10 kW jeneratörlü mini nükleer reaktör. Mars üsleri ve geleceğin evleri için elektrik santrali

Radyoizotop nükleer tesisler hakkındaki önceki makaleler ilgi uyandırdı. Makalenin sonunda onlara bağlantıları göstereceğim. Dan beri Bu alanda pek çok gelişme var, bu yüzden gelecek vaat eden başka bir enstalasyona bakmayı öneriyorum: ABD'den RTG projesi KiloPower.

Bu, gezegenler arası uzay aracı, gezginler ve gelecekte Mars ve Ay üzerindeki üslerin güç kaynağı için bir NASA projesidir. Jeneratör gücü - 1 ile 10 kW arası elektrik gücünde (çekirdeğin gücüne ve Stirling motorunun çalışan silindir sayısına bağlı olarak).

Bu tür göstergeler KiloPower Sıcaklık farkı nedeniyle çalışan termoelektrik dönüştürücülerin "ısı-elektrik" kullanımı nedeniyle değil, Stirling motorunun kullanımı nedeniyle mümkündür. Bu, ısıyı elektriğe dönüştürme verimliliğini artırmayı mümkün kıldı. % 25-30'a kadar. Tesisatın ayrıca bir ısı çıkışı vardır. O 4 kere elektrikten daha yüksek. Teorik olarak, onu başka ihtiyaçlar için kullanabilirsiniz. Ve teknolojide hata ayıkladıktan sonra, verimlilik daha da yüksek olabilir (örneğin, radyatörlere Peltier elemanlarının ek kurulumu ile).

Kompakt nükleer reaktör ısı üretir. Bir silindir alaşımdan:% 7 molibden ve geri kalanı uranyum-235'tir. İçeride bor karbür çubuklu bir kanal var. Zincir reaksiyonlu bir nötron emicidir. İçeride olduğu müddetçe tepki yok. Reaktör çalışmaya başladığında çalışma alanını terk eder ve ısınmaya başlar. Ancak kritik sıcaklıklarda değil - alaşımdaki hesaplanan uranyum konsantrasyonu nedeniyle patlama tehlikesi yoktur.

Nötronları yansıtmak ve uranyum kütlesini azaltmak için reaktör berilyum oksitle çevrilidir. Sodyum içeren ısı boruları içerir. Soğutma sıvısı tüpleri bir Stirling motorunun pistonlarını ısıtır. Jeneratör bobinleri pistonların etrafına takılır. Pistonun içinde bir mıknatıs var. Şunlar. nesil, bobin içindeki mıknatısın ileri geri hareketinden gelir. Sekiz piston. Her biri 125 watt üretir elektrik.

• Basit bir Stirling motoru nasıl çalışır - makale buraya

Plütonyum-238 yüksek maliyeti nedeniyle reaktörde kullanılmadı. Uranyum-235'ten 100 kat daha pahalıdır (35 kg - 500 bin dolar). Uranyum alaşımından yapılmış reaktör silindirinin boyutu: 11 ila 15 cm çap ve 25 ila 30 cm uzunluk. Ağırlık 28-35 kg. Her şey alınan güce bağlı. Artı bir berilyum kabuğu. Uzay aracı için KiloPower RTG'nin ağırlığı 300 kilo

2016 yılında tüpleri ısıtma elemanları ile ısıtarak KiloPower reaktörünün şeması ve testi Daha sonra 2018'de. kurulum, test sahasında Nevada çölünde test edildi. 20 saat tam güçle çalıştı. Kasıtlı arızalar bile reaktörün aşırı ısınmasına yol açmadı.

Uzay aracı için, radyasyondan korunma yalnızca motor ve elektronik yönünde kurulur. Ancak Mars'taki kurulumlar için reaktörün çok yönlü korunması gerekir. NASA uzmanlarına göre Mars'ta bu RTG'ler şöyle görünecek:

Şemsiye, bir Stirling motorunun silindirlerindeki soğuk alanları soğutmak için bir radyatördür. Çalışma süresi 10 yıldır. Bu, reaktörün değil, Stirling motorunun kendisinin ömrüdür. Bu süre boyunca reaktör, aktif kütlesinin% 0.1'ini geliştirecektir. Uranyum-235'in yarı ömrü 710 milyon yıl.

Şunlar. Stirling motorunun değiştirilebilir hale getirilmesi tavsiye edilir. Mekanik güvenilirlik veya arızadan sonra değiştirme.

Reaktörün üzerinde radyasyondan korunmanın üç bölümü görülebilir. Biyolojik nesnelerin yakınında kullanıldığında, koruma çok yönlü olmalıdır. Bu, zaman zaman kurulumun kütlesini artırır. Aktif olmayan bir durumda, reaktör pratikte radyoaktif değildir - arka plan daha azdır 1 Curie. Reaksiyon, yukarıda açıklandığı gibi çubuk uzatıldıktan sonra başlar. Bu nedenle başarısız füze fırlatmaları okyanusu veya karayı kirletmeyecektir.

Reaktör videosu KiloPower:

Bu teknoloji ve reaktör dünyevi ihtiyaçlar için kullanılabilir mi? Teorik olarak, evet. Örneğin, Kuzey Kutbu'nda, uzak üslerdeki dağlarda veya yer altı veya su altı otonom nesnelerde. Stokta bulunan 5 adede kadar değiştirilebilir Stirling motoru ile ünitenin hizmet ömrü 50 yıla çıkarılabilir. Ancak maliyeti hala yüksek. Reaktör için uranyum-235 maliyeti - 500 bin dolar. NASA, KiloPower pilot tesisinin geliştirilmesi ve oluşturulması için harcadı. 20 milyon dolar.

Bu nedenle, bu tür kurulumların Dünya üzerindeki kullanımı özellikle önemli nesnelerle ilişkilendirilecektir. Bireyler için bu çok pahalıdır ve kötüye kullanım tehdidi nedeniyle çevrimiçi olarak üretilmeleri olası değildir. Ya da uzak geleceğin bu teknolojisi.

Önceki makaleler:

Radyoizotop termoelektrik jeneratörler. Neden asla özel kullanım için uygun olmayacaklar?

Köylere elektrik sağlamak için kompakt nükleer santraller

***

Abone ol kanala, tarayıcınızın yer imlerine ekleyin (Ctrl + D). İleride pek çok ilginç bilgi var.