Содержание
Малый ядерный реактор NuScale Power получил одобрение регулятора США / Хабр
28 августа американская компания NuScale Power получила одобрение Комиссии по ядерному регулированию США на конструкцию первого малого модульного реактора. Текущая модель рассчитана на 50 мегаватт энергии, а уже в 2022 году будет рассмотрена заявка на реактор мощностью в 60 мегаватт.
Стартап NuScale Power призывает отказаться от больших реакторов, основы современных АЭС. Вместо этого разработчики предлагают небольшие модульные реакторы, которые можно производить на заводе, а потом транспортировать на место строительство электростанции. Стандартная АЭС такого типа будет состоять из 12 малых реакторов. По словам разработчиков, малые реакторы гораздо безопаснее обычных. Кроме того, они могут использоваться в небольших городах, на промышленных объектах и подводных лодках.
Любая современная АЭС — это не только реакторы, энергоблок, но и соответствующая инфраструктура: цеха и производства, обслуживающие станцию.
Общее количество персонала АЭС достигает 1000 человек. Если же на территории станции есть еще и комплекс по переработке РАО, хранилище отработанного топлива и т.п., то штат может быть и больше.
Недостатки крупных объектов по типу АЭС — дороговизна строительства и обслуживания, невозможность оперативно что-то изменить в конструкции, сложность эксплуатации и техподдержки. Мини-реакторы могут многое изменить в лучшую сторону.
Реактор NuScale Power представляет собой стальной цилиндр высотой 23 метра и шириной 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.
Для повышения безопасности малые модульные реакторы установят в специальные охлаждающие бассейны, которые планируется размещать ниже уровня земли в зданиях АЭС. В случае нештатной ситуации бассейны охладят реакторы и отведут излишки тепла. Так как размер ректоров небольшой, потребуется отводить меньшее количество тепла, чем в большом реакторе. Разработчики считают, что их продукция будет генерировать не более 1/8 от количества тепла стандартных ректоров.
В компании рассказали: заявка на конструкцию малого модульного реактора была подана в Комиссию по ядерному регулированию США еще 31 декабря 2016 года, что соответствует действительности. К фактическому рассмотрению документа приступили в марте 2017 года. В регулирующий орган пришлось отправить более 2 миллионов страниц документации. Следующий шаг после получения одобрения регулятора — запрос комбинированной лицензии на строительство и эксплуатацию АЭС.
И здесь может возникнуть проблема. Дело в том, что группа экспертов в консультативном совете по реакторной безопасности при Комиссии по ядерному регулированию США обнаружила потенциальную проблему в реакторах NuScale Power. Для охлаждения в воду добавляют бор, который поглощает нейтроны. Однако при переходе в парообразное состояние концентрация вещества существенно снижается. Когда бедный бором конденсат поступит в активную зону, то он может спровоцировать ускорение ядерной реакции. Кроме того, эксперты посчитали слабым звеном парогенератор, находящийся внутри корпуса реактора.
По словам ученых, механизм может подвергаться опасным вибрациям, способным разрушить конструкцию парогенератора.
Тем не менее, эти вопросы решаемы, а у NuScale Power уже есть первый коммерческий заказчик. Компания Utah Associated Municipal Power System готова построить АЭС с реакторами от NuScale Power в национальной лаборатории Айдахо. Проект с бюджетом в $6,1 миллиарда насчитывает 12 малых модульных реакторов и должен завершиться в 2030 году. Под строительство подготовили площадку в 13 га.
Обратный отсчет: откроют ли новые ядерные реакторы дорогу в большой космос
Агентство NASA выделило деньги на создание атомных реакторов для работы на поверхности Луны. Возвращение ядерных технологий в космос может сделать реальностью поселения на других планетах. Если, конечно, новые реакторы будут достаточно безопасными — а этого очень непросто добиться, предупреждает научный обозреватель Forbes Анатолий Глянцев
Космическое агентство NASA и Министерство энергетики США анонсировали контракты на разработку ядерных реакторов для освоения Луны.
Каждая установка должна иметь мощность 40 киловатт (кВт) и не менее 10 лет проработать в жестких условиях лунной поверхности. Заметим, что до сих пор еще ни один атомный реактор не работал на поверхности другого небесного тела, хотя они и выводились на околоземную орбиту.
Закончили чтение тут
Проект называется Fission Surface Power, что можно перевести как «Энергия деления [атомных ядер] на поверхности [Луны]». Всего по нему будет заключено три годовых контракта, каждый на $5 млн. Столь скромные сроки и суммы объясняются тем, что от исполнителей не требуется реактор под ключ. Нужно лишь разработать предварительную концепцию. Установки «в железе» ожидаются к концу десятилетия, и их создание потребует совсем других расходов.
Исполнителем по первому договору станет компания Lockheed Martin, известный производитель космической и военной техники, в партнерстве с BWXT и Creare.
Второй контракт заключается с компанией Westinghouse of Cranberry Township в партнерстве с Aerojet Rocketdyne. Наконец, третья сделка будет заключена с компанией IX. Ее партнерами станут такие корифеи космической отрасли, как Maxar и Boeing.
Материал по теме
Энергия амбиций
Напомним, что в США реализуется амбициозная лунная программа Artemis («Артемида»). Ее бюджет на 2021-2025 годы составляет почти $28 млрд. Уже в этом году должен состояться запуск беспилотного корабля для облета Луны, а на 2024 год намечена первая в XXI веке лунная экспедиция. В перспективе же планируется создание лунной базы, на которой астронавты будут находиться по несколько месяцев. Такие длительные миссии станут репетицией полета на Марс.
Естественно, базе потребуется электроэнергия.
Где ее взять? Солнечные батареи — отличное решение для МКС и спутников Земли, у которых никогда не наступает ночь. А вот на Луне, за исключением ее полярных регионов, ночь длится почти 15 земных суток. Правда, строительство базы планируется как раз в районе южного полюса Луны. Но и там несколько дней непрерывной тьмы — обычное явление.
Получается, что солнечные батареи как минимум потребуют громоздких аккумуляторов. Не лучшее решение, учитывая, что доставка на Луну одного килограмма груза оценивается в сотни тысяч долларов. При таких тарифах нужно упаковать в килограмм энергосистемы как можно больше киловатт-часов (обеспечить высокую плотность энергии, как говорят специалисты). А по этому показателю ничего лучше ядерных реакций человечество пока не придумало.
Есть несколько способов извлечь энергию из атомного ядра. Можно использовать радиоактивный распад, деление ядер или термоядерный синтез.
Каждый следующий процесс в этом списке дает больше энергии, но и требует больше усилий от создателей установки. О термоядерной энергетике в космосе говорить рано, она и на Земле — дело будущего. А вот энергия распада и деления ядер уже питала космические аппараты.
Материал по теме
Сила в простоте
Проще всего использовать радиоактивный распад. В этом процессе радиоактивные элементы сами собой, без внешнего вмешательства, превращаются в другие элементы (например, плутоний — в уран). При этом испускаются заряженные частицы. Пролетая сквозь толщу вещества, они тормозятся, и их энергия превращается в тепло. Это тепло, в свою очередь, можно преобразовать в электроэнергию. Так и работает радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ).
Радиоактивный распад — это самопроизвольный и чрезвычайно стабильный процесс.
На его размеренный ход невозможно повлиять при всем желании, поэтому РИТЭГ и не нуждаются в управлении. И в техническом обслуживании тоже, поскольку устроены они крайне просто и не имеют движущихся частей. Наконец, такой генератор может давать энергию десятилетиями, хотя его мощность плавно уменьшается по мере распада радионуклида. В общем, это устройство класса «сделал и забыл» — то, что нужно для космических аппаратов.
И действительно, РИТЭГи летают в космос с 1960-х годов. Их первые космические испытания проводились на спутниках Земли. Но основная ниша РИТЭГов — там, где солнечные батареи не работают или работают плохо.
Это, разумеется, Луна с ее долгой ночью. Именно РИТЭГи питали советские «Луноходы», а также приборы, оставленные на Луне американскими астронавтами.
Пригодились радиоизотопные генераторы и на Марсе.
От них запитаны марсоходы Curiosity и Perseverance, что позволяет им не зависеть от капризов местной погоды. Конечно, на Красной планете работают и солнечные батареи (марсианская ночь длится примерно как земная). Но их постепенно заносит пылью, отчего энерговыделение падает. По этой причине прямо сейчас медленно умирает InSight — первый зонд, зафиксировавший марсотрясения.
InSight сделал это изображение одной из своих покрытых пылью солнечных панелей 24 апреля 2022 года, на 1211-й марсианский день. (Фото NASA·JPL-Caltech)
Наконец, РИТЭГи незаменимы на зондах, чересчур удаляющихся от Солнца. Например, «Вояджеры» поддерживают связь с Землей уже более 40 лет и за это время успели выйти в межзвездное пространство. Понятно, что никакая солнечная батарея не будет работать, когда Солнце выглядит просто яркой звездочкой.
Однако при всех своих достоинствах РИТЭГи имеют высокую стоимость и невысокую мощность.
Например, источник питания марсохода Curiosity вырабатывает чуть больше 100 Вт. Ровер массой под тонну вынужден довольствоваться мощностью бытовой советской лампочки. И чтобы получать свои 70 киловатт-часов в месяц, ему требуется почти 5 кг чрезвычайно дорогого диоксида плутония.
Для сравнения: среднее российское домохозяйство тратит за месяц сотни киловатт-часов. И это на Земле, в городской квартире, где водопровод, вентиляция, канализация и так далее работают просто так, не терзая наш электросчетчик. А сколько энергии понадобится обитаемой лунной базе, вынужденной обеспечивать себя буквально всем? Нет смысла даже подсчитывать, во что обойдется ей использование РИТЭГов: сумма выйдет во всех смыслах слова астрономической. Радиоизотопные генераторы хороши для марсоходов, но космическим поселенцам нужны атомные электростанции (АЭС).
Материал по теме
АЭС на орбите
Ядерные реакторы на АЭС, атомных судах и подводных лодках используют деление ядер урана (иногда вместе с плутонием).
Ядро делится, когда в него попадает нейтрон. При этом оно само испускает несколько нейтронов, те попадают в другие ядра и заставляют делиться уже их, и так далее. Это и называется цепной реакцией.
Цепная реакция — гораздо более капризный процесс, чем радиоактивный распад. Чтобы она не затухла, ядерного топлива в активной зоне должно быть достаточно много. Но если его будет слишком много, произойдет взрыв. Конструкторы и операторы установки вынуждены поддерживать этот очень тонкий баланс, нарушение которого грозит катастрофой. Зато энергии при этом выделяется столько, что усилия многократно окупаются. Тому порукой почти 450 атомных реакторов, эксплуатировавшихся в мире на конец 2020 года.
Но ядерная энергетика в космосе — задача совсем другого порядка. Грузоподъемность ракет накладывает чрезвычайно жесткие ограничения на массу и габариты как самого реактора, так и вспомогательных систем.
В космос не возьмешь с собой ни пруд-охладитель, ни защитный бетонный купол, ни оператора с пультом. Операторы, разумеется, будут дежурить на Земле, но связь с Землей может и прерваться. Однако конструкторов не остановили трудности.
Первым спутником с реактором на борту стал американский SNAP-10a, запущенный в 1965 году. Однако вскоре в США свернули все работы в этом направлении, сконцентрировавшись на лунной программе.
А вот СССР отправил на орбиту целую серию атомных спутников. Большинство из них несло на борту реактор «Бук». При очень скромных габаритах он имел ресурс 4400 часов и мощность вырабатываемого электричества 3 кВт. С 1970 по 1987 год в космос было запущено 32 «Бука». 11 из этих 32 полетов (более трети) сопровождались теми или иными неполадками. Расскажем о самых серьезных из них.
Активная зона первого запущенного «Бука» (1970 год) буквально расплавилась из-за небрежности, допущенной при сборке.
По команде с Земли аварийный реактор отделился от спутника и отправился на орбиту захоронения, где пребывает и сейчас. Эта орбита достаточно высока, чтобы он не упал на Землю ни за какое обозримое время.
В 1973 году произошла новая авария, на этот раз с ракетой-носителем. Спутник не вышел на орбиту и упал в Тихий океан. Эта авария не стала экологической катастрофой, поскольку не сгоревшие урановые стержни не слишком радиоактивны. По-настоящему опасно отработанное ядерное топливо, богатое чрезвычайно активными радионуклидами.
Самый неприятный инцидент случился в 1978 году. Со спутником «Космос-954» была потеряна связь, команда на отстрел реактора не прошла, и радиоактивные обломки аппарата рухнули на территорию Канады. Ликвидация загрязнения заняла много месяцев. Канада предъявила СССР счет на более чем 6 млн канадских долларов, из которых было выплачено 3 млн.
Материал по теме
После этого «Буки» были оснащены дополнительной системой безопасности. Если реактор входил в атмосферу, она автоматически выбрасывала наружу топливные стержни. Они разрушались потоком воздуха и рассеивались высоко над землей, так что радиоактивные вещества выпадали на поверхность планеты уже в безопасных концентрациях. Эта система пригодилась при авариях еще двух спутников, запущенных в 1982-м и 1987 году.
В 1987-м на орбиту отправились два советских аппарата с ядерными реакторами «Топаз», более мощными, чем «Бук». К 1988-му еще более перспективная установка «Енисей» прошла полный цикл наземных испытаний и была готова отправиться на орбиту.
Однако в том же 1988 году в СССР были свернуты все работы по ядерным реакторам в космосе.
Тому было несколько причин — здесь и экономические трудности в стране, и Чернобыльская авария, подорвавшая доверие к ядерным технологиям. Свою роль сыграло и давление США. Вашингтон нервировали витающие над головой ядерные реакторы, с которыми регулярно что-то случалось — тем более что у него их не было.
Тропинки далеких планет
Интересно, что США когда-то свернули разработки космических реакторов ради первой лунной программы, а теперь возрождают их ради второй. Впрочем, ядерные технологии могут дать космосу гораздо больше программы «Артемида». Еще в 1950-х годах начались разработки ядерных ракетных двигателей. В таких установках вещество, истекающее из сопла, нагревается ядерным реактором (хотя само оно и не является продуктом реакции). Потенциально такие двигатели имеют куда большую тягу, чем сегодняшние химические. Они позволили бы строить межпланетные лайнеры в духе ранних Стругацких.
Тяжелые корабли — важное условие для колонизации Марса, о которой сегодня так модно говорить. Некоторые эксперты считают, что только на корабле с очень толстыми стенами и можно туда добраться, не погибнув по дороге от космической радиации. И в любом случае серьезный межпланетный поток людей и грузов явно требует чего-то большего, чем «Драгоны» или даже «Старшипы».
Корабли на ядерной тяге пока остаются на страницах классиков научной фантастики. Но о работах в этом направлении сегодня заявляют как в США, так и в России. Возможно, недалек тот день, когда эта технология наконец станет былью.
10 самых маленьких ядерных реакторов в мире
Билибинские 1-4, Россия
Билибинская АЭС в Чукотском автономном округе, Россия, содержит самый маленький в мире коммерческий ядерный реактор. Станция, принадлежащая и управляемая государственной компанией «Росэнергоатом», оснащена четырьмя легководно-графитовыми реакторами ЭГП-6 (LWGR) общей мощностью 12 МВт каждый.
Реакторы ЭГП-6 основаны на конструкции российского реактора большой мощности канального типа, известного как РБМК (Реактор Большой Мощности Канального). Четыре реактора Билибинской АЭС были введены в эксплуатацию в 1974 и 1976, тепловой мощностью 62 МВт каждая.
CEFR (Китайский экспериментальный реактор на быстрых нейтронах)
Китайский экспериментальный реактор на быстрых нейтронах (CEFR), который в настоящее время работает в Китайском институте атомной энергии в Туоли, примерно в 35 км к югу от Пекина, является вторым самым маленьким ядерным реактором в мире. Это реактор-размножитель на быстрых нейтронах (БРБ) модели БН-20 с полной мощностью 25 МВт и тепловой мощностью 65 МВт.
Реактор принадлежит Китайской национальной ядерной корпорации и управляется Китайским институтом атомной энергии. Его строительство началось в мае 2010 г., а подключение к сети было осуществлено в июле 2011 г.
Два ядерных реактора мощностью 35 МВт, строящиеся для первой в мире плавучей атомной электростанции в России «Академик Ломоносов», занимают третье место среди самых компактных ядерных реакторов.
Ожидается, что плавучая АЭС «Академик Ломоносов» начнет промышленную эксплуатацию в 2016 году.
Два плавучих реактора с водой под давлением (PWR) КЛТ-40С были спроектированы ОКБМ Африкантов и находятся в стадии строительства с апреля 2007 года. два реактора, каждый из которых имеет тепловую мощность 150 МВт.
Rajasthan 1, India
Первый блок атомного реактора Раджастанской АЭС, расположенный примерно в 65 км от Коты в Раджастане, Индия, в настоящее время является четвертым по величине ядерным реактором в мире. Ядерный реактор Rajasthan 1, принадлежащий и управляемый Индийской ядерной энергетической корпорацией, имеет общую мощность 100 МВт.
Строительство тяжеловодного реактора под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) началось в августе 1965 года. Реактор введен в промышленную эксплуатацию 19 декабря.73 и имеет тепловую мощность 346 МВт.
KANUPP (АЭС Карачи), Пакистан
Реактор мощностью 137 МВт, работающий на АЭС Карачи (KANUPP) в провинции Синд в Пакистане, является пятым по величине ядерным реактором в мире.
Это первый коммерчески эксплуатируемый ядерный реактор Пакистана, которым владеет и управляет Пакистанская комиссия по атомной энергии.
Строительство реакторной установки началось в августе 1966 года, промышленная эксплуатация началась 19 декабря72. Это тяжеловодный реактор под давлением (PHWR) типа CANDU (CANada Deuterium Uranium) с тепловой мощностью 433 МВт.
Тарапур 1-2, Индия
Первые два из четырех реакторов, работающих на АЭС Тарапур мощностью 1400 МВт, расположенной в 12 км от Бойсара в Махараштре, Индия, в настоящее время являются шестыми по величине ядерными реакторами в мире. Реакторы, принадлежащие и эксплуатируемые Индийской ядерной энергетической корпорацией, имеют общую мощность 160 МВт каждый.
Строительство Тарапура 1 и 2, блоков с двумя кипящими реакторами (BWR) (модель BWR-1 с защитной оболочкой Mark 2), началось 19 октября.64. Оба реактора были введены в коммерческую эксплуатацию в октябре 1969 года и имеют тепловую мощность 530 МВт каждый.
Rajasthan 2, India
Второй энергоблок АЭС Раджастан, Индия, является седьмым по величине атомным реактором в мире. Реактор Rajasthan 2 представляет собой тяжеловодный реактор под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) и имеет общую мощность 200 МВт.
Построенный в период с 1968 по 1980 год, принадлежащий и эксплуатируемый Индийской ядерной энергетической корпорацией, реактор начал коммерческую эксплуатацию 19 апреля.81 тепловой мощностью 693 МВт.
Shidao Bay 1, Китай
Реакторный блок, строящийся для строящейся АЭС Shidao Bay возле Жунчэна в китайской провинции Шаньдун, занимает восьмое место среди самых маленьких ядерных реакторов в мире. Shidao Bay 1 представляет собой высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР) общей мощностью 211 МВт и тепловой мощностью 500 МВт.
Проект реактора разработан китайским Университетом Цинхуа, строительство началось в декабре 2012 г., ввод в эксплуатацию ожидается в 2017 г. Владельцем реактора является China Huaneng Group, а эксплуатировать АЭС Shidao Bay будет компания Huaneng Shandong Shidao Bay Nuclear Power Company.
Раджастхан 3-6/Кайга 1-4/Какарапар 1-2/Мадрас 1-2/ Нарора 1-2, Индия
Блоки 3-6 АЭС Раджастхан, четыре блока АЭС Кайга в Карнатаке, два блока на атомной электростанции Какарапар (KAPS) в Гуджарате, два блока на АЭС Мадрас в Калпаккаме в штате Тамил Наду и два блока на АЭС Нарора в Уттар-Прадеше, Индия , делят девятое место среди самых маленьких ядерных реакторов в мире. Полная мощность этих реакторов составляет 220 МВт каждый.
Все эти реакторы представляют собой тяжеловодные реакторы под давлением горизонтального трубного типа (PHWR) и принадлежат и эксплуатируются Индийской ядерной энергетической корпорацией. Раджастхан 3-6, Кайга 1-4, Какарапар 1-2, Мадрас 1-2 и Нарора 1-2 начали коммерческую эксплуатацию в 2000-2010, 2000-2011, 1993-1995, 1984-1986 и 1991-1992 годах соответственно.
Циньшань 1, Китай
Первый энергоблок АЭС Циньшань, расположенной в китайской провинции Чжэцзян, является десятым по величине атомным реактором в мире. Реакторный блок принадлежит компании Qinshan Nuclear Power Company и управляется компанией CNNC Nuclear Operation Management Company.
Он имеет общую электрическую мощность 310 МВт и тепловую мощность 966МВт.
Qinshan1 — это реактор с водой под давлением CNP-300 (PWR), разработанный Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC). Ядерный реактор был построен между 1985 и 1991 годами и начал коммерческую эксплуатацию в апреле 1994 года. из которых являются компаниями, работающими на ископаемом топливе.
Россия планирует развернуть свою первую плавучую атомную электростанцию в 2016 году, создав новый способ энергоснабжения отдаленных арктических населенных пунктов.
Ядерные реакторы — Атомная энергия
- Модульный ядерный реактор NuScale в долгу перед десятилетиями разработки малых ядерных реакторов.
- Они улучшили наследие инноваций, от разрушения толстого льда в России до заселения крошечных островов в Китае.
- Самый маленький действующий реактор скоро будет остановлен, и его заменит новая российская плавучая атомная электростанция.
Новости на прошлой неделе о модульном ядерном реакторе NuScale, которые могут поместиться десятками в пространство одной традиционной градирни атомной электростанции, вызвали резонанс из-за его крошечного размера и безопасности в количестве.
И хотя NuScale лидирует с точки зрения наименьшей занимаемой площади и тоннажа в этом пространстве, аналогичные модульные реакторы находятся на поздних стадиях разработки и регулирования.
Конкурентный реактор SMART Корейского научно-исследовательского института атомной энергии, например, будет производить больше энергии — 100 МВт по сравнению с 60 МВт у NuScale на реактор — и составляет 18 400 кубических футов для всего контейнера по сравнению с 13 400 кубическими футами NuScale. Вот что еще происходит сегодня с крошечными ядерными инновациями, как мы к этому пришли и куда мы идем.
История двух 1300-тонных реакторов
Начнем с двух реакторов, разрабатываемых российской атомной компанией ОАО «ОКБМ им. моря. Реактор ВБЭР-300 имеет «рабочий» размер реактора 1300 тонн и может транспортироваться по суше в разобранном виде. Он спроектирован как часть будущей арктической атомной электростанции далеко на севере России, которая будет располагаться в открытом море на протяжении всей своей жизни, где, по иронии судьбы, она будет питать нефтяные вышки и северных жителей.
Реактор вырабатывает 325 МВт электроэнергии. Первую из этих электростанций, «Академик Ломоносов», в сентябре 2019 года отбуксировали в постоянный морской дом..
История по теме
- Россия плывет на «плавучем Чернобыле»
Другой реактор ОКБМ, называемый РИТМ-200, предназначен для использования на российском ледоколе. Он полностью мобильный, предназначен для движения, а не только для выработки электроэнергии, а также весит около 1300 тонн. Он будет вырабатывать 55 МВт электроэнергии и будет приводить в движение будущий атомный ледокол нового класса. Россия — единственная страна, которая проектирует и производит эти корабли, отчасти потому, что российский замерзший Крайний Север, или Крайний Север, переполнен природными ресурсами, которые лучше всего доставлять на корабле. РИТМ-200 и ВБЭР-300 имеют одинаковую массу, но для таких разных целей — и они представляют собой историческую дихотомию в конструкции ядерных реакторов.
Ядерная машина времени
Самый маленький ядерный реактор, работающий сегодня, не создан каким-то стартапом или передовым ядерным агентством: это крошечный, замороженный Билибинская атомная станция на Чукотке, Россия, где находится до четырех различных модулей мощностью 12 МВт.
реакторы работают с 1974 года. Билибинская атомная станция также является самой удаленной атомной электростанцией в мире, построенной для обеспечения электроэнергией золотых приисков.
Билибинская АЭС.
MaxInvestigator [CC BY-SA 4.0]//Wikimedia Commons
Чукотка чем-то похожа на российскую Аляску, и на самом деле это та часть, которую Сара Пэйлин может «видеть из своего дома». Сегодня на Чукотке проживает всего 50 000 человек, а город Билибино, даже после расцвета добычи полезных ископаемых, является вторым по величине городом с населением чуть более 5 000 человек. Крошечная атомная электростанция обеспечивает их электроэнергией, но это слишком много для отдаленного района после того, как население сократилось за десятилетия. Его заменит плавучий «Академик Ломоносов».
Многообещающие реакторы, подобные реакторам NuScale и KAERI, предназначены для таких приложений, как Билибино, где жителям нужен постоянный источник электроэнергии или опресненной воды.
NuScale продает свой крошечный размер реактора как преимущество безопасности и масштабируемости, потому что места могут просто добавить столько, сколько они хотят, чтобы удовлетворить свои потребности, но корейская KAERI и аналогичные проектировщики в Китае сосредоточены на конструкциях с достаточно малой занимаемой площадью, чтобы втиснуться. легко добраться до многолюдных городов или небольших жилых островов. Все они продвигают одну и ту же общую идею небольшой безопасной атомной электростанции, которую не нужно строить в 10 милях от города в специальных мегакомплексах.
Связанная история
- Военно-морской флот подписался на 9 новых атомных подводных лодок
Naval Gazing
Но морские реакторы долгое время были крошечными. Новая российская плавучая электростанция, целых похожих на баржу корабля с реакторами, составляет всего от 3 до 5 процентов от общего объема одной большой градирни на суше. В 1969 году США спустили на воду легендарную невооруженную атомную подводную лодку (NR-1) без названия или официального обозначения.
Водоизмещение всей подводной лодки составляло 400 тонн по сравнению с вооруженными реакторами подводных лодок, такими как S8G производства General Electric, которые приводили в движение подводные лодки класса «Огайо» водоизмещением 2750 тонн. Плавучая российская электростанция имеет водоизмещение 20 000 тонн.
Ранний эскиз американского самолета NR-1.
Фотография ВМС США предоставлена Скоттом Коэном
Американские атомные подводные лодки уже были ветеранами к тому времени, когда безымянная подлодка была спущена на воду в 1969 году, с итерациями мощностью 1,5 МВт в 1962 году и 10 МВт в 1967 году. Российские ледоколы — одни из самых мощных атомных кораблей любого типа из-за сплошного льда им приходится таранить, но американские атомные авианосцы класса Nimitz могут работать 20 лет без дозаправки. Эти военные корабли и их относительно небольшие ядерные реакторы наводят некоторых на мысль, что грузовые суда и круизные лайнеры должны последовать их примеру, если мировая морская промышленность станет углеродно-нейтральной.