Развитието на ядрената енергетика продължава и една от най -интересните й области е създаването на компактни и мобилни електроцентрали. Те имат значителни предимства пред традиционните стационарни атомни електроцентрали и могат да се използват в различни области. През последните години у нас са разработени няколко подобни проекта, като най -известният вече е въведен в експлоатация.
Плаваща електроцентрала
На 22 май 2020 г. е пусната в търговска експлоатация първата местна плаваща ядрена топлоелектрическа централа (ФАЕЦ) „Академик Ломоносов“, пр. 20870. Станцията е разположена в пристанище Певек (Чукотски автономен окръг). През декември миналата година тя даде първия ток на местните електропреносни мрежи, а през юни започна топлоснабдяването.
Основният елемент на плаващата атомна електроцентрала е плаващ енергиен блок-несамоходен кораб със специална конструкция с водоизместимост над 21,5 хиляди тона. Захранващият блок е оборудван с два реакторни блока KLT-40S и два блока с парна турбина. "Академик Ломоносов" може да произвежда електричество и пара за отопление, както и да извършва обезсоляване на морска вода.
Захранващият блок се експлоатира заедно със специални наземни съоръжения. От леда е защитен от специален кей. На брега е и инфраструктурата за пренос на електроенергия и пара до локални разпределителни мрежи.
Максималната мощност на най -новата плаваща атомна електроцентрала по отношение на електроенергията е 70 MW. Максималната топлинна мощност е 145 Gcal / h. Твърди се, че такива характеристики са достатъчни, за да осигурят населено място на 100 хиляди жители. Любопитно е, че цялото население на Чукотския автономен окръг е наполовина по -малко и има сериозен резерв по отношение на капацитета.
"Академик Ломоносов" ще може да работи до 35-40 години. Годишна поддръжка и ремонт могат да се извършват в движение. След 10-12 години експлоатация се изискват средни ремонти във фабриката, след което захранващият блок може да се върне на леглото и да продължи да генерира енергия.
Росатом вече предлага нов проект за ФАЕЦ с подобрени характеристики. Чрез замяната на два блока KLT-40S с продукти RITM-200 е възможно да се доведе генерацията до 100 MW и да се подобрят други параметри.
Досега е построена само една плаваща електроцентрала по пр. 20870, която сега осигурява захранване на отдалечения регион. В същото време няколко чужди държави вече се заинтересуваха от руските плаващи атомни електроцентрали и в близко бъдеще може да се появят реални поръчки. Русия е доста активна в "търговията" със стационарни наземни атомни електроцентрали и сега износът може да се разшири за сметка на плаващите станции.
Джобно захранващо устройство
Забележителни резултати са получени и в областта на ултра компактните електроцентрали. Така Националният изследователски технологичен университет "MISiS" през последните няколко години работи по "ядрена батерия" - т.нар. източник на ток на бета-напрежение, базиран на никел-63. Първият прототип на такова устройство беше представен през 2016 г. и той беше допълнително подобрен.
Принципите на бетаволтаичната система са доста прости. Батерията съдържа радиоактивен елемент, който се разпада, образувайки β-частици. Последните попадат върху полупроводниковия преобразувател, което води до образуване на електрически ток. Използвайки различни делящи се материали, полупроводникови конфигурации и т.н., могат да се създадат батерии с различни характеристики.
"Ядрените батерии" от MISIS имат интересен дизайн. Този елемент съдържа 200 слоя никел-63 с дебелина 2 микрона, разделени от 10 микрона диамантени преобразуватели. Последните имат микроканална триизмерна структура, което прави възможно почти напълно да абсорбира образуваните β-частици.
Готовата батерия има минималните размери - дебелината е не повече от 3-4 мм, като се вземе предвид случаят. Тегло - 0,25 г. В същото време производителността е също толкова малка. Електрическата мощност е само 1 μW. Новият продукт от MISIS се сравнява благоприятно с други разработки с повишена ефективност и по -ниска цена. В допълнение, той е в състояние да доставя ток в продължение на много десетилетия.
В момента домашната „ядрена батерия“от бета-волтов тип се превръща в тема за публикации в научни списания и в ход са събития за международен патент. В бъдеще е възможно да се въведат такива устройства на практика. Основната област на приложение ще бъде разнообразие от научни изследвания и специални устройства с ниска консумация на енергия и високи изисквания за продължителността на операцията. Например, това може да бъде оборудване за морски или космически изследвания.
Преди това те се опитваха да въведат източници на ядрена енергия в медицината, но те трябваше да бъдат изоставени поради отрицателни странични ефекти. Новата версия на батерията не застрашава човешкото здраве, благодарение на което може да се използва в невро- и сърдечни пейсмейкъри, различни импланти и др.
Малък мобилен телефон
В миналото у нас са се създавали малки атомни електроцентрали на самоходни или теглени шасита. Тогава нито един проект от този вид не достигна масово производство и употреба. Преди няколко години стана известно за възобновяването на това направление.
През септември 2017 г. във вътрешните медии се появи информация за началото на работата по две нови малки атомни електроцентрали (МАЕУ). Разработката се извършва по искане на Министерството на отбраната и предвижда създаването на енергийни блокове с мощност 100 kW и 1 MW. Те трябва да бъдат изградени върху теглено шаси, което осигурява възможност за бързо прехвърляне и разполагане на ново място.
Твърди се, че разработването на два MAEU ще отнеме прибл. 6 години. Целта на такива продукти не беше разкрита, но имаше оценки за тяхното възможно използване за захранване на отдалечени военни или граждански обекти. Освен това бяха направени предложения за възможното използване на MAEU като част от обещаващи оръжейни системи с висока консумация на енергия. В началото на 2018 г. бяха обявени фундаментално нови проби - и мобилните електроцентрали биха могли да ги допълнят.
Почти три години са изминали от първите доклади за развитието на МАУН за Министерството на отбраната, а нови подробности все още не се появяват. Може би следващата новина ще се появи по -късно, по -близо до посочената дата на завършване. Друг сценарий обаче не може да бъде изключен - проектът можеше да бъде прекратен и следователно не могат да се очакват новини.
Във всички области
Въпреки всички трудности и неясна репутация, ядрената енергия представлява голям интерес за военните и гражданските структури. Малките и мобилни електроцентрали с различни възможности се превръщат в една от най-важните и обещаващи области.
Руската ядрена индустрия активно участва в тази област и редовно се получават новини за нови успехи, обещаващи разработки и готови проби. Това ни позволява да правим оптимистични прогнози за бъдещето и да чакаме следващите постижения - научни, технически, практически и търговски.
