторы, предназначенные как для коммерческого, так и для военного применения.

Космическая техника адаптирована для земных колоний

Ранее мы сообщали о плавучих атомных электростанциях, таких как те, что производятся датской фирмой Seaborg Technologies. Однако разрабатываемая технология Radiant привносит в ядерный реактор совершенно новое измерение мобильности.

Их микрореактор, который все еще находится на стадии прототипа, имеет выходную мощность более 1 МВт, что, по словам Radiant, достаточно для питания примерно 1000 домов на срок до восьми лет. Его можно легко транспортировать по воздуху, морю и дороге, а это означает, что он принесет доступную энергию сообществам, не имеющим легкого доступа к возобновляемым источникам энергии, что позволит им уменьшить свою зависимость от ископаемого топлива.

Основатель и генеральный директор Radiant Дуг Бернауэр — бывший инженер SpaceX, который работал над разработкой источников энергии для будущей марсианской колонии во время работы в частном космическом предприятии.Во время своих исследований микрореакторов для Марса он увидел возможность разработки гибкого и доступного источника энергии здесь, на Земле, что привело к тому, что он вместе с двумя другими инженерами SpaceX основал Radiant. В интервью Power Бернауэр сказал, что «многие разрабатываемые микрореакторы находятся в фиксированном месте. Пока ни у кого нет [коммерческой] системы, поэтому есть своего рода гонка за то, чтобы быть первым».

Атомная энергетика в пути

В прошлом году компания Radiant объявила о получении двух предварительных патентов на технологию переносных ядерных реакторов.Один из них касался технологии, которая снижает стоимость и время, необходимое для дозаправки их реактора, а другой повышает эффективность теплопередачи от активной зоны реактора. В микрореакторе будет использоваться передовое дисперсионное топливо, которое не плавится и способно выдерживать более высокие температуры, чем традиционное ядерное топливо. В то же время гелиевый хладагент снижает риски коррозии и загрязнения, связанные с традиционным водяным хладагентом. Radiant подписала контракт с Battelle Energy Alliance на испытания своей технологии переносных микрореакторов в Национальной лаборатории Айдахо (INL).

«В некоторых регионах мира зависимость от дизельного топлива несостоятельна, а солнечная и ветровая энергия либо недоступна, либо нецелесообразна», — сказал Джесс Гехин, доктор философии, главный научный сотрудник Управления ядерной науки и технологий INL. «Чистые, безопасные ядерные микрореакторы становятся лучшей альтернативой для этих сред».

Микрореактор Radiant можно использовать в отдаленных местах, таких как арктические деревни и изолированные военные лагеря, которые в противном случае обычно полагались бы на генераторы, работающие на ископаемом топливе.Портативный микрореактор не только безопаснее для окружающей среды, но и более практичен, поскольку не требует постоянных поставок топлива. Вместо этого чистое топливо, используемое для микрореакторов Radiant, может прослужить более 4 лет. Если все пойдет хорошо с тестовой кампанией Radiant, ядерная энергетика может вскоре появиться на дорогах. При этом он поможет обеспечить электроэнергией бесчисленное количество отдаленных населенных пунктов и будет способствовать дальнейшему возрождению ядерной энергетики в мире, который больше, чем когда-либо, нуждается в решениях в области экологически чистой энергии.

Программа переносного ядерного реактора вызвала споры

Программа переносного ядерного реактора

вызвала споры

28.06.2021
К Мэнди Мэйфилд

Иллюстрация Счетной палаты правительства

Министерство обороны работает над скорейшей закупкой небольшого переносного ядерного реактора, который мог бы обеспечить энергией отдаленные и суровые условия.

Тем не менее, программа вызвала критику со стороны экспертов по ядерному нераспространению за то, что она может вызвать катастрофы на полях сражений.

Управление стратегических возможностей Пентагона в марте выбрало две группы для продолжения работы над созданием прототипов переносных ядерных микрореакторов в рамках «Проекта Пеле». Усилия были первоначально сформулированы осенью 2018 года в ответ на формулировку в Законе о государственной обороне 2019 года о необходимости найти решение извечной проблемы: предоставить власть США.S. войск, сказал Джефф Ваксман, руководитель программы усилий.

Управление выделило BWXT Advanced Technologies, компании по производству ядерных компонентов из Вирджинии, и X-energy, компании по разработке ядерных реакторов и топлива из Мэриленда, 27,9 млн долларов и 28,7 млн ​​долларов на проект соответственно.

До присуждения награды обе компании получили контракты на сумму от 13 до 15 миллионов долларов США в 2020 году на работы по предварительному техническому проектированию микрореакторов.

Ядерная энергетика «на несколько порядков более плотная, чем любая другая известная технология», — сказал Ваксман Национальной обороне. «Это дает возможность обеспечивать устойчивую мощность в течение многих лет без необходимости дозаправки. … Заправка топливом может стать настоящим бременем в отдаленных районах».

Управление стратегических возможностей видит три основных приложения для начальных возможностей, отметил Ваксман.

«Когда мы говорим о низко висящих фруктах для первых приложений для этого, [первый] — это удаленные районы — подумайте о Арктике, где есть потребность в большом количестве энергии — но сейчас там трудно получить энергию», — сказал он. .

Еще одна зона называется «стратегической зоной поддержки», которая обеспечивает питание оборудования, необходимого для выполнения миссии, такого как радарные системы, сказал он.

По словам Ваксмана, третье ключевое применение переносного реактора — это его способность оказывать гуманитарную помощь и помощь при стихийных бедствиях.

За последние несколько лет в Соединенных Штатах произошел ряд инцидентов, включая ураганы и резкие похолодания, которые привели к массовым отключениям электроэнергии на больших территориях.

«Один из этих реакторов не будет обеспечивать электроэнергией Техас, Калифорнию или Пуэрто-Рико, но то, что он может обеспечить, — это ключевое место, когда вся сеть не работает», — сказал Ваксман. «Это может обеспечить питанием больницу или центр для беженцев».

По данным SCO, реактор рассчитан на выработку от 1 до 5 мегаватт электроэнергии в течение как минимум трех лет эксплуатации.

Концепция реакторов началась с требования, чтобы они работали на трехструктурном топливе из изотропных частиц, или TRISO, сказал Ваксман.

Каждая частица TRISO состоит из топливного ядра урана, углерода и кислорода, которое инкапсулировано тремя слоями материалов на основе углерода и керамики, которые предотвращают выброс радиоактивных продуктов, по данным Министерства энергетики.

«Топливо TRISO изначально было разработано Министерством энергетики как топливо, защищенное от расплавления», — отметил Ваксман. «Они хотели получить топливо, которое могло бы выдерживать очень высокие температуры без плавления, и оно было испытано при температуре 1800 градусов по Цельсию, что выше температуры плавления стали.

Топливо имеет два вторичных преимущества для Пентагона, первое из которых заключается в его устойчивости к распространению, что может помочь предотвратить превращение реакторов в цели для бомбардировок или атак. «Мы считаем, что инкапсуляция топлива делает его очень непривлекательным для этих целей», — сказал Ваксман.

По его словам, еще одно преимущество заключается в инкапсулированном дефиците газовых продуктов.

Это «вещество, которое на самом деле вредит людям, скажем, на Фукусиме или в Чернобыле», — сказал он, имея в виду предыдущие ядерные катастрофы в Японии и бывшем Советском Союзе.«Вместо того, чтобы течь через активную зону, он обернут миллионами этих крошечных, крошечных шариков, а это означает, что даже если кто-то каким-то образом смог взломать этот реактор… вы не собираетесь выпускать все газы, которые находятся внутри», — сказал он.

Эти преимущества важны, так как могут возникнуть сомнения в отношении развертывания реакторов за границей, если в месте установки существует значительный радиационный риск для войск, отметил Ваксман. «Итак, мы сделали безопасность нашим абсолютным приоритетом №1 в этой программе», — добавил он.

В то время как офис прилагает усилия для обеспечения максимально возможной долговечности реакторов, некоторые критики все еще обеспокоены возможностью вражеской ракетной атаки.

Эти моменты изложены в отчете «Предлагаемые мобильные ядерные реакторы армии США: затраты и риски перевешивают выгоды», автором которого является Алан Куперман, координатор проекта по предотвращению распространения ядерного оружия в Школе общественных отношений имени Линдона Б. Техас в Остине.

Усилия офиса по микрореактору могут помочь облегчить «радиоактивную атаку Перл-Харбора или 11 сентября на У.С. войск», — сказал Куперман.

«Армейская программа мобильных реакторов, которая никогда не запрашивалась Пентагоном, а скорее группой поддержки атомной промышленности в Конгрессе, — это именно то, как случаются катастрофы», — сказал он в отчете, опубликованном в апреле. «Такие огромные риски не могут быть оправданы, поскольку у нас уже есть более безопасные альтернативы энергии, которые также на порядок дешевле ядерной».

Еще одна проблема, отмеченная в отчете, — это возможность захвата реакторов во время вражеской атаки.

Куперман предупреждает, что если солдаты будут вынуждены покинуть атакуемый реактор, противник потенциально может завладеть несколькими сотнями фунтов высокорадиоактивных отходов.

Ваксман сказал, что SCO продумывает любую потенциальную катастрофу, с которой может столкнуться реактор.

«Мы должны изучить, что произойдет, если произойдет саботаж, если кто-то попытается совершить теракт на реакторе», — сказал он. «Мы должны изучить, есть ли землетрясение, извержение вулкана, частичное или полное наводнение.Что произойдет, если грузовик, двигаясь по дороге, соскользнет с насыпи и частично застрянет в мутной реке?»

Что касается радиоактивных отходов, Ваксман сказал: «Мы хотим подчеркнуть, что количество ядерных отходов, которое будет образовано, очень мало»,

Ваксман сказал. «Количество отходов, которое мы собираемся здесь производить… мы бы назвали практически незначительным».

В настоящее время планируется безопасно хранить отходы в Национальной лаборатории Айдахо вместе с рядом других реакторов, которые уже хранятся там, сказал он.

Из-за сжатых сроков программы — окончательная проверка проекта намечена на 2022 год, а затем выбор прототипа одной компании — команды работают с рядом материалов и концепций, которые уже используются сегодня.

«Мы не пытаемся создать самый совершенный ядерный реактор, потому что это просто не то, чем занимается SCO», — сказал Ваксман. «SCO — это организация быстрого прототипирования».

Дальнейшим проектом «Пеле», получившим неофициальное название «Сын Пеле», станет более совершенный реактор.Но для первой итерации «нам просто нужен мобильный реактор мощностью от 1 до 5 мегаватт», который может быть готов к работе в 2024 году, сказал он.

Из-за требований безопасности BWXT отказалась отвечать на вопросы о дизайне своего прототипа, но представитель сказал, что компания в настоящее время использует ряд возможностей в Министерстве обороны, чтобы использовать ее работу с ядерной техникой.

«Мы перезапустили нашу линию по производству ядерного топлива TRISO и заключили два контракта, мы разрабатываем новые технологии аддитивного производства для жаропрочных сплавов и тугоплавких металлов, и мы возглавляем другой проект по разработке микрореактора стоимостью 106 миллионов долларов для Департамента. энергии», — сказал Джуд Симмонс, директор по связям со СМИ и общественностью BWXT.«Хотя эти технологии ориентированы на рынок коммерческих усовершенствованных реакторов, в будущем могут быть некоторые военные связи».

X-energy не ответила на запрос об интервью.

Одним из основных препятствий, которые SCO и поставщикам придется преодолеть, является экологический анализ, которому программа подлежит в соответствии с Законом о национальной политике в области охраны окружающей среды или NEPA. Офис должен будет составить отчет с подробным описанием управления ураном в рамках проекта «Пеле» «от колыбели до могилы» и объяснить, куда он идет, где бы он ни находился, и каковы любые потенциальные риски», — сказал Ваксман.

Еще одна проблема проектирования, которую должны учитывать руководители проектов и поставщики, — это портативность реактора.

Хотя микрореактор можно будет перевозить на борту C-17, первая итерация Project Pele не будет запущена из-за «политических последствий» полета радиоактивного материала, сказал Ваксман.

«Мы просто хотим убедиться, что с точки зрения размера, веса и распределения веса на нем можно будет летать, если мы захотим. Но это вопрос политики», — сказал Ваксман.

Пока реактор будет перевозиться на грузовике. По его словам, ШОС активно взаимодействовала как с Комиссией по ядерному регулированию, так и с Министерством транспорта, а также с Национальным управлением по ядерной безопасности, чтобы получить разрешение регулирующих органов на использование реактора на дорогах США.

«Это очень, очень строгие требования, потому что не может быть риска для представителя общественности, который сталкивается с чем-то на шоссе», — сказал он.

Тем временем Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики изучает возможности транспортировки ядерных микрореакторов, таких как проект «Пеле».

Лаборатория в настоящее время изучает типы инфраструктуры, необходимой для развертывания ядерных микрореакторов, сказал Эндрю Брешерс, главный химик-ядерщик в лаборатории.

«Где должны быть развернуты ядерные реакторы, и особенно микрореакторы в этом случае, чтобы наилучшим образом служить обществу и нации?» — спросил он в интервью.

Argonne также разрабатывает передовые материалы, которые могут лучше противостоять нагрузкам и напряжениям, которым подвергаются высокотемпературные высокоэффективные реакторы.

Лаборатория создала отдел передовых материалов, который использует вычислительные и экспериментальные методы для исследования и тестирования новых материалов. Он также отметил, что подразделение изучает возможности производства таких материалов в больших масштабах.

Сюда входят специальные покрытия, добавил Брешерс.

«У нас есть так называемая металлургическая установка, которая проводит испытания деталей, которые, как мы ожидаем, будут находиться в петле реактора на быстрых нейтронах с металлическим охлаждением, и… [исследуется], как эти материалы выдерживают напряжение и деформацию при … эти условия», — сказал он.

Основное направление усилий лаборатории — помочь Соединенным Штатам достичь своей цели по производству безуглеродной электроэнергии к 2035 году и нулевым выбросам углерода к 2050 году, сказал Брешерс.

Темы: Энергетика, Министерство обороны

Усовершенствованные малые модульные реакторы

— INL

ЧТО ТАКОЕ МАЛЫЕ МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ?

Малый модульный реактор (ММР) — это ядерный реактор деления, в котором собраны и собраны на заводе модули различных конфигураций и выходной мощности.ММР размером от 1/10 до 1/4 размера традиционной атомной электростанции имеют компактную упрощенную конструкцию с расширенными функциями безопасности. Предполагается, что малые модульные реакторы будут различаться по размеру в зависимости от конфигурации.

Модульная конструкция позволяет собирать основные компоненты реактора на заводе и добавлять модули реактора по мере необходимости. ММР можно использовать для производства электроэнергии, технологического тепла, опреснения воды или других промышленных применений.

ПОЧЕМУ ВАЖНЫ МАЛЕНЬКИЕ МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ?

Атомная энергетика производит более половины безуглеродной электроэнергии страны.Усовершенствованные малые модульные реакторы обладают такими преимуществами, как относительно небольшой размер, снижение капитальных вложений, возможность размещения в местах, недоступных для более крупных атомных станций, и возможность поэтапного увеличения мощности. ММР также предлагают определенные преимущества в плане защиты, безопасности и нераспространения. Конкретные преимущества включают в себя:

Конфигурируемость

Небольшие модульные реакторы могут быть адаптированы для конкретного места в зависимости от потребностей производства и доступной инфраструктуры, такой как пропускная способность линии электропередачи.Единицы могут быть добавлены по мере увеличения спроса.

Модульность

Небольшие модульные реакторные модули могут быть собраны на заводе, а затем доставлены на место эксплуатации, что существенно снижает затраты и время строительства.

Гибкость

Небольшие модульные реакторы производят чистую, безуглеродную электроэнергию, а также тепло, необходимое для промышленных химических процессов при производстве пластмасс и других материалов для потребительских товаров.

Надежность

Как и другие источники энергии базовой нагрузки, ММР могут производить электроэнергию круглосуточно и без выходных, а также увеличивать или уменьшать мощность в зависимости от спроса.

Концентрация энергии

Небольшие модульные реакторы обладают большой мощностью при относительно небольшой площади. Например, предлагаемый ММР NuScale мощностью 920 МВт будет занимать 35 акров, в то время как для традиционной атомной электростанции, вырабатывающей такое же количество электроэнергии, потребуется почти 500 акров.

Адаптивность

ММР

дополняют другие экологически чистые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия. Сочетание небольших модульных реакторов с возобновляемыми источниками энергии может обеспечить постоянную доступность энергии без выбросов.

Повышенная безопасность

В конструкции малых модульных реакторов предусмотрены функции пассивной безопасности, которые основаны на естественных законах физики для остановки и охлаждения реактора в нештатных условиях.

КАК РАБОТАЮТ МАЛЫЕ МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ?

Как и любой ядерный реактор, небольшой модульный реактор использует энергию контролируемой цепной ядерной реакции для создания пара, который приводит в действие турбину для производства электроэнергии. Усовершенствованные конструкции SMR охватывают диапазон размеров и технологических вариантов.Некоторые используют легкую воду в качестве хладагента, в то время как другие полагаются на такие хладагенты, как газ, жидкий металл или расплавленная соль. Некоторые ММР будут использовать топливо, похожее на то, что работает в современных ядерных реакторах, в то время как другие будут использовать новые виды топлива.

Различные конструкции могут иметь различное конечное использование, например, для выработки электроэнергии, технологического теплоснабжения или опреснения. Небольшие модульные реакторы также могут иметь мощность от десятков мегаватт до сотен мегаватт на модуль. Модули можно добавлять или отключать в зависимости от спроса на электроэнергию, что обеспечивает невероятную гибкость установок.Модули также можно заправлять по отдельности, так что установка SMR никогда не будет полностью отключена.

Малый модульный реактор (ММР) Услуги по поддержке ядерных проектов

Safe — системы пассивной безопасности NuScale, использующие естественную циркуляцию для аварийного охлаждения питательной воды, устраняют необходимость во внешнем аварийном питании. Модули погружены в бассейн с водой ниже уровня земли в здании сейсмической категории 1, что делает их устойчивыми к целому ряду природных явлений, включая землетрясения, ураганы, торнадо и наводнения.

Modular — Заводское производство модульных компонентов на предприятиях в США и других странах помогает снизить затраты, сократить время выполнения заказов и обеспечить гибкость при изменении объемов спроса.

Масштабируемость — Модули могут добавляться к электростанции постепенно, предлагая преимущества безуглеродной энергии и снижая финансовые обязательства, связанные с ядерными установками мощностью гигаватт. В настоящее время NuScale предлагает свою флагманскую электростанцию ​​с 12 модулями мощностью 924 МВт, 4-модульную электростанцию ​​мощностью 308 МВт и 6-модульную электростанцию ​​мощностью 462 МВт, хотя возможны и другие конфигурации.

Надежность — В рамках схемы микросети электростанция NuScale мощностью 924 МВт может обеспечить 154 МВт высоконадежной электроэнергии с надежностью 99,95 % для критически важной инфраструктуры без необходимости в более дорогой резервной батарее или источниках питания на дизельном топливе. и может обеспечить 770 МВт высокой мощности, надежную генерацию базовой нагрузки при более чем 95%.

Готовые технологии — Конструкция сводит к минимуму потребность в дополнительных исследованиях и разработках.SMR состоит из интегрированной ядерной системы подачи пара, в которой активная зона реактора, парогенераторы и компенсатор давления находятся в одном корпусе. В простой конструкции отсутствуют насосы охлаждающей жидкости реактора, трубопроводы большого диаметра и другие системы и компоненты, используемые в больших обычных реакторах.

Приложение для малых электросетей . Ассортимент решений NuScale для электростанций может удовлетворить различные потребности и географические районы, включая малые электросети, островные установки, удаленные автономные сообщества и вывод из эксплуатации площадок угольных электростанций.


Военные США наблюдают за прототипом мобильного ядерного реактора в Айдахо

БОЙСЕ, Айдахо (AP) — Министерство обороны США принимает участие в своем плане по созданию прототипа усовершенствованного мобильного ядерного микрореактора в Национальной лаборатории Айдахо на востоке штата Айдахо.

Департамент начал 45-дневный период комментариев в пятницу с публикации проекта исследования воздействия на окружающую среду, в котором оцениваются альтернативы для строительства и эксплуатации микрореактора, который может производить от 1 до 5 мегаватт энергии.Ожидается, что потребности ведомства в энергии возрастут, говорится в сообщении.

«Безопасный, небольшой, транспортабельный ядерный реактор удовлетворит этот растущий спрос с помощью устойчивого, безуглеродного источника энергии, который не увеличит потребности Министерства обороны в топливе, при этом поддерживая критически важные операции в удаленных и суровых условиях», Министерство обороны — сказал Департамент.

В проекте заявления о воздействии на окружающую среду цитируется указ президента Джо Байдена от 27 января, в котором в качестве еще одной причины для разработки микрореакторов уделяется приоритетное внимание вопросам изменения климата в национальной безопасности.В проекте документа говорится, что альтернативные источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, проблематичны, поскольку они ограничены местоположением, погодой и доступной территорией и потребуют резервных источников питания.

Департамент заявил, что использует 30 тераватт-часов электроэнергии в год и более 10 миллионов галлонов (37,9 миллионов литров) топлива в день. Департамент сообщил, что электроснабжение баз с использованием дизельных генераторов усложняет операции и планирование, и ожидается, что потребность в них возрастет при переходе на электрический парк нетактических транспортных средств.Тридцать тераватт-часов — это больше энергии, чем многие малые страны используют за год.

Департамент в 314-страничном черновом отчете о воздействии на окружающую среду заявил, что хочет снизить зависимость от местных электрических сетей, которые очень уязвимы для длительных отключений электроэнергии из-за стихийных бедствий, кибератак, бытового терроризма и сбоев из-за отсутствия технического обслуживания.

Департамент также сообщил, что новые технологии, такие как дроны и радарные системы, увеличивают потребность в энергии.

Но критики говорят, что такие микрореакторы сами могут стать мишенями, в том числе во время транспортировки.Эдвин Лайман, директор по безопасности ядерной энергетики некоммерческой организации «Союз обеспокоенных ученых», сказал, что ставит под сомнение использование микрореакторов на военных базах как дома, так и за рубежом.

«На мой взгляд, эти реакторы могут вызвать больше логистических проблем и рисков для войск и имущества, чем решить проблемы», — сказал он. «И если армия не готова потратить все необходимое, чтобы сделать их безопасными для использования, особенно в потенциальных боевых ситуациях или на иностранных оперативных базах, то я думаю, что, вероятно, неразумно размещать ядерные реакторы на театрах военных действий без обеспечения защиты, которую они могли бы обеспечить. нужно.”

Он сказал, что реакторы, вероятно, будут уязвимы во время транспортировки.

«Всегда найдется способ, которым противник может повредить ядерный реактор и вызвать рассеивание его ядерного содержимого», — сказал он.

Национальная лаборатория Айдахо находится на территории Министерства энергетики США площадью 890 квадратных миль (2305 квадратных километров) в высокой пустынной полынной степи, примерно в 50 милях (80 км) к западу от Айдахо-Фолс. Все испытания прототипа реактора будут проходить на площадке Министерства энергетики.

Лаборатория считается ведущей в стране ядерной исследовательской лабораторией и имеет несколько объектов, помогающих строить и тестировать микрореактор.

Министерство обороны заявило, что окончательное заявление о воздействии на окружающую среду и решение о том, как двигаться дальше, ожидается в начале 2022 года. три года.

Рассматриваются две конструкции мобильных микрореакторов, но в департаменте заявили, что подробные описания недоступны, поскольку оба находятся на ранних стадиях разработки.В ведомстве заявили, что обе конструкции представляют собой высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением, использующие в качестве топлива обогащенный уран.

Обогащенный уран, который будет использоваться, может выдерживать высокие температуры, «что позволяет создать конструкцию реактора, которая опирается в первую очередь на простые пассивные функции и внутреннюю физику для обеспечения безопасности», — говорится в проекте заявления о воздействии на окружающую среду.

Строительство мобильного реактора и изготовление топлива будут выполняться за пределами Айдахо, а затем будут отправлены в Национальную лабораторию Айдахо, где будет происходить окончательная сборка, загрузка топлива и демонстрация работоспособности реактора.

Эта демонстрация будет включать пусковые испытания, перемещение реактора на новое место и испытания во втором месте. Второе место будет имитировать реальную ситуацию, проверяя способность реактора реагировать на потребности в энергии.

Департамент сообщил, что микрореактор сможет производить энергию в течение трех дней после доставки и может быть безопасно удален всего за семь дней.

Малый модульный реактор | Вестингауз Ядер

Westinghouse SMR представляет собой интегральный реактор с водой под давлением мощностью >225 МВт, в котором все первичные компоненты расположены внутри корпуса реактора.

В нем используются пассивные системы безопасности и проверенные компоненты, реализованные в ведущей в отрасли конструкции реактора AP1000®, для достижения высочайшего уровня безопасности и сокращения количества необходимых компонентов. Такой подход обеспечит лицензирование, строительство и эксплуатацию, с которыми не может сравниться ни один другой поставщик SMR.

Westinghouse SMR предлагает:
  • Средства пассивной безопасности, предназначенные для автоматического отключения установки и поддержания ее охлаждения без вмешательства человека или питания переменного тока в течение семи дней
  • Уменьшение количества топлива, что приводит к уменьшению количества радиоактивности, выброшенной в случае аварии
  • Пассивный отвод тепла с запасом воды на объекте, основанный на естественных силах испарения, конденсации и гравитации
  • Подземная защитная оболочка
  • Инновационная интегральная конструкция исключает ряд аварийных сценариев
  • Улучшенная энергетическая безопасность и сокращение общего жизненного цикла углеродного следа при использовании для обеспечения энергией жидкого транспортного топлива из ресурсов битуминозных песков, горючего сланца и приложений для преобразования угля в жидкость

Инновационные возможности отслеживания нагрузки
  • SMR способен экономично справляться с уникальными задачами, связанными с обеспечением мощности базовой нагрузки в сетях меньшего размера и с нестационарными источниками питания
  • SMR использует стратегию работы с механической прокладкой Westinghouse (MSHIM™) для отслеживания изменений в сети
  • MSHIM позволяет легко переключаться между работой с отслеживанием нагрузки и работой с базовой нагрузкой с минимальным вмешательством оператора
  • Эксплуатационные расходы снижены за счет минимизации требований к изменению химического состава
  • Ежедневное отслеживание нагрузки может выполняться от 100% до 20% мощности со скоростью изменения 5% в минуту; при постоянной нагрузке установка может выполнять изменения нагрузки ±10 % мощности со скоростью 2 % в минуту

AP1000 и MSHIM являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Westinghouse Electric Company LLC в США и могут быть зарегистрированы под номером
в других странах мира.Все права защищены. Несанкционированное использование строго запрещено.

Westinghouse SMR Краткий обзор характеристик:
  • Электрическая мощность: >225+ МВт
  • Мощность реактора: 800 МВт
  • Расчетный срок службы: 60 лет
  • Тип топлива: 17×17 RFA, обогащенный UO2 <5%
  • Общая площадь участка: ~15 акров
  • Пассивные системы безопасности
  • Железнодорожный транспорт, автомобиль или баржа Доставка
  • Компактная интегральная конструкция
  • Упрощенная конфигурация системы, стандартизированный, полностью модульный подход
  • Минимальная занимаемая площадь, максимальная выходная мощность
  • 24 месяца между заправками
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*