В конце текущей недели должен стартовать международный форум WorldAtomicWeek. Это крупнейшее мероприятие организует ГК "Росатом". Форум приурочен к 80-летию атомной промышленности и будет посвящён атомной и смежным отраслям. Собираясь посетить форум, я обратился к читателям канала и собрал ряд наиболее интересных вопросов, ответы на которые планирую получить на форуме. В основном вопросы касались двух тем: маленьких реакторов и ядерных двигателей. Первые должны обеспечить энергией труднодоступные регионы, в том числе надводные исследовательские станции, а вторые совершить рывок в космической отрасли.
В преддверии получения информации об успехах атомной промышленности давайте посмотрим на то, что уже сделано и работает.
Зачем миру маленькие реакторы?
Ответ лежит на поверхности. Во-первых, чтобы обеспечить энергией труднодоступные населённые пункты или исследовательские станции. Во-вторых, максимально отсрочить перегрузку топлива в таких станциях. В-третьих, создать отрасль по производству блоков, из которых эти станции будут собираться, тем самым сделать их дешевле в производстве, а значит сделать дешевле цену вырабатываемых электроэнергии и тепла.
Обратившись к официальному сайту ГК "Росатом", информационному сайту "Страна Росатом", а также к опубликованным в известных СМИ интервью с техническими специалистами госкорпорации, удалось выяснить, что министанции разрабатываются ещё с середины прошлого века и в настоящий момент работает таких станций ровно две. Причём обе в России - это КЛТ-40С на лихтеровозе "Академик Ломоносов", и микро-АЭС "Елена" в Москве, заглублённая на 20 метров под Курчатовским институтом. Первый начали создавать в 1970-х, второй с 1989 года.
Но отличия министанций или как их еще называют - атомные станции малой мощности (АСММ), или по западной классификации SMR (small modular reactors – малые модульные реакторы) от обычных, классических АЭС состоят не только в размерах, а также в топливе, сроках перегрузки этого топлива,. а также в надёжности и более простом управлении.
В настоящее время, классические АЭС работают на уране-235. Современные проекты министанций должны работать на смеси урана-238 и плутония, перерабатывая отработавшее ядерное топливо. Такая станция пока реализуется в виде экспериментального проекта и носит название "Прорыв". Её старт запланирован на 2026 год.
Первые две - "Елена" и плавающая станция "Академик Ломоносов" работают на том же уране -235.
Из стран, которые приступили к постройке своего проекта SMR, известен только Китай со своим двухреакторным энергоблоком HTR-PM.
Все эти министанции включают в себя реакторы малой мощности. Как правило от 1 до 300 МВт. Российская плавучая атомная теплоэлектростанция в состав которой входит один плавучий энергоблок "Академик Ломоносов" мощностью 70 МВт обеспечивает электроэенергией, горячей водой и теплом город Певек на Чукотке. Ранее там использовалась угольная теплоэлектростанция. Но доставка в районы Крайнего Севера стоит дорого, а значит завозимый туда уголь обеспечивал город очень дорогой электроэнергией.
Министанция, расположенная на барже и требующая перегрузки топлива раз в 10 лет обходится куда дешевле. К тому же она полностью безопасна, автономна и в случае непредвиденной ситуации может сама себя заблокировать и остановить без участия человека.
Министанции фактически объединяют под одним корпусом и реактор и парогенератор, который крутит турбину, вырабатывающую электроэнергию.
В разработке "Росатома" для министанций сейчас находятся реакторы на быстрых нейтронах и свинцовом теплоносителе, исключающие аварии с выбросом радиации. Также, для их корпусов планируется использовать новые композитные материалы, стойкие к воздействию магнитного поля и высоких температур.
Атомная промышленность стремиться создать отрасль по производству готовых блоков для сборки министанций. Если это будет поставлено на поток, то производство таких станций "под ключ" будет занимать 2-3 года вместо 10 лет для классических АЭС.
Идём далее.
ЯЭДУ (ядерная энергодвигательная установка).
Насколько мне стало известно из официальных источников и интервью, опубликованных в сети, разрабатываемый ядерный ракетный двигатель - это головная боль и совместный проект "Росатома" и "Роскосмоса". Вкратце этот проект изложен на официальном сайте Центра Келдыша, имеющего прямое отношение к "Роскосмосу".
Разрабатывают такие двигатели две страны - Россия и США. Разработки идут с 1960-х годов. Успеха нет ни у первой, ни у второй, хотя Россия планировала представить опытный образец в текущем году.
Основные трудности в реализации проекта вызывает безопасность использования такого двигателя. Любая аварийная ситуация с использованием ЯЭДУ приведёт к непоправимым последствиям - глобальной катастрофе. Говоря простым языком, это мини-АЭС в космосе из которой должна вылетать нерадиоактивная струя, толкающая космический аппарат. Согласно интервью академика РАН Анатолия Коротеева, являющегося генеральным директором "Центра Келдыша", удельная тяга такого двигателя превышает химический в 20 раз.
Пока проект продолжает находится в стадии разработки и более подробную информацию о нём я попытаюсь выяснить на форуме WAW.
Статья подготовлена в рамках проекта Дзен "Неделя атомной промышленности (WAW) в Москве".