Mini-atomreaktor 10 kW-os generátorral. Telepítés a Mars bázisainak és a jövő otthonainak áramellátására

A radioizotópos nukleáris létesítményekről szóló korábbi cikkek érdeklődést váltottak ki. A cikk végén jelzem a hozzájuk vezető linkeket. És azóta Számos fejlesztés van ezen a területen, ezért javaslom, hogy nézzek meg egy másik ígéretes telepítést: az USA-ból indított RTG projektet KiloPower.

Ez a NASA projektje a bolygóközi űrhajók, a roverek, valamint a jövőben a Mars és a Hold bázisainak áramellátására. Generátor teljesítmény - 1-10 kW elektromos teljesítményben (a mag erejétől és a Stirling motor működő hengereinek számától függően).

Ilyen mutatók KiloPower nem hőelektromos átalakítók "hő-villamos" használata miatt lehetségesek, amelyek a hőmérséklet-különbség miatt működnek, hanem a Stirling-motor miatt. Ez lehetővé tette a hő villamos energiává történő átalakításának hatékonyságát. akár 25-30%. A telepítés hőteljesítménnyel is rendelkezik. Ő 4-szer magasabb, mint az elektromos. Elméletileg más igényekre is felhasználhatja. A technológia hibakeresése után pedig még nagyobb lehet a hatékonyság (például Peltier elemek további telepítésével a radiátorokra).

A kompakt atomreaktor hőt termel. Van egy henger ötvözetből: 7% molibdén, a többi pedig urán-235. Bent van egy bór-karbid rúddal ellátott csatorna. Ez egy láncreakciójú neutronelnyelő. Amíg bent van, nincs reakció. Amikor a reaktor beindul, elhagyja a munkaterületet, és elkezd melegedni. De nem a kritikus hőmérsékletekhez - az ötvözetben lévő számított uránkoncentráció miatt nincs robbanásveszély.

A neutronok visszaverésére és az urán tömegének csökkentésére a reaktort berillium-oxid veszi körül. Hőcsöveket tartalmaz nátriummal. A hűtőfolyadékkal ellátott csövek felmelegítik a Stirling motor dugattyúit. Generátor tekercsek vannak felszerelve a dugattyúk körül. A dugattyú belsejében van egy mágnes. Azok. a generáció a tekercsben lévő mágnes kölcsönös mozgásából származik. Nyolc dugattyú. Mindegyik 125 wattot termel elektromosság.

• Hogyan működik egy egyszerű Stirling motor - cikk itt

A plutónium-238-at magas költsége miatt nem használták a reaktorban. 100-szor drágább, mint az urán-235 (35 kg - 500 ezer dollár). Uránötvözetű reaktor hengerének mérete: átmérője 11-15 cm, hossza 25-30 cm. Súly 28-35 kg. Minden a kapott energiától függ. Plusz egy berilliumhéj. Űrhajók esetében a KiloPower RTG súlya 300 kg.

A KiloPower reaktor sémája és tesztelése a csövek fűtőelemekkel történő melegítésével 2016-ban Később, 2018-ban. a telepítést a nevadai sivatagban tesztelték a teszt helyszínén. 20 órán át teljes erővel dolgozott. Még a szándékos meghibásodások sem vezettek a reaktor kritikus túlmelegedéséhez.

Az űrhajóknál a sugárvédelmet csak a motor és az elektronika irányába telepítik. De a Marson történő telepítésekhez a reaktor teljes körű védelmére van szükség. A Marson ezek az RTG-k a NASA szakemberei szerint így fognak kinézni:

Az esernyő radiátor a Stirling motor hengerének hideg helyiségeinek hűtésére. A munka időtartama 10 év. Ez maga a Stirling motor élete, nem a reaktor. Ez idő alatt a reaktor aktív tömegének 0,1% -át fejleszti. Az urán-235 felezési ideje 710 millió évek.

Azok. tanácsos a Stirling motort cserélhetővé tenni. Csere mechanikai megbízhatóság vagy meghibásodás után.

A sugárvédelem három szegmense látható a reaktor felett. Biológiai tárgyak közelében történő használat esetén a védelemnek általánosnak kell lennie. Ez időnként növeli a telepítés tömegét. Inaktív állapotban a reaktor gyakorlatilag nem radioaktív - a háttér kevésbé 1 Curie. A reakció a rúd kinyújtása után kezdődik, a fent leírtak szerint. Ezért a sikertelen rakétakilövések nem szennyezik az óceánt vagy a szárazföldet.

Reaktor videó KiloPower:

Használható ez a technológia és reaktor földi szükségletekre? Elméletileg igen. Például az Északi-sarkvidéken, a hegyekben távoli bázisokon, vagy földalatti vagy víz alatti autonóm objektumokban. Akár 5 cserélhető Stirling motor állományában az egység élettartama 50 évre növelhető. De ennek költsége még mindig magas. Az urán-235 ára a reaktor számára - 500 ezer dollár. A NASA pedig a KiloPower kísérleti üzem fejlesztésére és létrehozására költött 20 millió dollár.

Ezért az ilyen létesítmények használata a Földön különösen fontos objektumokkal fog társulni. Az egyének számára ez túl drága, és a visszaélések veszélye miatt nem valószínű, hogy valaha is előállítanák őket on-line. Vagy ez a távoli jövő technológiája.

Korábbi cikkek:

Radioizotóp termoelektromos generátorok. Miért soha nem lesznek elérhetőek magáncélra

Kompakt atomerőművek falvak áramellátására

***

Iratkozz fel a csatornához adja hozzá a böngésző könyvjelzőihez (Ctrl + D). Sok érdekes információ vár ránk.