Теги → росатом

Мир нуждается в атомной энергии: на подходе более безопасные и компактные реакторы

Усиливающийся контроль за немыслимыми объёмами выбросов оксида углерода, образующегося в результате неполного сгорания ископаемого топлива, требует активного использования альтернативных источников энергии. В этом отношении ни солнечные, ни ветровые, ни речные электростанции не могут по эффективности затрат конкурировать с атомной энергетикой. Однако её развитие сильно затормозилось в конце прошлого века из-за ряда крупных аварий и риска тяжёлых экологических последствий. Но благодаря развитию технологий опасность может быть значительно уменьшена.

Президент Картер покидает АЭС Три-Майл-Айленд 1 апреля 1979 года

Президент Картер покидает АЭС Три-Майл-Айленд 1 апреля 1979 года

Коммерческие реакторы десятилетиями использовали в качестве топлива маленькие гранулы диоксида урана, уложенные внутри длинных цилиндрических стержней из сплава циркония. Цирконий позволяет нейтронам, образующимся в результате деления атомов, легко проходить сквозь стержни, погружённые в воду внутри активной зоны реактора, обеспечивая самоподдерживающуюся тепловую ядерную реакцию.

Но если цирконий перегревается, он вступает в реакцию с водой и производит водород, который может привести ко взрыву. Этот сценарий послужил причиной двух из трёх самых тяжёлых аварий на реакторах в мире: потенциальный взрыв и частичное плавление в 1979 году на Три-Майл-Айленд в США, а также взрывы и выброс радиации на Фукусиме-1 в Японии в 2011 году. Чернобыльская авария 1986 года произошла по причине неправильной конструкции и эксплуатации реактора.

Разрушенный 4-й энергоблок Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года

Такие производители, как Westinghouse Electric Company и Framatome, ускоряют разработку так называемого аварийно-выносливого топлива, которое с меньшей вероятностью перегревается, а при наступлении этого состояния почти не будет выделять водород. В некоторых вариантах циркониевая оболочка имеет покрытие, чтобы минимизировать реакции. В других цирконий и даже диоксид урана заменены другими материалами.

Преимуществом данных технологий является возможность модернизации существующих реакторов при сравнительно небольшом вмешательстве. Поэтому они могут быть введены в эксплуатацию в течение следующего десятилетия, если результаты проводящегося ныне тестирования внутри ядра реактора окажутся успешными и удовлетворят надзирающие органы. Сообщается также, что новые виды топлива позволят станциям работать более эффективно и сделают атомную энергетику ещё более конкурентоспособной, что немаловажно, учитывая всё более активное освоение возобновляемых источников энергии.

Развитие атомной энергетики в США сильно затормозилось, в России и вовсе сложно назвать индустриальную отрасль, которая после раздела СССР не претерпела бы тяжёлый спад. Тем не менее, сегодня именно Россия является одной из ведущих стран в области атомной энергетики, ведя агрессивное соревнование с Китаем. Подобные разработки могли бы быть востребованы этими странами.

АЭС «Тяньвань» — самый крупный объект российско-китайского сотрудничества. Энергоблоки № 1 и №2 построены русскими специалистами в 2007 году

АЭС «Тяньвань» — самый крупный объект российско-китайского сотрудничества. Энергоблоки № 1 и № 2 запущены в 2007 году

Россия внедряет иные меры безопасности. Последние построенные государственной компанией «Росатом» станции внутри страны и за рубежом имеют усовершенствованные пассивные системы безопасности, которые могут подавлять перегрев, даже когда станция обесточена и охлаждающая жидкость не может активно циркулировать. Westinghouse и другие компании тоже встраивают функции пассивной безопасности в свои обновлённые проекты. Производители также экспериментируют с моделями четвёртого поколения, в которых вместо воды используется жидкий натрий или расплавленная соль для передачи тепла от деления атомов, что исключает возможность избыточного выделения водорода. Как сообщается, Китай намерен в этом году подключить к своей энергосистеме испытательный реактор с гелиевым охлаждением.

В США недостаток постоянного глубокого геологического хранилища отработанного ядерного топлива долгое время тормозило развитие отрасли. Но политические настроения могут меняться. Весной этого года внезапно более дюжины законодателей США предложили меры по возобновлению лицензирования хранилища ядерных отходов в горе Юкка в Неваде, сооружённого в 1987 году. Тем временем сенатор от Аляски Лиза Мурковски (Lisa Murkowski) выступает за разработку малогабаритных модульных реакторов в Национальной лаборатории штата Айдахо. Росатом тоже производит небольшие реакторы, которые могут транспортироваться, использоваться на ледоколах или подводных лодках. Ряд западных государств заключили предварительную сделку с NuScale Power в Орегоне на производство дюжины модульных реакторов. Улучшенное топливо и развитие направления компактных реакторов могут сыграть большую роль в возрождении атомной энергетики.

Плавучая АЭС «Академик Ломоносов» способна вырабатывать до 70 МВт электроэнергии

Плавучая АЭС «Академик Ломоносов» способна вырабатывать до 70 МВт электроэнергии

В России до конца года начнётся выпуск передового промышленного 3D-принтера

В госкорпорации «Росатом» сформирована специализированная компания «Русатом — Аддитивные технологии» (ООО «РусАТ», дочернее общество АО «ТВЭЛ»), на которую возложены задачи единого отраслевого интегратора по развитию трёхмерной печати.

«Росатом»

«Росатом»

Отмечается, что аддитивные технологии обладают рядом преимуществ. Прежде всего это сложная форма продукции, которую невозможно достичь механический обработкой или литьём, уникальные сочетания материалов, значительное снижение массы изделий и сроков производства прототипов. При этом изделия, произведённые методом трёхмерной печати, могут применяться в различных областях — от ядерных и космических технологий до медицины.

Новая компания сосредоточит усилия на четырёх ключевых направлениях. Это производство 3D-принтеров и их компонентов, создание материалов и металлических порошков для 3D-печати, разработка комплексного программного обеспечения для аддитивных систем, а также выполнение услуг по 3D-печати и внедрению аддитивных технологий в производство.

«ТВЭЛ»

«ТВЭЛ»

Предприятия Росатома уже разработали опытный образец промышленного 3D-принтера второго поколения. Его серийное производство планируется организовать до конца текущего года. Утверждается, что система будет примерно на 20 % дешевле зарубежных аналогов. При этом в техническом плане она сможет превзойти многие иностранные устройства.

Предполагается, что к середине следующего десятилетия «РусАТ» сможет занять более 1,5 % мирового рынка аддитивных технологий. Выручка компании к 2025 году может достичь 50 млрд рублей. 

В России к 2017 году создадут атомную батарейку с зарядом на 50 лет

Российские инженеры из ФГУП «Горно-химический комбинат», входящего в состав госкорпорации «Росатом», готовы построить первый опытный образец так называемой «ядерной батарейки» уже к 2017 году, приводит слова генерального директора ФГУП ГХК Петра Гаврилова информационное агентство ТАСС.

Генеральный директор ФГУП ГХК Гаврилов Пётр Михайлович

Генеральный директор ФГУП ГХК Гаврилов Пётр Михайлович

Источником энергии в таком аккумуляторе станет радиоактивный изотоп никеля «никель-63», который обеспечит продолжительность автономной работы электронных устройств на протяжении почти 50 лет. Принцип работы атомной батареи заключается в бета-вольтаическом эффекте, который в определённой степени является аналогом фотоэлектрического эффекта, но при этом электронно-дырочные пары в кристаллической решётке полупроводника образуются под воздействием не фотонов, а быстрых электронов (бета-частиц).

Никель-63 получают при помощи процедуры облучения в реакторе мишеней из никеля-62, на что, по словам Гаврилова, уйдёт примерно год. В настоящий момент мишени уже получены в Железногорске (Красноярский край), а никель-63 будет наработан к концу 2016 года.

Важно отметить, что кроме большой продолжительности автономной работы (для сравнения: современные кардиостимуляторы с использованием плутония-238 имеют срок службы не более 10 лет), аккумуляторы на основе никеля-63 обладают компактными размерами — примерно в 30 раз меньше в сравнении с габаритами литий-ионных источников питания. При этом, как утверждается, они абсолютно безопасны для человека, так как производят слабое бета-излучение, которое к тому же поглощается внутри самой батареи и, следовательно, не выходит наружу.

Эти преимущества делают использование атомных батарей крайне привлекательным во многих сферах — от космической индустрии до медицины, то есть преимущественно в наукоёмких и высокотехнологических отраслях. А вот ждать появления подобных технологий в коммерческих продуктах, например, мобильных телефонах, в ближайшее время не стоит, поскольку себестоимость производства одной такой батарейки может достигать 4,5 млн рублей. Столь высокая цена объясняется сложностью получения изотопов никеля-63 — соответствующими возможностями в РФ обладают лишь три предприятия.

В России планируется разработка новой ОС «Синергия»

Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» (РЖД) и Российский федеральный ядерный центр (РФЯЦ-ВНИИЭФ) в городе Сарове, по сообщениям отечественных СМИ, намерены создать новую операционную систему «Синергия».

Image Werks/Corbis

Image Werks/Corbis

Отмечается, что проект предусматривает «разработку базовой платформы для реализации и исполнения бизнес-приложений». В её состав, в частности, войдут вышеназванная операционная система на ядре Linux и другие программные компоненты, необходимые для создания экосистемы.

По информации газеты «Ведомости», изначально саровский ядерный центр начал разрабатывать собственную операционную систему по инициативе «Росатома», чтобы «решить вопросы информационной безопасности и импортозамещения общесистемного программного обеспечения». В настоящее время готов пилотный вариант платформы «Синергия», находящийся на этапе тестирования.

Kentaroo Tryman/Maskot/Corbis

Kentaroo Tryman/Maskot/Corbis

Соглашение между РЖД и РФЯЦ о совместной дальнейшей работе над проектом было подписано в середине августа. Ожидается, что РЖД примет участие в доработке и развитии операционной системы и системы управления базами данных (СУБД) «Синергия».

Информации о сумме затрат на реализацию проекта нет. Очевидно, что при развитии платформы будут учтены специфичные требования, необходимые для решения задач РЖД и РФЯЦ.

Участники рынка, впрочем, говорят, что коммерческие перспективы платформы «Синергия» пока туманны. 

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥