Mini reactor nuclear. Un atom pașnic în fiecare casă - reactoare nucleare în miniatură pentru toată lumea Cel mai mic reactor nuclear

Vă prezint un articol despre cum puteți face un reactor de fuziune lor mâinile!

Dar mai întâi cateva avertismente:

Acest de casă folosește tensiune care pune viața în pericol în timpul lucrului. În primul rând, asigurați-vă că sunteți familiarizat cu reglementările de siguranță de înaltă tensiune sau aveți nevoie de un prieten electrician calificat care să vă sfătuiască.

Când reactorul funcționează, vor fi emise niveluri potențial dăunătoare de raze X. Ecranarea cu plumb a ferestrelor de inspecție este obligatorie!

Deuteriu care va fi folosit în meşteşuguri– gaz exploziv. Prin urmare, o atenție deosebită trebuie acordată verificării compartimentului de combustibil pentru scurgeri.

Când lucrați, respectați regulile de siguranță, nu uitați să purtați îmbrăcăminte de protecție și echipament individual de protecție.

Lista materialelor necesare:

• Camera de vid;
• Pompa de prevacuum;
• pompă de difuzie;
• Sursă de înaltă tensiune capabilă să furnizeze 40 kV 10 mA. Polaritatea negativă trebuie să fie prezentă;
• Divizor de înaltă tensiune - sondă, cu capacitatea de a se conecta la un multimetru digital;
• Termocuplu sau baratron;
• Detector de radiații neutronice;
• contor Geiger;
• Deuteriu gazos;
• Rezistor mare de balast în intervalul 50-100 kOhm și aproximativ 30 cm lungime;
• Afișaj de cameră și televizor pentru a monitoriza situația din interiorul reactorului;
• Sticlă acoperită cu plumb;
• Instrumente plan general( , etc.).

Pasul 1: Asamblarea camerei de vid

Proiectul va necesita fabricarea unei camere cu vid de înaltă calitate.

Cumpărați două emisfere de la oţel inoxidabil, flanse pentru sisteme de vid. Vom găuri găuri pentru flanșele auxiliare și apoi le vom suda pe toate împreună. Inelele O din metal moale sunt situate între flanșe. Dacă nu ai fiert niciodată până acum, ar fi înțelept ca cineva cu experiență să facă treaba în locul tău. Din moment ce suduri trebuie să fie impecabil și fără defecte. După aceea, curățați temeinic camera de amprente. Pentru că vor contamina vidul și va fi dificil să se mențină stabilitatea plasmei.

Pasul 2: Pregătirea pompei de vid înalt

Să instalăm o pompă de difuzie. Umpleți-l cu ulei de înaltă calitate până la nivelul necesar (nivelul de ulei este indicat în documentație), fixați supapa de evacuare, pe care apoi o conectăm la cameră (vezi diagrama). Să atașăm pompa din față. Pompele de vid înalt nu sunt capabile să funcționeze din atmosferă.

Să conectăm apa pentru a răci uleiul în camera de lucru a pompei de difuzie.

De îndată ce totul este asamblat, porniți pompa de vid anterior și așteptați până când volumul este pompat la un vid preliminar. În continuare, pregătim pompa de vid înalt pentru pornire, pornind „boilerul”. Odată ce se încălzește (ceea ce poate dura ceva timp), vidul va scădea rapid.

Pasul 3: „Se bate”

Bataia va fi conectata la firele de inalta tensiune, care vor intra in volumul de lucru prin burduf. Cel mai bine este să utilizați filament de wolfram, deoarece are un punct de topire foarte ridicat și va rămâne intact timp de mai multe cicluri.

Pentru funcționarea normală a sistemului, este necesar să se formeze o „jantă sferică” de aproximativ 25-38 mm în diametru dintr-un filament de tungsten (pentru o cameră de lucru cu un diametru de 15-20 cm).

Electrozii la care este atașat firul de wolfram trebuie să fie proiectați pentru o tensiune de aproximativ 40 kV.

Pasul 4: Instalarea sistemului de gaz

Deuteriul este folosit ca combustibil pentru un reactor de fuziune. Va trebui să cumpărați un rezervor pentru acest gaz. Gazul este extras din apa grea prin electroliză folosind un mic aparat Hoffmann.

Vom atașa regulatorul de înaltă presiune direct la rezervor, vom adăuga o supapă cu ac de microdozare și apoi o vom atașa la cameră. Supapa cu bilă trebuie instalată între regulator și supapa cu ac.

Pasul 5: Înaltă tensiune

Dacă puteți achiziționa o sursă de alimentare adecvată pentru utilizarea într-un reactor de fuziune, atunci nu ar trebui să existe nicio problemă. Pur și simplu luați electrodul de ieșire negativ de 40kV și atașați-l la cameră cu un rezistor mare de balast de înaltă tensiune de 50-100k ohmi.

Problema este că adesea este dificil (dacă nu imposibil) să găsești sursa potrivită DC cu o caracteristică curent-tensiune (caracteristică volt-ampere) care ar îndeplini pe deplin cerințele declarate ale unui om de știință amator.

Fotografia prezintă o pereche de transformatoare de ferită de înaltă frecvență, cu un multiplicator în 4 trepte (situat în spatele lor).

Pasul 6: Instalarea detectorului de neutroni

Radiația neutronică este un produs secundar al reacției de fuziune. Poate fi fixat cu trei dispozitive diferite.

Dozimetru cu bule un dispozitiv mic care conține un gel în care se formează bule atunci când sunt ionizate de radiația neutronică. Dezavantajul este că este un detector integrativ care raportează numărul total de emisii de neutroni de-a lungul timpului în care a fost în uz (nu este posibil să se obțină date instantanee despre viteza neutronilor). În plus, astfel de detectoare sunt destul de dificil de achiziționat.

Argint activ moderatorul [parafină, apă etc.] situat în apropierea reactorului devine radioactiv, emitând fluxuri decente de neutroni. Procesul are un timp de înjumătățire scurt (doar câteva minute), dar dacă plasați un contor Geiger lângă argint, rezultatul poate fi documentat. Dezavantajul acestei metode este că argintul necesită un flux de neutroni destul de mare. În plus, sistemul este destul de greu de calibrat.

GamaMETER. Tuburile pot fi umplute cu heliu-3. Sunt similare cu un contor Geiger. Când neutronii trec prin tub, impulsurile electrice sunt înregistrate. Tubul este înconjurat de 5 cm de „material de încetinire”. Acesta este cel mai precis și util dispozitiv de detectare a neutronilor, cu toate acestea, costul unui tub nou este prohibitiv pentru majoritatea oamenilor și sunt extrem de rare pe piață.

Pasul 7: Porniți reactorul

Este timpul să porniți reactorul (nu uitați să instalați ochelari de vedere căptușiți cu plumb!). Porniți pompa frontală și așteptați până când volumul camerei este evacuat la pre-vacuum. Porniți pompa de difuzie și așteptați până când este complet încălzită și ajunge în modul de funcționare.

Blocați accesul sistemului de vid la volumul de lucru al camerei.

Deschideți ușor supapa cu ac din rezervorul de deuteriu.

Ridicați-vă înaltă tensiune pana vezi plasma (se va forma la 40 kV). Amintiți-vă regulile de siguranță electrică.

Dacă totul merge bine, vei vedea o explozie de neutroni.

Este nevoie de multă răbdare pentru a ridica presiunea la nivelul potrivit, dar odată ce este gata, este destul de ușor de gestionat.

Vă mulțumim pentru atenție!

„Și pentru depozitarea deșeurilor nucleare acasă, obținem o reducere la credit ipotecar”, a fost gluma unui anume caricaturist care nu este prea pasionat de energia nucleară. Dar deși nu au fost încă create centrale nucleare în bucătărie, se pare că totul se îndreaptă în acest sens. Cum îți place o stație nucleară în miniatură concepută pentru grupuri de case sau companii private? Poate fi comandat deja de la producător. Să lăsăm aprobările legale din țara noastră în afara sferei poveștii.

Consorțiul de transfer tehnologic al laboratoarelor federale din SUA (FLC) a prezentat recent premiul Notable Technology Development pentru Hyperion Power Generation din Santa Fe. Hyperion Power Module, un reactor nuclear de energie aproape de casă, este recunoscut ca o realizare remarcabilă.

Hyperion este o instalație neobișnuit de compactă alimentată cu uraniu slab îmbogățit. Este capabil să producă energie electrică de 25-27 megawați, ceea ce este suficient pentru 20 de mii de gospodării medii sau nu prea mari întreprindere industrială. Prețul electricității „nucleare” de la acest dispozitiv va fi de 10 cenți pe kilowatt-oră, promit dezvoltatorii.

Dar poate că acești „reactori ai viitorului” înșiși sunt incredibil de scumpi? Nu. John Deal, directorul executiv al Hyperion, spune: „Vor costa aproximativ 25 de milioane de dolari. Pentru o comunitate de 10.000 de gospodării, aceasta ar fi o achiziție foarte accesibilă – doar 2.500 USD per casă.”

Pe lângă corpul de oțel, Hyperion este, de asemenea, îmbrăcat într-o carcasă de beton. Doar câteva țevi ies afară. Interesant, pentru a reîncărca combustibilul nuclear, întregul modul reactorului ar trebui să fie demontat și dus la uzina de producție, iar apoi (cu o „încărcare” nouă) – înapoi. Din fericire, acest reactor este ușor de transportat cu camion, avion sau navă. Scump? Dar este foarte sigur. Pentru utilizatorul final, această unitate va fi o „cutie care nu poate fi spartă” (ilustrare realizată de Laboratorul Național Los Alamos).

Cu siguranță ceva se schimbă în lume. Gândește-te – vorbim despre o centrală nucleară mică, dar adevărată. Ești gata să vezi una în curtea vecinului tău? Cu toate acestea, nu veți putea admira noul produs, decât în ​​timpul instalării. La urma urmei, modulul de alimentare Hyperion trebuie să fie îngropat în pământ - de dragul unei mai mari siguranțe, desigur.

Primii cumpărători ai noului produs, însă, nu vor fi proprietari excentrici de cabane din zone prestigioase (vă puteți imagina, e lene să spuneți într-o conversație: „Ieri am cumpărat o centrală nucleară portabilă...”), ci industriali. companiilor. Hyperion a primit deja comenzi pentru 100 de unități, în principal de la companii petroliere și energetice.

Producția modulelor Hyperion ar trebui să înceapă în termen de cinci ani. Primul exemplar va merge în România la una dintre întreprinderile companiei cehe TES, care a achiziționat deja șase reactoare, după cum se spune, „de la bord” și intenționează să cumpere încă 12. Interesul pentru Hyperion a fost, de asemenea, afișat Insulele Cayman, Panama și Bahamas...

Dar acesta este doar începutul. Hyperion Power Generation intenționează să deschidă trei fabrici în diferite părți ale lumii pentru a produce 4.000 de astfel de unități între 2013 și 2023.

Reactorul nuclear într-un ceas de mână? Calmează-te – acesta este doar un ceas Radio Active „de design” de la Tokyoflash. Acum nu mai este în producție. Indicarea încărcării miezului și a nivelului de radiație reflectă ore și minute (fotografii de pe tokyoflash.com).

Ce rost au o mulțime de centrale nucleare minuscule? Justificarea introducerii unor astfel de surse de energie în zone îndepărtate, chiar și în așezări foarte mici, într-un ritm ridicat de construcție (o centrală nucleară convențională durează aproximativ 10 ani pentru a construi, una portabilă, asamblată într-o fabrică, este instalată pe site „într-o singură mișcare”), preț redus și simplitate.

Dacă centralele nucleare convenționale produc gigawați de energie, o nouă generație de centrale nucleare mici și, s-ar putea spune chiar, miniaturale (căreia îi aparține Hyperion Power Generation) operează cu capacități care sunt cu două până la trei ordine de mărime mai mici.

Astfel de reactoare mici în sine nu sunt noi. Este suficient să amintim submarine strategice, portavion sau spărgătoare de gheață cu propulsie nucleară. Dar una este să avem flote, care sunt „jucării” unei mașini de stat uriașe, și cu totul altceva să avem propria noastră centrală nucleară, pe care un oraș bogat o poate cumpăra împreună.

Principalul lucru este că orașul este progresist și are încredere în oameni de știință și ingineri. Ce susțin aceștia din urmă?

Sistemul Hyperion cu autoreglare completă are o siguranță inerentă. Autorii tehnologiei asigură că acest reactor nu va ajunge niciodată în modul supercritic și nu se va topi niciodată din cauza supraîncălzirii, iar dacă cineva dăunează în mod deliberat carcasa (care, în general, se presupune că este „ingropată” sub pământ și protejată), o cantitate mică de material activ va se răcește rapid. (În același timp, uraniul „de calitate pentru arme” nu poate fi obținut din combustibilul nuclear disponibil în dispozitiv, subliniază compania.)

Nu există părți mobile în interiorul modulului principal, ceea ce crește fiabilitatea sistemului. Și această centrală nucleară nu necesită întreținere luni, sau chiar ani. Reglează automat puterea generată în funcție de sarcina curentă din rețea. Și durata de viață la o benzinărie este (conform diferitelor surse) de la 5 la 10 ani. În același timp, deșeurile nucleare dintr-un singur ciclu se dovedesc a fi jumătate din dimensiunea unei mingi de fotbal.

De-a lungul deceniilor de carieră, Otis Peterson a primit numeroase premii pentru evoluții nu numai în domeniul nuclear, ci și, de exemplu, în domeniul laserelor (foto Los Alamos National Laboratory).

Acum este timpul să vorbim despre inventatorul reactorului energetic subminiatural. Acesta este Dr. Otis „Pete” Peterson de la Laboratorul Național Los Alamos. În leagănul bombei atomice au avut loc lucrările inițiale la instalație, numită acum Hyperion. Mai mult decât atât, designul dispozitivului se întoarce la un proiect de acum aproape 50 de ani, care și-a dovedit deja siguranța și ușurința de utilizare ca așa-numit reactor de antrenament.

Vă amintiți că la început am vorbit despre premiul consorțiului de transfer de tehnologie? Toate „secretele” centralei nucleare în miniatură au fost transferate de către laboratorul Los Alamos către Hyperion, care a primit o licență de la stat pentru a reproduce și comercializa dezvoltarea lui Peterson.

Apropo, în același Los Alamos se află al doilea birou al companiei Hyperion, cel în care lucrează dezvoltatorii sistemului miracol. Sediul companiei este situat în capitala statului.

Interesant este că Hyperion Power Generation nu este un pionier în nișa centralelor nucleare civile în miniatură. Este doar un exemplu izbitor al unei noi direcții a industriei care câștigă amploare, sugerând că centralele nucleare minuscule și extrem de automatizate împrăștiate în colțurile îndepărtate ale lumii vor ajuta atât așezările individuale care se confruntă cu dificultăți cu aprovizionarea cu energie, cât și planeta în ansamblu - prin reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră

Este aceasta cu adevărat o renaștere? energie nucleară, aruncând o privire prin vălul neîncrederii publicului (provocată, în primul rând, de tragedia de la Cernobîl)? Nu ne vom angaja să spunem sigur. Dar să ne uităm la alte exemple.

În anii 1960, a existat un optimism surprinzător al publicului cu privire la viitorul energiei nucleare. Unii chiar visau la mașini cu propulsie nucleară, iar industriașii de ajutor au stârnit interesul publicului cu „concepte atomice” (cum ar fi Ford Seattle-ite XXI din 1962 - în imagine). Puteți afla despre istoria sa (foto de pe shorey.net).

O „centrală nucleară plutitoare” (FNPP) nu este, desigur, încă un „reactor de casă” (la urma urmei, acest vas al centralei nucleare va cântări mai mult de 20 de mii de tone), dar puterea electrică de ieșire de 70 de megawați ne permite a scrie proiect rusesc(dezvoltându-se de câțiva ani) în categoria menționată mai sus.

Două reactoare de la bordul „barjei” plutitoare a centralei nucleare, „parcate” în largul coastei, ar trebui să furnizeze cutare sau cutare oraș atât cu energie electrică, cât și cu căldură. Din punct de vedere structural, instalația este similară cu centralele de spărgătoare de gheață nucleare, a căror vastă experiență de exploatare este disponibilă în țara noastră. O astfel de stație este mult mai ieftină decât o centrală nucleară clasică.

Un model pilot al centralei nucleare plutitoare este deja construit la Severodvinsk (unde va funcționa). Planurile includ Pevek și Vilyuchinsk.

Și trebuie doar să vă amintiți de minicentrala nucleară Toshiba 4S - un reactor foarte mic (subteran, încapsulat) capabil să furnizeze 10 megawați rețelei.

Japonezii și-au propus de mult să instaleze o astfel de mini-stație în Alaska - în orașul Galena, care are mai puțin de 700 de locuitori. Cu toate acestea, proiectul Centralei Nucleare Galena trece prin tot felul de aprobări și autorizații de câțiva ani încoace.

FNPP și Toshiba 4S (ilustrări Corporația de stat pentru energie atomică din Rusia/Sevmash, Toshiba).

De fapt, locuitorii din Galena sunt în favoarea. Consiliul local s-a pronunțat în repetate rânduri în favoarea instalării stației. Acest lucru este de înțeles. Inginerii japonezi jură că siguranța lui 4S (apropo, înseamnă Super Safe, Small, Simple) este fără precedent (din cauza caracteristicilor de design). Așadar, temerile legate de explozia notorie pot fi puse pe cel mai îndepărtat raft și se pot uita la beneficiile întreprinderii.

Toshiba va furniza reactorul gratuit! Ea va lua doar o „închiriere” de la galenieni pentru energia electrică generată: doar 5-13 cenți pe kilowatt-oră. Dacă comparăm cu costurile actuale ale unei anumite localități pentru motorina, care este transportată departe, alegerea devine clară.

Stația 4S ar trebui să funcționeze timp de 30 de ani impresionanți fără realimentare (un aliaj metalic de uraniu, plutoniu și zirconiu care a fost testat anterior, dar niciodată eliberat ca combustibil nuclear comercial). Apropo, pentru comparație, reactoarele plutitoare ale centralei nucleare vor necesita realimentare la 12 ani de la lansare.

Toshiba intenționează să depună o cerere la Comisia de Reglementare Nucleară din SUA în 2009, iar dacă răspunsul este pozitiv, centrala din Alaska ar putea intra în funcțiune în 2012 sau 2013.

Caritatea japonezilor este ușor de explicat - dacă proiectul din Galena are succes, Toshiba va încerca să vândă 4S-ul în toată America.

Iar centrala nucleară plutitoare rusă poate fi exportată (Insulele Capului Verde și-au arătat deja interesul). Apropo, trebuie remarcat faptul că oamenii de știință nucleari ruși scriu: combinația dintre centralele nucleare plutitoare cu o instalație de desalinizare este deosebit de promițătoare. Un astfel de complex autonom ar fi solicitat în multe țări.

Este orientativ: specialiștii de la Hyperion Power Generation prevăd o utilizare similară pentru minireactorul lor.

Centrală nucleară Hyperion completă cu sistem de desalinizare (ilustrarea Hyperion Power Generation).

Această companie consideră, în general, fabricile și fabricile doar ca o parte din potențialii cumpărători ai unei centrale nucleare mici. Sectorul rezidențial este a doua jumătate estimată.

Reducerea dependenței de petrolul importat, combaterea încălzire globală- totul este folosit pentru a convinge America că a venit vremea reactoarelor nucleare mici.

Și în acest impuls, aceeași Toshiba răsună cu oameni cu gânduri similare de peste ocean. Acesta testează un prototip al unei centrale nucleare și mai compacte (2 x 6 m) cu o putere de doar 200 de kilowați, relatează The Guardian. O astfel de instalație ar putea alimenta o casă timp de 40 de ani.

Sunt curios cât de mult vor percepe proprietarilor privați pentru îndepărtarea și eliminarea combustibilului nuclear uzat? Vă puteți imagina o astfel de coloană în grăsimea de la DEZ?

Deși estimările variază, nu există nicio îndoială că costul de pornire [numit cost pe watt] al unei centrale nucleare tipice cu un reactor de apă ușoară care utilizează uraniu slab îmbogățit drept combustibil este ridicat în comparație cu orice alternativă. Cu toate acestea, 70% din electricitatea americană este produsă fără emisii directe dioxid de carbon, contabilizează energia nucleară. Există modalități de a-l reduce?

Un mini reactor nuclear este o idee pentru a crea „module de reactoare” mici, închise, precum cel dezvoltat la Laboratorul Național Los Alamos și prezentat deja de Hyperion Power din Santa Fe. Compania intenționează să vândă un reactor închis de 1,5 metri lățime, 2,5 metri înălțime și 25 de megawați pentru 50 de milioane de dolari, care va fi instalat în subteran și va dura cel puțin 7 ani. Materialele promoționale prezentate la conferință nu arată decât un câmp verde și un copac pe el, o baterie mare ascunsă - mesajul Hyperion Power.

Desigur, în realitate turbină cu abur, generatorul și unitatea de răcire vor fi amplasate pe același teren verde, deplasând mai mulți arbori de pe afișul publicitar. Un reactor de reproducere rapidă va funcționa la temperaturi mai ridicate (aproximativ 500 de grade Celsius) decât reactoarele tradiționale, necesitând răcire cu metal lichid. În continuare, cea mai mare parte a căldurii va fi transferată în apă pentru a roti turbina, generând energie electrică.

Aceste reactoare mici sunt la fel de capabile de o reacție în lanț miez-topire, ca și reactoarele tradiționale, așa că au tije de control pentru a încetini reacția.

Hyperion Power nu este singura companie care promovează acest concept în industria reactoarelor. Deși modelele variază, Toshiba, Babcock & Wilcox și alții au propriile proiecte de reactoare mici similare cu propriile lor potențiali clienți, de exemplu, orașul Galena din Alaska cu o populație de 700 de oameni. Cu toate acestea, Comisia de Reglementare Nucleară a SUA (NRC) a refuzat să ia în considerare aceste reactoare mici, concentrându-și eforturile pe revigorarea tehnologiilor convenționale.

Dar poziția NRC se poate schimba. În februarie a acestui an, NRC a lansat un apel pentru potențialii producători de reactoare mici (cei sub 700 de megawați, așa cum sunt definite de NRC) să raporteze potențialele cereri viitoare de amplasare, licențe și certificare pentru planificarea volumului de lucru al agențiilor de reglementare. Potrivit Deborah Blackwell, vicepreședinte al Hyperion Power, compania sa nu așteaptă NRC și intenționează să înceapă să livreze noul său produs în diferite părți ale lumii până în 2013.

Tragediile de la centrala nucleară de la Cernobîl și la centrala nucleară de la Fukushima au zdruncinat încrederea omenirii că energia nucleară este viitorul. Unele țări, cum ar fi Germania, au ajuns în general la concluzia că centralele nucleare ar trebui abandonate cu totul. Dar problema folosirii energiei nucleare este foarte serioasă și nu tolerează concluzii extreme. Aici trebuie să evaluăm în mod clar toate argumentele pro și contra și, mai degrabă, să căutăm o cale de mijloc și soluții alternative la utilizarea atomului.

Fosilele organice, petrolul și gazele sunt folosite ca surse de energie pe Pământ astăzi; surse regenerabile de energie - soare, vant, combustibil lemnos; hidroenergie - râuri și tot felul de rezervoare adecvate acestor scopuri. Dar rezervele de petrol și gaze se epuizează și, în consecință, energia obținută cu ajutorul lor devine din ce în ce mai scumpă. Energia obținută din vânt și soare este o plăcere destul de costisitoare, datorită costului ridicat al centralelor solare și eoliene. Capacitățile energetice ale rezervoarelor sunt, de asemenea, foarte limitate. Prin urmare, mulți oameni de știință încă ajung la concluzia că, dacă Rusia rămâne fără rezerve de petrol și gaze, alternativele la abandonarea energiei nucleare ca sursă de energie sunt foarte mici. S-a dovedit că resursele mondiale de combustibil nuclear, cum ar fi plutoniul și uraniu, sunt de multe ori mai mari decât resursele energetice rezervele naturale de combustibil organic. Funcționarea centralelor nucleare în sine are o serie de avantaje față de alte centrale electrice. Ele pot fi construite oriunde, indiferent de resursele energetice ale regiunii, combustibilul pentru centralele nucleare are un conținut energetic foarte mare, aceste stații nu emit emisii nocive în atmosferă, cum ar fi substanțe toxice și gaze cu efect de seră și oferă în mod constant cele mai ieftine energie În clasamentul mondial după nivelul centralelor termice, Rusia este foarte în urmă, iar în ceea ce privește indicatorii centralelor nucleare, suntem printre primii, așa că pentru țara noastră, abandonarea energiei nucleare ar putea amenința o mare catastrofă economică. . Mai mult, în Rusia sunt deosebit de relevante anumite aspecte ale dezvoltării energiei nucleare, cum ar fi construcția de minicentrale nucleare. De ce? Totul aici este evident și simplu.

Proiectul unuia dintre ASMM - „Uniterm”

Reactoarele nucleare de mică putere (100-180 MW) au fost folosite cu succes în industria navală a țării noastre de câteva decenii. Recent, oamenii vorbesc din ce în ce mai mult despre necesitatea de a le folosi pentru a furniza energie în zonele îndepărtate ale Rusiei. Aici centralele nucleare mici vor putea rezolva problema aprovizionării cu energie, care a fost întotdeauna acută în multe regiuni greu accesibile. Două treimi din Rusia este o zonă de aprovizionare cu energie descentralizată. În primul rând, acestea sunt Nordul Îndepărtat și Orientul Îndepărtat. Nivelul de trai aici depinde în mare măsură de aprovizionarea cu energie. În plus, aceste regiuni sunt de mare valoare datorită concentrației mari de resurse minerale. Producția lor nu se dezvoltă sau se oprește adesea tocmai din cauza costurilor ridicate din sectoarele energie și transport. Energia aici provine din surse autonome care folosesc combustibili fosili. Iar livrarea unui astfel de combustibil în zonele greu accesibile este foarte costisitoare din cauza volumelor uriașe necesare și a distanțelor lungi. De exemplu, în Republica Sakha din Yakutia, din cauza fragmentării sistem energetic pentru zonele izolate cu putere redusă, costul energiei electrice este de 10 ori mai mare decât pentru „ continent" Este absolut clar că pentru un teritoriu mare cu o densitate redusă a populației, problema dezvoltării energetice nu poate fi rezolvată prin construcția de rețele la scară largă. Centralele nucleare de mică putere (LPNP) sunt una dintre cele mai realiste căi de ieșire din situație în această chestiune. Oamenii de știință au numărat deja 50 de regiuni din Rusia unde sunt necesare astfel de stații. Ei, desigur, vor pierde din punct de vedere al costului energiei electrice pentru o unitate de putere mare (pur și simplu nu este rentabil să construiți una aici), dar vor beneficia de o sursă de combustibili fosili. Potrivit experților, ASMM poate economisi până la 30% din costul energiei electrice în regiunile greu accesibile. Volume mici de combustibil consumat, ușurință în deplasare, costuri reduse cu forța de muncă pentru punere în funcțiune, personal minim de întreținere - aceste caracteristici fac din SNPP surse de energie indispensabile în zonele îndepărtate.

Indispensabilitatea ASMM a fost de mult recunoscută în multe alte țări ale lumii. Japonezii au dovedit că astfel de stații vor fi foarte eficiente în megaorașe. Funcționarea unui astfel de dispozitiv separat este suficientă pentru a furniza energie unui anumit număr de clădiri rezidențiale sau zgârie-nori. Reactoarele mici nu necesită spațiu scump și uneori indisponibil pentru a le localiza într-o zonă metropolitană. De asemenea, dezvoltatorii japonezi susțin că aceste reactoare pot compensa sarcinile de vârf din zonele urbane mari. Compania japoneză Toshiba dezvoltă proiectul ASMM - Toshiba 4S - de mult timp. Conform previziunilor dezvoltatorilor, durata sa de viață este de 30 de ani fără reîncărcare a combustibilului, puterea este de 10 MW, dimensiunile sunt de 22 pe 16 pe 11 metri, combustibilul unei astfel de minicentrale nucleare este un aliaj metalic de plutoniu, uraniu și zirconiu. Această stație nu necesită întreținere constantă, ci are nevoie doar de monitorizare ocazională. Japonezii propun să folosească un astfel de reactor în producția de petrol și vor să-și lanseze producția în serie până în 2020.

Nici oamenii de știință americani nu rămân în urma Japoniei. În câțiva ani, ei promit să comercializeze un mic reactor nuclear care va furniza energie satelor mici. Puterea unei astfel de stații este de 25 MW și este puțin mai mare ca dimensiune decât o canisa pentru câini. Această minicentrală nucleară va genera energie electrică non-stop, iar costul ei pe 1 kilowatt-oră va fi de numai 10 cenți nivel superior: pe lângă caroseria din oțel, Hyperion este rulat în beton numai specialiștii pot schimba combustibilul nuclear aici, iar acest lucru va trebui făcut la fiecare 5-7 ani. Compania producătoare Hyperion a primit deja o licență pentru a produce astfel de reactoare nucleare. Costul aproximativ al stației este de 25 de milioane de dolari. Pentru un oraș cu cel puțin 10 mii de case, este destul de ieftin.

În ceea ce privește Rusia, ei lucrează la crearea unor centrale nucleare mici de destul de mult timp. Oamenii de știință de la Institutul Kurchatov au dezvoltat acum 30 de ani minicentrala nucleară Elena, care nu necesită deloc putere. personalului de service. Prototipul său încă funcționează pe teritoriul institutului. Puterea electrică a stației este de 100 kW, este un cilindru cu o greutate de 168 de tone, cu un diametru de 4,5 și o înălțime de 15 metri. „Elena” este instalată într-o mină la o adâncime de 15-25 de metri și acoperită cu tavane de beton. Electricitatea sa va fi suficientă pentru a furniza căldură și lumină unui sat mic. Mai multe alte proiecte similare cu Elena au fost dezvoltate în Rusia. Toate îndeplinesc cerințele necesare de fiabilitate, siguranță, inaccesibilitate pentru cei din afară, neproliferarea materialelor nucleare etc., dar necesită considerabil lucrari de constructii când sunt instalate și nu îndeplinesc criteriile de mobilitate.

În anii 60, a fost testată o mică stație mobilă „TES-3”. Era format din patru transportoare autopropulsate pe șenile montate pe o bază întărită a tancului T-10. Pe două benzi transportoare au fost amplasate un generator de abur și un reactor de apă, un turbogenerator cu o parte electrică și un sistem de control al stației; Puterea unei astfel de stații era de -1,5 MW.

În anii 80, în Belarus a fost dezvoltată o mică centrală nucleară pe roți. Stația a fost numită „Pamir” și instalată pe un șasiu MAZ-537 „Uragan”. Era format din patru autoutilitare, care erau conectate prin furtunuri de gaz de înaltă presiune. Puterea lui Pamir a fost de 0,6 MW. Stația a fost destinată în primul rând să funcționeze într-un interval larg de temperatură, motiv pentru care a fost echipată cu un reactor răcit cu gaz. Dar ce s-a întâmplat tocmai în acești ani Accident de la Cernobîl, a distrus „automat” proiectul.

Toate aceste stații au avut anumite probleme care au împiedicat introducerea lor pe scară largă în producție. În primul rând, este imposibil să se asigure o protecție de înaltă calitate împotriva radiațiilor din cauza greutății mari a reactorului și a capacității de transport limitate. În al doilea rând, aceste minicentrale nucleare funcționau cu combustibil nuclear foarte îmbogățit de calitate „arme”, ceea ce era contrar standardelor internaționale care interziceau proliferarea. arme nucleare. În al treilea rând, a fost dificil să se creeze protecție împotriva accidentelor rutiere și a teroriștilor pentru centralele nucleare autopropulsate.

Întreaga gamă de cerințe pentru centrala nucleară a fost satisfăcută de centrala termică nucleară plutitoare. A fost fondată la Sankt Petersburg în 2009. Această minicentrală nucleară constă din două unități de reactoare pe o navă neautopropulsată cu punte lină. Durata sa de viață este de 36 de ani, timp în care reactoarele vor trebui repornite la fiecare 12 ani. Stația poate deveni o sursă eficientă de energie electrică și căldură pentru regiunile greu accesibile ale țării. O alta dintre functiile sale este desalinizarea apei de mare. Poate produce de la 100 la 400 de mii de tone pe zi. În 2011, proiectul a primit o concluzie pozitivă din evaluarea de mediu de stat. Cel târziu în 2016, este planificată să fie amplasată o centrală nucleară plutitoare în Chukotka. Rosatom așteaptă comenzi străine mari de la acest proiect.

De asemenea, recent s-a cunoscut faptul că una dintre companiile controlate de Oleg Deripaska, Eurosibenergo, împreună cu Rosatom au anunțat organizarea întreprinderii AKME-Engineering, care va lucra la crearea centralelor nucleare și va promova pe piață. În funcționarea acestor stații ei doresc să folosească reactoare cu neutroni rapizi cu lichid de răcire cu plumb-bismut, care au fost echipate cu submarine nucleare în perioada sovietică. Acestea sunt concepute pentru a furniza energie în zonele îndepărtate care nu sunt conectate la rețelele electrice. Organizatorii întreprinderii plănuiesc să câștige 10-15% din piața mondială a minicentralelor nucleare. Succesul acestei campanii îi determină pe analişti să se îndoiască de costul declarat al staţiei, care, conform previziunilor Eurosibenergo, va fi egal cu costul unei centrale termice de aceeaşi capacitate.

Succesul centralelor nucleare mici pe piața mondială a energiei nu este greu de anticipat. Necesitatea prezenței lor acolo este evidentă. Problemele legate de îmbunătățirea acestor surse de energie și de aducerea lor în conformitate cu parametrii necesari pot fi, de asemenea, rezolvate. Singura problemă globală rămâne costul, care astăzi este de 2-3 ori mai mare decât o centrală nucleară de 1000 MW. Dar este o astfel de comparație adecvată în acest caz? La urma urmei, ASMM-urile au o nișă complet diferită de utilizare - trebuie să ofere consumatori autonomi. Nimeni dintre noi nu s-ar gândi să compare costul kilowaților consumați de un ceas alimentat de o baterie și un cuptor cu microunde alimentat de la o priză.

Este posibil să asamblați un reactor în bucătărie? Mulți au pus această întrebare în august 2011, când povestea lui Handle a făcut titluri. Răspunsul depinde de obiectivele experimentatorului. Este dificil să creezi o „sobă” cu drepturi depline generatoare de electricitate în zilele noastre. În timp ce informațiile despre tehnologie au devenit mai accesibile de-a lungul anilor, obținerea materialelor necesare a devenit din ce în ce mai dificilă. Dar dacă un entuziast vrea pur și simplu să-și satisfacă curiozitatea efectuând măcar un fel de reacție nucleară, toate căile îi sunt deschise.

Cel mai faimos proprietar al unui reactor de acasă este probabil americanul David Hahn, „Radioactive Boy Scout”. În 1994, la vârsta de 17 ani, a asamblat unitatea într-un hambar. Au mai rămas șapte ani până la apariția Wikipedia, așa că un școlar, în căutarea informațiilor de care avea nevoie, a apelat la oameni de știință: le-a scris scrisori, prezentându-se ca profesor sau student.

Reactorul lui Khan nu a atins niciodată masa critică, dar cercetașul a reușit să primească o doză suficient de mare de radiații și mulți ani mai târziu a fost nepotrivit pentru jobul dorit în domeniul energiei nucleare. Dar imediat după ce poliția s-a uitat în hambarul lui și Agenția pentru Protecția Mediului a demontat instalația, Boy Scouts of America i-au acordat lui Khan titlul de Vultur.

În 2011, suedezul Richard Handl a încercat să construiască un reactor de reproducere. Astfel de dispozitive sunt folosite pentru a produce combustibil nuclear din izotopi radioactivi mai abundenți care nu sunt potriviti pentru reactoarele convenționale.

„Întotdeauna am fost interesat de fizica nucleară. „Am cumpărat tot felul de deșeuri radioactive de pe Internet: ace de ceas vechi, detectoare de fum și chiar uraniu și toriu.”

I-a spus lui RP.

Este chiar posibil să cumpărați uraniu online? „Da”, confirmă Handl. „Cel puțin așa a fost acum doi ani. Acum locul de unde l-am cumpărat a fost îndepărtat.”

Oxidul de toriu a fost găsit în părți ale lămpilor vechi cu kerosen și ale electrozilor de sudură, iar uraniul a fost găsit în margele de sticlă decorative. În reactoarele de reproducere, cel mai adesea combustibilul este toriu-232 sau uraniu-238. Când este bombardat cu neutroni, primul se transformă în uraniu-233, iar al doilea în plutoniu-239. Acești izotopi sunt deja potriviți pentru reacțiile de fisiune, dar, se pare, experimentatorul urma să se oprească aici.

Pe lângă combustibil, reacția avea nevoie de o sursă de neutroni liberi.

„Există o cantitate mică de americiu în detectoarele de fum. Am avut aproximativ 10-15 dintre ele și le-am primit de la ei.”

explică Handl.

Americiul-241 emite particule alfa - grupuri de doi protoni și doi neutroni - dar era prea puțin din el în vechii senzori cumpărați de pe Internet. Sursă alternativă a devenit radium-226 - până în anii 1950, a fost folosit pentru acoperirea acelui ceasului pentru a le face să strălucească. Se vând în continuare pe eBay, deși substanța este extrem de toxică.

Pentru a produce neutroni liberi, o sursă de radiație alfa este amestecată cu un metal - aluminiu sau beriliu. De aici au început problemele lui Handl: a încercat să amestece radiu, americiu și beriliu în acid sulfuric. Ulterior, o fotografie de pe blogul său cu o sobă electrică acoperită cu substanțe chimice a fost vehiculată în ziarele locale. Dar la acel moment, mai erau încă două luni până când poliția să apară în pragul experimentatorului.

Încercarea eșuată a lui Richard Handle de a obține neutroni liberi. Sursa: richardsreactor.blogspot.se Încercarea eșuată a lui Richard Handle de a obține neutroni liberi. Sursa: richardsreactor.blogspot.se

„Poliția a venit după mine chiar înainte să încep să construiesc reactorul. Dar din momentul în care am început să colectez materiale și să scriu pe blog despre proiectul meu, au trecut aproximativ șase luni”, explică Handl. A fost remarcat doar atunci când el însuși a încercat să afle de la autorități dacă experimentul său este legal, în ciuda faptului că suedezul și-a documentat fiecare pas într-un blog public. „Nu cred că s-ar fi întâmplat nimic. Plănuiam doar o scurtă reacție nucleară”, a adăugat el.

Handle a fost arestat pe 27 iulie, la trei săptămâni după scrisoarea către Autoritatea pentru Siguranța Radiațiilor. „Am stat doar câteva ore în închisoare, apoi a fost o audiere și am fost eliberat. Inițial, am fost acuzat de două capete de acuzare de încălcare a legii privind siguranța radiațiilor și unul de încălcare a legilor privind armele chimice, materialele pentru arme (aveam niște otrăvuri) și mediu”, a spus experimentatorul.

Este posibil ca circumstanțele externe să fi jucat un rol în cazul lui Handl. La 22 iulie 2011, Anders Breivik a comis atacuri teroriste în Norvegia. Nu este de mirare că autoritățile suedeze au reacționat dur la dorința unui bărbat de vârstă mijlocie cu trăsături orientale de a construi un reactor nuclear. În plus, polițiștii au găsit ricin și o uniformă de poliție în casa lui, iar la început a fost chiar suspectat de terorism.

În plus, pe Facebook, experimentatorul își spune „Mullah Richard Handle”. „Este doar o glumă interioară între noi. Tatăl meu a lucrat în Norvegia, există un mullah Krekar foarte faimos și controversat, de fapt, despre asta e vorba în glumă”, explică fizicianul. (Fondatorul grupării islamiste Ansar al-Islam este recunoscut de Curtea Supremă Norvegiană ca o amenințare la adresa securității naționale și se află pe lista teroristă a ONU, dar nu poate fi expulzat deoarece a primit statutul de refugiat în 1991 - se confruntă pedeapsa cu moartea. - RP).

Handle, în timp ce era investigat, nu a fost foarte atent. Acest lucru s-a încheiat și cu el acuzat de amenințare cu moartea. „Aceasta este o cu totul altă poveste, cazul este deja închis. Pur și simplu am scris pe internet că am un plan de crimă pe care îl voi duce la îndeplinire. Apoi a sosit poliția, m-a interogat și după audiere m-a eliberat din nou. Două luni mai târziu, cazul a fost închis. Nu vreau să intru în profunzime despre cine am scris, dar pur și simplu sunt oameni care nu-mi plac. Cred că eram beat. Cel mai probabil, poliția a acordat atenție acestui lucru doar pentru că am fost implicat în acel caz cu reactorul”, explică el.

Procesul lui Handle s-a încheiat în iulie 2014. Trei dintre cele cinci acuzații inițiale au fost renunțate.

„Am fost condamnat doar la amenzi: am fost găsit vinovat de o încălcare a legii privind siguranța radiațiilor și o încălcare a legii mediului”,

El explică. Pentru incidentul cu chimicale pe aragaz, el datorează statului aproximativ 1,5 mii de euro.

În timpul procesului, Handl a fost supus unui control psihiatric, dar nu a scos la iveală nimic nou. „Nu mă simt prea bine. Nu am făcut nimic timp de 16 ani, mi s-a dat o dizabilitate din cauza unor tulburări mintale. Odată am încercat să încep să studiez și să citesc din nou, dar după două zile a trebuit să renunț”, spune el.

Richard Handle are 34 de ani. La școală iubea chimia și fizica. Deja la vârsta de 13 ani făcea explozibili și plănuia să calce pe urmele tatălui său devenind farmacist. Dar la vârsta de 16 ani i s-a întâmplat ceva: Handl a început să se comporte agresiv. Mai întâi a fost diagnosticat cu depresie, apoi cu tulburare paranoidă. În blogul său, el menționează schizofrenia paranoidă, dar prevede că peste 18 ani i s-au pus aproximativ 30 de diagnostice diferite.

A trebuit să uit de cariera mea științifică. Pentru cea mai mare parte a vieții sale, Handle a fost forțat să ia medicamente - haloperidol, clonazepam, alimemazină, zopiclonă. Are dificultăți în a accepta informații noi și evită oamenii. A lucrat la uzină timp de patru ani, dar a fost nevoit să plece și din cauza handicapului.

După incidentul cu reactorul, Handl nu și-a dat seama încă ce să facă. Nu vor mai fi postări despre otrăvuri și bombe atomice pe blog - el își va posta picturile acolo. „Nu am niciun plan special, dar încă sunt interesat de fizica nucleară și voi continua să citesc”, promite el.