Ydinvoiman kehittäminen jatkuu, ja yksi sen mielenkiintoisimmista alueista on pienikokoisten ja liikkuvien voimalaitosten luominen. Niillä on merkittäviä etuja perinteisiin kiinteisiin ydinvoimalaitoksiin verrattuna, ja niitä voidaan käyttää eri aloilla. Viime vuosina maassamme on kehitetty useita vastaavia hankkeita, ja tunnetuin on jo otettu käyttöön.
Kelluva voimalaitos
Kaupalliseen käyttöön otettiin 22. toukokuuta 2020 ensimmäinen kotimainen kelluva ydinvoimalaitos (FNPP) "Akademik Lomonosov", nro 20870. Asema on käytössä Pevekin satamassa (Chukotkan autonominen alue). Viime vuoden joulukuussa hän antoi ensimmäisen virran paikallisille sähköverkoille, ja kesäkuussa lämmönjakelu alkoi.
Kelluvan ydinvoimalaitoksen pääelementti on kelluva voimalaite-erikoisrakenteinen ei-itseliikkuva alus, jonka tilavuus on yli 21,5 tuhatta tonnia. Voimalaitteessa on kaksi KLT-40S-reaktoriyksikköä ja kaksi höyryturbiiniyksikköä. "Akademik Lomonosov" voi tuottaa sähköä ja höyryä lämmitykseen sekä suorittaa meriveden suolanpoiston.
Voimalaitetta käytetään yhdessä erityisten maalla sijaitsevien laitteiden kanssa. Jäältä se on suojattu erityisellä laiturilla. Maalla on myös infrastruktuuri sähkön ja höyryn siirtämiseksi paikallisiin jakeluverkoihin.
Uusimman kelluvan ydinvoimalaitoksen suurin sähköteho on 70 MW. Suurin lämpöteho on 145 Gcal / h. Väitetään, että tällaiset ominaisuudet riittävät ratkaisun saamiseksi 100 tuhatta asukasta kohti. On uteliasta, että Chukotkan autonomisen alueen koko väestö on puolet pienempi ja kapasiteetin suhteen on vakava varaus.
"Akademik Lomonosov" pystyy työskentelemään jopa 35-40 vuotta. Vuosihuolto ja korjaukset voidaan suorittaa lennossa. 10-12 vuoden käytön jälkeen tehtaalla vaaditaan keskimääräisiä korjauksia, minkä jälkeen voimayksikkö voi palata laiturille ja jatkaa virrantuotantoa.
Rosatom ehdottaa jo uutta FNPP -projektia, jolla on parannetut ominaisuudet. Korvaamalla kaksi KLT-40S-laitetta RITM-200-tuotteilla voidaan saavuttaa 100 MW: n tuotanto ja parantaa muita parametreja.
Toistaiseksi vain yksi kelluva voimalaitos on rakennettu pitkin aluetta 20870, joka tarjoaa nyt virtaa syrjäiselle alueelle. Samaan aikaan useat ulkomaiset maat ovat jo kiinnostuneet Venäjän kelluvista ydinvoimalaitoksista, ja todellisia tilauksia saattaa ilmestyä lähitulevaisuudessa. Venäjä harjoittaa varsin aktiivisesti kiinteiden maalla sijaitsevien ydinvoimalaitosten "kauppaa", ja nyt vienti voi laajentua kelluvien asemien kustannuksella.
Taskuvoimayksikkö
Huipputuloksia on saatu myös erittäin pienikokoisten voimalaitosten alalla. Niinpä National Research Technological University "MISiS" on työskennellyt "ydinpariston" parin viime vuoden ajan - ns. nikkeli-63: een perustuva beeta-voltainen virtalähde. Ensimmäinen prototyyppi tällaisesta laitteesta esiteltiin vuonna 2016, ja sitä parannettiin edelleen.
Betavoltaic -järjestelmän periaatteet ovat melko yksinkertaisia. Akku sisältää radioaktiivisen elementin, joka hajoaa muodostaen β-hiukkasia. Jälkimmäiset putoavat puolijohdemuuntimeen, mikä johtaa sähkövirran muodostumiseen. Käyttämällä erilaisia halkeamiskelpoisia materiaaleja, puolijohdekokoonpanoja jne. Voidaan luoda erilaisia ominaisuuksia sisältäviä paristoja.
MISIS: n "ydinparistoilla" on mielenkiintoinen muotoilu. Tämä elementti sisältää 200 kerrosta nikkeli-63: a, joiden paksuus on 2 mikronia, erotettuna 10 mikronin timanttianturilla. Jälkimmäisissä on kolmiulotteinen mikrokanavarakenne, mikä mahdollistaa muodostuneiden β-hiukkasten lähes absorboimisen.
Valmiilla akulla on vähimmäismitat - paksuus on enintään 3-4 mm kotelo huomioon ottaen. Paino - 0,25 g. Samalla suorituskyky on yhtä pieni. Sähköteho on vain 1 μW. MISISin uusi tuote on kuitenkin vertailukelpoinen muihin kehityskulkuihin, joiden tehokkuus ja kustannukset ovat alhaisemmat. Lisäksi se pystyy toimittamaan virtaa vuosikymmenien ajan.
Tällä hetkellä beeta-voltaic-tyyppisestä kotimaisesta "ydinparistosta" on tulossa tieteellisten aikakauslehtien julkaisujen aihe ja kansainvälisen patentoinnin tapahtumat ovat käynnissä. Tulevaisuudessa tällaisia laitteita on mahdollista ottaa käyttöön käytännössä. Pääasiallinen käyttöalue on erilaisia tutkimuksia ja erityislaitteita, joilla on alhainen energiankulutus ja korkeat vaatimukset toiminnan keston ajaksi. Se voi olla esimerkiksi laitteita meri- tai avaruustutkimukseen.
Aiemmin he yrittivät ottaa käyttöön ydinvoimalähteitä lääketieteessä, mutta niistä jouduttiin luopumaan negatiivisten sivuvaikutusten vuoksi. Akun uusi versio ei uhkaa ihmisten terveyttä, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää hermo- ja sydämentahdistimissa, erilaisissa implantteissa jne.
Pienikokoinen matkapuhelin
Aiemmin maassamme luotiin pienikokoisia ydinvoimaloita itseliikkuvalla tai hinattavalla alustalla. Silloin yksikään tällainen projekti ei saavuttanut massatuotantoa ja käyttöä. Useita vuosia sitten tuli tietoiseksi tämän suunnan jatkumisesta.
Syyskuussa 2017 kotimaisissa tiedotusvälineissä ilmestyi tietoa kahden uuden pienen ydinvoimalaitoksen (MAEU) aloittamisesta. Kehitys suoritetaan puolustusministeriön pyynnöstä ja siinä säädetään 100 kW: n ja 1 MW: n tehoyksiköiden perustamisesta. Ne tulisi rakentaa hinattavaan alustaan, joka mahdollistaa nopean siirron ja käyttöönoton uuteen paikkaan.
Väitettiin, että kahden MAEU: n kehittäminen kestää n. 6 vuotta. Tällaisten tuotteiden tarkoitusta ei paljastettu, mutta arvioitiin niiden mahdollista käyttöä syrjäisten sotilas- tai siviiliobjektien virtalähteeksi. Lisäksi esitettiin ehdotuksia MAEU: n mahdollisesta käytöstä osana lupaavia asejärjestelmiä, joilla on suuri energiankulutus. Vuoden 2018 alussa julkistettiin pohjimmiltaan uusia näytteitä - ja liikkuvat voimalaitokset voisivat täydentää niitä.
Lähes kolme vuotta on kulunut ensimmäisistä raporteista IEAU: n kehittämisestä puolustusministeriölle, eikä uusia yksityiskohtia ole vielä ilmestynyt. Ehkä seuraava uutinen ilmestyy myöhemmin, lähempänä määritettyä valmistumispäivää. Toista skenaariota ei kuitenkaan voida sulkea pois - hanke olisi voitu lopettaa, joten uutisia ei ole odotettavissa.
Kaikilla alueilla
Kaikista vaikeuksista ja epäselvästä maineesta huolimatta ydinvoima kiinnostaa suuresti sotilas- ja siviilirakenteita. Pienistä ja liikkuvista voimalaitoksista, joilla on erilaisia ominaisuuksia, on tulossa yksi tärkeimmistä ja lupaavimmista alueista.
Venäjän ydinteollisuus on aktiivisesti mukana tällä alalla, ja uutisia uusista menestyksistä, lupaavasta kehityksestä ja valmiista näytteistä saadaan säännöllisesti. Näin voimme tehdä optimistisia ennusteita tulevaisuudesta ja odottaa seuraavia saavutuksia - tieteellisiä, teknisiä, käytännön ja kaupallisia.
