Lupaavien mikroydinvoimaloiden suunnitelmat - painevesi, helium, nopea neutronireaktori. Lähde: atomic-energy.ru
Pienet ydinvoimalaitokset
Kotimaiset insinöörit eivät alkaneet kehittää pienitehoisia ydinvoimaloita eilen tai edes toissapäivänä. Jos syventyy historia ydintekniikkaa, sitten 50-luvun lopulla löydät ainutlaatuisen projektin TES-3. Tämä on toukka, itseliikkuva energiaajoneuvo, joka on suunniteltu Neuvostoliiton syrjäisille alueille.
Liikkuva ydinvoimalaitos tuotti jopa 1 kW, koostui neljästä alustasta säiliö T-10: ensimmäiseen asennettiin vesijäähdytteinen reaktori, toiseen höyrygeneraattori, kolmanteen turbogeneraattori ja neljänteen ohjausmoduuli. Ainutlaatuisen kompleksin paino oli 310 tonnia, autonomia jopa 250 päivää, ja se oli ensimmäinen tällainen kokemus maailmassa. Kokeellinen järjestely toimi vuosina 1961–1965 käytännössä ilman vikoja, mikä vahvisti tämän suunnan lupauksen.
Seuraava askel oli Pamir-630D, jonka kehitystyö aloitettiin vuonna 1965, mutta prototyypit koottiin vasta vuonna 1985. Insinöörit testasivat yksisilmukkareaktoria, jossa oli typpitetroksidiin perustuva jäähdytysneste liikkuvassa yksikössä, mikä määritti suunnittelun monimutkaisuuden. Oletettiin, että toisin kuin toukkarunko, MAZ: n akseliväli mahdollistaisi liikkumisen julkisen infrastruktuurin teillä. Ilman Tšernobylia ja siihen liittyviä fobioita, Pamir olisi voitu tuoda mieleen ja ottaa yleiseen käyttöön.
Yksi TES-3-kompleksin koneista
60-luvulla he kokeilivat liikkuvia ydinvoimaloita Yhdysvalloissa. Erityisesti he rakensivat kokeellisen ML-1:n Pentagonin tarpeisiin. Toisin kuin Neuvostoliiton teknologiassa, asennus pakattiin neljään kuljetuskonttiin ja yritettiin mukauttaa lentoliikenteeseen. Kaikki tehtiin kuudessa lohkossa, mutta lähtöteho oli suunniteltua pienempi, ja projekti lopetettiin.
Liikkuvien ydinvoimaloiden aihe on laaja ja mielenkiintoinen, jos lukijoita kiinnostaa tämä tarina, on täysin mahdollista syventyä pilottiprojektien teknisiin ominaisuuksiin.
Tuote "Pamir-630D"
Paljon suurempia kuin liikkuvia maa-alustoja ovat kelluvat ydinvoimalat, esimerkiksi venäläinen projekti Akademik Lomonosov. Vuonna 2019 Akademik toimitti ensimmäisen sähkön Tšukotkan autonomisen piirikunnan Pevekin kaupunkiin. Aluksella on kaksi painevesireaktoria, joiden teho on enintään 70 MW, ja mahdollisuus meriveden suolanpoistoon. Arvioitu käyttöikä - jopa 40 vuotta.
Tulevaisuudessa ilmestyy optimoituja kelluvia 100 MW:n OPEB-yksiköitä, jotka ovat kooltaan ja loppukustannuksiltaan pienempiä kuin Akademik Lomonosov. Mutta nämä hankkeet ovat hyviä Kaukopohjolan rannikkoalueille, erityisesti niille, jotka ovat pohjoisen merireitin vieressä.
Entä strategisesti tärkeät kohteet kaukana "mantereesta"?
Ei-rauhanomainen ydinvoimalaitos
Venäjän puolustusministeriön etätilojen virransyöttö on yksi sotilaallisen kehityksen ensisijaisista tehtävistä. Arktinen alue ei lähde meiltä minnekään, mutta Nato tunkeutuu siihen yhä enemmän joka vuosi. Hiiltä ja polttoöljyä voi toki tuoda vanhaan tapaan, mutta paljon tehokkaampaa (ja tehokkaampaa) on asentaa pieni ydinvoimala. Ainoa negatiivinen asia on, että sodan sattuessa reaktorin tuhoutuminen voi aiheuttaa pienen ympäristökatastrofin. Riittää, kun tarkastellaan Zaporozhyen ydinvoimalan ympärillä olevia intohimoja ymmärtääkseen kaikki siviiliatomin sotilaallisen käytön vivahteet.
Puolustusministeriö käynnisti aikoinaan Grom-2016 -tutkimusprojektin, jonka tarkoituksena oli arvioida kaukopohjolan armeijan laitosten sähkönsyöttökustannuksia. Puhumme yksiköistä, jotka sijaitsevat Wrangelin saarella, Novaja Zemljan, Severnaja Zemljan, Franz Josefin, Uusien Siperian saarten ja Schmidtin niemen saaristoissa. Akademik Lomonosovin kaltainen kelluva ydinvoimala voidaan asentaa jokaiseen tukikohtaan, mutta se on kallista ja laivan reaktorien teho on liian suuri.
Ajan myötä tutkimuksen tulokset piti ekstrapoloida Venäjän alueen syvyyksissä oleviin esineisiin. Kunkin sotilaslaitoksen tarvittava sähköteho ei ylitä 1,0–2,0 MW, mikä on useita kertoja vähemmän kuin käytössä olevat ja jopa suunnitellut kelluvat ydinvoimalaitokset.
On huomattava, että Pietarin puolustusvoimien logistiikan sotilasjärjestelmän tutkimuslaitoksen hankkeen tekijät ovat valinneet termisten ydinvoimaloiden suunnitelman prioriteetiksi. Viitteeksi tällaisia laitteita käytetään avaruusalusten virtalähteenä, ne ovat kompakteja, mutta myös melko kalliita.
Venäjä on hallinnut pienten Buk- ja Topaz-tyyppisten termisten ydinvoimaloiden tuotannon, joiden teho on 2,5-7 kW. Paino vaihtelee versiosta riippuen 900–1 000 kg, ja resurssit ovat niukat - enintään vuosi. Sen on tarkoitus kehittää prototyyppi termionisesta ydinvoimalaitoksesta, joka sijaitsee betonikuilussa, jonka halkaisija on 0,42 metriä, syvyys noin metri ja peitetty irrotettavalla korkilla. Tällaisen kompaktin reaktorin tulisi tuottaa vähintään 100 kW sähköä ja toimia noin 15 vuotta.
Yhden "kaivoksen" ydinvoimalan hinta on noin miljardi ruplaa. Kokonaiskehityskustannukset vain paperilla ylittävät kahdeksan miljardia ruplaa. Tämä on kuitenkin vain yksi tarjotuista vaihtoehdoista - loppuraportissa on muitakin tuotteita.
Klassisella turbogeneraattorilla varustettu laitos oli kymmenen kertaa tehokkaampi ja kolme kertaa kalliimpi. Arvioitu kehityskustannukset ovat noin 8,6 miljardia euroa. Sotainsinöörit ehdottavat ottavan perustaksi 60-80-luvun kehityksen, mukaan lukien edellä mainitut TPP-3 ja Pamir-630D. Pienen mittakaavan ydinvoimalaitoksen yksikään moduuli ei saa olla pidempi kuin 16 m, leveämpi kuin 3,2 m ja korkeampi kuin 4 metriä. Paino on ilmoitettu 120 tonnin sisällä.
Mielenkiintoista on, että raportissa mainitaan erityinen "tehtävä kohteen tilan etävalvontaan ja -valvontaan sekä mahdollisuus sen likvidointiin, jos vihollinen uhkaa välittömästi vangita".
Ydinreaktori - Muunnin "Topaz". On ehdotettu, että tämän hankkeen kehitystä käytetään sähkön toimittamiseen syrjäisille sotilasvaruskunnille. Lähde: wikipedia.org
Vaikka armeijan tieteellinen kehitys näyttää kuinka upealta tahansa, niillä on varsin konkreettista pohjaa. Tätä tehdään jo ulkomailla. Amerikkalaiset työskentelevät Delithium-ohjelman parissa, joka sisältää useita projekteja. Pienin on Westinghousen E-Vinci-sarja. Vaatimukset ydinvoimalaitoksille - yli kahdeksan vuotta itsenäistä toimintaa, asennus laitokseen 30 päivässä, lämmön ja sähkön tuotanto kokonaisteholla 5 MW - 13 MW. Yhden tällaisen ihmeasennuksen moduulin tulisi mahtua vakiosäiliöön ja painaa enintään 40 tonnia.
Ensimmäiset prototyypit odotetaan valmistuvan vuonna 2025. Myös Filippone and Associates LLC:n Holoksen mikromodulaarisen ydinvoimalaitoksen rakentaminen on käynnissä. Tämä yksikkö tulee toimittaa mantereelta kaukana oleville varuskunnille C-5- ja C-17-lentokoneilla.
On mielenkiintoista, että pienten ydinvoimaloiden rakentamisen ensisijaisten tavoitteiden joukossa on armeijan saattueiden menetysten vähentäminen. Logiikka on seuraava - Holos vähentää sotilastilojen tarvetta nestemäisessä polttoaineessa, mikä tarkoittaa, että palavia polttoaineautoja tulee vähemmän. Tilastojen mukaan amerikkalaiset menettivät Afganistanissa 0,042 ihmistä saattueessa, Irakissa - 0,026 ihmistä. Taloudellisesta näkökulmasta Holos maksaa itsensä takaisin käyttöönottopaikalla aikaisintaan 500 päivässä.
Pienten ydinvoimaloiden käyttö sotilaallisiin tarkoituksiin ei muuta toimintakenttää olennaisesti, mutta siitä voi muodostua voimakas kannustin vastaavan siviilisuunnan kehittämiselle. Kuten on tapahtunut useammin kuin kerran historiassa.