Sự phát triển của điện hạt nhân vẫn tiếp tục, và một trong những lĩnh vực thú vị nhất của nó là việc tạo ra các nhà máy điện nhỏ gọn và di động. Chúng có những lợi thế đáng kể so với các nhà máy điện hạt nhân cố định truyền thống và có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong những năm gần đây, một số dự án tương tự đã được phát triển ở nước ta, và dự án nổi tiếng nhất đã được đưa vào hoạt động.
Nhà máy điện nổi
Vào ngày 22 tháng 5 năm 2020, nhà máy nhiệt điện hạt nhân nổi trong nước đầu tiên (FNPP) "Akademik Lomonosov", trang 20870 đã được đưa vào vận hành thương mại. Nhà máy này được triển khai tại cảng Pevek (Chukotka Autonomous Okrug). Vào tháng 12 năm ngoái, nó đã cho dòng điện đầu tiên vào lưới điện địa phương và vào tháng 6 bắt đầu cung cấp nhiệt.
Phần tử chính của nhà máy điện hạt nhân nổi là một tổ máy điện nổi - tàu không tự hành có thiết kế đặc biệt, lượng choán nước hơn 21,5 nghìn tấn. Tổ máy được trang bị hai tổ máy phản ứng KLT-40S và hai tổ máy tuabin hơi. "Akademik Lomonosov" có thể sản xuất điện và hơi nước để sưởi ấm, cũng như thực hiện khử mặn nước biển.
Tổ máy điện được vận hành cùng với các phương tiện đặc biệt trên bờ. Từ băng, nó được bảo vệ bởi một bến tàu đặc biệt. Ngoài ra, trên bờ còn có cơ sở hạ tầng để truyền tải điện và hơi nước đến các mạng lưới phân phối địa phương.
Công suất tối đa của nhà máy điện hạt nhân nổi mới nhất về điện là 70 MW. Nhiệt năng tối đa là 145 Gcal / h. Người ta lập luận rằng những đặc điểm như vậy đủ để cung cấp một khu định cư trên 100 nghìn cư dân. Điều tò mò là toàn bộ dân số của Okrug tự trị Chukotka chỉ nhỏ bằng một nửa, và có một nguồn dự trữ nghiêm trọng về sức chứa.
"Akademik Lomonosov" sẽ có thể làm việc tới 35-40 năm. Bảo trì và sửa chữa hàng năm có thể được thực hiện ngay lập tức. Sau 10-12 năm hoạt động, trung bình phải sửa chữa tại nhà máy, sau đó tổ máy có thể hoạt động trở lại bến và tiếp tục phát điện.
Rosatom đã đề xuất một dự án FNPP mới với các đặc điểm được cải thiện. Bằng cách thay thế hai tổ máy KLT-40S bằng sản phẩm RITM-200, có thể nâng công suất phát điện lên 100 MW và cải thiện các thông số khác.
Cho đến nay, chỉ có một nhà máy điện nổi được xây dựng dọc theo trang 20870, hiện cung cấp điện cho vùng sâu vùng xa. Đồng thời, một số quốc gia nước ngoài đã quan tâm đến các nhà máy điện hạt nhân nổi của Nga và các đơn đặt hàng thực sự có thể xuất hiện trong tương lai gần. Nga khá tích cực trong việc "kinh doanh" các nhà máy điện hạt nhân đặt trên đất liền, và giờ đây xuất khẩu có thể mở rộng với chi phí là các trạm nổi.
Bộ nguồn bỏ túi
Kết quả đáng chú ý cũng đã thu được trong lĩnh vực nhà máy điện siêu nhỏ gọn. Vì vậy, Đại học Công nghệ Nghiên cứu Quốc gia "MISiS" đã nghiên cứu "pin hạt nhân" trong vài năm qua - cái gọi là. nguồn dòng điện beta-volta dựa trên niken-63. Nguyên mẫu đầu tiên của một thiết bị như vậy đã được giới thiệu vào năm 2016 và nó đã được cải tiến hơn nữa.
Các nguyên tắc của hệ thống betavoltaic khá đơn giản. Pin chứa một nguyên tố phóng xạ bị phân hủy tạo thành hạt β. Sự rơi xuống thứ hai trên bộ chuyển đổi bán dẫn, dẫn đến sự hình thành của dòng điện. Bằng cách sử dụng các vật liệu phân hạch, cấu hình bán dẫn khác nhau, v.v., có thể tạo ra các loại pin với các đặc tính khác nhau.
"Pin hạt nhân" từ MISIS có một thiết kế thú vị. Nguyên tố này chứa 200 lớp niken-63 với độ dày 2 micron, được phân tách bằng đầu dò kim cương 10 micron. Loại thứ hai có cấu trúc ba chiều vi kênh, giúp nó có thể hấp thụ gần như hoàn toàn các hạt β đã hình thành.
Pin thành phẩm có kích thước tối thiểu - độ dày không quá 3-4 mm, có tính đến vỏ. Trọng lượng - 0,25 g. Đồng thời, hiệu suất chỉ là nhỏ. Công suất điện chỉ là 1 μW. Tuy nhiên, sản phẩm mới của MISIS được so sánh thuận lợi hơn với các sản phẩm phát triển khác với hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn. Ngoài ra, nó có khả năng cung cấp dòng điện trong nhiều thập kỷ.
Hiện tại, "pin hạt nhân" trong nước thuộc loại beta-voltaic đang trở thành chủ đề của các ấn phẩm trên các tạp chí khoa học và các sự kiện cấp bằng sáng chế quốc tế đang được tiến hành. Trong tương lai, có thể đưa các thiết bị như vậy vào thực tế. Lĩnh vực ứng dụng chính sẽ là nhiều loại nghiên cứu và các thiết bị đặc biệt với mức tiêu thụ năng lượng thấp và yêu cầu cao trong suốt thời gian hoạt động. Ví dụ, nó có thể là thiết bị cho nghiên cứu hàng hải hoặc không gian.
Trước đây, họ đã cố gắng đưa các nguồn năng lượng hạt nhân vào trong y học, nhưng chúng phải bị từ bỏ do tác dụng phụ tiêu cực. Phiên bản mới của pin không đe dọa sức khỏe con người, nhờ đó nó có thể được sử dụng trong các máy tạo nhịp tim và thần kinh, các thiết bị cấy ghép khác nhau, v.v.
Điện thoại di động cỡ nhỏ
Trước đây, các nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ trên khung gầm tự hành hoặc xe kéo đã được tạo ra ở nước ta. Sau đó, không có một dự án nào thuộc loại này được đưa vào sản xuất và sử dụng hàng loạt. Vài năm trước, người ta đã biết về sự phục hồi của hướng này.
Vào tháng 9/2017, các phương tiện truyền thông trong nước đã xuất hiện thông tin về việc khởi công hai nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ mới (MAEU). Việc phát triển được thực hiện theo yêu cầu của Bộ Quốc phòng và cung cấp để tạo ra các tổ máy điện có công suất 100 kW và 1 MW. Chúng nên được xây dựng trên một khung gầm kéo để cung cấp khả năng chuyển và triển khai nhanh chóng đến một vị trí mới.
Có ý kiến cho rằng sự phát triển của hai MAEU sẽ mất khoảng. 6 năm. Mục đích của những sản phẩm như vậy không được tiết lộ, nhưng đã có những ước tính về khả năng sử dụng chúng để cung cấp năng lượng cho các đối tượng quân sự hoặc dân sự từ xa. Ngoài ra, các đề xuất đã được đưa ra về việc có thể sử dụng MAEU như một phần của các hệ thống vũ khí đầy hứa hẹn với mức tiêu thụ năng lượng cao. Vào đầu năm 2018, về cơ bản các mẫu mới đã được công bố - và các nhà máy điện di động có thể bổ sung cho chúng.
Đã gần ba năm trôi qua kể từ khi có báo cáo đầu tiên về sự phát triển của IEAU cho Bộ Quốc phòng, và không có chi tiết mới nào xuất hiện. Có lẽ tin tức tiếp theo sẽ xuất hiện muộn hơn, gần với ngày hoàn thành được chỉ định. Tuy nhiên, không thể loại trừ một kịch bản khác - dự án có thể đã bị chấm dứt, và do đó không thể mong đợi tin tức.
Ở mọi khu vực
Bất chấp tất cả những khó khăn và danh tiếng không rõ ràng, năng lượng hạt nhân được các cơ cấu quân sự và dân sự rất quan tâm. Các nhà máy điện di động và quy mô nhỏ với nhiều khả năng khác nhau đang trở thành một trong những lĩnh vực quan trọng và đầy hứa hẹn.
Ngành công nghiệp hạt nhân của Nga đang tích cực tham gia vào lĩnh vực này, và tin tức về những thành công mới, những bước phát triển đầy hứa hẹn và các mẫu làm sẵn thường xuyên được nhận. Điều này cho phép chúng ta đưa ra những dự báo lạc quan cho tương lai và chờ đợi những thành tựu tiếp theo - về mặt khoa học, kỹ thuật, thực tiễn và thương mại.
