Atomenerģijas attīstība turpinās, un viena no interesantākajām jomām ir kompaktu un pārvietojamu elektrostaciju izveide. Tām ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām stacionārajām atomelektrostacijām, un tās var izmantot dažādās jomās. Pēdējos gados mūsu valstī ir izstrādāti vairāki līdzīgi projekti, un slavenākais jau ir nodots ekspluatācijā.
Peldošā spēkstacija
2020. gada 22. maijā komerciālā ekspluatācijā tika nodota pirmā vietējā peldošā atomelektrostacija (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr. 20870. Stacija izvietota Pevekas ostā (Čukotkas autonomajā apgabalā). Pagājušā gada decembrī viņa atdeva pirmo strāvu vietējiem elektrotīkliem, un jūnijā sākās siltumapgāde.
Peldošās atomelektrostacijas galvenais elements ir peldošs spēka agregāts-īpašas konstrukcijas bezpiedziņas kuģis ar tilpumu vairāk nekā 21,5 tūkstoši tonnu. Barošanas bloks ir aprīkots ar diviem KLT-40S reaktora blokiem un diviem tvaika turbīnu blokiem. "Akademik Lomonosov" var ražot elektrību un tvaiku apkurei, kā arī veikt jūras ūdens atsāļošanu.
Spēka agregātu darbina kopā ar īpašām krasta iekārtām. No ledus to aizsargā īpaša piestātne. Krastā ir arī infrastruktūra elektroenerģijas un tvaika pārvadei uz vietējiem sadales tīkliem.
Jaunākās peldošās atomelektrostacijas maksimālā jauda elektroenerģijas izteiksmē ir 70 MW. Maksimālā siltuma jauda ir 145 Gcal / h. Tiek apgalvots, ka šādas īpašības ir pietiekamas, lai nodrošinātu apmetni uz 100 tūkstošiem iedzīvotāju. Interesanti, ka visi Čukotkas autonomā apgabala iedzīvotāji ir uz pusi mazāki, un jaudas ziņā ir nopietna rezerve.
"Akademik Lomonosov" varēs strādāt līdz 35-40 gadiem. Ikgadējo apkopi un remontu var veikt lidojuma laikā. Pēc 10-12 gadu ekspluatācijas rūpnīcā ir jāveic vidējais remonts, pēc kura barošanas bloks var atgriezties piestātnē un turpināt ražot enerģiju.
Rosatom jau piedāvā jaunu FNPP projektu ar uzlabotām īpašībām. Aizstājot divus KLT-40S blokus ar RITM-200 produktiem, ir iespējams palielināt ražošanu līdz 100 MW un uzlabot citus parametrus.
Līdz šim gar pr. 20870 ir uzbūvēta tikai viena peldoša spēkstacija, kas tagad nodrošina strāvu attālajam reģionam. Tajā pašā laikā vairākas ārvalstis jau ir sākušas interesēties par Krievijas peldošajām atomelektrostacijām, un tuvākajā laikā var parādīties reāli pasūtījumi. Krievija diezgan aktīvi "tirgo" stacionārās sauszemes atomelektrostacijas, un tagad eksports var paplašināties uz peldošo staciju rēķina.
Kabatas barošanas bloks
Ievērojami rezultāti ir iegūti arī īpaši kompaktu spēkstaciju jomā. Tādējādi Nacionālā pētniecības tehnoloģiju universitāte "MISiS" jau vairākus gadus strādā pie "kodolenerģijas baterijas" - t.s. beta-voltaic strāvas avots, kura pamatā ir niķelis-63. Pirmais šādas ierīces prototips tika prezentēts 2016. gadā, un tas tika vēl vairāk uzlabots.
Betavoltiskās sistēmas principi ir diezgan vienkārši. Akumulators satur radioaktīvu elementu, kas sadalās, veidojot β daļiņas. Pēdējie nokrīt uz pusvadītāju pārveidotāja, kas noved pie elektriskās strāvas veidošanās. Izmantojot dažādus skaldmateriālus, pusvadītāju konfigurācijas utt., Var izveidot baterijas ar atšķirīgām īpašībām.
MISIS "kodolenerģijas baterijām" ir interesants dizains. Šis elements satur 200 niķeļa-63 slāņus ar 2 mikronu biezumu, atdalot tos ar 10 mikronu dimanta devējiem. Pēdējiem ir mikrokanālu trīsdimensiju struktūra, kas ļauj gandrīz pilnībā absorbēt izveidotās β-daļiņas.
Gatavai baterijai ir minimālie izmēri - biezums nav lielāks par 3-4 mm, ņemot vērā lietu. Svars - 0,25 g. Tajā pašā laikā veiktspēja ir tikpat maza. Elektriskā jauda ir tikai 1 μW. Tomēr jaunais MISIS produkts ir salīdzināms ar citiem sasniegumiem ar paaugstinātu efektivitāti un zemākām izmaksām. Turklāt tas spēj piegādāt strāvu daudzus gadu desmitus.
Pašlaik pašmāju beta-voltaic "kodolenerģijas baterija" kļūst par publikāciju tēmu zinātniskajos žurnālos un notiek starptautiskās patentēšanas pasākumi. Nākotnē šādas ierīces ir iespējams ieviest praksē. Galvenā piemērošanas joma būs dažādi pētījumi un īpašas ierīces ar zemu enerģijas patēriņu un augstām prasībām darbības laikā. Piemēram, tas var būt jūras vai kosmosa izpētes aprīkojums.
Iepriekš viņi mēģināja medicīnā ieviest kodolenerģijas avotus, taču no tiem nācās atteikties negatīvo blakusparādību dēļ. Jaunā akumulatora versija neapdraud cilvēku veselību, pateicoties kurai to var izmantot neiro- un sirds elektrokardiostimulatoros, dažādos implantos utt.
Maza izmēra mobilais tālrunis
Agrāk mūsu valstī tika izveidotas nelielas atomelektrostacijas uz pašgājējas vai velkamas šasijas. Tad neviens šāda veida projekts nesasniedza masveida ražošanu un izmantošanu. Pirms vairākiem gadiem kļuva zināms par šī virziena atsākšanu.
2017. gada septembrī vietējos plašsaziņas līdzekļos parādījās informācija par darbu sākšanu pie divām jaunām maza izmēra atomelektrostacijām (MAEU). Izstrāde tiek veikta pēc Aizsardzības ministrijas pieprasījuma un paredz izveidot spēka agregātus ar jaudu 100 kW un 1 MW. Tie būtu jāveido uz velkamās šasijas, kas nodrošina iespēju ātri pārvietot un izvietot jaunā vietā.
Tika apgalvots, ka divu MAEU izstrāde prasīs apm. 6 gadi. Šādu produktu nolūks netika atklāts, taču tika aplēsti to iespējamie izmantojumi attāliem militāriem vai civiliem objektiem. Turklāt tika izteikti ieteikumi par MAEU iespējamo izmantošanu kā daļu no daudzsološām ieroču sistēmām ar lielu enerģijas patēriņu. 2018. gada sākumā tika paziņoti principiāli jauni paraugi - un mobilās spēkstacijas varētu tos papildināt.
Ir pagājuši gandrīz trīs gadi, kopš Aizsardzības ministrijai tika sniegti pirmie ziņojumi par IEAU attīstību, un jaunas detaļas vēl nav parādījušās. Iespējams, nākamās ziņas parādīsies vēlāk, tuvāk norādītajam pabeigšanas datumam. Tomēr nevar izslēgt citu scenāriju - projektu varēja pārtraukt, un tāpēc nekādas ziņas nav gaidāmas.
Visās jomās
Neskatoties uz visām grūtībām un neviennozīmīgo reputāciju, kodolenerģija ir ļoti interesanta militārām un civilām struktūrām. Nelielas un pārvietojamas spēkstacijas ar dažādām iespējām kļūst par vienu no vissvarīgākajām un daudzsološākajām jomām.
Krievijas kodolenerģētika aktīvi iesaistās šajā jomā, un regulāri tiek saņemtas ziņas par jauniem panākumiem, daudzsološiem notikumiem un gataviem paraugiem. Tas ļauj mums optimistiski prognozēt nākotni un gaidīt nākamos sasniegumus - zinātniskos, tehniskos, praktiskos un komerciālos.
