Pad cijena nafte automatski smanjuje konkurentnost nuklearnih elektrana.

Glavni nedostatak nuklearnih elektrana- teške posljedice nesreća kojima su nuklearne elektrane opremljene za izbjegavanje najsloženiji sustavi sigurnost s višestrukim marginama i redundantnošću, osiguravajući isključenje taljenja jezgre čak i u slučaju maksimalno projektirane nesreće (lokalni potpuni poprečni puknuće cjevovoda cirkulacijske petlje reaktora).
Ozbiljan problem za nuklearne elektrane je njihova likvidacija nakon što se resursi iscrpe, a prema procjenama to može iznositi i do 20% cijene njihove izgradnje.
Iz niza tehničkih razloga krajnje je nepoželjno da NEK rade u manevarskim režimima, odnosno pokrivaju promjenjivi dio rasporeda električnih opterećenja.

Nuklearna energija se uglavnom povezuje s katastrofom u Černobilu koja se dogodila 1986. godine. Tada je cijeli svijet bio šokiran posljedicama eksplozije nuklearni reaktoršto rezultira tisućama ljudi ozbiljni problemi zdravlje ili smrt. Tisuće hektara zagađene zemlje na kojoj je nemoguće živjeti, raditi i uzgajati usjeve ili ekološki način proizvodnje energije, što će biti korak prema svjetlijoj budućnosti za milijune ljudi?

Prednosti nuklearne energije

Izgradnja nuklearne elektrane ostaje profitabilan kroz minimalni troškovi za proizvodnju energije. Kao što znate, ugljen je potreban za rad termoelektrana, a njegova dnevna potrošnja iznosi oko milijun tona. Uz trošak ugljena, dodaje se i trošak prijevoza goriva, koji također dosta košta. Što se tiče nuklearnih elektrana, to je obogaćeni uran, u vezi s kojim se uštede na troškovima prijevoza goriva i na njegovoj kupnji.


Također je nemoguće ne primijetiti ekološku prihvatljivost rada nuklearnih elektrana, jer Dugo vrijeme vjerovalo se da će upravo nuklearna energija zaustaviti onečišćenje okoliš. Gradovi koji su izgrađeni okolo nuklearne elektrane, ekološki prihvatljiv, budući da rad reaktora nije popraćen stalnim ispuštanjem štetnih tvari u atmosferu, štoviše, za korištenje nuklearnog goriva nije potreban kisik. Zbog toga ekološku katastrofu gradova mogu trpjeti samo ispušni plinovi i rad drugih industrijskih objekata.

Štednja u ovaj slučaj nastaje zbog činjenice da nije potrebno graditi postrojenja za tretman kako bi se smanjile emisije produkata izgaranja u okoliš. Problem sa zagađenjem veliki gradovi Danas to postaje sve aktualnije, budući da je razina onečišćenja u gradovima u kojima se grade TE često 2-2,5 puta veća od kritičnih pokazatelja onečišćenja zraka sumporom, letećim pepelom, aldehidima, ugljičnim oksidima i dušikom.

Černobilska katastrofa je postala velika lekcija za svjetsku zajednicu, u vezi s kojom možemo reći da je rad nuklearnih elektrana svake godine sve sigurniji. Instalirane su gotovo sve nuklearne elektrane dodatne mjere sigurnosti, što je uvelike smanjilo mogućnost da se dogodi nesreća poput černobilske katastrofe. Reaktori tipa Chernobyl RBMK zamijenjeni su reaktorima nove generacije s povećanom sigurnošću.

Nedostaci nuklearne energije

Glavni nedostatak nuklearne energije je sjećanje na to kako se prije gotovo 30 godina dogodila nesreća na reaktoru, eksplozija na kojoj se smatrala nemogućem i praktički nerealnom, što je izazvalo svjetsku tragediju. Dogodilo se to jer je nesreća zahvatila ne samo SSSR, nego i cijeli svijet - radioaktivni oblak iz sadašnje Ukrajine krenuo je prvo prema Bjelorusiji, nakon Francuske, Italije, i tako stigao do Sjedinjenih Država.

Čak i pomisao da bi se to jednog dana moglo ponoviti izaziva mnoge ljude i znanstvenike da se protive izgradnji novih nuklearnih elektrana. Inače, katastrofa u Černobilu ne smatra se jedinom nesrećom ove vrste, događaji nesreće u Japanu u Nuklearna elektrana Onagawa i Nuklearna elektrana Fukushima - 1 gdje je izbio požar kao posljedica snažnog potresa. To je izazvalo topljenje nuklearnog goriva u reaktoru bloka broj 1, zbog čega je počelo curenje zračenja. To je bila posljedica evakuacije stanovništva koje je živjelo na udaljenosti od 10 km od stanica.

Vrijedi se prisjetiti i velike nesreće u kojoj su 4 osobe poginule, a više od 200 ozlijeđeno od vruće pare iz turbine trećeg reaktora. Svakodnevno, krivnjom čovjeka ili stihijom, moguće su nesreće u nuklearnim elektranama, uslijed kojih će radioaktivni otpad dospjeti u hranu, vodu i okoliš, otrovajući milijune ljudi. Upravo se to danas smatra glavnim nedostatkom nuklearne energije.

Osim toga, vrlo je akutan problem odlaganja radioaktivnog otpada, potrebne su velike površine za izgradnju groblja, što je veliki problem za male zemlje. Unatoč činjenici da je otpad bitumezan i skriven iza debljine željeza i cementa, nitko ne može točno uvjeriti svakoga da će ostati siguran za ljude dugi niz godina. Također, ne zaboravite da je zbrinjavanje radioaktivnog otpada vrlo skupo, zbog uštede na vitrfikaciji, spaljivanju, zbijanju i cementiranju radioaktivnog otpada moguće je njihovo istjecanje. Uz stabilno financiranje i veliki teritorij zemlje, ovaj problem ne postoji, ali se time ne može pohvaliti svaka država.

Također je vrijedno napomenuti da se tijekom rada nuklearnih elektrana, kao i u svakoj proizvodnji, događaju nesreće, što uzrokuje ispuštanje radioaktivnog otpada u atmosferu, zemljište i rijeke. Najmanje čestice urana i drugih izotopa prisutne su u zraku gradova u kojima se grade nuklearne elektrane, što uzrokuje trovanje okoliša.

nalazima

Iako nuklearna energija ostaje izvor onečišćenja i mogućih katastrofa, treba napomenuti da će se njezin razvoj nastaviti, makar samo iz razloga što jeftin način dobivanje energije, a naslage ugljikovodičnih goriva postupno se iscrpljuju. U vještim rukama nuklearna energija doista može postati siguran i ekološki prihvatljiv način proizvodnje energije, no ipak je vrijedno napomenuti da se većina katastrofa dogodila upravo zbog čovjeka.

U problemima odlaganja radioaktivnog otpada vrlo je važno međunarodnoj suradnji, jer samo ona može osigurati dovoljna sredstva za sigurno i dugoročno odlaganje radioaktivnog otpada i istrošenog nuklearnog goriva.

sveprisutna primjena nuklearna energija započeo zahvaljujući znanstveni i tehnološki napredak ne samo na vojnom polju, nego i u miroljubive svrhe. Danas je nemoguće bez toga u industriji, energetici i medicini.

Međutim, korištenje nuklearne energije ima ne samo prednosti, već i nedostatke. Prije svega, to je opasnost od zračenja, kako za čovjeka tako i za okoliš.

Korištenje nuklearne energije razvija se u dva smjera: korištenje u energetici i korištenje radioaktivnih izotopa.

U početku se atomska energija trebala koristiti samo u vojne svrhe, a sav razvoj je išao u tom smjeru.

Korištenje nuklearne energije u vojnoj sferi

Za proizvodnju se koristi veliki broj visokoaktivnih materijala nuklearno oružje. Stručnjaci procjenjuju da nuklearne bojeve glave sadrže nekoliko tona plutonija.

Nuklearno oružje se spominje jer uzrokuje uništenje na ogromnim područjima.

Prema dometu i snazi ​​naboja, nuklearno oružje se dijeli na:

• Taktički.
• Operativno-taktička.
• Strateški.

Nuklearno oružje se dijeli na atomsko i vodikovo. Nuklearno oružje temelji se na nekontroliranim lančanim reakcijama fisije teških jezgri i reakcijama.Za lančanu reakciju koristi se uran ili plutonij.

Skladištenje takvih veliki broj opasni materijali Ovo je velika prijetnja čovječanstvu. A korištenje nuklearne energije u vojne svrhe može dovesti do strašnih posljedica.

Prvi put nuklearno oružje korišteno je 1945. za napad na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki. Posljedice ovog napada bile su katastrofalne. Kao što znate, ovo je bila prva i posljednja upotreba nuklearne energije u ratu.

Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA)

IAEA je osnovana 1957. godine s ciljem razvoja suradnje među državama u području korištenja atomske energije u miroljubive svrhe. Agencija od samog početka provodi program "Nuklearna sigurnost i zaštita okoliša".

Ali najviše glavna funkcija- ovo je kontrola nad aktivnostima zemalja u nuklearnoj sferi. Organizacija kontrolira da se razvoj i korištenje nuklearne energije odvija samo u mirnodopske svrhe.

Svrha ovog programa je pružiti sigurno korištenje nuklearna energija, zaštita čovjeka i okoliša od djelovanja zračenja. Agencija je također proučavala posljedice nesreće u nuklearnoj elektrani u Černobilu.

Agencija također podržava proučavanje, razvoj i korištenje nuklearne energije u mirnodopske svrhe te djeluje kao posrednik u razmjeni usluga i materijala između članova agencije.

Zajedno s UN-om, IAEA definira i uspostavlja sigurnosne i zdravstvene standarde.

Nuklearna elektrana

U drugoj polovici četrdesetih godina dvadesetog stoljeća sovjetski znanstvenici počeli su razvijati prve projekte za miroljubivo korištenje atoma. Glavni smjer tog razvoja bila je elektroprivreda.

A 1954. godine izgrađena je stanica u SSSR-u. Nakon ovog programa brzi rast nuklearna energija počela se razvijati u SAD-u, Velikoj Britaniji, Njemačkoj i Francuskoj. Ali većina njih nije ispunjena. Kako se pokazalo, nuklearna elektrana nije mogla konkurirati stanicama koje rade na ugljen, plin i loživo ulje.

No, nakon početka globalne energetske krize i rasta cijena nafte, potražnja za nuklearnom energijom je porasla. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća stručnjaci su smatrali da kapacitet svih nuklearnih elektrana može zamijeniti polovicu elektrana.

Sredinom 80-ih rast nuklearne energije ponovno je usporen, zemlje su počele revidirati planove za izgradnju novih nuklearnih elektrana. Tome je doprinijela i politika štednje energije i pad cijena nafte, kao i katastrofa u černobilskoj elektrani, koja je Negativne posljedice ne samo za Ukrajinu.

Nakon toga su neke zemlje u potpunosti obustavile gradnju i rad nuklearnih elektrana.

Nuklearna energija za svemirska putovanja

Više od tri desetke nuklearnih reaktora odletjelo je u svemir, korišteni su za proizvodnju energije.

Amerikanci su prvi put koristili nuklearni reaktor u svemiru 1965. godine. Uran-235 je korišten kao gorivo. Radio je 43 dana.

U Sovjetskom Savezu, na Institutu za atomsku energiju pokrenut je reaktor Romashka. Bio je namijenjen za korištenje na letjelica uz No, nakon svih testova, nikada nije lansiran u svemir.

Sljedeća nuklearna instalacija Buk korištena je na satelitu za radarsko izviđanje. Prvi aparat lansiran je 1970. s kozmodroma Bajkonur.

Danas Roskosmos i Rosatom predlažu projektiranje svemirski brod, koji će biti opremljen nuklearnim raketnim motorom i moći će doći do Mjeseca i Marsa. Ali za sada je sve u fazi prijedloga.

Primjena nuklearne energije u industriji

Atomska energija se koristi za povećanje osjetljivosti kemijska analiza te proizvodnju amonijaka, vodika i drugih kemikalija koje se koriste za proizvodnju gnojiva.

Nuklearna energija, čija uporaba u kemijskoj industriji omogućuje dobivanje novih kemijski elementi, pomaže u ponovnom stvaranju procesa koji se događaju u Zemljina kora.

Nuklearna energija se također koristi za desalinizaciju slane vode. Primjena u crnoj metalurgiji omogućuje dobivanje željeza iz željezne rude. U boji - koristi se za proizvodnju aluminija.

Korištenje nuklearne energije u poljoprivredi

Korištenje nuklearne energije u poljoprivreda rješava probleme selekcije i pomaže u suzbijanju štetnika.

Nuklearna energija se koristi za stvaranje mutacija u sjemenkama. To se radi kako bi se dobile nove sorte koje donose veći prinos i otporne su na bolesti usjeva. Dakle, više od polovice pšenice uzgojene u Italiji za izradu tjestenine uzgojeno je mutacijom.

Također, radioizotopi se koriste za određivanje bolje načine primjena gnojiva. Primjerice, uz njihovu pomoć utvrđeno je da je pri uzgoju riže moguće smanjiti primjenu dušičnih gnojiva. Time je ne samo uštedjen novac, već je sačuvan i okoliš.

Pomalo čudna upotreba nuklearne energije je zračenje ličinki insekata. To je učinjeno kako bi se neškodljivo prikazali za okoliš. U ovom slučaju, kukci koji su izašli iz ozračenih ličinki nemaju potomstvo, ali u ostalim aspektima su sasvim normalni.

nuklearna medicina

Medicina koristi radioaktivne izotope za postavljanje točne dijagnoze. Medicinski izotopi imaju kratko vrijeme poluraspada i ne predstavljaju posebnu opasnost i za druge i za pacijenta.

Još jedna primjena nuklearne energije u medicini otkrivena je sasvim nedavno. Ovo je pozitronska emisijska tomografija. Može pomoći u otkrivanju raka u ranoj fazi.

Primjena nuklearne energije u prometu

Početkom 50-ih godina prošlog stoljeća pokušano je stvoriti tenk na nuklearni pogon. Razvoj je započeo u SAD-u, ali projekt nikada nije zaživio. Uglavnom zbog činjenice da u tim tenkovima nisu mogli riješiti problem zaštite posade.

Poznata Fordova tvrtka radila je na automobilu koji bi radio na nuklearnu energiju. Ali proizvodnja takvog stroja nije išla dalje od izgleda.

Stvar je u tome što je nuklearna instalacija zauzimala puno prostora, a automobil se pokazao vrlo sveobuhvatnim. Kompaktni reaktori se nikada nisu pojavili, dakle ambiciozan projekt ugašen.

Vjerojatno najpoznatiji transport koji radi na nuklearnu energiju su razni brodovi, vojni i civilni:

• Transportni brodovi.
• Nosači zrakoplova.
• Podmornice.
• krstarice.
• Nuklearne podmornice.

Prednosti i nedostaci korištenja nuklearne energije

Danas je udio u svjetskoj proizvodnji energije oko 17 posto. Iako čovječanstvo koristi, ali njegove rezerve nisu beskrajne.

Stoga, kao Alternativna opcija, koristi se Ali proces dobivanja i korištenja povezan je s velikim rizikom za život i okoliš.

Naravno, nuklearni reaktori se stalno usavršavaju, poduzimaju se sve moguće sigurnosne mjere, ali ponekad to nije dovoljno. Primjer su nesreće u Černobilu i Fukušimi.

S jedne strane, reaktor koji ispravno radi ne emitira nikakvo zračenje u okoliš, dok iz termoelektrana u atmosferu ulazi velika količina štetnih tvari.

Najveća opasnost je istrošeno gorivo, njegova prerada i skladištenje. Jer do danas nije u potpunosti izmišljen siguran način zbrinjavanje nuklearnog otpada.

U svijetu ljudi daleko od nuklearne energije postoji gotovo zavjernička ideja da TORIJ- to je ono što zli atomski Pinocchio skriva od krznenih potrošača struje. Jeftin, siguran i ne ostavlja radioaktivni otpad – mogao je nuklearnu energiju dovesti do vrhunaca moći, ali iz nekog razloga nije.

Današnja flota industrijskih nuklearnih reaktora u potpunosti koristi uranovo gorivo, a posebno izotop U235. To se dogodilo iz jednostavnog razloga - ovo je jedini prirodni izotop koji može podržati lančanu reakciju raspadanja. Ostalo prirodno teški elementi, na primjer U238 i Th232 (isti torijev) lanac nuklearna reakcija ne podržavaju. Postoji još nekoliko umjetno dobivenih koji su sposobni raditi u reaktoru - na primjer, dobro poznati Pu239 ili U233 - dobiveni transmutacijom tih istih U238, Th232.

Reaktori s teškom vodom jedan su od tri glavna dizajna (zajedno s plinskim hlađenim reaktorima i reaktorima s rastaljenom soli) u kojima se može primijeniti torijev ciklus.

Dakle, prva je točka zašto ne vidimo stotine torijevih reaktora koji veselo opskrbljuju svijet električnom energijom – torij nije nuklearno gorivo. Ima smisla samo kao dio zatvorenog nuklearnog gorivnog ciklusa (CFFC), koji nigdje nije u potpunosti implementiran. Kao i CNFC na bazi urana, torij će trebati brze reaktore s omjerom uzgoja većim od 1, postrojenja za radiokemijsku obradu i druge CNFC čipove.
Zapravo, Th232 je konkurent U238 - tvari koja se može pretvoriti u nuklearno gorivo. Općenito govoreći, svaki od kandidata za nuklearno gorivo ima svoje prednosti i nedostatke:

• 1. U zemljinoj kori ima nekoliko puta više torija nego urana. Ovo je plus torij.
• 2. Torij nema problema s manjim aktinidima, gorivo na bazi torijevog ciklusa postaje neradioaktivno nakon nekoliko stotina godina naspram stotina tisuća u ciklusu urana. To je njegova glavna prednost, više o tome u nastavku.
• 3. No, torij se mora iskopati, dok se 3,5 milijuna tona urana već nalazi u skladištima
• 4. Tijekom transmutacije nastaje Th232->U233 intermedijer Pa233, koji se dosta dugo razgrađuje i predstavlja neutronski otrov. Ovo je ogroman minus, o tome ćemo govoriti u nastavku.
• 5. Bočni izotop U232, koji će se proizvoditi u gorivu s torijem, tijekom raspadanja daje lanac tvrdih gama emitera koji uvelike otežavaju preradu istrošenog nuklearnog goriva.

Jasno je da uz takav hendikep (točka 3) i izostanak CFFC-a, torij nema baš velike šanse za realizaciju, barem za danas. A inače, torij nema nikakvih nedostataka ni prednosti. Često mu se, primjerice, pripisuje da nema problema s širenjem tehnologija nuklearnog oružja. Ovo nije istina. Da, plutonija nema, ali postoji U233, koji pravi izvrsne nuklearne bombe.

Transformacija materijala u gorivu modernog reaktora: 3,5% U235 se raspada u produkte fisije, paralelno se iz U238 proizvodi 3% Pu, od čega se 2% također raspada dajući toplinu i neutrone.

Sada razgovarajmo o točkama 2 i 4 detaljnije, jer. oni su odlučujući za budućnost torija.

Dakle, u čemu je problem minornih aktinida? Tijekom rada nuklearnog reaktora na konvencionalno, ljudsko gorivo, od 3-5% U235 i 95-97% U238, pri apsorpciji neutronima nastaju razne neugodne tvari - minorni aktinidi. To uključuje neptunij Np-237, izotope americija Am-241, -243, kurij Cm-242, -244, -245. Svi su radioaktivni, i prilično neugodni - snažni gama emiteri. No, bit će ih vrlo malo u svježem SNF-u - nekoliko kilograma po toni, naspram desetaka kilograma fisijskih produkata (poput famoznog Cs-137), koji su još aktivniji. U čemu je problem?

Transformacije izotopa u uranovom gorivu u reaktoru.

Problem je u poluživotu. Cs-137 ima najduži poluživot fisijskih produkata - i to je ~ 30 godina. Za 300 godina njegova će se aktivnost smanjiti za faktor od 1000, a za 900 godina za milijardu. To znači da je u povijesno doglednom vremenu moguće prestati brinuti o koroziji SNF-a i zaštititi ga od loših amatera radioaktivnosti.

Procjene za nuklearnu energiju: kapacitet u GW Pel, povijesna proizvodnja energije u GW*god. Qel, mase istrošenog goriva u tonama, mase plutonija u ovom istrošenom gorivu MPu u tonama i drugi izotopi u kilogramima

Ali za manje aktinide, poluživoti su tisuće godina. To znači da se rok trajanja produljuje sa stotina godina na desetke tisuća. Takvo je vrijeme već prilično teško zamisliti, ali može se zamisliti da će se intenzivnim radom nuklearne energije za nekoliko tisuća godina poprilično velik teritorij napuniti istrošenim nuklearnim gorivom, a najpopularnija profesija će se „potrošiti štitnik za skladište goriva”.

A Šveđani već zauvijek zakopavaju nuklearno gorivo prema ovoj shemi u spremištu Forsmarka.

Situacija se mijenja ako se, umjesto na jednostruki ciklus goriva (koji sada postoji), prijeđemo na zatvorena petlja- proizvodnju nuklearnog goriva iz U238 ili Th232 i spaljivanje u reaktoru. S jedne strane, volumen SNF-a, iz očitih razloga, naglo se smanjuje, ali s druge strane količina minornih aktinida će rasti i rasti. Problem uništavanja (transmutacijom i fisijom) minornih aktinida u nuklearnim reaktorima jedan je od najznačajnijih na putu uvođenja CNFC-a od 1970-ih.

A ovdje je Th232 na konju. MA neće nastati u svom nuklearnom gorivom ciklusu, što znači da nema problema s pohranjivanjem SNF-a “zauvijek”, te problema s rukovanjem ovim vrlo složenim i neugodnim tvarima tijekom prerade uranovog SNF-a. Tako torij dobiva važnu prednost - CFFC na njemu može biti nekako jednostavniji.

Reaktor rastaljene soli vječni je pratilac ideje o energiji torija.

FLiBe s primjesom fluorida U233 u krutom i tekućem obliku ima ispravnu boju za nuklearni reaktor.

Takav se reaktor kontrolira kontroliranjem istjecanja neutrona iz jezgre, a zapravo nema nikakve aktuatore unutar jezgre, a što je najvažnije, radiokemijskim metodama se neprestano čisti od produkata raspada Pa233 i U233. Ideja ZhSR-a je sveti gral nuklearnog inženjerstva, ali u isto vrijeme i noćna mora znanstvenika materijala - u ovom topljenju, cijeli periodni sustav brzo se formira u doslovno, i napraviti materijal koji će takvu smjesu držati bez korozije pod uvjetima visoka temperatura i još nema zračenja.

Odsjek indijskog AHWR-a, jedinog industrijskog reaktora na svijetu koji je planiran za rad na Th/U233 i Th/Pu239 MOX.

Dakle, možemo rezimirati: nuklearna industrija za sada nema posebne potrebe niti mogućnosti za izgradnju torijeve energije. Ekonomski, to izgleda ovako – torij nije zanimljiv sve dok cijena kilograma urana ne prijeđe 300 dolara, kako je formulirano u zaključcima izvješća IAEA-e o ciklusu torija. Čak i Indijci, suočeni s ograničenim zalihama urana (i nedostatkom njegovih resursa unutar zemlje), koji su se 80-ih oslanjali na torij CFFC, danas postupno smanjuju svoje napore da ga lansiraju. Pa, naša zemlja ima samo zanimljivo nasljeđe iz doba kada su prednosti i nedostaci torija bili neshvatljivi - skladišta s 80 tisuća tona monazitnog pijeska (torijeva ruda) u Krasnoufimsku, ali nema velikih ekonomski isplativih nalazišta torija i planova za njegovu razvoj nuklearne energije.

Oznake: Dodajte oznake

NA jedan od odjeljaka Inženjer elektronike "LiveJournala" stalno piše o nuklearnim i termonuklearnim strojevima - reaktorima, instalacijama, istraživački laboratoriji, akceleratori, kao i o . Nova ruska raketa, očitavanja tijekom godišnju poruku Predsjedniče, izazvalo je živo zanimanje blogera. A evo što je pronašao na tu temu.

Da, povijesno je postojao razvoj krstarećih projektila s ramjet nuklearnim zračnim motorom: ovo je raketa SLAM u SAD-u s reaktorom TORY-II, koncept Avro Z-59 u Velikoj Britaniji i razvoj u SSSR-u.

Moderni prikaz koncepta rakete Avro Z-59, težine oko 20 tona.

Međutim, svi ti radovi nastavljeni su 60-ih godina kao istraživanje i razvoj različitog stupnja dubine (Sjedinjene Države su otišle najdalje, kao što je objašnjeno u nastavku) i nisu nastavljeni u obliku uzoraka u službi. Nisu ga dobili iz istog razloga kao i mnoge druge razvoje Atom Agea - avioni, vlakovi, rakete s nuklearnim elektranama. Sve ove opcije Vozilo uz neke prednosti koje daje luda gustoća energije u nuklearnom gorivu, imaju vrlo ozbiljne nedostatke - visoku cijenu, složenost rada, zahtjeve za stalnom zaštitom i na kraju, nezadovoljavajuće rezultate razvoja, o kojima se obično malo zna (objavljivanjem rezultata istraživanja i razvoja). , isplativije je za sve strane izlagati postignuća i skrivati ​​neuspjehe ).

Konkretno, krstarećim je projektilima puno lakše stvoriti nosač (podmornicu ili zrakoplov) koji će "odvući" puno projektila na mjesto lansiranja nego se zafrkavati s malom flotom (a nevjerojatno je teško svladati veliku flota) krstarećih projektila lansiranih s vlastitog teritorija. Svestran, jeftin masovni medij pobijedio na kraju malo, skupo i s dvosmislenim plusevima. Nuklearne krstareće rakete nisu išle dalje od zemaljskih testova.

Ova konceptualna slijepa ulica 60-ih KR s nuklearnim elektranama, po mom mišljenju, i sada je aktualna, pa je glavno pitanje prikazanom "zašto??". No, to je još konveksnije zbog problema koji se javljaju u razvoju, testiranju i radu takvog oružja, o čemu ćemo dalje raspravljati.

Pa počnimo s reaktorom. Koncepti SLAM i Z-59 bili su trostrojne niskoleteće rakete impresivnih dimenzija i mase (20+ tona nakon izbacivanja pojačivača). Užasno skupi nadzvučni niskoleteći omogućio je da se maksimalno iskoristi prisutnost praktički neograničenog izvora energije na brodu, osim toga, važna značajka nuklearnog zračnog mlaznog motora je poboljšanja radne učinkovitosti (termodinamički ciklus) s povećanjem brzine, t.j. ista ideja, ali pri brzinama od 1000 km/h imao bi puno teži i sveukupni motor. Konačno, 3M na visini od stotinjak metara 1965. značio je neranjivost za protuzračnu obranu.Ispada da je ranije koncept raketnog bacača s nuklearnom elektranom bio "vezan" za velika brzina, gdje su prednosti koncepta bile jake, a konkurenti s ugljikovodičnim gorivom slabili.Prikazana raketa je, po meni, transzvučna ili slabo nadzvučna (osim ako, naravno, ne vjerujete da je to ona u videu). Ali u isto vrijeme, veličina reaktora značajno se smanjila u odnosu na TORY II od rakete SLAM, gdje je bila čak 2 metra uključujući grafitni radijalni reflektor neutrona

Jezgra prvog testnog reaktora TORY-II-A tijekom sastavljanja.

Je li uopće moguće postaviti reaktor promjera 0,4-0,6 metara?

Počnimo s temeljno minimalnim reaktorom - blankom Pu239. Dobar primjer implementacija takvog koncepta je svemirski reaktor Kilopower, gdje se, međutim, koristi U235. Promjer jezgre reaktora je samo 11 centimetara! Ako prijeđete na plutonij 239, dimenzije jezgre će pasti za još 1,5-2 puta. minimalna veličina počet ćemo hodati prema pravom nuklearnom zračnom mlaznom motoru, prisjećajući se poteškoća.

Prva stvar koju treba dodati veličini reaktora je veličina reflektora - posebno, u Kilopoweru, BeO utrostručuje veličinu. Drugo, ne možemo koristiti U ili Pu blank - oni će jednostavno izgorjeti u struji zraka za samo minutu. Potreban je omotač, kao što je inkaloj, koji je otporan na trenutnu oksidaciju do 1000 C, ili druge legure nikla s mogućim keramičkim premazom. Unošenje velike količine materijala ljuske u jezgru odjednom povećava potreban iznos nuklearno gorivo - uostalom, "neproduktivna" apsorpcija neutrona u jezgri sada se dramatično povećala!

Veličina cijelog ramjet s nuklearnom elektranom TORY-II

nadalje, metalni kalup Sada U ili Pu nisu dobri - ovi materijali sami po sebi nisu vatrostalni (plutonij se općenito topi na 634 C), a također su u interakciji s materijalom metalnih školjki. Prebacite gorivo u klasičnog oblika UO2 ili PuO2 - dobivamo još jedno razrjeđivanje materijala u jezgri, sada kisikom.

Na kraju se prisjećamo namjene reaktora. Kroz nju trebamo pumpati puno zraka, kojemu ćemo odavati toplinu. Otprilike 2/3 prostora zauzimat će "zračne cijevi".

Eventualno minimalni promjer AZ naraste do 40-50 cm (za uran), a promjer reaktora s 10-cm berilijevim reflektorom je do 60-70 cm. MITEE dizajniran za letove u Jupiterovoj atmosferi. Ovaj potpuno papirnati projekt (npr. temperatura jezgre je predviđena na 3000 K, a zidovi su od berilija koji može izdržati silu od 1200 K) ima promjer jezgre izračunat iz neutronika od 55,4 cm, unatoč činjenica da hlađenje vodikom omogućuje neznatno smanjenje veličine kanala kroz koje se pumpa rashladna tekućina .

U mom umu, zračni nuklearni mlazni motor može se ugurati u raketu promjera oko metar, koja, međutim, još uvijek nije kardinalno veća od glasnih 0,6-0,74 m, ali je ipak alarmantna. Na ovaj ili onaj način, nuklearna elektrana će imati snagu od ~ nekoliko megavata, pokretano ~ 10 ^ 16 raspada u sekundi. To znači da će sam reaktor u blizini površine stvoriti polje zračenja od nekoliko desetaka tisuća rendgena, a duž cijele rakete do tisuću rendgena. Čak ni postavljanje nekoliko stotina kg zaštite sektora neće uvelike smanjiti ove razine, jer. neutroni i gama kvanti će se reflektirati iz zraka i "zaobići zaštitu".

Za nekoliko sati takav će reaktor proizvesti ~10^21-10^22 atoma fisijskih produkata c s aktivnošću od nekoliko (nekoliko desetina) petabekerela, koji će čak i nakon gašenja stvoriti pozadinu od nekoliko tisuća rentgena u blizini reaktor.

Dizajn rakete bit će aktiviran na oko 10^14 Bq, iako će izotopi biti prvenstveno beta emiteri i opasni su samo zbog kočnog zraka. Pozadina iz same strukture može doseći desetke rendgenskih zraka na udaljenosti od 10 metara od tijela rakete.

Sva ta "veselost" daje ideju da je razvoj i testiranje takvog projektila zadatak na rubu mogućeg. Potrebno je stvoriti cijeli set navigacijske i upravljačke opreme otporne na zračenje, testirati sve na prilično složen način (zračenje, temperatura, vibracije - i sve to za statistiku). Testovi letenja s reaktorom koji radi u svakom trenutku mogu se pretvoriti u radijacijsku katastrofu s oslobađanjem stotina terrabekerela u jedinice petabekerela. Čak i bez katastrofalnih situacija vrlo je vjerojatno smanjenje tlaka pojedinih gorivih šipki i ispuštanje radionuklida.

Naravno, u Rusiji ih još uvijek ima Poligon Novaja zemlja na kojima se takva ispitivanja mogu provesti, ali to bi bilo protivno duhu ugovora o zabrana nuklearnih pokusa u tri okruženja (Zabrana je uvedena kako bi se spriječilo sustavno onečišćenje atmosfere i oceana radionuklidima).

Konačno, zanimljivo je tko bi u Ruskoj Federaciji mogao razviti takav reaktor. Tradicionalno, Institut Kurchatov se u početku bavio visokotemperaturnim reaktorima ( opći dizajn i proračuni), Obninsk IPPE (eksperimentalno ispitivanje i gorivo), Istraživački institut "Luch" u Podolsku (tehnologija goriva i materijala). Kasnije se tim NIKIET-a pridružio dizajnu takvih strojeva (na primjer, IGR i IVG reaktori - prototipovi jezgre nuklearne raketni motor RD-0410).

Danas NIKIET ima tim dizajnera koji izvode radove na projektiranju reaktora ( visokotemperaturni plinski hlađen RUGK , brzi reaktori MBIR, ), dok se IPPE i Luch nastavljaju baviti povezanim izračunima i tehnologijama. Institut Kurchatov u posljednjih desetljeća prešao više na teoriju nuklearnih reaktora.

Ukratko, želio bih reći da je stvaranje krstareći projektil s zračnim mlaznim motorima s nuklearnim elektranama je, u cjelini, izvediv zadatak, ali u isto vrijeme iznimno skup i složen, koji zahtijeva značajnu mobilizaciju ljudskih i financijskih resursa, čini mi se u većoj mjeri od svih ostalih oglašenih projekata (Sarmat, Bodež, Status -6", "Avangarda"). Vrlo je čudno da ta mobilizacija nije ostavila ni najmanjeg traga. I što je najvažnije, uopće nije jasno koja je korist od dobivanja takvih vrsta oružja (na pozadini postojećih nosača) i kako oni mogu nadmašiti brojne nedostatke - pitanja radijacijske sigurnosti, visoke cijene, nekompatibilnosti sa strateškim naoružanjem ugovori o smanjenju.

p.s. Međutim, "izvori" već počinju ublažavati situaciju: "Izvor blizak vojno-industrijskom kompleksu rekao je" Vedomosti ", što radijaciona sigurnost prilikom testiranja raketa je bila osigurana. Nuklearna instalacija na brodu bila je predstavljena električnim rasporedom, kaže izvor.