Kärnkraftsutvecklingen fortsätter, och ett av dess mest intressanta områden är skapandet av kompakta och mobila kraftverk. De har betydande fördelar jämfört med traditionella stationära kärnkraftverk och kan användas inom olika områden. Under de senaste åren har flera liknande projekt utvecklats i vårt land, och det mest kända har redan tagits i drift.
Flytande kraftverk
Den 22 maj 2020 togs det första inhemska flytande kärnkraftvärmeverket (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr. 20870 i drift. Stationen distribueras i Peveks hamn (Chukotka Autonomous Okrug). I december förra året gav hon den första strömmen till de lokala elnäten och i juni började värmeförsörjningen.
Huvudelementet i det flytande kärnkraftverket är en flytande kraftenhet-ett icke-självgående fartyg av specialkonstruktion med en förskjutning av mer än 21,5 tusen ton. Kraftenheten är utrustad med två KLT-40S reaktorenheter och två ångturbinenheter. "Akademik Lomonosov" kan producera el och ånga för uppvärmning, samt utföra avsaltning av havsvatten.
Drivenheten drivs tillsammans med speciella anläggningar på land. Från isen skyddas den av en speciell pir. På land finns också infrastrukturen för överföring av el och ånga till lokala distributionsnät.
Maximal effektkapacitet för det nyaste flytande kärnkraftverket när det gäller elektricitet är 70 MW. Maximal värmeeffekt är 145 Gcal / h. Det hävdas att sådana egenskaper är tillräckliga för att ge en avräkning per 100 tusen invånare. Det är märkligt att hela befolkningen i Chukotka autonoma Okrug är hälften så liten, och det finns en seriös reserv när det gäller kapacitet.
"Akademik Lomonosov" kommer att kunna arbeta upp till 35-40 år. Årligt underhåll och reparationer kan utföras direkt. Efter 10-12 års drift krävs genomsnittliga reparationer på fabriken, varefter kraftenheten kan återvända till kajen och fortsätta generera ström.
Rosatom föreslår redan ett nytt FNPP -projekt med förbättrade egenskaper. Genom att ersätta två KLT-40S-enheter med RITM-200-produkter är det möjligt att öka produktionen till 100 MW och förbättra andra parametrar.
Hittills har endast ett flytande kraftverk byggts längs pr. 20870, som nu ger ström till den avlägsna regionen. Samtidigt har flera utländska länder redan börjat intressera sig för ryska flytande kärnkraftverk, och verkliga order kan dyka upp inom en snar framtid. Ryssland är ganska aktivt inom "handel" med stationära landbaserade kärnkraftverk, och nu kan exporten expandera på bekostnad av flytande stationer.
Pocket power unit
Anmärkningsvärda resultat har också uppnåtts inom området ultrakompakta kraftverk. Således har National Research Technological University "MISiS" arbetat med ett "kärnbatteri" under de senaste åren - det sk. en betavoltaisk strömkälla baserad på nickel-63. Den första prototypen av en sådan enhet presenterades 2016, och den förbättrades ytterligare.
Principerna för det betavoltaiska systemet är ganska enkla. Batteriet innehåller ett radioaktivt element som sönderfaller för att bilda β-partiklar. Den senare faller på halvledaromvandlaren, vilket leder till bildandet av en elektrisk ström. Genom att använda olika klyvbara material, halvledarkonfigurationer etc. kan batterier med olika egenskaper skapas.
"Kärnbatterier" från MISIS har en intressant design. Detta element innehåller 200 lager nickel-63 med en tjocklek av 2 mikron, åtskilda av 10 mikron diamantomvandlare. De senare har en mikrokanal tredimensionell struktur, vilket gör det möjligt att nästan helt absorbera de bildade β-partiklarna.
Det färdiga batteriet har minimimått - tjockleken är inte mer än 3-4 mm, med hänsyn till fallet. Vikt - 0,25 g. Samtidigt är prestandan lika liten. Den elektriska effekten är endast 1 μW. Den nya produkten från MISIS jämför sig dock positivt med andra utvecklingar med ökad effektivitet och lägre kostnad. Dessutom kan den leverera ström i många decennier.
För närvarande håller det inhemska "kärnbatteriet" av betavoltaisk typ på att bli ämne för publikationer i vetenskapliga tidskrifter och evenemang för internationellt patent pågår. I framtiden är det möjligt att införa sådana enheter i praktiken. Det huvudsakliga tillämpningsområdet kommer att vara en mängd olika forsknings- och specialanordningar med låg energiförbrukning och höga krav för operationens varaktighet. Det kan till exempel vara utrustning för marin- eller rymdforskning.
Tidigare försökte de införa kärnkraftkällor i medicin, men de var tvungna att överge på grund av negativa biverkningar. Den nya versionen av batteriet hotar inte människors hälsa, tack vare vilket det kan användas i neuro- och hjärtstimulatorer, olika implantat etc.
Liten mobil
Tidigare skapades små kärnkraftverk på självgående eller bogserade chassier i vårt land. Då nådde inte ett enda projekt av detta slag massproduktion och användning. För flera år sedan blev det känt om återupptagandet av denna riktning.
I september 2017 dök information upp i de inhemska medierna om arbetet med två nya små kärnkraftverk (MAEU). Utvecklingen utförs på begäran av försvarsdepartementet och möjliggör skapande av kraftenheter med en kapacitet på 100 kW och 1 MW. De ska byggas på ett bogserat chassi som ger möjlighet att snabbt överföra och distribuera till en ny plats.
Det hävdades att utvecklingen av två MAEU skulle ta ca. 6 år. Syftet med sådana produkter avslöjades inte, men det fanns uppskattningar av deras möjliga användning för strömförsörjning av avlägsna militära eller civila föremål. Dessutom gjordes förslag om möjlig användning av MAEU som en del av lovande vapensystem med hög energiförbrukning. I början av 2018 tillkännagavs i princip nya prover - och mobila kraftverk skulle kunna komplettera dem.
Nästan tre år har gått sedan de första rapporterna om utvecklingen av IEAU för försvarsministeriet, och inga nya detaljer har ännu dykt upp. Kanske kommer nästa nyhet att dyka upp senare, närmare det angivna slutdatumet. Ett annat scenario kan dock inte uteslutas - projektet kunde ha avslutats och därför kan inga nyheter förväntas.
På alla områden
Trots alla svårigheter och tvetydiga rykte är kärnkraft av stort intresse för militära och civila strukturer. Små och mobila kraftverk med olika möjligheter blir ett av de viktigaste och lovande områdena.
Den ryska kärnkraftsindustrin är aktivt involverad på detta område och nyheter om nya framgångar, lovande utveckling och färdiga prover tas regelbundet emot. Detta gör att vi kan göra optimistiska prognoser för framtiden och vänta på nästa prestationer - vetenskapliga, tekniska, praktiska och kommersiella.
