Мирный атом в каждый двор, дом и карман. Миниатюрная атомная энергетика на марше
Энергия атома бесконечна, и ее повсеместному использованию мешает только громоздкость и дороговизна инфраструктуры. Однако есть технические решения, позволяющие получать эту энергию на весьма компактных устройствах. Ядерный реактор в каждом телефоне? Почему бы и нет!
Т
ренд на миниатюризацию мирного атома имеет давнюю традицию. Такой мощный и надежный источник энергии, как ядерный реактор, хочется иметь везде, где нужно тепло или электричество.
Мы уже писали о «малой атомной генерации» («SMR», small modular reactors ) — малых модульных реакторах, которые гораздо удобнее и компактнее больших АЭС. Но это далеко не предел.
Если атомный реактор можно разместить на ледоколе или подводной лодке, то почему нельзя на автомобиле?
«Мегапауэр»
Самым мощным драйвером технологий, увы, является война. Ничто так не мотивирует человека к прогрессу, как возможность эффективно истребить ближнего своего. Атомная энергетика – самый яркий пример это тенденции, потому что началась она вовсе не с мирного атома. Работы над миниатюризацией ядерной генерации и сейчас, к сожалению, востребованы в первую очередь военными. Если можно сделать атомную бомбу, то почему бы не сделать атомный танк или самолет?
Хорошей иллюстрацией этого тренда стали несколько концепций ядерных реакторов с мощностью менее 10 МВт , которые могут использоваться при развертывании передовых военных баз экспедиционных сил. Военные были бы счастливы — как показывает опыт современных «малых войн», от 70% до 90% объема поставляемых на передовые базы и экспедиционные войска грузов приходилось на топливо. Например, в Ираке и Афганистане это поднимало конечную стоимость бензина для генераторов до $400 за галлон. В общем, военные очень хотят иметь небольшую атомную электростанцию прямо на базе, чтобы не возить туда топливо самолетами.
Один из проектов такого рода стал разрабатываемый Лос-Аламосской Национальной лабораторией (LANL) реактор «Мегапауэр». Его топливом является оксид урана, обогащенный до 19,5% в уране 235. Этот уровень низкого обогащения с точки зрения распространения считается «не оружейным». Масса топлива инкапсулируется в твердый стальной монолит, образуя субкритический ядерный сердечник, который окружен материалом, отражающим распад нейтронов, исходящих из металлического сердечника урана обратно в ядро, контролируемым образом, вызывая устойчивую ядерную реакцию.
Реактор предназначен для обеспечения 2 МВт электроэнергии и еще 2 МВт тепловой энергии в течение 12 лет непрерывной работы и весит около 35 тонн. Это не так мало, как хотелось бы военным, но уже можно доставить по воздуху или на трейлере. Активная зона реактора и все другое критическое оборудование размещены в специальной броне, которая защищает реакторные системы от внешнего воздействия, а также защищает персонал и окружающую среду от излучения активной зоны во время эксплуатации и транспортировки.