AT бөлімдердің бірі LiveJournal-да инженер-электроник үнемі ядролық және термоядролық машиналар - реакторлар, қондырғылар, ғылыми-зерттеу зертханалары, үдеткіштер туралы, сондай-ақ туралы жазады. Жаңа ресейлік зымыран, Президенттің жыл сайынғы жолдауындағы айғақ блогердің қызу қызығушылығын тудырды. Міне, ол осы тақырып бойынша не тапты.
Иә, тарихта рамжеттік ядролық әуе қозғалтқышы бар қанатты зымырандардың дамуы болды: бұл TORY-II реакторы бар АҚШ-тағы SLAM зымыраны, Ұлыбританиядағы Avro Z-59 концепциясы және КСРО-дағы әзірлемелер.
Салмағы 20 тоннаға жуық Avro Z-59 зымырандық концепциясының заманауи көрінісі.
Дегенмен, бұл жұмыстардың барлығы 60-шы жылдары әртүрлі тереңдіктегі ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар ретінде жалғасты (АҚШ төменде талқыланғандай ең алысқа кетті) және қызмет көрсетудегі үлгілер түрінде жалғастырылмады. Олар оны атом дәуіріндегі көптеген басқа әзірлемелер - ұшақтар, пойыздар, атом электр станциялары бар зымырандар сияқты алмады. Барлық осы опциялар КөлікЯдролық отынның энергия тығыздығы беретін кейбір плюстері бар, олардың өте маңызды кемшіліктері бар - жоғары құны, жұмысының күрделілігі, тұрақты қорғауға қойылатын талаптар, және сайып келгенде, қанағаттанарлықсыз даму нәтижелері, әдетте олар туралы аз біледі (ҒЗТКЖ нәтижелерін жариялау арқылы, барлық тараптарға жетістіктерді көрсету және сәтсіздіктерді жасыру тиімдірек ).
Атап айтқанда, қанатты зымырандар үшін шағын флотпен алдаудан гөрі, ұшыру алаңына көптеген зымырандарды «сүйреп апаратын» тасымалдаушыны (сүңгуір қайық немесе ұшақ) жасау оңайырақ (және үлкен зымырандарды меңгеру өте қиын. флот) өз аумағынан ұшырылатын қанатты зымырандар. Жан-жақты, арзан бұқаралық ақпарат құралысоңында шағын ауқымды, қымбат және түсініксіз плюстермен жеңді. Ядролық қанатты зымырандар жердегі сынақтардан арыға өтпеді.
ҚР-ның 60-шы жылдарындағы атом электр станцияларымен концептуалды тұйыққа тірелуі, менің ойымша, қазір де өзекті, сондықтан көрсетілген сұраққа «неге??» деген негізгі сұрақ қойылады. Бірақ бұл қаруды әзірлеу, сынау және пайдалану кезінде туындайтын проблемаларды одан әрі дөңес етеді, біз одан әрі айтатын боламыз.
Сонымен, реактордан бастайық. SLAM және Z-59 концепциялары әсерлі өлшемдері мен массасы бар үш машиналы төмен ұшатын зымырандар болды (ұшу күшейткіштері түсірілгеннен кейін 20+ тонна). Өте қымбат төмен ұшатын дыбыстан жоғары ұшақ бортында іс жүзінде шексіз энергия көзінің болуын барынша пайдалануға мүмкіндік берді, сонымен қатар ядролық әуе реактивті қозғалтқышының маңызды ерекшелігі болып табылады.жұмыс тиімділігін арттыру (термодинамикалық цикл) жылдамдықтың жоғарылауымен, яғни. бірдей идея, бірақ 1000 км / сағ жылдамдықта әлдеқайда ауыр және жалпы қозғалтқыш болады. Ақырында, 1965 жылы жүз метр биіктіктегі 3М әуе шабуылына қарсы қорғанысқа нұқсан келтірмейтіндігін білдіреді.Бұрын атом электр станциясы бар зымыран ұшыру қондырғысының тұжырымдамасы «байланған» екен. жоғары жылдамдықКонцепцияның артықшылықтары күшті болды және көмірсутекті отынмен бәсекелестер әлсіреді.Көрсетілген зымыран, менің ойымша, трансоникалық немесе әлсіз дыбыстан жоғары (егер сіз бұл бейнеде ол екеніне сенбесеңіз). Бірақ сонымен бірге реактордың мөлшері салыстырғанда айтарлықтай төмендеді TORY II SLAM зымыранынан, ол графитті радиалды нейтронды шағылыстырғышты қосқанда 2 метрге дейін болды.
Тіпті диаметрі 0,4-0,6 метр болатын реакторды төсеуге бола ма?
Негізінен минималды реактордан бастайық - Pu239 дайындамасы. Жақсы үлгімұндай тұжырымдаманы жүзеге асыру Kilopower ғарыш реакторы болып табылады, алайда, U235 пайдаланылады. Реактор ядросының диаметрі небәрі 11 сантиметр! Егер сіз плутоний 239-ға ауыссаңыз, ядроның өлшемдері тағы 1,5-2 есе төмендейді. ең төменгі өлшембіз қиындықтарды еске түсіре отырып, нағыз ядролық әуе реактивті қозғалтқышына қарай жүре бастаймыз.
Реактордың өлшеміне ең бірінші қосылатын нәрсе рефлектордың өлшемі болып табылады - атап айтқанда, Kilopower-те BeO өлшемін үш есе арттырады. Екіншіден, біз U немесе Pu дайындамасын пайдалана алмаймыз - олар бір минут ішінде ауа ағынында күйіп кетеді. Қабық қажет, мысалы, 1000 С-қа дейін лезде тотығуға төзімді инкалой немесе керамикалық жабыны бар басқа никель қорытпалары. Ядроға қабық материалының үлкен көлемін енгізу ядролық отынның қажетті мөлшерін бірден бірнеше есеге арттырады - ақыр соңында, ядродағы нейтрондардың «өнімсіз» сіңірілуі қазір күрт өсті!
Сонымен қатар, U немесе Pu металдық пішіні енді жарамайды - бұл материалдардың өзі отқа төзімді емес (плутоний әдетте 634 С-та балқиды), бірақ олар металл қабықшаларының материалымен де әрекеттеседі. Біз отынды UO2 немесе PuO2 классикалық түріне айналдырамыз - біз материалдың ядродағы тағы бір сұйылтуын аламыз, енді оттегімен.
Соңында реактордың мақсатын еске түсіреміз. Біз ол арқылы ауаны көп айдауымыз керек, біз оған жылу береміз. Кеңістіктің шамамен 2/3 бөлігін «ауа түтіктері» алады.
Нәтижесінде ядроның минималды диаметрі 40-50 см-ге дейін (уран үшін), ал 10 см бериллий рефлекторы бар реактордың диаметрі 60-70 см-ге дейін өседі. MITEE Юпитер атмосферасында ұшуға арналған. Бұл толығымен қағаз жобасы (мысалы, ядроның температурасы 3000 К-де қарастырылған, ал қабырғалары 1200 К күшке төтеп бере алатын бериллийден жасалған) нейтроникадан есептелген ядроның диаметрі 55,4 см, ал сутегімен салқындату мүмкіндік береді сәл кішірейту өлшемін арналар, олар арқылы салқындатқыш айдалады.
Менің ойымша, әуе ядролық реактивті қозғалтқышты диаметрі шамамен бір метрлік зымыранға итеруге болады, бірақ ол әлі де айтылған 0,6-0,74 м-ден айтарлықтай үлкен емес, бірақ бәрібір алаңдатады. атом электр станциясының қуаты секундына ~10^16 ыдыраумен жұмыс істейтін ~ бірнеше мегаватт болады. Бұл реактордың өзі жер бетіне жақын жерде бірнеше ондаған мың рентгендік, ал бүкіл зымыран бойымен мың рентгенге дейінгі радиациялық өрісті жасайтынын білдіреді. Тіпті бірнеше жүздеген кг сектор қорғанысын орнату бұл деңгейлерді айтарлықтай төмендетпейді, өйткені. нейтрондар мен гамма кванттар ауадан шағылысып, «қорғанысты айналып өтеді».
Бірнеше сағаттан кейін мұндай реактор бірнеше (бірнеше ондаған) петабеккерель активтілігімен ~10^21-10^22 ыдырау өнімдерінің c атомын шығарады, бұл тіпті өшірілгеннен кейін де жақын жерде бірнеше мың рентгендік фон жасайды. реактор.
Зымыран конструкциясы шамамен 10^14 Бк дейін белсендіріледі, дегенмен изотоптар негізінен бета-сәулеленушілер болады және тек қана қауіпті. Құрылымның өзінен алынған фон зымыран корпусынан 10 метр қашықтықта ондаған рентген сәулелеріне жетуі мүмкін.
Барлық осы «көңілділік» мұндай зымыранды әзірлеу және сынау мүмкін болатын міндет деген идеяны береді. Радиацияға төзімді навигациялық және басқару жабдығының тұтас жиынтығын жасау керек, олардың барлығын біршама күрделі түрде сынау керек (радиация, температура, тербеліс - және мұның бәрі статистика үшін). Жұмыс істеп тұрған реактормен ұшу сынақтары кез келген уақытта жүздеген террабеккерельден петабеккерель бірліктеріне дейін шығарылатын радиациялық апатқа айналуы мүмкін. Тіпті апатты жағдайлар болмаса да, жеке отын штангаларының қысымын төмендету және радионуклидтердің шығуы өте ықтимал.
Әрине, Ресейде әлі де барНовая Земля көпбұрышы мұндай сынақтар жүргізілуі мүмкін, бірақ бұл шарттың рухына қайшы келедіүш ортада ядролық сынақтарға тыйым салу (Тыйым атмосфера мен мұхиттың радионуклидтермен жүйелі түрде ластануына жол бермеу үшін енгізілген).
Ақырында, Ресей Федерациясында мұндай реакторды кім жасай алатыны қызықты. Дәстүрлі түрде Курчатов институты (бас жобалау және есептеулер), Обнинск ФЭИ (тәжірибелік сынақтар және отын), Подольск қаласындағы Луч ғылыми-зерттеу институты (отын және материалдар технологиясы) бастапқыда жоғары температуралық реакторларға қатысты. Кейінірек NIKIET командасы осындай машиналарды жобалауға қосылды (мысалы, IGR және IVG реакторлары - RD-0410 ядролық зымыран қозғалтқышының белсенді аймағының прототиптері).
Бүгінгі күні NIKIET-те реакторларды жобалау бойынша жұмыстарды орындайтын конструкторлар тобы бар (жоғары температуралы газбен салқындатылған RUGK , жылдам реакторларМБИР, ), ал IPPE және Luch сәйкесінше сәйкес есептеулер мен технологиялармен айналысады. Курчатов институты соңғы онжылдықтарда ядролық реакторлар теориясына көбірек көшті.
Қорытындылай келе, мен атом электр станциялары бар әуе реактивті қозғалтқыштары бар қанатты зымыранды жасау әдетте орындалатын міндет екенін айтқым келеді, бірақ сонымен бірге өте қымбат және күрделі, адам мен күштерді айтарлықтай жұмылдыруды талап етеді. қаржылық ресурстар, менің ойымша, барлық басқа дауысты жобаларға қарағанда көбірек дәрежеде («Сармат», «Қанжар», «Мәртебе-6», «Авангард»). Бұл жұмылдырудың ізін де қалдырмағаны өте қызық. Ең бастысы, мұндай қару түрлерін алудың қандай пайдасы бар (қолданыстағы тасымалдаушылардың фонында) және олар көптеген кемшіліктерден - радиациялық қауіпсіздік мәселелерінен, жоғары бағадан, стратегиялық қару-жарақпен үйлеспеушіліктен қалай асып түсетіні анық емес. қысқарту туралы келісімдер.
P.S. Дегенмен, «көздер» жағдайды қазірдің өзінде жұмсарта бастады: «Әскери-өнеркәсіптік кешенге жақын дереккөз.Ведомости », зымырандарды сынау кезінде радиациялық қауіпсіздік қамтамасыз етілді. Борттағы ядролық қондырғы электрлік схемамен ұсынылған, дейді дереккөз.
Скептиктер ядролық қозғалтқышты жасау ғылым мен техника саласындағы елеулі прогресс емес, тек «бу қазандығын жаңғырту», мұнда уран көмір мен отынның орнына отын қызметін, ал сутегі көмірқышқылды отын ретінде әрекет етеді деп санайды. жұмыс сұйықтығы. NRE (ядролық реактивті қозғалтқыш) соншалықты перспективасыз ба? Оны анықтауға тырысайық.
Алғашқы зымырандар
Адамзаттың Жерге жақын ғарышты игерудегі барлық еңбегін химиялық реактивті қозғалтқыштарға жатқызуға болады. Мұндай энергоблоктардың жұмысы отынның тотықтырғышта жануының химиялық реакциясының энергиясын реактивті ағынның кинетикалық энергиясына, демек, зымыранға айналдыруға негізделген. Пайдаланылатын отын керосин, сұйық сутегі, гептан (сұйық отынмен жұмыс істейтін зымыран қозғалтқыштары (LTE)) және аммоний перхлораты, алюминий және темір оксидінің полимерленген қоспасы (қатты отын үшін (RDTT)).
Отшашу үшін қолданылған алғашқы зымырандардың Қытайда біздің дәуірімізге дейінгі екінші ғасырда пайда болғаны белгілі. Олар ұнтақ газдарының энергиясының арқасында аспанға көтерілді. Зымыран техникасының дамуына неміс зеңбірекшісі Конрад Хаас (1556), поляк генералы Казимир Семенович (1650), орыс генерал-лейтенанты Александр Засядьконың теориялық зерттеулері зор үлес қосты.
Бірінші сұйық отынды зымыран қозғалтқышын ойлап табуға патентті американдық ғалым Роберт Годдард алды. Оның салмағы 5 кг және ұзындығы шамамен 3 м болатын аппараты бензинмен және сұйық оттегімен жұмыс істеді, 1926 ж. 2,5 с. 56 метрге ұшты.
Жылдамдыққа ұмтылу
Сериялық химиялық реактивті қозғалтқыштарды жасау бойынша күрделі тәжірибелік жұмыстар өткен ғасырдың 30-жылдары басталды. Кеңес Одағында В.П.Глушко мен Ф.А.Зандер зымыран қозғалтқышын жасаудың пионерлері болып саналады. Олардың қатысуымен РД-107 және РД-108 энергоблоктары әзірленді, олар КСРО-ға ғарышты игеруде басымдық берді және Ресейдің басқарылатын космонавтика саласындағы болашақ көшбасшылығының негізін қалады.
Сұйық қозғалтқышты жаңарту кезінде реактивті ағынның теориялық максималды жылдамдығы 5 км/с аспайтыны белгілі болды. Бұл Жерге жақын кеңістікті зерттеу үшін жеткілікті болуы мүмкін, бірақ басқа планеталарға, тіпті одан да көп жұлдыздарға ұшу адамзат үшін орындалмайтын арман болып қала береді. Нәтижесінде, өткен ғасырдың ортасында балама (химиялық емес) зымыран қозғалтқыштарының жобалары пайда бола бастады. Ең танымал және перспективалысы ядролық реакциялардың энергиясын пайдаланатын қондырғылар болды. Кеңес Одағы мен АҚШ-та ядролық ғарыш қозғалтқыштарының (NRE) алғашқы тәжірибелік үлгілері 1970 жылы сынақтан өтті. Алайда Чернобыль апатынан кейін халықтың қысымымен бұл саладағы жұмыс тоқтатылды (КСРО-да 1988 ж., АҚШ-та - 1994 ж.).
Атом электр станцияларының жұмыс істеуі термохимиялық қондырғылар сияқты принциптерге негізделген. Жалғыз айырмашылығы - жұмыс сұйықтығын қыздыру ядролық отынның ыдырау немесе балқу энергиясы арқылы жүзеге асырылады. Мұндай қозғалтқыштардың энергия тиімділігі химиялық қозғалтқыштарға қарағанда әлдеқайда жоғары. Мысалы, 1 кг ең жақсы отынның (бериллийдің оттегімен қоспасы) бөлетін энергиясы 3 × 107 Дж, ал Po210 полоний изотоптары үшін бұл мән 5 × 1011 Дж.
Ядролық қозғалтқышта бөлінген энергия әртүрлі тәсілдермен пайдаланылуы мүмкін:
саптамалар арқылы шығарылатын жұмыс сұйықтығын дәстүрлі зымыран қозғалтқышындағыдай электрлік қозғалтқышқа айналдырғаннан кейін қыздыру, жұмыс сұйықтығының бөлшектерін ионизациялау және жеделдету, тікелей бөліну немесе синтез өнімдері арқылы импульс жасау.Тіпті қарапайым су да осындай рөл атқара алады. жұмыс сұйықтығы, бірақ алкогольді пайдалану аммиак немесе сұйық сутегі әлдеқайда тиімді болады. Реакторға арналған отынның агрегаттық күйіне байланысты ядролық зымыран қозғалтқыштары қатты, сұйық және газ фазалы болып бөлінеді. Атом электр станцияларында отын ретінде қолданылатын отын штангаларын (отын элементтері) пайдаланатын қатты фазалық бөліну реакторы бар ең дамыған NRE. Американдық Nerva жобасы аясындағы мұндай алғашқы қозғалтқыш 1966 жылы екі сағаттай жұмыс істеп, жердегі сынақ сынақтарынан өтті.
Дизайн ерекшеліктері
Кез келген ядролық ғарыш қозғалтқышының негізінде энергетикалық ғимаратқа орналастырылған активті аймақ пен бериллий рефлекторынан тұратын реактор жатыр. Дәл белсенді аймақта жанғыш зат атомдарының ыдырауы жүреді, әдетте, U235 изотоптарымен байытылған уран U238. Ядролық ыдырау процесіне белгілі бір қасиеттер беру үшін модераторлар да осында орналасқан - отқа төзімді вольфрам немесе молибден. Егер модератор отын элементтерінің құрамына кірсе, реактор біртекті деп аталады, ал бөлек орналастырылса - гетерогенді. Сондай-ақ ядролық қозғалтқыш жұмыс сұйықтығымен қамтамасыз ету блогын, басқару элементтерін, көлеңкелі сәулеленуден қорғауды және саптаманы қамтиды. Жоғары термиялық жүктемелерді бастан кешіретін реактордың құрылымдық элементтері мен құрамдас бөліктері жұмыс сұйықтығымен салқындатылады, содан кейін турбосорғы қондырғысы отын қондырғыларына айдалады. Мұнда ол шамамен 3000˚С дейін қызады. Саптама арқылы біткен жұмыс сұйықтығы ағынды соққы жасайды.
Реактордың әдеттегі басқару элементтері нейтрондарды (бор немесе кадмий) сіңіретін заттан жасалған басқару шыбықтары мен айналмалы барабандар болып табылады. Штангалар тікелей өзекке немесе шағылдырғыштың арнайы қуыстарына, ал айналмалы барабандар реактордың шеткі бөлігіне орналастырылады. Штангаларды жылжыту немесе барабандарды айналдыру арқылы уақыт бірлігінде бөлінетін ядролардың саны өзгереді, реактордың энергияның бөліну деңгейін, демек, оның жылу қуатын реттейді.
Барлық тірі организмдер үшін қауіпті нейтрондық және гамма-сәулеленудің қарқындылығын төмендету үшін энергетикалық корпусқа бірінші реттік реакторды қорғау элементтері орналастырылған.
Тиімділікті арттыру
Сұйық фазалы ядролық қозғалтқыш принципі мен құрылғысы бойынша қатты фазаларға ұқсас, бірақ жанармайдың сұйық күйі реакцияның температурасын және, демек, қуат блогының күшін арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен, егер химиялық қондырғылар үшін (LTE және қатты отынды зымыран қозғалтқыштары) максималды меншікті импульс (реактивті жарылыс жылдамдығы) 5 420 м/с болса, қатты фазалық ядролық және 10 000 м/с шектен алыс болса, онда орташа мән газ фазалы NRE үшін бұл көрсеткіш 30 000 - 50 000 м/с диапазонында жатыр.
Газ фазалы ядролық қозғалтқыш жобаларының екі түрі бар:
Ашық цикл, онда электромагниттік өріс ұстайтын жұмыс сұйықтығынан плазмалық бұлт ішінде ядролық реакция жүреді және барлық түзілетін жылуды жұтады. Температура бірнеше ондаған мың градусқа жетуі мүмкін. Бұл жағдайда белсенді аймақ ыстыққа төзімді затпен қоршалған (мысалы, кварц) - сәулелену энергиясын еркін тарататын ядролық лампа.Екінші типті қондырғыларда реакция температурасы балқу температурасымен шектелетін болады. шам материалы. Бұл ретте ғарыштық ядролық қозғалтқыштың энергия тиімділігі біршама төмендейді (спецификалық импульс 15000 м/с дейін), бірақ ПӘК және радиациялық қауіпсіздік артады.
Практикалық жетістіктер
Ресми түрде американдық ғалым және физик Ричард Фейнман атом электр станциясының өнертапқышы болып саналады. Ровер бағдарламасы аясында ғарыш аппараттары үшін ядролық қозғалтқыштарды жасау және жасау бойынша ауқымды жұмыстың басталуы 1955 жылы Лос-Аламос зерттеу орталығында (АҚШ) берілді. Американдық өнертапқыштар біртекті ядролық реакторы бар қондырғыларға артықшылық берді. «Киви-А» алғашқы тәжірибелік үлгісі Альбукеркедегі (Нью-Мексико, АҚШ) атом орталығындағы зауытта жиналып, 1959 жылы сынақтан өтті. Реактор саптаманы жоғары қаратып стендке тігінен орналастырылды. Сынақтар кезінде пайдаланылған сутегінің қыздырылған ағыны тікелей атмосфераға шығарылды. Ректор аз қуатта небәрі 5 минут жұмыс істесе де, табыс әзірлеушілерді шабыттандырды.
Кеңес Одағында мұндай зерттеулерге қуатты серпін 1959 жылы Атом энергиясы институтында өткен «үш ұлы К» кездесуі – атом бомбасын жасаушы И.В.Курчатов, орыс космонавтикасының бас теоретикі М.В.Келдыш болды. және кеңестік зымырандардың бас конструкторы S.P. Queen. Американдық модельден айырмашылығы, «Химавтоматика» бірлестігінің (Воронеж) конструкторлық бюросында жасалған кеңестік RD-0410 қозғалтқышы гетерогенді реакторға ие болды. Өрт сынақтары 1978 жылы Семей қаласының жанындағы полигонда өтті.
Айта кету керек, көптеген теориялық жобалар жасалды, бірақ іс ешқашан практикалық жүзеге асырылмады. Мұның себептері материалтануда көптеген мәселелердің болуы, адам және қаржылық ресурстардың жетіспеушілігі болды.
Ескерту: маңызды тәжірибелік жетістік ядролық қозғалтқышы бар ұшақтардың ұшу сынақтарын өткізу болды. КСРО-да ең перспективалысы эксперименталды болды стратегиялық бомбалаушыТу-95ЛАЛ, АҚШ-та - В-36.
Orion жобасы немесе импульстік NRE
Ғарыштағы ұшулар үшін импульстік ядролық қозғалтқышты алғаш рет 1945 жылы поляк текті американдық математик Станислав Улам пайдалануды ұсынды. Келесі онжылдықта бұл идеяны Т.Тейлор мен Ф.Дайсон дамытып, нақтылады. Бұдан шығатын қорытынды: зымыран түбіндегі итергіш платформадан біршама қашықтықта жарылған шағын ядролық зарядтардың энергиясы оған үлкен үдеу береді.
1958 жылы басталған «Орион» жобасының барысында дәл осындай қозғалтқышпен адамдарды Марстың бетіне немесе Юпитердің орбитасына жеткізе алатын зымыранмен жабдықтау жоспарланған болатын. Алдыңғы бөлімде орналасқан экипаж демпферлік құрылғы арқылы үлкен үдеулердің зиянды әсерінен қорғалған болады. Егжей-тегжейлі инженерлік жұмыстың нәтижесі ұшу тұрақтылығын зерттеу үшін кеменің кең ауқымды моделінің марштық сынақтары болды (ядро зарядтарының орнына кәдімгі жарылғыш заттар қолданылды). Құны жоғары болғандықтан, жоба 1965 жылы жабылды.
«Жарылғышты» жасау туралы осындай ойларды кеңес академигі А.Сахаров 1961 жылы шілдеде айтқан болатын. Кемені орбитаға шығару үшін ғалым кәдімгі сұйық отынды қозғалтқыштарды қолдануды ұсынды.
Альтернативті жобалар
Үлкен саныжобалар теориялық зерттеу шеңберінен өткен жоқ. Олардың арасында көптеген түпнұсқа және өте перспективалы болды. Растау - бөлінетін фрагменттерге негізделген атом электр станциясының идеясы. Бұл қозғалтқыштың дизайн ерекшеліктері мен орналасуы жұмыс сұйықтығысыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Қажетті қозғалыс сипаттамаларын қамтамасыз ететін реактивті ағын пайдаланылған ядролық материалдан қалыптасады. Реактор субкритикалық ядролық массасы бар айналмалы дискілерге негізделген (атомдардың бөліну коэффициенті біреуден аз). Белсенді аймақта орналасқан дискінің секторында айналу кезінде тізбекті реакция басталады және ыдырайтын жоғары энергиялы атомдар қозғалтқыштың шүмегіне жіберіліп, ағынды ағынды құрайды. Тірі қалған тұтас атомдар отын дискінің келесі айналымдарында реакцияға қатысады.
RTG (радиоизотопты термоэлектрлік генераторлар) негізінде Жерге жақын кеңістікте белгілі бір тапсырмаларды орындайтын кемелерге арналған ядролық қозғалтқыштың жобалары өте тиімді, бірақ мұндай қондырғылар планетааралық, тіпті одан да көп жұлдызаралық ұшулар үшін өте перспективалы емес.
Ядролық синтездік қозғалтқыштардың әлеуеті зор. Қазірдің өзінде ғылым мен техниканың дамуының қазіргі кезеңінде импульстік қондырғы әбден мүмкін, онда Орион жобасы сияқты зымыран түбінің астында термоядролық зарядтар жарылады. Дегенмен, көптеген сарапшылар бақыланатын ядролық синтезді жүзеге асыруды жақын болашақтың ісі деп санайды.
YARD артықшылықтары мен кемшіліктері
Ядролық қозғалтқыштарды ғарыш аппараттары үшін қуат блогы ретінде пайдаланудың даусыз артықшылықтарына олардың жоғары меншікті импульсті және жақсы тарту өнімділігін (вакуумда мың тоннаға дейін), автономды жұмыс кезінде әсерлі энергия қорын қамтамасыз ететін жоғары энергия тиімділігі жатады. Қазіргі деңгейғылыми-техникалық даму мұндай қондырғының салыстырмалы жинақылығын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Жобалық және ғылыми-зерттеу жұмыстарының қысқаруына әкелген NRE негізгі кемшілігі жоғары радиациялық қауіптілік болып табылады. Бұл, әсіресе, жерүсті өртке қарсы сынақтарды жүргізу кезінде, нәтижесінде радиоактивті газдар, уран қосылыстары және оның изотоптары жұмыс сұйықтығымен бірге атмосфераға түсуі және енетін сәулеленудің жойқын әсері болуы мүмкін. Дәл осындай себептермен басталуы мүмкін емес. ғарыш кемесі, ядролық қозғалтқышпен жабдықталған, тікелей Жер бетінен.
Қазіргі және болашақ
Ресей ғылым академиясының академигі атап өткендей, бас атқарушы директорАнатолий Коротеевтің «Келдіш орталығы» жақын арада Ресейде түбегейлі жаңа үлгідегі ядролық қозғалтқыштың түрін жасайды. Тәсілдің мәні ғарыш реакторының энергиясы жұмыс сұйықтығын тікелей қыздыруға және ағынды ағынның пайда болуына емес, электр энергиясын өндіруге бағытталатын болады. Қондырғыдағы қозғағыштың рөлі плазмалық қозғалтқышқа жүктелген, оның меншікті күші қазіргі уақытта қолданыстағы химиялық зымыран машиналарының күшінен 20 есе жоғары. Жобаның бас кәсіпорны «NIKIET» АҚ «Росатом» мемлекеттік корпорациясының бөлімшесі (Мәскеу қ.).
Толық масштабты макеттік сынақтар 2015 жылы «НПО Машиностроения» (Реутов) базасында сәтті өтті. Атом электр станциясының ұшу-конструкторлық сынақтарының басталу күні ретінде ағымдағы жылдың қарашасы аталды. Ең маңызды элементтер мен жүйелерді, соның ішінде ХҒС бортында да сынақтан өткізуге тура келеді.
Жаңа ресейлік ядролық қозғалтқыштың жұмысы радиоактивті заттардың қоршаған кеңістікке түсуін толығымен жоққа шығаратын жабық циклде жүреді. Электр станциясының негізгі элементтерінің массалық және жалпы сипаттамалары оны қолданыстағы отандық «Протон» және «Ангара» зымыран тасығыштарымен пайдалануды қамтамасыз етеді.
Бірінші кезең - бас тарту
Зымыран технологиялары саласындағы неміс сарапшысы Роберт Шмукер В.Путиннің мәлімдемелерін мүлде қисынсыз деп есептеді. «Мен ресейліктер шағын ұшатын реактор жасай алады деп елестете алмаймын», - деді сарапшы Deutsche Welle-ге берген сұхбатында.
Олар мүмкін, Герр Шмукер. Елестетіп көріңізші.
Атом электр станциясы бар алғашқы отандық спутник (Космос-367) сонау 1970 жылы Байқоңырдан ұшырылды. Құрамында 30 кг ураны бар БЭС-5 Бук шағын өлшемді реакторының 37 отын жинағы 700°С бастапқы контурдағы температурада және 100 кВт жылу бөлетін қондырғыны 3 кВт электр қуатымен қамтамасыз етті. Реактордың массасы бір тоннадан аз, болжамды жұмыс уақыты 120-130 күн.
Сарапшылар күмән тудырады: бұл ядролық «аккумулятордың» қуаты тым аз... Бірақ! Күніне қарайсыз: жарты ғасыр бұрын болды.
Төмен тиімділік – термионды түрлендірудің салдары. Энергияны берудің басқа түрлерімен көрсеткіштер әлдеқайда жоғары, мысалы, атом электр станциялары үшін тиімділік мәні 32-38% диапазонында. Бұл тұрғыда «ғарыштық» реактордың жылу қуаты ерекше қызығушылық тудырады. 100 кВт - бұл жеңіске деген маңызды ұсыныс.
Айта кету керек, BES-5 Buk RTG отбасына жатпайды. Радиоизотопты термоэлектрлік генераторлар радиоактивті элементтер атомдарының табиғи ыдырауының энергиясын түрлендіреді және елеусіз қуатқа ие. Сонымен қатар, Бук басқарылатын тізбекті реакциясы бар нақты реактор болып табылады.
1980 жылдардың аяғында пайда болған кеңестік шағын өлшемді реакторлардың келесі ұрпағы одан да кішірек өлшемдерімен және энергияның көп бөлінуімен ерекшеленді. Бұл бірегей Топаз болды: Букпен салыстырғанда реактордағы уран мөлшері үш есеге (11,5 кг-ға дейін) азайды. Жылу қуаты 50%-ға артып, 150 кВт құрады, үздіксіз жұмыс істеу уақыты 11 айға жетті (осы типтегі реактор «Космос-1867» барлау спутнигінің бортында орнатылған).
Ядролық ғарыштық реакторлар өлімнің жерден тыс түрі болып табылады. Бақылауды жоғалтқан жағдайда, «аққан жұлдыз» тілектерін орындамады, бірақ күнәларын «бақыттыларға» босатады.
1992 жылы Топаз сериялы шағын реакторлардың қалған екі данасы АҚШ-та 13 миллион долларға сатылды.
Негізгі сұрақ: мұндай қондырғыларды зымыран қозғалтқыштары ретінде пайдалану үшін қуат жеткілікті ме? Ыстық реактордың өзегі арқылы жұмыс сұйықтығын (ауаны) өткізіп, импульстің сақталу заңы бойынша шығыста күш алу арқылы.
Жауап: жоқ. Бук пен Топаз – ықшам атом электр станциялары. YRD құру үшін басқа құралдар қажет. Бірақ жалпы тенденция жай көзге көрінеді. Ықшам атом электр станциялары бұрыннан құрылған және іс жүзінде бар.
Көлемі бойынша Х-101-ге ұқсас қанатты зымыранның негізгі қозғалтқышы ретінде атом электр станциясы қандай қуатқа ие болуы керек?
Жұмыс таба алмай жүрсіз бе? Уақытты қуатпен көбейтіңіз!
(Әмбебап кеңестер жинағы.)
Қуатты табу да қиын емес. N=F×V.
Ресми деректерге сәйкес, Xa-101 қанатты зымырандары, сондай-ақ Калибрлер тобының KR, 450 кгс (≈ 4400 Н) тарту күшін дамытатын қысқа мерзімді турбовентильді қозғалтқыш-50 жабдықталған. Қанатты зымыранның круиздік жылдамдығы - 0,8 М немесе 270 м / с. Турбореактивті айналма қозғалтқыштың идеалды жобалық тиімділігі 30% құрайды.
Бұл жағдайда қанатты зымыран қозғалтқышының қажетті қуаты Топаз сериялы реакторының жылу қуатынан 25 есе жоғары.
Неміс сарапшысының күмәніне қарамастан, ядролық турбореактивті (немесе рамжеттік) зымыран қозғалтқышын жасау қазіргі заманның талаптарына жауап беретін шынайы міндет болып табылады.
Тозақтан зымыран
«Мұның бәрі таң қалдырды - ядролық қуатпен жұмыс істейтін қанатты зымыран», - деді Дуглас Барри, сар. ғылыми қызметкерЛондондағы Халықаралық стратегиялық зерттеулер институты. «Бұл идея жаңа емес, ол туралы 60-жылдары айтылған, бірақ ол көптеген кедергілерге тап болды».
Бұл туралы ғана айтылмады. 1964 жылы сынақтар кезінде Tori-IIC ядролық реактивті қозғалтқышы 513 МВт реактордың жылу қуатымен 16 тонна тарту күшін жасады. Дыбыстан жылдам ұшуды имитациялай отырып, қондырғы бес минут ішінде 450 тонна сығылған ауа жұмсады. Реактор өте «ыстық» жобаланған - жұмыс температурасыөзегінде 1600°С-қа жетті. Дизайн өте тар төзімділікке ие болды: бірқатар аймақтарда рұқсат етілген температура зымыран элементтері еріп, құлаған температурадан тек 150-200 ° C төмен болды.
Бұл көрсеткіштер YaPVRD қозғалтқышын тәжірибеде пайдалану үшін жеткілікті болды ма? Жауабы анық.
Ядролық рамжеттік қозғалтқыш «Қара құс» SR-71 «үш қанатты» барлау ұшақтарының турбо-рамжеттік қозғалтқышына қарағанда көбірек (!) тарту күшін дамытты.
«Полигон-401», ядролық рейджеттің сынақтары
«Tori-IIA» және «-IIC» тәжірибелік қондырғылары SLAM қанатты зымыранының ядролық қозғалтқышының прототипі болып табылады.
Есептер бойынша 160 000 км кеңістікті тесіп өтуге қабілетті шайтандық өнертабыс ең төменгі биіктік 3М жылдамдықпен. Оның қайғылы жолында соққы толқыны мен 162 дБ (адам үшін өлімге әкелетін) күн күркіреуімен кездескендердің барлығын сөзбе-сөз «шаптау».
Жауынгерлік ұшақ реакторында биологиялық қорғаныс болмады. SLAM ұшып шыққаннан кейін жарылған құлақ қалқандары зымыран саптамасынан радиоактивті шығарындылар фонында елеусіз жағдай болып көрінеді. Ұшатын құбыжық артында ені бір шақырымнан асатын 200-300 рад сәулелену дозасы бар шлейф қалдырды. Есептеулер бойынша, бір сағаттық ұшуда SLAM 1800 шаршы мильді өлімге әкелетін радиациямен жұқтырды.
Есептеулер бойынша, ұзындығы ұшақ 26 метрге жетуі мүмкін. Бастапқы салмағы - 27 тонна. Жауынгерлік жүктеме - зымыранның ұшу бағыты бойынша бірнеше кеңестік қалаларға дәйекті түрде түсірілуі қажет термоядролық зарядтар. Негізгі тапсырманы орындағаннан кейін, SLAM тағы бірнеше күн бойы КСРО территориясын айналып өтіп, айналаның бәрін радиоактивті шығарындылармен жұқтыруы керек еді.
Мүмкін, адам жасауға тырысқандардың ішіндегі ең өлімі. Бақытымызға орай, ол нақты ұшырылымдарға келмеді.
Плутон деп аталатын жоба 1964 жылы 1 шілдеде тоқтатылды. Сонымен бірге, SLAM әзірлеушілерінің бірі Дж.Крейвеннің айтуынша, АҚШ-тың әскери және саяси басшылығының ешқайсысы бұл шешімге өкінген жоқ.
«Төмен ұшатын ядролық зымыраннан» бас тартуға құрлықаралық баллистикалық зымырандарды жасау себеп болды. Әскерилердің өздері үшін теңдесі жоқ тәуекелдермен аз уақыт ішінде қажетті зиян келтіруге қабілетті. Air & Space журналындағы жарияланымның авторлары дұрыс атап өткендей: ICBM, кем дегенде, ұшырғыштың жанында болғандардың барлығын өлтірмеді.
Жындыны кім, қайда және қалай сынамақ болғаны әлі белгісіз. Ал егер SLAM бағытынан адасып, Лос-Анджелестің үстінен ұшып кетсе, кім жауапты болады. Ақылсыз ұсыныстардың бірі зымыранды кабельге байлап, бөліктің қаңырап қалған жерлерінде шеңбер бойымен жүруді ұсынды. Невада. Дегенмен, бірден тағы бір сұрақ туындады: реакторда жанармайдың соңғы қалдықтары жанып кеткен кезде зымыранмен не істеу керек? SLAM «қонатын» жерге ғасырлар бойы жақындамайды.
Өмір немесе өлім. Соңғы таңдау
1950 жылдардағы мистикалық «Плутоннан» айырмашылығы, В.Путин айтқан заманауи ядролық зымыран жобасы американдық зымыранға қарсы қорғаныс жүйесін бұзып өтудің тиімді құралын құруды ұсынады. Өзара сенімді жою құралдары ядролық тежеудің ең маңызды критерийі болып табылады.
Классикалық «ядролық триаданың» шайтандық «пентаграммаға» айналуы - ICBM оқтұмсықтарының модернизациясымен қоса жеткізілетін көліктердің жаңа буынын (шексіз қашықтыққа арналған ядролық қанатты зымырандар мен статус-6 стратегиялық ядролық торпедалар) қосумен ( Маневр жасау Авангард) жаңа қауіптерге ақылға қонымды жауап. Вашингтонның зымыранға қарсы қорғаныс саясаты Мәскеуге басқа таңдау қалдырмайды.
«Сіз зымыранға қарсы жүйелеріңізді жасап жатырсыз. Зымыранға қарсы құралдардың ауқымы артып, дәлдігі артып, бұл қарулар жетілдіріліп жатыр. Сондықтан біз бүгін ғана емес, ертең жаңа қару-жарақ болған кезде де жүйені еңсеруіміз үшін бұған лайықты жауап беруіміз керек».
В.Путин NBC арнасына берген сұхбатында.
SLAM/Pluto эксперименттерінің құпиясыздандырылған мәліметтері бұдан алты онжылдық бұрын қанатты ядролық зымыранды жасау мүмкін болғанын (техникалық тұрғыдан мүмкін) дәлелдейді. Қазіргі заманғы технологияларидеяны жаңа техникалық деңгейге көтеруге мүмкіндік береді.
Уәдеден қылыш тот басады
«Президенттің супер қаруының» пайда болу себептерін түсіндіретін және мұндай жүйелерді құрудың «мүмкін еместігіне» қатысты кез келген күмәнді сейілтетін айқын фактілердің көптігіне қарамастан, Ресейде де, шетелде де күмәнданушылар көп. «Тізімде көрсетілген қарулардың барлығы тек ақпараттық соғыс құралы». Содан кейін - әртүрлі ұсыныстар.
И.Моисеев сынды карикатуралық «мамандарға» мән бермеу керек шығар. Ғарыш саясаты институтының басшысы (?), ол The Insider онлайн басылымына: «Сіз қанатты зымыранға ядролық қозғалтқышты қоя алмайсыз. Ия, және мұндай қозғалтқыштар жоқ.
Президенттің мәлімдемелерін «әшкерелеу» әрекеттері де аналитикалық тұрғыдан анағұрлым байсалды деңгейде жүргізілуде. Мұндай «тергеу» либералдық көзқарастағы қоғам арасында бірден танымалдыққа ие болады. Скептиктер келесі дәлелдерді келтіреді.
Жоғарыда аталған барлық жүйелер стратегиялық өте құпия қарулар санатына жатады, олардың бар екенін тексеру немесе жоққа шығару мүмкін емес. (Федералдық Жиналысқа жолдаған хабарламаның өзінде компьютерлік графика мен ұшырулардың басқа қанатты зымыран түрлерінің сынақтарынан ерекшеленбейтін кадрлар көрсетілді.) Сонымен қатар, ешкім, мысалы, ауыр зымырандарды құру туралы сөйлеспейді. соққыға арналған дроннемесе әскери кемежойғыш класы. Жақында бүкіл әлемге көрсетілуі керек қару.
Кейбір «ақпарат айтушылардың» пікірінше, хабарламалардың таза стратегиялық, «құпия» контексті олардың қисынсыз сипатын көрсетуі мүмкін. Жарайды, егер басты дау осы болса, онда бұл адамдармен не туралы айтылады?
Тағы бір көзқарас бар. Ядролық зымырандар мен ұшқышсыз 100 түйінді сүңгуір қайықтар туралы таң қалдыру әскери-өнеркәсіптік кешеннің айқын проблемалары аясында жасалған. қарапайым жобалар«дәстүрлі» қарулар. Қару-жарақтың барлық түрлерінен бірден асып түсетін зымырандар туралы мәлімдемелер ракета ғылымының белгілі жағдайының фонында күрт қарама-қайшы келеді. Скептиктер мысал ретінде Булаваны ұшыру кезіндегі жаппай сәтсіздіктерді немесе жиырма жыл бойы созылып келе жатқан «Ангара» зымыран тасығышын жасауды атайды. Өзі 1995 жылы басталды; 2017 жылдың қарашасында сөйлеген сөзінде Премьер-Министрдің орынбасары Д.Рогозин «Ангараны» «Восточный» ғарыш айлағынан ұшыруды тек ... 2021 жылы қалпына келтіруге уәде берді.
Айтпақшы, өткен жылдың басты теңіз сенсациясы Циркон неге назардан тыс қалды? Әскери-теңіз соғысының барлық тұжырымдамаларын сызып тастай алатын гипердыбыстық зымыран.
Әскерге лазерлік жүйелердің келуі туралы жаңалық лазерлік жүйелерді өндірушілердің назарын аударды. Бағытталған энергетикалық қарудың бар үлгілері азаматтық нарыққа арналған жоғары технологиялық жабдықты зерттеу мен әзірлеудің кең ауқымды негізінде жасалды. Мысалы, американдық AN/SEQ-3 LaWS кеме қондырғысы жалпы қуаты 33 кВт болатын алты дәнекерлеу лазерінің «пакетін» білдіреді.
Өте күшті жауынгерлік лазерді құру туралы хабарландыру өте әлсіз лазерлік индустрияның фонында қарама-қайшы келеді: Ресей әлемдегі ең ірі өндірушілердің қатарында емес. лазерлік жабдық(Coherent, IPG Photonics немесе қытайлық Хань «Лазерлік технология).Сондықтан жоғары қуатты лазерлік қару үлгілерінің кенеттен пайда болуы мамандардың шынайы қызығушылығын тудырады.
Әрқашан жауаптардан гөрі сұрақтар көп. Әйтсе де, шайтан егжей-тегжейде ресми дереккөздерсоңғы қарулар туралы өте нашар түсінік береді. Көбінесе жүйе қазірдің өзінде қабылдауға дайын ба, әлде оның дамуы белгілі бір сатыда ма, ол анық емес. Бұрынғы осындай қару-жарақтардың жасалуына байланысты белгілі прецеденттер бұдан туындайтын мәселелердің саусақпен ұшымен шешілмейтінін көрсетеді. Техникалық инновациялардың жанкүйерлерін ядролық қозғалтқышы бар ғарыш аппаратын сынау үшін орынды таңдау мәселесі алаңдатады. Немесе Status-6 су астындағы дронмен байланысу тәсілдері (іргелі мәселе: радиобайланыс су астында жұмыс істемейді, байланыс сеанстары кезінде сүңгуір қайықтар су бетіне көтерілуге мәжбүр). Оны қалай пайдалану керектігі туралы түсініктеме тыңдау қызықты болар еді: соғысты бір сағат ішінде бастай алатын және аяқтай алатын дәстүрлі ICBM және SLBM-мен салыстырғанда, Status-6 АҚШ жағалауына жету үшін бірнеше күнді алады. Басқа ешкім жоқ кезде!
Соңғы жекпе-жек аяқталды.
Біреу тірі қалды ма?
Жауап ретінде - тек жел айқайлайды ...
Материалдарды пайдалану:
Air&Space журналы (1990 ж. сәуір-мамыр)
Джон Крейвеннің «Тыныш соғысы».
Көптеген әріптерден сақ болыңыз.
Ресейде атом электр станциясы (АЭС) бар ғарыш кемесінің ұшу үлгісін 2025 жылға дейін жасау жоспарлануда. Тиісті жұмыс 2016–2025 жылдарға арналған Федералдық ғарыш бағдарламасының (FKP-25) жобасына енгізілген, оны Роскосмос министрліктерге келісу үшін жіберген.
Кең ауқымды планетааралық экспедицияларды жоспарлау кезінде атом энергетикалық жүйелері ғарыштағы негізгі перспективалық энергия көздері болып саналады. Болашақта қазіргі уақытта «Росатом» кәсіпорындары жасап жатқан атом электр станциялары болашақта ғарышта мегаватт қуатпен қамтамасыз ете алады.
Атом электр станцияларын құру бойынша барлық жұмыстар жоспарланған мерзімге сәйкес жүргізілуде. Жұмыстар нысаналы бағдарламада көзделген мерзімде аяқталады деп үлкен сеніммен айта аламыз, – дейді «Росатом» мемлекеттік корпорациясы коммуникациялар бөлімінің жоба жетекшісі Андрей Иванов.
Жақында екі жоба аяқталды кезеңдері: жоғары температурада, үлкен температура градиенттерінде және жоғары дозада сәулеленуде жұмыс істеуді қамтамасыз ететін отын элементінің бірегей дизайны жасалды. Болашақ ғарыштық энергоблоктың реакторлық кемесінің технологиялық сынақтары да сәтті аяқталды. Осы сынақтардың бір бөлігі ретінде денеге қысым жасалып, негізгі металл, айналмалы дәнекерлеу және конустың өтуі аймақтарында 3D өлшемдері жасалды.
Жұмыс принципі. Жаратылыс тарихы.
Ғарышты пайдалану үшін ядролық реактордың іргелі қиындықтары жоқ. 1962 жылдан 1993 жылға дейінгі кезеңде біздің елімізде ұқсас қондырғыларды өндірудің бай тәжірибесі жинақталды. Осындай жұмыс АҚШ-та да жүргізілді. 1960 жылдардың басынан бастап әлемде электр реактивті қозғалтқыштардың бірнеше түрі жасалды: иондық, стационарлық плазмалық, анодты қабат қозғалтқышы, импульстік плазмалық қозғалтқыш, магнитоплазмалық, магнитоплазмодинамикалық.
Ғарыш аппараттары үшін ядролық қозғалтқыштарды жасау бойынша жұмыстар өткен ғасырда КСРО мен АҚШ-та белсенді жүргізілді: американдықтар жобаны 1994 жылы, КСРО - 1988 жылы жапты. Жұмыстың жабылуына Чернобыль апаты ықпал етті қоғамдық пікіратом энергиясын пайдалануға қатысты. Сонымен қатар, ғарыштағы ядролық қондырғылардың сынақтары үнемі жүргізілмеді: 1978 жылы кеңестік Космос-954 спутнигі атмосфераға еніп, 100 мың шаршы метр аумаққа мыңдаған радиоактивті фрагменттерді шашыратып құлады. км Канаданың солтүстік-батысында. Кеңес Одағы Канадаға төледі ақшалай өтемақы 10 миллион доллардан астам.
1988 жылы мамырда екі ұйым – Америка ғалымдарының федерациясы мен Кеңестік ғалымдардың ядролық қауіпке қарсы бейбітшілік жөніндегі комитеті – ғарышта атом энергиясын пайдалануға тыйым салу туралы бірлескен ұсыныс жасады. Бұл ұсыныстың ресми салдары болмады, бірақ содан бері бірде-бір ел бортында атом электр станциялары бар ғарыш аппараттарын ұшырған жоқ.
Жобаның үлкен артықшылықтары іс жүзінде маңызды өнімділік сипаттамалары болып табылады - ұзақ қызмет ету мерзімі (10 жыл пайдалану), айтарлықтай күрделі жөндеу аралығы және бір коммутатордағы ұзақ жұмыс уақыты.
2010 жылы жоба бойынша техникалық ұсыныстар тұжырымдалған. Дизайн биыл басталды.
Атом электр станциясы үш негізгі құрылғыдан тұрады: 1) жұмыс сұйықтығы және қосалқы құрылғылары бар реакторлық қондырғы (жылу алмастырғыш-рекуператор және турбогенератор-компрессор); 2) зымыранның электр қозғаушы жүйесі; 3) тоңазытқыш-эмиттер.
Реактор.
Физикалық тұрғыдан алғанда бұл ықшам газбен салқындатылатын жылдам нейтронды реактор.
Қолданылатын отын – уранның қосылысы (диоксиді немесе карбонитриді), бірақ конструкциясы өте жинақы болуы керек болғандықтан, уранның 235 изотоптағы байытылуы кәдімгі (азаматтық) атом электр станцияларындағы отын штангаларына қарағанда жоғарырақ, мүмкін 20%-дан астам. Ал олардың қабығы молибден негізіндегі балқитын металдардың монокристалды қорытпасы.
Бұл отын өте жоғары температурада жұмыс істеуге мәжбүр болады. Сондықтан, температураға байланысты теріс факторларды тежейтін және сонымен бірге отынның негізгі функциясын - электр энергиясын өндіруге пайдаланылатын газды салқындатқышты жылытуға мүмкіндік беретін материалдарды таңдау қажет болды.
Тоңазытқыш.
Ядролық қондырғыны пайдалану кезінде газды салқындату өте қажет. Ғарышқа жылуды қалай шығаруға болады? Жалғыз мүмкіндік - радиациялық салқындату. Бос жерде қыздырылған бет кең диапазонда, соның ішінде көрінетін жарықта электромагниттік толқындарды шығару арқылы салқындатылады. Жобаның бірегейлігі арнайы салқындатқышты - гелий-ксенон қоспасын пайдалануда. Орнату жоғары тиімділікті қамтамасыз етеді.
Қозғалтқыш.
Иондық қозғалтқыштың жұмыс істеу принципі келесідей. Магниттік өрісте орналасқан анодтар мен катодты блоктың көмегімен газ разрядтық камерада сирек плазма жасалады. Жұмыс сұйықтығының иондары (ксенон немесе басқа зат) одан эмиссиялық электрод арқылы «тартылады» және оны мен үдеткіш электрод арасындағы саңылауда үдетеді.
Жоспарды жүзеге асыру үшін 2010-2018 жылдар аралығында 17 миллиард рубль уәде етілген. Бұл қаражаттың 7,245 миллиард рубльі «Росатом» мемлекеттік корпорациясына реактордың өзін салуға бөлінген. Басқа 3,955 млрд. – «Келдіш орталығы» ФМКБ атом-электр станциясын құруға. Тағы 5,8 миллиард рубль RSC Energia-ға түседі, онда бүкіл көліктік-энергетикалық модульдің жұмыс имиджі бір уақыт шеңберінде қалыптасуы керек.
Жоспарларға сәйкес, 2017 жылдың соңына дейін көліктік-энергетикалық модульді (планетааралық ұшу модулі) аяқтау үшін атом электр станциясы дайындалады. 2018 жылдың соңына қарай АЭС ұшуды жобалау сынақтарына дайын болады. Жоба федералды бюджеттен қаржыландырылады.
Ядролық зымыран қозғалтқыштарын жасау бойынша жұмыс АҚШ пен КСРО-да өткен ғасырдың 60-жылдарында басталғаны жасырын емес. Олар қаншалықты алыс болды? Ал сіз жолда қандай қиындықтарға тап болдыңыз?
Анатолий Коротеев: Расында да, атом энергиясын ғарышта пайдалану бойынша жұмыс 1960-70-жылдары біздің елде және АҚШ-та басталып, белсенді жүргізілді.
Бастапқыда құру міндеті тұрды зымыран қозғалтқыштары, ол отын мен тотықтырғыштың жануының химиялық энергиясының орнына сутекті шамамен 3000 градус температураға дейін қыздыруды пайдаланады. Бірақ мұндай тура жолдың әлі де тиімсіз екені белгілі болды. Біз қысқа уақыт ішінде жоғары күш аламыз, бірақ сонымен бірге реактордың қалыпты жұмысы кезінде радиоактивті ластанған болуы мүмкін реактивті ағынды лақтырамыз.
Біраз тәжірибе жинақталды, бірақ ол кезде біз де, американдықтар да сенімді қозғалтқыштарды жасай алмадық. Олар жұмыс істеді, бірақ жеткіліксіз, өйткені ядролық реакторда сутекті 3000 градусқа дейін қыздыру - күрделі міндет. Сонымен қатар, мұндай қозғалтқыштарды жер бетінде сынау кезінде экологиялық проблемалар туындады, өйткені атмосфераға радиоактивті ағындар шығарылды. Қазақстанда қалған ядролық сынақтарға арнайы дайындалған Семей полигонында мұндай жұмыстардың жүргізілгені енді жасырын емес.
Яғни, екі параметр сыни болып шықты - тыйым салынған температура және радиациялық шығарындылар?
Анатолий Коротеев: Жалпы, иә. Осы және басқа да себептерге байланысты біздің елде және АҚШ-та жұмыс тоқтатылды немесе тоқтатылды - оны әртүрлі тәсілдермен бағалауға болады. Бізге оларды осылайша қайта бастау ақылға сыйымсыз болып көрінді, мен айтарым, бұрын айтылған кемшіліктері бар ядролық қозғалтқыш жасау үшін. Біз мүлде басқа тәсілді ұсындық. Ол гибридті автомобильдің әдеттегіден ерекшеленуі сияқты ескі көліктен ерекшеленеді. Кәдімгі автомобильде қозғалтқыш доңғалақтарды айналдырады, ал гибридті автомобильдерде қозғалтқыштан электр энергиясы өндіріледі және бұл электр дөңгелектерді айналдырады. Яғни, белгілі бір аралық электр станциясы құрылуда.
Сондықтан біз ғарыштық реактор одан шығарылатын ағынды қыздырмай, электр энергиясын өндіретін схеманы ұсындық. Реактордан шығатын ыстық газ турбинаны, турбина электр генераторын және жұмыс сұйықтығын айналдыратын компрессорды айналдырады. тұйық контур. Генератор, керісінше, плазмалық қозғалтқыш үшін химиялық аналогтарға қарағанда 20 есе жоғары күшпен электр энергиясын өндіреді.
Ақылды схема. Негізінде бұл ғарыштағы шағын атом электр станциясы. Оның ramjet ядролық қозғалтқышынан қандай артықшылығы бар?
Анатолий Коротеев: Ең бастысы, жаңа қозғалтқыштан шығатын ағын радиоактивті болмайды, өйткені тұйық контурдағы реактор арқылы мүлде басқа жұмыс сұйықтығы өтеді.
Сонымен қатар, бұл схемамен сутекті экстремалды мәндерге дейін қыздырудың қажеті жоқ: реакторда 1500 градусқа дейін қызатын инертті жұмыс сұйықтығы айналады. Біз тапсырмамызды айтарлықтай жеңілдетеміз. Нәтижесінде біз химиялық қозғалтқыштармен салыстырғанда меншікті күшті екі есе емес, 20 есе арттырамыз.
Тағы бір маңызды жайт: бұрынғы Семей полигонының инфрақұрылымын, атап айтқанда Курчатов қаласында қалған стендтік базаны қажет ететін кешенді толық ауқымды сынақтардың қажеті жоқ.
Біздің жағдайда, ядролық энергияны біздің мемлекеттен тыс жерде пайдалану бойынша ұзақ халықаралық келіссөздерге араласпай-ақ, барлық қажетті сынақтарды Ресей аумағында жүргізуге болады.
Басқа елдерде де осындай жұмыстар жүргізіліп жатыр ма?
Анатолий Коротеев: Мен НАСА басшысының орынбасарымен кездестім, біз ғарыштағы атом энергетикасы бойынша жұмысқа қайта оралуға қатысты мәселелерді талқыладық, ол америкалықтардың бұған үлкен қызығушылық танытып отырғанын айтты.
Қытай да өз тарапынан белсенді әрекеттермен жауап беруі әбден мүмкін, сондықтан тез жұмыс істеу керек. Біреуден жарты қадам озып кету үшін ғана емес.
Біз, ең алдымен, қалыптасып келе жатқан және іс жүзінде қалыптасып жатқан халықаралық ынтымақтастықта лайықты көрінуіміз үшін жылдам жұмыс істеуіміз керек.
Жақын арада қазір жүзеге асырылып жатқан басқарылатын термоядролық синтез бағдарламасына ұқсас атом-ғарыш электр станциясының халықаралық бағдарламасы басталуы мүмкін екенін жоққа шығармаймын.
Федералдық Жиналысқа жолдаған. Қорғау мәселелерін қозғаған сөзінің сол бөлігі қызу пікірталасқа айналды. Мемлекет басшысы жаңа қару-жарақтарды таныстырды.
Әңгіме Х-101 «әуе-жер» қанатты зымыранының корпусында шағын өлшемді ауыр салмақты атом электр станциясын орналастыру туралы болып отыр.
militaryrussia.ru X-101 қанатты зымыраны Ядролық оқтұмсықты тасымалдайтын мұндай зымыранның ұшу қашықтығы бойынша шектеулер болмағандықтан және оның траекториясын болжау мүмкін емес болғандықтан, ол кез келген зымыранға қарсы қорғаныс пен әуе қорғанысының тиімділігін жоққа шығарады, сондықтан әлемнің кез келген еліне орны толмас зиян келтіреді. Президенттің айтуынша, 2017 жылдың соңында бұл қару сәтті сынақтан өтті. Ал мұндай дүниенің ешбір жерінде жоқ.
Кейбір батыстық ақпарат құралдары Путин айтқан ақпаратқа күмәнмен қарады. Сонымен, ресейлік әскери-өнеркәсіп кешенінің жағдайын білетін белгілі бір американдық шенеунік CNN-ге берген сұхбатында сипатталған қарудың бар екеніне күмәнданды. Агенттік сұхбатшысы АҚШ-тың Ресейдің ядролық қанатты зымыранын аздаған сынақтарын байқағанын және олармен бірге болған барлық апаттарды көргенін айтты. «Қандай жағдай болса да, егер Ресей АҚШ-қа шабуыл жасаса, оны басым күшпен қарсы алады», - деп түйіндеді шенеунік.
Ресейдегі сарапшылар да шетте қалған жоқ. Сонымен, The Insider ғарыш проблемалары институтының басшысы Иван Моисеевтің пікірін алды, ол қанатты зымыранның ядролық қозғалтқышы болуы мүмкін емес деп есептеді.
«Мұндай нәрселер мүмкін емес және жалпы қажет емес. Қанатты зымыранға ядролық қозғалтқыш орнату мүмкін емес. Ия, және мұндай қозғалтқыштар жоқ. Әзірлеуде осындай мегаватт класындағы қозғалтқыш бар, бірақ бұл ғарыштық және, әрине, 2017 жылы сынақтар жүргізілмеді », - деді Моисеев басылымға.
«Кеңес Одағында да осыған ұқсас оқиғалар болды, бірақ өткен ғасырдың 50-жылдарында ғарыштық көліктерден гөрі ядролық қозғалтқыштарды әуеге орналастыру идеяларының бәрі – ұшақтар, қанатты зымырандар – жоққа шығарылды», - деп қосты ол.
КСРО-да зымырандарға арналған атом электр станциялары болды. Оларды құру жұмыстары 1947 жылы басталды. Америка КСРО-дан қалыс қалған жоқ. 1961 жылы Джон Кеннеди ядролық зымыран бағдарламасын төрт бағдарламаның бірі деп атады басым бағыттарғарышты бағындыруда. Бірақ қаржыландыру Ай бағдарламасына бағытталғандықтан, ядролық қозғалтқышты дамытуға қаражат жеткіліксіз болды және бағдарлама жабылды.
Америка Құрама Штаттарынан айырмашылығы, Кеңес Одағы ядролық қозғалтқыштармен жұмысты жалғастырды. Оларды Мстислав Келдыш, Игорь Курчатов және Сергей Королев сияқты ғалымдар әзірледі, олар ғарыш проблемалары институтының сарапшысынан айырмашылығы, ядролық энергия көздері бар зымырандар жасау мүмкіндіктерін өте жоғары бағалады.
1978 жылы бірінші 11В91 ядролық зымыран қозғалтқышы іске қосылды, содан кейін тағы екі сынақ сериясы - екінші және үшінші 11B91-IR-100 машиналары.
Бір сөзбен айтқанда, КСРО-да ядролық қуат көздері бар жер серіктері болды. 1978 жылы 24 қаңтарда үлкен халықаралық жанжал шықты. Атом қуаты бар кеңестік ғарыш барлау спутнигі Космос-954 Канадаға құлады. электр станциясыбортында. Территориялардың бір бөлігі радиоактивті ластанған деп танылды. Тұрғындар арасында зардап шеккендер жоқ. Аппараттың ядролық қуат көзі бар екенін білетін америкалық барлау спутникті жіті бақылап отырғаны белгілі болды.
Жанжалға байланысты КСРО үш жылға жуық уақыт бойы мұндай спутниктерді ұшырудан бас тартып, радиациялық қауіпсіздік жүйесін айтарлықтай жақсартуға мәжбүр болды.
1982 жылы 30 тамызда Байқоңырдан «Космос-1402» ядролық қозғалтқышы бар тағы бір барлау спутнигі ұшырылды. Тапсырманы орындағаннан кейін құрылғы бұрын болмаған реактордың радиациялық қауіпсіздік жүйесімен жойылды.
Кеңес Одағы ыдырағаннан кейін барлық дамулардан бас тартылды. Бірақ, анық, біраз уақыт бұрын олар қалпына келтірілді.