Tuumaenergia arendamine jätkub ning selle üks huvitavamaid valdkondi on kompaktsete ja liikuvate elektrijaamade loomine. Neil on märkimisväärsed eelised traditsiooniliste statsionaarsete tuumaelektrijaamade ees ja neid saab kasutada erinevates valdkondades. Viimastel aastatel on meie riigis välja töötatud mitmeid sarnaseid projekte ja kõige kuulsam on juba kasutusele võetud.
Ujuv elektrijaam
22. mail 2020 anti kommertskasutusele esimene kodumaine ujuv tuumaelektrijaam (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr 20870. Jaam on paigutatud Peveki sadamasse (Tšukotka autonoomne piirkond). Eelmise aasta detsembris andis ta esimese voolu kohalikele elektrivõrkudele ja juunis algas soojusvarustus.
Ujuva tuumaelektrijaama põhielement on ujuvjõuseade-erikujundusega iseliikuv laev, mille töömaht on üle 21,5 tuhande tonni. Jõuseade on varustatud kahe KLT-40S reaktorisõlme ja kahe auruturbiinseadmega. "Akademik Lomonosov" suudab toota elektrit ja auru kütteks, samuti teostada merevee magestamist.
Jõuseadet käitatakse koos spetsiaalsete maismaaseadmetega. Jää eest kaitseb seda spetsiaalne muul. Maal on ka infrastruktuur elektrienergia ja auru edastamiseks kohalikesse jaotusvõrkudesse.
Uusima ujuva tuumaelektrijaama maksimaalne võimsus elektrienergia osas on 70 MW. Maksimaalne soojusvõimsus on 145 Gcal / h. Väidetakse, et sellised omadused on piisavad, et tagada asustus 100 tuhande elaniku kohta. On uudishimulik, et kogu Tšukotka autonoomse piirkonna elanikkond on poole väiksem ja võimsuse osas on tõsine reserv.
"Akademik Lomonosov" suudab töötada kuni 35-40 aastat. Iga-aastast hooldust ja remonti saab teha lennult. Pärast 10–12-aastast töötamist on tehases vaja teha keskmisi remonditöid, mille järel jõuallikas saab naasta kai äärde ja jätkata voolu tootmist.
Rosatom pakub juba välja uue täiustatud omadustega FNPP projekti. Asendades kaks KLT-40S seadet RITM-200 toodetega, on võimalik viia põlvkond 100 MW ja parandada muid parameetreid.
Siiani on ehitatud ainult üks ujuvjõujaam piki pr 20870, mis nüüd annab kaugesse piirkonda elektrit. Samas on mitmed välisriigid juba huvi tundnud Venemaa ujuvate tuumaelektrijaamade vastu ning lähitulevikus võivad ilmneda reaalsed tellimused. Venemaa tegeleb üsna aktiivselt statsionaarsete maismaal asuvate tuumaelektrijaamade "kauplemisega" ja nüüd võib eksport laieneda ujuvjaamade arvelt.
Tasku toiteplokk
Tähelepanuväärseid tulemusi on saavutatud ka ülikompaktsete elektrijaamade valdkonnas. Nii on riiklik teadustehnoloogiaülikool "MISiS" viimased mitu aastat töötanud "tuumaaku" kallal - nn. nikkel-63 põhinev beeta-volta vooluallikas. Sellise seadme esimene prototüüp esitati 2016. aastal ja seda täiendati veelgi.
Betavoltaic süsteemi põhimõtted on üsna lihtsad. Aku sisaldab radioaktiivset elementi, mis laguneb, moodustades β-osakesi. Viimased langevad pooljuhtmuundurile, mis viib elektrivoolu moodustumiseni. Kasutades erinevaid lõhustuvaid materjale, pooljuhtide konfiguratsioone jne, saab luua erinevate omadustega patareisid.
MISISe "tuumaakud" on huvitava disainiga. See element sisaldab 200 kihti nikkel-63 paksusega 2 mikronit, mis on eraldatud 10-mikroniliste teemantanduritega. Viimastel on mikrokanaliline kolmemõõtmeline struktuur, mis võimaldab tekkinud β-osakesi peaaegu täielikult absorbeerida.
Valmis aku on minimaalsete mõõtmetega - paksus ei ole suurem kui 3-4 mm, arvestades korpust. Kaal - 0,25 g. Samal ajal on jõudlus sama väike. Elektrivõimsus on ainult 1 μW. MISISe uut toodet võrreldakse aga teiste tõhususe ja odavamate arendustega soodsalt. Lisaks on see võimeline tarnima voolu mitu aastakümmet.
Praegu on beeta-voltaat tüüpi kodumaine "tuumaku" muutumas teadusajakirjade publikatsioonide teemaks ja rahvusvahelise patenteerimise üritused on käimas. Tulevikus on selliseid seadmeid praktikas võimalik tutvustada. Peamiseks rakendusvaldkonnaks on mitmesugused uuringud ja spetsiaalsed seadmed, millel on vähe energiatarbimist ja kõrgeid nõudeid kogu operatsiooni kestuseks. Näiteks võib see olla mere- või kosmoseuuringute varustus.
Varem püüdsid nad tuumaenergiaallikaid meditsiinis kasutusele võtta, kuid negatiivsete kõrvalmõjude tõttu tuli neist loobuda. Aku uus versioon ei ohusta inimeste tervist, tänu millele saab seda kasutada neuro- ja südamestimulaatorites, erinevates implantaatides jne.
Väikese suurusega mobiiltelefon
Varem loodi meie riigis väikseid tuumaelektrijaamu iseliikuvatel või veetavatel šassiidel. Siis ei jõudnud ükski sedalaadi projekt masstootmisse ja kasutusse. Mitu aastat tagasi sai teada selle suuna taastamisest.
2017. aasta septembris ilmus kodumaises meedias teave kahe uue väikese tuumaelektrijaama (MAEU) tööde alustamise kohta. Arendus viiakse läbi kaitseministeeriumi tellimusel ja see näeb ette 100 kW ja 1 MW võimsusega jõuallikate loomise. Need peaksid olema ehitatud veetavale šassiile, mis annab võimaluse kiiresti üle kanda ja uude kohta paigutada.
Väideti, et kahe MAEU väljatöötamine võtab u. 6 aastat. Selliste toodete otstarvet ei avalikustatud, kuid nende võimaliku kasutamise kohta kaugemate sõjaliste või tsiviilobjektide toiteallikana oli hinnanguid. Lisaks tehti ettepanekuid MAEU võimaliku kasutamise kohta paljulubavate suure energiatarbimisega relvasüsteemide osana. 2018. aasta alguses kuulutati välja põhimõtteliselt uued proovid - ja liikuvad elektrijaamad võiksid neid täiendada.
Kaitseministeeriumi IEAU arendamise esimestest aruannetest on möödas peaaegu kolm aastat ja uusi üksikasju pole veel ilmunud. Võib -olla ilmuvad järgmised uudised hiljem, täpsemale valmimistähtajale lähemale. Samas ei saa välistada ka teist stsenaariumi - projekti oleks võinud lõpetada ja seetõttu pole oodata uudiseid.
Kõikides valdkondades
Vaatamata kõikidele raskustele ja mitmetähenduslikule mainele pakub tuumaenergia suurt huvi sõjalistele ja tsiviilstruktuuridele. Väikesed ja mobiilsed erinevate võimalustega elektrijaamad on muutumas üheks olulisemaks ja paljutõotavaks valdkonnaks.
Venemaa tuumatööstus osaleb selles valdkonnas aktiivselt ning regulaarselt saabub uudiseid uutest õnnestumistest, paljutõotavatest arengutest ja valmisproovidest. See võimaldab meil teha optimistlikke tulevikuprognoose ja oodata järgmisi saavutusi - teaduslikke, tehnilisi, praktilisi ja kaubanduslikke.
