Akademik Lomonosov yüzer nükleer santralin çalışma yerine çekilmesi. Fotoğraf: Rosatom
Nükleer enerjinin gelişimi devam ediyor ve en ilginç alanlarından biri kompakt ve mobil enerji santrallerinin oluşturulmasıdır. Geleneksel sabit nükleer santrallere göre önemli avantajları vardır ve çeşitli alanlarda kullanılabilirler. Son yıllarda ülkemizde birkaç benzer proje geliştirildi ve en ünlüsü şimdiden faaliyete geçti.
Yüzer enerji santrali
22 Mayıs 2020 tarihinde ilk yerli yüzer nükleer termik santral (FNPP) "Akademik Lomonosov" pr. 20870 ticari işletmeye açılmış, istasyon Pevek (Chukotka Otonom Okrug) limanında konuşlandırılmıştır. Geçen yıl Aralık ayında, yerel elektrik şebekelerine ilk akımı verdi ve Haziran ayında ısı temini başladı.
Yüzen nükleer santralin ana unsuru, 21,5 bin tondan fazla yer değiştirmeye sahip özel tasarımlı kendinden tahrikli olmayan bir gemi olan yüzer bir güç ünitesidir. Güç ünitesi iki KLT-40S reaktörü ve iki buhar türbini ile donatılmıştır. "Akademik Lomonosov" ısıtmak için elektrik ve buhar üretebildiği gibi deniz suyunun tuzdan arındırılması da gerçekleştirebilmektedir.
Güç ünitesi, özel kara tesisleri ile birlikte çalıştırılır. Buzdan özel bir iskele ile korunmaktadır. Ayrıca kara, elektrik ve buharın yerel dağıtım ağlarına iletilmesi için altyapıdır.
Pevek limanında "Akademik Lomonosov". Fotoğraf: Rosatom
En yeni yüzer nükleer santralin maksimum güç kapasitesi 70 MW'tır. Maksimum termal güç 145 Gcal / saattir. Bu özelliklerin 100 bin kişi başına bir yerleşim yeri sağlamaya yeterli olduğu ileri sürülmektedir. Chukotka Otonom Okrugu'nun tüm nüfusunun yarısı kadar küçük olması ve kapasite açısından ciddi bir rezerv olması ilginçtir.
"Akademik Lomonosov" 35-40 yıla kadar çalışabilecek. Yıllık bakım ve onarımlar anında gerçekleştirilebilir. 10-12 yıllık bir çalışmadan sonra, fabrikada ortalama onarımların yapılması gerekir, ardından güç ünitesi rıhtıma dönebilir ve elektrik üretmeye devam edebilir.
Rosatom zaten gelişmiş özelliklere sahip yeni bir FNPP projesi öneriyor. İki KLT-40S ünitesini RITM-200 ürünleri ile değiştirerek, üretimi 100 MW'a çıkarmak ve diğer parametreleri iyileştirmek mümkündür.
Şimdiye kadar, uzak bölgeye enerji sağlayan 20870 numaralı caddede sadece bir yüzer enerji santrali inşa edildi. Aynı zamanda, birçok yabancı ülke Rusya'nın yüzer nükleer santralleriyle çoktan ilgilenmeye başladı ve yakın gelecekte gerçek siparişler ortaya çıkabilir. Rusya, karaya dayalı sabit nükleer santrallerin "ticaretinde" oldukça aktif ve artık ihracat, yüzen istasyonlar pahasına artabilir.
MISiS'den Betavoltaic batarya. Fotoğraf: NUST MISIS
Cep güç ünitesi
Ultra kompakt enerji santralleri alanında da dikkate değer sonuçlar elde edildi. Bu nedenle, Ulusal Araştırma Teknoloji Üniversitesi "MISiS" son birkaç yıldır bir "nükleer pil" üzerinde çalışıyor - sözde. nikel-63'e dayalı bir beta-voltaik akım kaynağı. Böyle bir cihazın ilk prototipi 2016 yılında sunuldu ve daha da geliştirildi.
Betavoltaik sistemin ilkeleri oldukça basittir. Pil, parçacıkları oluşturacak şekilde bozunan radyoaktif bir element içerir. İkincisi, yarı iletken dönüştürücüye düşer ve bu da bir elektrik akımı oluşumuna yol açar. Farklı bölünebilir malzemeler, yarı iletken konfigürasyonlar vb. Kullanılarak, farklı özelliklere sahip piller oluşturulabilir.
MISIS'in "nükleer pilleri" ilginç bir tasarıma sahip. Bu element, 200 mikron elmas dönüştürücülerle ayrılmış, 63 mikron kalınlığında 2 kat nikel-10 içerir. İkincisi, oluşan particles parçacıklarının neredeyse tamamen emilmesini mümkün kılan mikrokanallı üç boyutlu bir yapıya sahiptir.
Bitmiş pilin minimum boyutları vardır - kasayı dikkate alarak 3-4 mm'den daha kalın değildir. Ağırlık - 0,25 gr Performans aynı derecede küçük. Elektrik gücü sadece 1 μW'dir. Bununla birlikte, MISiS'in yeni ürünü, artan verimlilik ve daha düşük maliyetteki diğer gelişmelerle olumlu bir şekilde karşılaştırılır. Ek olarak, onlarca yıldır akım sağlama yeteneğine sahiptir.
Mobil güç ünitesi TPP-3, bu sınıfın en eski gelişmelerinden biridir. Fotoğraf Wikimedia Commons
Şu anda, beta-voltaik tipin yerli "nükleer bataryası", bilimsel dergilerde yayınların konusu haline geliyor ve uluslararası patentleme olayları devam ediyor. Gelecekte, bu tür cihazları uygulamaya koymak mümkündür. Ana uygulama alanı, düşük enerji tüketimi ve çalışma süresi için yüksek gereksinimleri olan çeşitli araştırma ve özel cihazlar olacaktır. Örneğin, deniz veya uzay araştırmaları için ekipman olabilir.
Daha önce, nükleer enerji kaynaklarını tıbba sokmaya çalıştılar, ancak olumsuz yan etkiler nedeniyle terk edilmeleri gerekiyordu. Pilin yeni versiyonu, nöro ve kalp pillerinde, çeşitli implantlarda vb. Kullanılabilmesi sayesinde insan sağlığını tehdit etmiyor.
Küçük boyutlu mobil
Geçmişte ülkemizde kendinden tahrikli veya çekili şaseli küçük ölçekli nükleer santraller kuruldu. O zaman bu türden tek bir proje bile seri üretime ve kullanıma ulaşmadı. Birkaç yıl önce bu yönün yeniden başladığı biliniyordu.
Eylül 2017'de, yerel medyada iki yeni küçük boyutlu nükleer enerji santrali (MAEU) ile ilgili çalışmaların başlamasıyla ilgili bilgiler yer aldı. Geliştirme, Savunma Bakanlığı'nın talebi üzerine gerçekleştirilir ve 100 kW ve 1 MW kapasiteli güç ünitelerinin oluşturulmasını sağlar. Yeni bir konuma hızlı bir şekilde aktarma ve yerleştirme yeteneği sağlayan çekili bir şasi üzerine kurulmalıdırlar.
Mobil NPP "Pamir-630D" - Sovyet döneminin bir projesi. Şekil Tehnoomsk.ru
İki MAEU'nun geliştirilmesinin yaklaşık olarak süreceği belirtildi. 6 yıl. Bu tür ürünlerin amacı açıklanmadı, ancak uzak askeri veya sivil nesnelerin güç kaynağı için olası kullanımlarına dair tahminler vardı. Ayrıca, yüksek enerji tüketimi ile gelecek vaat eden silah sistemlerinin bir parçası olarak MAEU'nun olası kullanımı konusunda önerilerde bulunuldu. 2018'in başında temelde yeni örnekler açıklandı ve mobil elektrik santralleri bunları tamamlayabilir.
Savunma Bakanlığı için IEAU'nun geliştirilmesine ilişkin ilk raporların üzerinden neredeyse üç yıl geçti ve yeni ayrıntılar henüz ortaya çıkmadı. Belki aşağıdaki haber daha sonra, belirtilen tamamlanma tarihine yakın olarak görünecektir. Ancak, başka bir senaryo göz ardı edilemez - proje sonlandırılabilir ve bu nedenle hiçbir haber beklenemez.
Bütün bölgelerde
Tüm zorluklara ve belirsiz üne rağmen, nükleer enerji askeri ve sivil yapılar için büyük ilgi görüyor. En önemli ve gelecek vadeden alanlardan biri, çeşitli yeteneklere sahip küçük boyutlu ve mobil santraller haline gelmektir.
Rus nükleer endüstrisi bu alanda aktif olarak yer alıyor ve düzenli olarak yeni başarılar, umut verici gelişmeler ve hazır örnekler hakkında haberler alınıyor. Bu, gelecek için iyimser tahminler yapmamıza ve sonraki başarıları - bilimsel, teknik, pratik ve ticari - beklememize olanak tanır.