תוכניות של תחנות כוח מיקרו-גרעיניות מבטיחות - מים בלחץ, הליום, כור נויטרונים מהיר. מקור: atomic-energy.ru
צורות קטנות של תחנת כוח גרעינית
מהנדסי הבית לא החלו לפתח תחנות כוח גרעיניות בעלות הספק נמוך אתמול ואפילו לא שלשום. אם אתה מתעמק סיפור הנדסה גרעינית, אז בסוף שנות ה-50 תוכלו למצוא פרויקט ייחודי TES-3. זהו רכב אנרגיה בעל הנעה עצמית זחל המיועד לאזורים מרוחקים של ברית המועצות.
תחנת הכוח הגרעינית הניידת הפיקה עד 1 קילוואט, מורכבת מארבע שלדות טַנק T-10: בראשון הותקן כור מקורר מים, בשני מחולל קיטור, בשלישי טורבוגנרטור וברביעי מודול בקרה. משקלו של המתחם הייחודי עמד על 310 טון, האוטונומיה הייתה עד 250 ימים, וזו הייתה ההתנסות הראשונה מסוג זה בעולם. מערך הניסוי פעל מ-1961 עד 1965 כמעט ללא תקלות, מה שאישר את ההבטחה לכיוון זה.
השלב הבא היה ה-Pamir-630D, שפיתוחו החל ב-1965, אך אבות הטיפוס הורכבו רק ב-1985. מהנדסים בדקו כור עם לולאה אחת עם נוזל קירור המבוסס על דיניטרוגן טטרוקסיד על יחידה ניידת, מה שקבע מראש את מורכבות התכנון. ההנחה הייתה שבניגוד לשלדת הזחל, בסיס הגלגלים של ה-MAZ יאפשר לנוע בכבישי התשתית הציבורית. אלמלא צ'רנוביל והפוביות הקשורות בה, ניתן היה להעלות את הפמיר לתודעה ולהכניס אותו לשימוש כללי.
אחת המכונות של מתחם TES-3
בשנות ה-60 הם ערכו ניסויים בתחנות כוח גרעיניות ניידות בארצות הברית. במיוחד, הם בנו ML-1 ניסיוני לצרכי הפנטגון. בניגוד לטכנולוגיה הסובייטית, המתקן נארז בארבע מכולות שילוח וניסה להיות מותאם להובלה אווירית. הכל נעשה בשישה בלוקים, אבל הספק הפלט היה נמוך מהתכנון, והפרויקט נסגר.
הנושא של תחנות כוח גרעיניות ניידות הוא נרחב ומעניין, אם לקוראים יש עניין בסיפור הזה, אז זה בהחלט אפשרי להתעמק בתכונות הטכניות של פרויקטי פיילוט.
מוצר "Pamir-630D"
גדולות בהרבה מפלטפורמות קרקע ניידות הן תחנות כוח גרעיניות צפות, למשל, הפרויקט הרוסי Akademik Lomonosov. בשנת 2019, אקדמיק סיפקה את החשמל הראשון לעיירה פבק במחוז האוטונומי של צ'וקוטקה. לספינה שני כורי מים בלחץ בהספק של עד 70 מגוואט ואפשרות להתפלת מי ים. חיי שירות משוערים - עד 40 שנה.
בעתיד יופיעו יחידות OPEB צפות אופטימליות בעלות הספק של 100 MW, שהן קטנות יותר בהשוואה לאקדמיק לומונוסוב ובעלות הסופית. אבל הפרויקטים האלה טובים לאזורי החוף של הצפון הרחוק, במיוחד אלה הסמוכים לציר הים הצפוני.
ומה לגבי חפצים בעלי חשיבות אסטרטגית מרוחקים מ"היבשת"?
תחנות כוח גרעיניות לא שקטות
אספקת חשמל של מתקנים מרוחקים של משרד ההגנה הרוסי היא אחת המשימות העדיפות של פיתוח צבאי. הארקטי לא הולך מאיתנו לשום מקום, אבל יהיו יותר ויותר פלישות אליו מצד נאט"ו מדי שנה. אפשר כמובן לייבא פחם ומזוט בדרך הישנה, אבל הרבה יותר יעיל (ואפקטיבי) להתקין תחנת כוח גרעינית קטנה. השלילי היחיד הוא שבמקרה של מלחמה, הרס הכור עלול לגרום לאסון סביבתי קטן. די להסתכל על התשוקות סביב NPP זפורוז'יה כדי להבין את כל הניואנסים של השימוש הצבאי באטום אזרחי.
פעם פתח משרד הביטחון בפרויקט המחקר Grom-2016 שמטרתו לאמוד את עלות אספקת החשמל למתקני הצבא בצפון הרחוק. אנחנו מדברים על יחידות המוצבות באי וראנג'ל, הארכיפלגים של נובאיה זמליה, סברניה זמליה, פרנץ יוזף, האיים הסיביריים החדשים וכף שמידט. תחנת כוח גרעינית צפה כמו האקדמיק לומונוסוב יכולה להיות מותאמת לכל בסיס, אבל היא יקרה, והספק של כורי הספינה מוגזם.
עם הזמן, תוצאות המחקר היו אמורות להיות מומחזות לחפצים בעומק השטח הרוסי. ההספק החשמלי הנדרש לכל מתקן צבאי אינו עולה על 1,0–2,0 מגוואט, שהוא פי כמה פחות מתחנות הכוח הגרעיניות הצפות הפועלות ואף המתוכננות.
יש לציין כי מחברי הפרויקט ממכון המחקר של סנט פטרסבורג לחקר מערכת צבאית של הלוגיסטיקה של הכוחות המזוינים של RF בחרו בראש סדר העדיפויות את תכנית תחנות הכוח הגרעיניות התרמיוניות. לשם התייחסות, מכשירים כאלה משמשים להפעלת חלליות, הם קומפקטיים, אבל גם די יקרים.
רוסיה שלטה בייצור של תחנות כוח גרעיניות תרמיוניות קטנות מסוג בוק וטופז, המפיקות בין 2,5 ל-7 קילוואט. המשקל משתנה בהתאם לגרסה בתוך 900–1 ק"ג, והמשאב דל - לא יותר משנה. היא אמורה לפתח אב טיפוס של תחנת כוח גרעינית תרמיונית, הממוקמת בפיר בטון בקוטר של 000 מטר, עומק של כמטר ומכוסה בפקק נשלף מלמעלה. כור קומפקטי כזה צריך לייצר לפחות 0,42 קילוואט חשמל ולשרת כ-100 שנים.
העלות של תחנת כוח גרעינית אחת המבוססת על "מכרה" היא כמיליארד רובל. עלויות הפיתוח הכוללות רק על הנייר עולות על שמונה מיליארד רובל. עם זאת, זו רק אחת מהאפשרויות שניתנו - סוגים אחרים של מוצרים הופיעו בדוח הסופי.
מפעל עם טורבוגנרטור קלאסי היה חזק פי עשרה ויקר פי שלושה. עלות הפיתוח המוערכת היא כ-8,6 מיליארד. מהנדסים צבאיים מציעים לקחת כבסיס את ההתפתחויות של שנות ה-60-80, כולל ה-TPP-3 וה-Pamir-630D שהוזכרו לעיל. כל מודול של תחנת כוח גרעינית בקנה מידה קטן לא צריך להיות ארוך מ-16 מ', רחב מ-3,2 מ' וגבוה מ-4 מטרים. המסה מוכרזת בתוך 120 טון.
מעניין לציין כי הדו"ח מזכיר "משימה מיוחדת של ניטור ושליטה מרחוק על מצב החפץ עם אפשרות לחיסולו במקרה של איום ממשי בשבי על ידי האויב".
כור גרעיני - ממיר "טופז". יש הצעה להשתמש בפיתוחים במסגרת פרויקט זה כדי לספק חשמל לכוחות מצב צבאיים מרוחקים. מקור: wikipedia.org
לא משנה כמה פנטסטיות נראות ההתפתחויות המדעיות של הצבא, יש להן קרקע די מוחשית מתחתיהן. זה כבר נעשה בחו"ל. האמריקאים עובדים על תוכנית Delithium, הכוללת כמה פרויקטים. הקטנה ביותר היא סדרת E-Vinci מבית Westinghouse. דרישות לתחנות כוח גרעיניות - למעלה משמונה שנות פעילות אוטונומית, התקנה במתקן תוך 30 יום, הפקת חום וחשמל בהספק כולל של 5 מגוואט עד 13 מגוואט. מודול אחד של מתקן פלא כזה צריך להתאים למיכל סטנדרטי ולשקול לא יותר מ-40 טון.
אבות הטיפוס הראשונים צפויים עד 2025. העבודה מתבצעת גם על תחנת הכוח הגרעינית המיקרו-מודולרית Holos מבית Filippone and Associates LLC. יחידה זו צריכה להימסר לחיל מצבים מרוחקים מהיבשת על ידי מטוסי C-5 ו-C-17.
מעניין שבין המטרות העדיפות של בניית תחנות כוח גרעיניות בגודל קטן הוא צמצום אובדן שיירות הצבא. ההיגיון הוא כדלקמן - Holos מפחית את הצורך במתקנים צבאיים בדלק נוזלי, מה שאומר שיהיו פחות משאיות דלק בוערות. לפי הסטטיסטיקה, באפגניסטן איבדו האמריקאים 0,042 איש לשיירה, בעיראק - 0,026 איש. מבחינה כלכלית, הולוס ישתלם במקום הפריסה לא לפני 500 יום.
השימוש בתחנות כוח גרעיניות קטנות למטרות צבאיות לא ישנה מהותית את מרחב המבצעים, אך הוא יכול להפוך לתמריץ רב עוצמה לפיתוח הכיוון האזרחי המקביל. כפי שקרה יותר מפעם אחת בהיסטוריה.