Лунную АЭС создают в России
🌙В России создают ядерную установку для лунной АЭС. Она станет долговечным источником энергии и поможет в освоении Луны.
🌙В России создают ядерную установку для лунной АЭС. Она станет долговечным источником энергии и поможет в освоении Луны.
По словам главы "Роскосмоса" Юрия Борисова, инженеры корпорации уже начали работу над разработкой ядерной энергетической установки, которая будет обеспечивать энергией российскую станцию на Луне.
Борисов отметил, что лунная ядерная энергетическая установка будет компактной, надежной и долговечной, учитывая продолжительность лунной ночи, которая составляет примерно две земные недели. Решение проблемы обеспечения энергией будущей станции с помощью солнечных батарей представляется довольно сложным.
Россия планирует создать лунную базу в сотрудничестве со специалистами из Китая. Развёртывание базы планируется провести в несколько этапов с 2025 по 2035 год.
Станция на поверхности Луны будет оборудована специальными модулями и обеспечит её долгосрочную автономную эксплуатацию с последующей возможностью пребывания на ней человека. Ядерную энергетическую установку на станцию планируется доставить в период с 2033 по 2035 год.
Сегодня годовщина аварии на ЧАЭС. Об этой аварии известно уже всё, последствия затронули весь земной шар, программа ликвидации рассчитана на без преувеличение сотни лет и в наши дни находится лишь на начальном этапе. Смогут ли люди поселиться в тех краях однажды - большой вопрос.
Любая подобная катастрофа - это всегда целый набор событий (часто независимых друг от друга), которые сошлись в одной временной точке. И всё, что мы можем, это учиться.
Чему мы научились? По моему мнению, мы ничему не научились. Последние 20 лет происходит стремительное развитие, стремительное открытие всё более сложных и опасных технологий (что не есть плохо само по себе), а видеть риски и предпринимать меры по их устранению так и не научились. Работает - и ладно, а после нас - хоть трава не расти.
На вчерашнем мероприятии в Санкт-Петербурге компания «Росатом» представила проект новой плавучей атомной электростанции под названием ПЭБ-100. Эта установка предназначена для экспорта и будет предлагаться зарубежным покупателям, которые проявляют возрастающий интерес к такому роду энергетических решений.
Технические характеристики ПЭБ-100 включают две реакторные установки модели РИТМ-200М, обеспечивающие выходную мощность в 100 МВт. Проектная продолжительность эксплуатации атомной станции составляет 60 лет.
На данный момент «Росатом» управляет единственной в мире плавучей атомной станцией, расположенной в городе Певек на Камчатке. Эта станция, именуемая «Академик Ломоносов», состоит из плавучего блока с реактором типа КЛТ-40С и необходимой береговой инфраструктурой.
Плавучие атомные станции считаются перспективными в контексте экологически чистых технологий производства электроэнергии. Они могут эффективно снабжать энергией отдаленные территории и крупные промышленные объекты, где строительство традиционных стационарных атомных станций невозможно или экономически не оправдано.
Стало известно, что давно планируемое строительство первого в США масштабного атомного реактора на быстрых нейтронах начнётся в июне 2024 года. Заявка будет подана регулятору в текущем месяце. Работы по проекту начнутся в любом случае в июне, даже если регулятор не успеет выдать разрешение, как пояснил изданию Financial Times исполнительный директор компании TerraPower Крис Левеск (Chris Levesque), которая будет возводить объект, кстати, бывший офицер-подводник, служивший на атомной субмарине ВМФ США.
А чего это они такие дерзкие, спросит читатель? Потому, что у них во главе боевой офицер? Это вряд ли. Основателем TerraPower считается Билл Гейтс, а его партнёром по дальнейшей эксплуатации объекта станет Уоррен Баффет. Оба в бизнесе — как адмиралы всего флота США вместе взятого. Разве таким уважаемым людям что-то запретишь?
ИИ-генерация Кандинский 3.0
На самом деле, создание объекта — это дело давно решённое. Формально связанные с атомной безопасность работы там начнутся ещё нескоро. Поэтому можно начинать подготавливать инфраструктуру — подводить дороги, тянуть линии электропередачи, строить подстанцию, канализацию, водопровод и всё, что положено. Кое-что на месте уже есть. Новая АЭС будет строиться рядом со старой угольной электростанцией Naughton вблизи города Кеммерер в штате Вайоминг. Эта площадка выбрана несколько лет назад и прошла всю процедуру сбора разрешений на размещение объекта атомной промышленности — сейсмическую, геологическую, природоохранную и другие, положенные процедуры. Пакет документов собран и необходима простая формальность — получение лицензии на строительство от национального регулятора.
С некоторыми задержками запрос на строительство объекта компания должна была подать в середине 2023 года. Но проблема возникла за год до этого и связана она с отсутствием у США возможности производить топливо для перспективных атомных реакторов. Нюанс в том, что мировым монополистом на такое топливо — HALEU или металлическое высокопробное низкообогащённое урановое топливо (обогащённый до 20 % уран-235) — является Россия. После февраля 2022 года США начали искать возможность заменить РФ в цепочке поставок HALEU, и это естественным образом внесло коррективы во все связанные с ним планы.
Закладка «маленького свечного заводика» по производству уранового топлива в США (GEH)
В США пытаются развернуть собственное производства этого топлива, но пока получается не очень. В принципе, до конца десятилетия в стране появится такое производство, но оно вряд ли сможет удовлетворить более 20 % потребностей местного рынка. Та же компания TerraPower в октябре 2022 года вместе с партнёром в лице компании Global Nuclear Fuel-Americas (GNF-A) заложили строительство завода по изготовлению топлива для своего перспективного реактора Natrium и других проектов. Где они будут закупать сырьё HALEU, не сообщается. Не исключено, что у нынешнего поставщика — дочернего предприятия «Росатома» компании АО «Техснабэкспорт» под торговой маркой TENEX.
Ядерные реакторы на быстрых нейтронах, один из вариантов которого будет реализовывать в Вайоминге компания Билла Гейтса, перспективные с точки зрения намного более полного использования ядерного топлива вплоть до условно безотходной технологии. Особенно далеко по этому пути прошёл «Ростатом». Так что США сейчас догоняют, как, кстати, и Франция. Собственно строительство реактора Natrium — это ответ на современные и достаточно компактные реакторы — так называемые малые модульные, которые уже построены и эксплуатируются в России и в Китае (по одному в каждой стране, в РФ — это ПАТЭС «Академик Ломоносов»). Сейчас в мире растёт запрос на ядерную энергетику, и малые реакторы попрут как грибы после дождя, особенно в Африке. США хотят быть конкурентоспособными на фоне России и Китая.
В последнем предложении ответ, почему компания TerraPower чувствует себя уверенно в этом проекте. За нею стоит Белый дом и даже без разницы, кто там сидит в Овальном кабинете. Да, федералы пообещали TerraPower грант на сумму $2 млрд на строительство АЭС. Ещё $1 млрд она собрал от инвесторов. Строительство займёт около семи лет. Судя по всему, станция будет запущенна не раньше 2031 года. Учитывая, что это экспериментальный проект, строительство может ещё затянуться на год-два или дольше.
Электростанция Natrium будет считаться малой и, с некоторой натяжкой, модульной. Её электрическая мощность будет достигать 345 МВт электрической мощности. После ввода в строй она будет введена в коммерческую эксплуатацию коммунальным предприятием PacifiCorp — это дочернее предприятие Berkshire Hathaway принадлежее Уоррену Баффету. Поскольку теплоносителем на АЭС будет не вода, а расплав нагретых до 900 °C солей натрия, есть возможность создать буферный накопитель ёмкостью 500 МВт. Этот буфер можно будет использовать для производства электроэнергии в качестве резервного.
Такая красота начнёт давать электричество в США в 2031 году, но это не точно (TerraPower)
Использование в качестве теплоносителя расплава солей исключает взрывные утечки радиоактивного материала, чем опасны водные реакторы. В то же время, при контакте с водой расплав солей натрия крайне опасен, но это легче контролировать, поэтому ожидается, что менее жёсткие меры безопасности на реакторах с солевыми расплавами сделает их строительство примерно в два раза дешевле, чем обычных АЭС на воде. Также очевидно, что по мере развития проекта все последующие АЭС будут дешевле первых и, особенно, первой экспериментальной установки.
Мой канал в Телеграмме с ежедневными свежими короткими новостями науки, ИИ и технологий.
🔋Атомные станции малой мощности – одно из перспективных направлений деятельности Росатома: госкорпорация уже приступила к ковке заготовок для них. Такие АЭС можно будет устанавливать в удаленных районах с неразвитой сетевой инфраструктурой.
Ядерная энергия (атомная энергия) — внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях.
Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций разделения тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер.
Природа и получение
Атомная энергия — энергия, выделяемая при превращении атомных ядер. Эти преобразования могут происходить спонтанно (см. Радиоактивность) или при столкновениях с ядрами нейтронов или ускоренных заряженных частиц (см. Ядерные реакции). Эта энергия в миллионы раз превышает химическую энергию, выделяемую, например, при горении.
Атомная энергия обусловлена ядерными силами, действующими между нуклонами, то есть нейтронами и протонами. В формировании энергии ядра участвуют два типа сил: притяжение между всеми нуклонами за счёт остаточного сильного взаимодействия и кулоновское отталкивание между положительно заряженными протонами.
Энергия связи распространенных изотопов в расчёте на один нуклон
Энергия связи на нуклон
Энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон, неодинакова для различных ядер. Она самая большая для ядер средней массы (8,6 МэВ); для тяжёлых ядер - ок. 7,5 МэВ; для лёгких ядер она изменяется от 1,1 МэВ (дейтерий) до 7,0 МэВ (4He). Превращение ядер с меньшей энергией связи, приходящейся на 1 нуклон, в ядра с большей энергией связи сопровождается выделением энергии. К примеру, если поделить ядро с атомной массой А = 200 и средней энергией связи нуклонов 7,5 МэВ на два ядра со средней энергией 8,6 МэВ, то при этом выделится энергия Е = 200 X (8,6—7,5 ) = 220 МэВ. Если образовать ядро гелия из двух ядер дейтерия, выделится энергия Е = 4 х (7—2·1,1) = 23,6 МэВ.
Ядерный синтез
Для получения атомной энергии можно использовать ядерные реакции деления и ядерные реакции синтеза. Реакции синтеза могут происходить только тогда, когда ядра приближаются друг к другу на расстояние менее 10^-13 см, на котором начинают действовать ядерные силы. Сближению ядер противодействуют кулоновские отталкивающие силы; поэтому, чтобы эти силы преодолеть, ядра должны обладать достаточной энергией. Получение свободных нейтронов и ускорение заряженных частиц требует затрат энергии. Вероятность попадания таких частиц в ядра очень мала. Поэтому израсходованная энергия превышает энергию, выделяемую при ядерных реакциях. Энергетический выигрыш можно получить только в том случае, когда превращение происходит вследствие цепных реакций. Реакции синтеза могут быть цепными при очень высоких температурах – в десятки и даже сотни миллионов градусов (см. Термоядерные реакции). При этих условиях вещество существует в виде плазмы и энергия отдельных частиц плазмы (ε = 3/2 kT) достаточна для преодоления кулоновского отталкивания. Такие высокие температуры существуют в недрах звёзд, одной из которых Солнце. Именно в результате термоядерных реакций синтеза Солнце излучает энергию.
В области овладения управляемыми термоядерными реакциями синтеза уже решена одна из основных проблем — термическая изоляция плазмы, которая осуществляется с помощью магнитных полей. Особенно важно в реакциях синтеза то, что в качестве «горючего» для них можно использовать дейтерий в практически неограниченном количестве. Дейтерий содержится в тяжёлой воде, являющейся примесью к воде морей и океанов.
Разделение ядра
Цепные реакции разделения могут происходить потому, что разделение каждого ядра сопровождается выделением нескольких нейтронов, которые при захвате их другими ядрами снова могут вызвать разделение с выделением новых нейтронов, и т.д. , будет, в среднем больше одного нейтрона на разделение, цепная реакция сможет самоподдерживаться. Если цепная реакция развивается очень быстро, то она приобретает характер взрыва, как, например, в атомной бомбе. После взрыва атомной бомбы возникает очень высокая температура. являющееся необходимым условием протекания термоядерных реакций; это используется пока только в водородной бомбе. Скорость цепных реакций деления регулируют пока только в ядерных реакторах. Энергия, выделяемая в результате этих реакций, отводится от реактора в виде тепла с помощью теплоносителей, которыми могут быть вода, пар, жидкие металлы, газы и т.д. Эта тепловая энергия используется на ядерных электростанциях и атомных двигателях.
Использование
Ядерная энергия используется человечеством в военных целях, для производства электроэнергии и ядерных энергетических установках (двигателях).
В середине 20 в. были сконструированы атомная и водородная бомба. К концу столетия пять ядерных держав накопили достаточный ядерный арсенал для уничтожения всего человечества.
Использование атомной энергии стимулируется, прежде всего, тем, что уже на первом этапе её использования стоимость электроэнергии, получаемой от атомных и угольных станций, примерно одинакова.
Экономическое преимущество атомных электростанций над тепловыми будет непрерывно расти как вследствие их усовершенствования, так и вследствие удорожания каменного угля, торфа, нефти и природного газа, запасы которых в верхних слоях Земли быстро уменьшаются. При современных темпах роста использования энергии этих запасов топлива может хватить на 100–150 лет, использование же ядерных реакций разделения урана, тория и плутония сможет увеличить этот срок ещё на 200–300 лет.
Лишь овладение термоядерными реакциями синтеза обеспечит человечество энергией в неограниченном количестве и на неограниченный срок.
Использование в энергетике
Основой ядерной энергетики являются атомные электростанции, обеспечивающие около 6% мирового производства энергии и 13-14% электроэнергии. Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР и пущена 27 июня 1954 года. По данным МАГАТЭ в 2007 году в мире работало 439 промышленных ядерных реакторов, расположенных на территории 31 страны.
Использование в технике
В 1959 году в СССР закончено строительство первого в мире ледокола «Ленин» с ядерной энергетической установкой На 2012 год в мире построено более 150 судов с ядерными энергетическими установками.
Напомним, что в соответствии с требованиями федеральных норм и правил остановленный энергоблок считается находящимся «в эксплуатации без генерации» вплоть до полного удаления ядерного топлива.
«За период работы в режиме генерации второй энергоблок выработал более 256 млрд кВтч электроэнергии. Такого объёма достаточно для обеспечения на современном уровне электропотребления 4,3 миллионов жителей России в течение всего 45-летнего срока эксплуатации энергоблока. Как и в случае с энергоблоком №1, остановленным в декабре 2021 года, на втором блоке в дальнейшем будут проводиться штатные операции, которые, по сути, практически не отличаются от обычных плановых остановов», - сообщил генеральный директор Концерна «Росэнергоатом» Александр Шутиков.
Видео. Первая минута почему-то без звука.