Die Entwicklung der Kernenergie geht weiter, und einer ihrer interessantesten Bereiche ist der Bau kompakter und mobiler Kraftwerke. Sie haben erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen stationären Kernkraftwerken und können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. In den letzten Jahren wurden in unserem Land mehrere ähnliche Projekte entwickelt, von denen das bekannteste bereits in Betrieb genommen wurde.
Schwimmendes Kraftwerk
Am 22. Mai 2020 wurde das erste inländische schwimmende Kernkraftwerk (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr. 20870. Die Station wird im Hafen von Pevek (Autonomer Kreis Tschukotka) eingesetzt. Im Dezember letzten Jahres hat sie den ersten Strom in die lokalen Stromnetze eingespeist, im Juni begann die Wärmeversorgung.
Das Hauptelement des schwimmenden Kernkraftwerks ist ein schwimmendes Kraftwerk - ein nicht selbstfahrendes Schiff einer Sonderkonstruktion mit einer Verdrängung von mehr als 21,5 Tausend Tonnen. Das Kraftwerk ist mit zwei Reaktorblöcken KLT-40S und zwei Dampfturbinenblöcken ausgestattet. "Akademik Lomonosov" kann Strom und Dampf zum Heizen produzieren sowie Meerwasser entsalzen.
Das Kraftwerk wird zusammen mit speziellen Onshore-Anlagen betrieben. Vor dem Eis ist es durch einen speziellen Pier geschützt. Onshore ist auch die Infrastruktur für die Übertragung von Strom und Dampf in lokale Verteilnetze.
Die maximale Stromkapazität des neuesten schwimmenden Kernkraftwerks in Bezug auf Strom beträgt 70 MW. Die maximale Wärmeleistung beträgt 145 Gcal / h. Es wird argumentiert, dass solche Merkmale ausreichen, um eine Siedlung pro 100.000 Einwohner zu schaffen. Es ist merkwürdig, dass die gesamte Bevölkerung des Autonomen Kreises Tschukotka halb so klein ist und es eine ernsthafte Kapazitätsreserve gibt.
"Akademik Lomonosov" kann bis zu 35-40 Jahre arbeiten. Jährliche Wartungen und Reparaturen können on-the-fly durchgeführt werden. Nach 10-12 Betriebsjahren sind durchschnittliche Reparaturen im Werk erforderlich, wonach das Aggregat zum Liegeplatz zurückkehren und weiter Strom erzeugen kann.
Rosatom schlägt bereits ein neues FNPP-Projekt mit verbesserten Eigenschaften vor. Durch den Austausch von zwei KLT-40S-Einheiten durch RITM-200-Produkte ist es möglich, die Erzeugung auf 100 MW zu steigern und andere Parameter zu verbessern.
Bisher wurde nur ein schwimmendes Kraftwerk entlang der Pr. 20870 gebaut, das nun die abgelegene Region mit Strom versorgt. Gleichzeitig haben sich bereits mehrere ausländische Länder für schwimmende russische Kernkraftwerke interessiert, und in naher Zukunft könnten echte Aufträge erscheinen. Russland ist im "Handel" mit stationären landgestützten Kernkraftwerken recht aktiv, und jetzt können die Exporte auf Kosten schwimmender Kraftwerke expandieren.
Taschennetzteil
Auch im Bereich ultrakompakter Kraftwerke wurden bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. So arbeitet die National Research Technological University "MISiS" seit einigen Jahren an einer "Atombatterie" - der sogenannten. eine Beta-Voltaic-Stromquelle auf Basis von Nickel-63. Der erste Prototyp eines solchen Geräts wurde 2016 vorgestellt und weiter verbessert.
Die Prinzipien des Betavoltaik-Systems sind recht einfach. Die Batterie enthält ein radioaktives Element, das zu β-Teilchen zerfällt. Letztere fallen auf den Halbleiterwandler, was zur Bildung eines elektrischen Stroms führt. Durch die Verwendung unterschiedlicher spaltbarer Materialien, Halbleiterkonfigurationen usw. können Batterien mit unterschiedlichen Eigenschaften erstellt werden.
"Atombatterien" von MISIS haben ein interessantes Design. Dieses Element enthält 200 Schichten Nickel-63 mit einer Dicke von 2 Mikrometer, die durch 10 Mikrometer Diamantwandler getrennt sind. Letztere haben eine dreidimensionale Mikrokanalstruktur, die es ermöglicht, die gebildeten β-Partikel nahezu vollständig zu absorbieren.
Der fertige Akku hat die Mindestabmessungen - die Dicke beträgt unter Berücksichtigung des Gehäuses nicht mehr als 3-4 mm. Gewicht - 0,25 g Gleichzeitig ist die Leistung genauso gering. Die elektrische Leistung beträgt nur 1 µW. Im Vergleich zu anderen Entwicklungen schneidet das neue Produkt von MISIS jedoch mit höherer Effizienz und geringeren Kosten ab. Darüber hinaus ist es in der Lage, über viele Jahrzehnte Strom zu liefern.
Gegenwärtig wird die heimische "Atombatterie" vom Typ Beta-Voltaik zum Thema von Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften und Veranstaltungen zur internationalen Patentierung sind im Gange. Zukünftig ist es möglich, solche Geräte in die Praxis einzuführen. Haupteinsatzgebiet werden verschiedenste Forschungs- und Spezialgeräte mit geringem Energieverbrauch und hohen Anforderungen für die Dauer des Betriebs sein. Es kann sich beispielsweise um Geräte für die Meeres- oder Weltraumforschung handeln.
Zuvor versuchten sie, Atomstromquellen in die Medizin einzuführen, mussten aber wegen negativer Nebenwirkungen aufgegeben werden. Die neue Version der Batterie gefährdet die menschliche Gesundheit nicht, wodurch sie in Neuro- und Herzschrittmachern, verschiedenen Implantaten usw.
Kleines Handy
In der Vergangenheit wurden in unserem Land kleine Kernkraftwerke auf selbstfahrenden oder gezogenen Fahrgestellen errichtet. Damals erreichte kein einziges Projekt dieser Art die Massenproduktion und den Einsatz. Vor einigen Jahren wurde bekannt, dass diese Richtung wieder aufgenommen wird.
Im September 2017 erschienen in den heimischen Medien Informationen über den Beginn der Arbeiten an zwei neuen kleinen Kernkraftwerken (MAEU). Die Entwicklung erfolgt im Auftrag des Verteidigungsministeriums und sieht die Schaffung von Kraftwerken mit einer Leistung von 100 kW und 1 MW vor. Sie sollten auf einem gezogenen Chassis aufgebaut sein, das die Möglichkeit bietet, schnell an einen neuen Standort zu gelangen und dort einzusetzen.
Es wurde argumentiert, dass die Entwicklung von zwei MAEU ca. 6 Jahre. Der Zweck solcher Produkte wurde nicht bekannt gegeben, aber es gab Schätzungen über ihre mögliche Verwendung zur Stromversorgung von entfernten militärischen oder zivilen Objekten. Darüber hinaus wurden Vorschläge zum möglichen Einsatz von MAEU als Teil vielversprechender Waffensysteme mit hohem Energieverbrauch gemacht. Anfang 2018 wurden grundsätzlich neue Muster angekündigt – und mobile Kraftwerke könnten diese ergänzen.
Fast drei Jahre sind seit den ersten Berichten über die Entwicklung der IEAU für das Verteidigungsministerium vergangen, neue Details sind noch nicht aufgetaucht. Vielleicht erscheinen die nächsten Neuigkeiten später, näher am angegebenen Fertigstellungstermin. Ein anderes Szenario ist jedoch nicht auszuschließen – das Projekt hätte beendet werden können, und daher sind keine Neuigkeiten zu erwarten.
In allen Bereichen
Trotz aller Schwierigkeiten und des zwiespältigen Rufs ist die Kernkraft für militärische und zivile Strukturen von großem Interesse. Kleine und mobile Kraftwerke mit unterschiedlichen Fähigkeiten entwickeln sich zu einem der wichtigsten und zukunftsträchtigsten Bereiche.
Die russische Nuklearindustrie engagiert sich in diesem Bereich aktiv und es werden regelmäßig Neuigkeiten über neue Erfolge, vielversprechende Entwicklungen und fertige Muster übermittelt. Dies ermöglicht uns, optimistische Prognosen für die Zukunft zu machen und auf die nächsten Errungenschaften zu warten – wissenschaftlich, technisch, praktisch und kaufmännisch.
