Lo sviluppo dell'energia nucleare continua e uno dei suoi settori più interessanti è la creazione di centrali elettriche compatte e mobili. Presentano vantaggi significativi rispetto alle centrali nucleari fisse tradizionali e possono essere utilizzati in vari campi. Negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi progetti simili nel nostro paese e il più famoso è già stato messo in funzione.
Centrale elettrica galleggiante
Il 22 maggio 2020 è stata messa in esercizio commerciale la prima centrale nucleare termoelettrica galleggiante domestica (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr. 20870. La stazione è installata nel porto di Pevek (Chukotka Autonomous Okrug). A dicembre dello scorso anno ha dato la prima corrente alle reti elettriche locali ea giugno è iniziata la fornitura di calore.
L'elemento principale della centrale nucleare galleggiante è un'unità di potenza galleggiante - una nave non semovente di un design speciale con una cilindrata di oltre 21,5 mila tonnellate. L'unità di potenza è dotata di due reattori KLT-40S e due turbine a vapore. "Akademik Lomonosov" può produrre elettricità e vapore per il riscaldamento, nonché effettuare la desalinizzazione dell'acqua di mare.
L'unità di potenza è gestita insieme a speciali strutture a terra. Dal ghiaccio è protetto da un molo speciale. Sempre a terra è presente l'infrastruttura per la trasmissione di energia elettrica e vapore alle reti di distribuzione locali.
La capacità massima di potenza della più recente centrale nucleare galleggiante in termini di elettricità è di 70 MW. La potenza termica massima è di 145 Gcal/h. Si sostiene che tali caratteristiche siano sufficienti per fornire un insediamento ogni 100mila abitanti. È curioso che l'intera popolazione dell'area autonoma di Chukotka sia piccola la metà e che ci sia una seria riserva in termini di capacità.
"Akademik Lomonosov" sarà in grado di lavorare fino a 35-40 anni. La manutenzione e le riparazioni annuali possono essere eseguite al volo. Dopo 10-12 anni di funzionamento, sono necessarie riparazioni medie in fabbrica, dopodiché l'unità di potenza può tornare all'ormeggio e continuare a generare energia.
Rosatom sta già proponendo un nuovo progetto FNPP con caratteristiche migliorate. Sostituendo due unità KLT-40S con prodotti RITM-200 è possibile portare la generazione a 100 MW e migliorare altri parametri.
Finora è stata costruita solo una centrale elettrica galleggiante lungo il pr.20870, che ora fornisce energia alla regione remota. Allo stesso tempo, diversi paesi stranieri si sono già interessati alle centrali nucleari galleggianti russe e nel prossimo futuro potrebbero apparire ordini reali. La Russia è piuttosto attiva nel "commerciare" centrali nucleari fisse a terra, e ora le esportazioni possono espandersi a spese delle stazioni galleggianti.
Alimentatore tascabile
Notevoli risultati sono stati ottenuti anche nel campo delle centrali elettriche ultracompatte. Pertanto, la National Research Technological University "MISiS" ha lavorato negli ultimi anni su una "batteria nucleare", la cosiddetta. una sorgente di corrente beta-voltaica a base di nichel-63. Il primo prototipo di tale dispositivo è stato presentato nel 2016 ed è stato ulteriormente migliorato.
I principi del sistema betavoltaico sono abbastanza semplici. La batteria contiene un elemento radioattivo che decade per formare particelle. Questi ultimi cadono sul convertitore a semiconduttore, che porta alla formazione di una corrente elettrica. Utilizzando diversi materiali fissili, configurazioni di semiconduttori, ecc., è possibile creare batterie con caratteristiche diverse.
Le "batterie nucleari" di MISIS hanno un design interessante. Questo elemento contiene 200 strati di nichel-63 con uno spessore di 2 micron, separati da trasduttori diamantati da 10 micron. Questi ultimi hanno una struttura tridimensionale a microcanali, che consente di assorbire quasi completamente le particelle formate.
La batteria finita ha le dimensioni minime: lo spessore non è superiore a 3-4 mm, tenendo conto della custodia. Peso - 0,25 g Allo stesso tempo, le prestazioni sono altrettanto ridotte. La potenza elettrica è di solo 1 μW. Tuttavia, il nuovo prodotto di MISIS si confronta favorevolmente con altri sviluppi con maggiore efficienza e costi inferiori. Inoltre, è in grado di fornire corrente per molti decenni.
Attualmente la “batteria nucleare” domestica di tipo beta-voltaico sta diventando oggetto di pubblicazioni su riviste scientifiche e sono in corso eventi per il brevetto internazionale. In futuro, è possibile mettere in pratica tali dispositivi. L'area di applicazione principale sarà una varietà di dispositivi di ricerca e speciali a basso consumo energetico e requisiti elevati per la durata dell'operazione. Ad esempio, può essere un'attrezzatura per la ricerca marina o spaziale.
In precedenza, hanno cercato di introdurre fonti di energia nucleare in medicina, ma hanno dovuto essere abbandonate a causa di effetti collaterali negativi. La nuova versione della batteria non minaccia la salute umana, grazie alla quale può essere utilizzata in pacemaker neurologici e cardiaci, vari impianti, ecc.
Cellulare di piccole dimensioni
In passato nel nostro paese sono state create centrali nucleari di piccole dimensioni su telaio semovente o trainato. Quindi non un singolo progetto di questo tipo ha raggiunto la produzione e l'uso di massa. Diversi anni fa si è saputo della ripresa di questa direzione.
Nel settembre 2017 sono apparse informazioni sui media nazionali sull'inizio dei lavori su due nuove centrali nucleari di piccole dimensioni (MAEU). Lo sviluppo viene effettuato su richiesta del Ministero della Difesa e prevede la realizzazione di unità di potenza con una potenza di 100 kW e 1 MW. Dovrebbero essere costruiti su un telaio trainato che offra la possibilità di trasferirli e distribuirli rapidamente in una nuova posizione.
È stato sostenuto che lo sviluppo di due MAEU richiederebbe ca. 6 anni. Lo scopo di tali prodotti non è stato divulgato, ma c'erano stime del loro possibile utilizzo per l'alimentazione di oggetti militari o civili remoti. Inoltre, sono stati forniti suggerimenti sul possibile utilizzo di MAEU come parte di promettenti sistemi d'arma ad alto consumo energetico. All'inizio del 2018, sono stati annunciati campioni fondamentalmente nuovi e le centrali elettriche mobili potrebbero integrarli.
Sono trascorsi quasi tre anni dai primi rapporti sullo sviluppo dell'IEAU per il Ministero della Difesa e non sono ancora comparsi nuovi dettagli. Forse la prossima notizia apparirà più tardi, più vicino alla data di completamento specificata. Tuttavia, non si può escludere un altro scenario: il progetto avrebbe potuto essere terminato e quindi non ci si può aspettare novità.
In tutte le aree
Nonostante tutte le difficoltà e la reputazione ambigua, l'energia nucleare è di grande interesse per le strutture militari e civili. Le centrali elettriche di piccole dimensioni e mobili con varie capacità stanno diventando una delle aree più importanti e promettenti.
L'industria nucleare russa è attivamente coinvolta in questo settore e vengono regolarmente ricevute notizie su nuovi successi, sviluppi promettenti e campioni già pronti. Questo ci consente di fare previsioni ottimistiche per il futuro e attendere i prossimi risultati: scientifici, tecnici, pratici e commerciali.
