Мини-нуклеарни реактор са генератором од 10 кВ. Инсталација за напајање домова будућности?

Претходни чланци о радиоизотопским нуклеарним инсталацијама изазвали су интересовање. Навешћу везе до њих на крају чланка. И од У овој области постоје многи догађаји, па предлажем да погледамо још једну обећавајућу инсталацију: пројекат РТГ-а из Сједињених Држава под називом КилоПовер.

Ово је НАСА-ин пројекат за напајање међупланетарних летелица, ровера и, у будућности, база на Марсу и Месецу. Снага генератора - од 1 до 10 кВ у електричној снази (у зависности од снаге језгре и броја радних цилиндара Стирлинговог мотора).

Такви показатељи КилоПовер су могући због употребе не термоелектричних претварача „топлота-електрика“ који раде због температурне разлике, али због употребе Стирлинговог мотора. То је омогућило повећање ефикасности претварања топлоте у електричну енергију. до 25-30%. Инсталација такође има излазну топлоту. Она 4 пута виши од електричног. У теорији, можете га користити за друге потребе. А након отклањања грешака у технологији, ефикасност може бити још већа (на пример, уз додатну уградњу Пелтиерових елемената на радијаторе).

Компактни нуклеарни реактор генерише топлоту. Је ли цилиндар од легуре: 7% молибдена, а остатак је уранијум-235. Унутра се налази канал са штапом од бор-карбида. То је апсорбер неутрона ланчане реакције. Све док је унутра, нема реакције. Када се реактор покрене, он напушта радно подручје и почиње да се загрева. Али не и до критичних температура - не постоји опасност од експлозије због израчунате концентрације уранијума у ​​легури.

Да би рефлектовао неутроне и смањио масу уранијума, реактор је окружен берилијумовим оксидом. Садржи топлотне цеви са натријумом. Цеви са расхладном течношћу загревају клипове Стирлинговог мотора. Завојнице генератора су инсталиране око клипова. Унутар клипа је магнет. Они. генерација долази од клипног кретања магнета у калему. Осам клипова. Свака производи 125 вати електрична енергија.

• Како функционише једноставан Стирлингов мотор - чланак овде

Плутонијум-238 није коришћен у реактору због своје високе цене. Сто пута је скупљи од уранијума-235 (35 кг - 500 хиљада долара). Величина цилиндра реактора од легуре уранијума: пречник од 11 до 15 цм и дужина од 25 до 30 цм. Тежина 28-35 кг. Све зависи од примљене снаге. Плус љуска од берилија. За свемирске летелице тежина КилоПовер РТГ је 300 кг.

Шема и испитивање реактора КилоПовер загревањем цеви са грејним елементима у 2016. години Касније, 2018. инсталација је тестирана у пустињи Невада на полигону. Радила је 20 сати у пуној снази. Чак и намерни кварови нису довели до критичног прегревања реактора.

За летелице се заштита од зрачења инсталира само у правцу мотора и електронике. Али за инсталације на Марсу потребна је свеобухватна заштита реактора. На Марс-у ће ови РТГ-ови изгледати овако према НАСА-иним стручњацима:

Кишобран је радијатор за хлађење хладних подручја на цилиндрима Стирлинговог мотора. Рок рада је 10 година. Ово је живот самог Стирлинговог мотора, а не реактора. За то време реактор ће развити 0,1% своје активне масе. Полувреме уранијума-235 је 710 милиона године.

Они. саветује се да се Стирлингов мотор учини заменљивим. Замена након механичке поузданости или квара.

Изнад реактора се могу видети три сегмента заштите од зрачења. Када се користи у близини биолошких објеката, заштита треба да буде свестрана. Ово с времена на време повећава масу инсталације. У неактивном стању, реактор практично није радиоактиван - позадина је мања 1 Цурие. Реакција започиње након што се штап продужи као што је горе описано. Стога неуспешна лансирања ракета неће загађивати океан или копно.

Видео реактора КилоПовер:

Да ли се ова технологија и реактор могу користити за земаљске потребе? У теорији, да. На пример, на Арктику, у планинама у удаљеним базама или у подземним или подводним аутономним објектима. Са до 5 заменљивих Стирлингових мотора на лагеру, век трајања јединице може се повећати на 50 година. Али његов трошак је и даље висок. Цена уранијума-235 за реактор - 500 хиљада $. А НАСА је потрошила на развој и стварање пилот постројења КилоПовер 20 милиона долара.

Стога ће употреба таквих инсталација на Земљи бити повезана са посебно важним објектима. За појединце је ово прескупо и, због претње злоупотребом, мало је вероватно да ће икада бити произведени на мрежи. Или ова технологија далеке будућности.

Претходни чланци:

Радиоизотопски термоелектрични генератори. Зашто никада неће бити доступни за приватну употребу

Компактне нуклеарне електране за напајање села

***

претплатити се на канал, додајте га у обележиваче прегледача (Цтрл + Д). Пуно је занимљивих информација.