Версия для печати темы

Автор: -=GadZZillA=- 16.5.2009, 20:13

Портативная АЭС Hyperion поступила в продажу

"А за хранение ядерных отходов дома мы получаем скидку по ипотеке", — такова была шутка некоего карикатуриста, не слишком любящего атомную энергетику. Но хотя АЭС на кухне ещё не созданы, похоже, всё идёт к тому. Как вам миниатюрная ядерная станция, предназначенная для групп домов или частных фирм? Её уже можно заказать у производителя. Юридические согласования в своей стране – оставим за рамками рассказа.

Недавно американский консорциум федеральных лабораторий для передачи технологий (FLC) вручил премию Notable Technology Development Award компании Hyperion Power Generation из Санта-Фе. Выдающимся достижением признан Hyperion Power Module — почти домашний энергетический ядерный реактор.


Реакторный модуль Hyperion обладает столь небольшими габаритами, что его вполне можно было бы смонтировать в подвале дома. Но так поступать никто не будет. Наглухо запечатанный аппарат должен работать на приличной глубине под землёй (масштабная линейка – 1,5 м) (иллюстрация Hyperion Power Generation).

Hyperion — необычайно компактная установка, питаемая низкообогащённым ураном. Она способна выдавать электрическую мощность 25-27 мегаватт, которых хватит на 20 тысяч среднестатистических домохозяйств или не слишком крупное промышленное предприятие. Цена "ядерного" электричества от этого устройства составит 10 центов за киловатт-час, обещают разработчики.

Но, может, сами эти "реакторы будущего" баснословно дороги? Нет. Джон Дил (John Deal), исполнительный директор Hyperion, говорит: "Они будут стоить примерно $25 миллионов. Для сообщества в 10 тысяч домохозяйств это окажется весьма доступным приобретением — всего $2500 на дом".


Помимо стального корпуса Hyperion облачён ещё и в бетонную оболочку. Наружу выходят только несколько труб. Интересно, что для перегрузки ядерного топлива весь реакторный модуль предполагается демонтировать и отвозить на завод-изготовитель, а потом (со свежим "зарядом") – обратно. Благо этот реактор легко транспортировать на грузовике, самолёте или судне. Накладно? Зато очень безопасно. Для конечного пользователя этот агрегат будет "невскрываемым ящиком" (иллюстрация Los Alamos National Laboratory).

Что-то определённо меняется в мире. Вдумайтесь — речь идёт о маленькой, но настоящей АЭС. Вы готовы увидеть такую в соседнем дворе? Впрочем, полюбоваться новинкой не получится, разве что во время монтажа. Ведь Hyperion Power Module должны зарывать в грунт — ради пущей безопасности, разумеется.

Первыми покупателями новинки станут, однако, не эксцентричные владельцы коттеджей в престижных районах (представляете, лениво так бросить в разговоре: "А я вчера портативную АЭС купил..."), а промышленные компании. Hyperion уже получила заказы на 100 своих установок, главным образом от предприятий нефтяного и энергетического комплекса.

Производство модулей Hyperion должно начаться в течение пяти лет. Первый экземпляр уйдёт в Румынию на одно из предприятий чешской компании TES, которая уже приобрела шесть реакторов, что называется, "с ватманского листа" и намечает купить ещё 12. Интерес к Hyperion проявили и на Каймановых островах, в Панаме, на Багамах...

Но это только начало. Hyperion Power Generation намерена открыть три завода в разных частях света, чтобы в период c 2013 по 2023 год выпустить 4000 таких установок.


Атомный реактор в наручных часах? Спокойно – это просто "дизайнерские" часики Radio Active от Tokyoflash. Ныне уже не выпускающиеся. Индикация загрузки активной зоны и уровня излучения отражает часы и минуты (фотографии с сайта tokyoflash.com).

Какой смысл в большом количестве крошечных атомных станций? В оправданности внедрения таких источников энергии в удалённых местностях, даже в совсем небольших поселениях, в высоком темпе строительства (обычную АЭС строят лет 10, портативную, собранную на заводе, смонтируют на месте "на раз-два"), в низкой цене и простоте.

Если привычные атомные электростанции вырабатывают гигаватты энергии, новое поколение малых и, можно даже сказать, миниатюрных АЭС (к которым и относится произведение Hyperion Power Generation) оперирует мощностями, на два-три порядка меньшими.

Такие небольшие реакторы сами по себе — не новость. Достаточно вспомнить стратегические субмарины, авианосцы или ледоколы "на атомном ходу". Но одно дело — флоты, являющиеся "игрушками" гигантской государственной машины, и совсем другое — собственная АЭС, которую может купить какой-нибудь богатый городок вскладчину.

Главное, чтобы городок был прогрессивный и доверял учёным с инженерами. А что утверждают последние?

Полностью саморегулирующаяся система Hyperion обладает внутренне присущей безопасностью. Авторы технологии уверяют, что этот реактор никогда не выйдет на сверхкритический режим и никогда не расплавится от перегрева, а если кто-то преднамеренно повредит оболочку (которую вообще-то предполагается "хоронить" под землю и охранять), крошечное количество активного материала быстро остынет. (При этом из имеющегося в устройстве ядерного топлива нельзя получить уран "оружейных кондиций", подчёркивает компания.)

Внутри основного модуля нет подвижных частей, что повышает надёжность системы. И эта АЭС не нуждается в обслуживании в течение месяцев, а то и лет. Она автоматически настраивает генерируемую мощность в зависимости от текущей нагрузки в сети. А срок работы на одной заправке составляет (по разным данным) от 5 до 10 лет. При этом ядерные отходы за один цикл оказываются по размеру вдвое меньше футбольного мяча.


За десятилетия карьеры Отис Петерсон получил немало наград за разработки не только в ядерной сфере, но и, к примеру, в области лазеров (фото Los Alamos National Laboratory).

Тут пора сказать об изобретателе сверхминиатюрного энергетического реактора. Это доктор Отис Пит Петерсон (Otis "Pete" Peterson) из национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Laboratory). Именно в колыбели атомной бомбы и шла первоначальная работа над установкой, ныне получившей имя Hyperion. Причём дизайн аппарата восходит к проекту едва ли не 50-летней давности, уже доказавшему свою безопасность и простоту использования в роли так называемого учебного реактора.

Помните, в начале мы говорили о призе от консорциума по передаче технологий? Все "секреты" миниатюрной АЭС как раз и были переданы лос-аламосской лабораторией фирме Hyperion, которая получила от государства лицензию на тиражирование и коммерциализацию разработки Петерсона.

Кстати, в том же Лос-Аламосе находится второй офис компании Hyperion, тот, где трудятся разработчики чудо-системы. В столице же штата расположена штаб-квартира фирмы.

Интересно, что Hyperion Power Generation не является первооткрывателем ниши миниатюрных гражданских АЭС. Она лишь являет собой яркий пример набирающего силу нового направления в отрасли, предполагающего, что крошечные и предельно автоматизированные атомные станции, разбросанные по удалённым уголкам мира, помогут и отдельным населённым пунктам, испытывающим трудности с энергообеспечением, и планете в целом — за счёт сокращения выбросов парниковых газов.

Неужели это ренессанс атомной энергетики, проглядывающий из-за пелены общественного недоверия (вызванного, в первую очередь, трагедией Чернобыля)? Мы не возьмёмся утверждать наверняка. Но давайте посмотрим на другие примеры.


В 1960-х годах в обществе наблюдался удивительный оптимизм относительно будущего атомной энергетики. Некоторые грезили даже автомобилями на атомной тяге, а услужливые промышленники подогревали интерес публики "атомными концептами" (таковым был Ford Seattle-ite XXI 1962 года – на снимке).

"Плавучая атомная теплоэлектростанция" (ПАТЭС) — это, конечно, ещё не "домашний реактор" (всё-таки это судно-АЭС будет весить более 20 тысяч тонн), но электрическая выходная мощность в 70 мегаватт позволяет записать российский проект (развивающийся не первый год) в упомянутую выше категорию.

Два реактора на борту "баржи" ПАТЭС, "припаркованной" у берега, должны поставлять тому или иному городу и электричество, и тепло. Конструктивно установка схожа с силовыми установками атомных ледоколов, богатейший опыт эксплуатации которых имеется в нашей стране. Такая станция намного дешевле классической АЭС.

Пилотный образец ПАТЭС уже строится в Северодвинске (где и будет работать). В планах — Певек и Вилючинск.

А ещё просто необходимо вспомнить мини-АЭС Toshiba 4S — действительно крошечный реактор (подземный, капсулированный), способный поставлять в сеть 10 мегаватт.

Японцы давно уже предложили установить такую мини-станцию на Аляске — в городке Галена (Galena), насчитывающем менее 700 жителей. Однако проект Galena Nuclear Power Plant уже не первый год ползёт через всяческие согласования и разрешения.


ПАТЭС и Toshiba 4S (иллюстрации Госкорпорация по атомной энергии России/Севмаш, Toshiba).

Собственно обитатели Галены — за. Городской совет уже не раз высказывался в пользу установки станции. Оно и понятно. Японские инженеры клятвенно заверяют, что безопасность 4S (расшифровывается, к слову, как Super Safe, Small, Simple) беспрецедентно высока (в силу самих особенностей конструкции). Так что опасения по поводу пресловутого взрыва можно положить на самую дальнюю полку и посмотреть на выгоду затеи.

Toshiba поставит реактор бесплатно! Она будет лишь брать с галенцев "оброк" за выработанное электричество: всего-то 5-13 центов за киловатт-час. Если сравнить с нынешними затратами данного поселения на солярку, которую везут за тридевять земель, выбор становится ясен.

Станция 4S должна проработать внушительные 30 лет без перезагрузки топлива (а это металлический сплав урана, плутония и циркония, который ранее тестировался, но никогда не выпускался как коммерческое ядерное горючее). Кстати, для сравнения, реакторы ПАТЭС потребуют перегрузки топлива через 12 лет после запуска.

Toshiba намерена направить заявление в Ядерную регуляторную комиссию США (Nuclear Regulatory Commission) в 2009 году, и, если ответ будет положительным, станция на Аляске может быть запущена в 2012 или 2013 году.

Благотворительность японцев легко объяснима — если проект в Галене окажется успешным, Toshiba попробует продавать 4S по всей Америке.

Да и российская плавучая АЭС вполне может пойти на экспорт (Острова Зелёного Мыса уже проявили интерес). Тут кстати, надо отметить, что российские атомщики пишут: особенно перспективна связка ПАТЭС с опреснительной установкой. Такой автономный комплекс был бы востребован во многих странах.

Показательно: аналогичное применение прочат своему мини-реактору и спецы из Hyperion Power Generation.


АЭС Hyperion в комплекте с опреснительной системой (иллюстрация Hyperion Power Generation).

Эта фирма вообще рассматривает заводы и фабрики лишь как одну часть потенциальных покупателей маленькой АЭС. Жилой сектор – вторая предполагаемая половина.

Уменьшение зависимости от импортной нефти, борьба с глобальным потеплением – всё идёт в ход, чтобы убедить Америку – пришла пора малых ядерных реакторов.

И в этом порыве та же Toshiba вторит заокеанским единомышленникам. Она испытывает прототип ещё более компактной (2 х 6 м) АЭС с выходной мощностью всего 200 киловатт, сообщает Guardian. Такая установка могла бы питать один дом 40 лет.

Любопытно, сколько будут брать с частников за вывоз и захоронение отработанного ядерного топлива? Представляете такую графу в жировке из ДЕЗа?

© http://membrana.ru

Автор: эxplorer 6.9.2009, 22:18

Реальные технологии будущего. Возможно ранее, чем все это дойдет в широкие массы, будет таки запущен термоядерный реактор, работающий на тяжелом ядерном топливе, теоретически размеры реакторов с прямой термоядерной реакцией должны быть в десятки раз меньше, чем размер стандартного реактора на обычной АЭС. Про машины эти я тоже где-то читал, в журнале в каком-то, навернео в Технике Молодежи, уникальный журнал на самом деле, всем интересующимся в подобных технологиях очень рекамендую

Автор: histeria 7.9.2009, 17:21

Статья гуд, в принципе похожа на предыдущую по атомной энергетике, но эта радует тем что вопрос о мини АЭС всё таки наконец решён! Привет, фьюча! )))

Автор: Eljor 8.9.2009, 6:21

Люди, зачем вам термоядерные реакторы и прочие ЭС'ы, если уже давно доступны солнечные батареи, которые в отличие от ЭС практически абсолютно безопасны для окружающей среды?! Электростанции строят те, кому надо на людях бабло зарабатывать! Дайте мне хоть одну действительно стоящую причину развивать атомную энергетику до размера наручных часов? Кроме той, что дома собирать отхооды...

Автор: -=GadZZillA=- 8.9.2009, 20:44

Да, есть и такое изобретение, однако солнечные батареи получили рациональное применение лишь на космических спутниковых установках. Ночью ж ведь солнечного света нет, в отличии от окрестностей северного полюса, где солнце кружится постоянно. Как быть в таком случае? А вот такой компактный реактор может служить как минимум 20 лет, согласитесь - это очень даже немало. Конечно есть определенные неудобства: поддержание реактора в рабочем состоянии, наверняка надо масло подливать к генераторам, контролировать воду. Кто владеет транспортным средством, тот меня поймет, как подобная техника требует ухода. Мне кажется, что в будущем большинство крупных городов будет иметь свои собственные атомные реакторы, которые исключают необходимость проведения громадных электромагистралей, ежегодно страдающих от неблагоприятных погодных условий. В соседнем с нашим городом в одном детском доме установили солнечную батарею, благодаря которой они снизили потребление электроэнергии местной ТЭС.

Автор: histeria 8.9.2009, 21:05

Батареи это канешн замечательно + энергия воды там и ветра... но данная тема про дружный атом, соответственно про него и говорим. А что собственно плохого если где-нить по отдаль от города будет зарыта та самая АЭС? Вроди всё супер

Автор: -=GadZZillA=- 8.9.2009, 23:00

Вот еще одно интересное изобретение:

Лунная АЭС взяла низкий старт в тестах на Земле

Обычная атомная электростанция может показаться сложным объектом, но настоящие трудности начинаются тогда, когда требуется втиснуть подобный комплекс в футляр длиной всего в несколько метров, а потом высадить его на Луне для многолетней работы без обслуживания. Да и создать АЭС мощностью как у малолитражной легковушки ничуть не проще, чем разработать станцию на несколько гигаватт.


Это лишь один из вариантов лунной атомной электростанции, окончательный облик которой ещё не выбран (иллюстрация http://spaceflight.nasa.gov).

Американская лунная база должна появиться на нашем естественном спутнике где-то после 2020 года. Среди прочих важных вопросов, которые ещё предстоит решить, видное место занимает обеспечение её энергией. Самый простой вариант — поля солнечных батарей. Но он не идеален.

Если базу строить вблизи одного из полюсов (пока учёные больше склоняются к южному), для неё надо будет подобрать очень специфическое место. Там должен быть вечно затенённый кратер (в таком, предположительно, можно будет добывать водяной лёд), но в то же время рядом необходим участок, освещаемый солнечными лучами постоянно. Либо придётся прокладывать длинные кабели от солнечных батарей к базе.

Ну а если станция будет создана не у полюса, солнечные батареи там смогут работать лишь половину лунных суток — считай полмесяца. А на вторую половину (лунную ночь) энергию нужно будет запасать в аккумуляторах колоссальной ёмкости и, соответственно, веса. А их надо ещё на Луну доставить...


Для будущего освоения нашей небесной соседки уже придуманы реакторы для получения кислорода, роботы-землекопы, призванные подготовить площадку под базу, лунные авто и разнообразные герметичные луноходы, изобретена даже оригинальная навигационная система для Луны (иллюстрация NASA).

Вариант с ядерной электростанцией, несмотря на усложнение комплекса, сулит массу преимуществ. Миниатюрная АЭС поставляла бы ток непрерывно, а места бы занимала — как автобус. Помнится, специалисты как-то даже высказывали идею применения ядерных ракетных двигателей в лунной программе. Но она пока остаётся предметом дискуссии — нынешний план возвращения людей на Селену предусматривает использование традиционных химических ракет. АЭС же на лунных просторах вполне может появиться.

В начале августа этого года NASA совместно с министерством энергетики США (Department of Energy) завершило первую серию важных тестов в рамках программы "Ядерный источник энергии на поверхности" (Fission Surface Power — FSP).

Выходная мощность такой станции поначалу должна составить всего 40 киловатт. Этого вполне хватит для функционирования небольшой базы, зарядки луноходов и питания разнообразного оборудования, разбросанного вокруг форпоста земной цивилизации. В дальнейшем число модулей АЭС можно будет увеличить, подняв выработку электричества вплоть до одного мегаватта, чего должно быть достаточно для работы большого лунного "посёлка".


Американские инженеры рассматривают два варианта размещения мини-АЭС на Луне: просто на поверхности и в контейнере, заглублённом в грунт. Первый проще возвести, но для обеспечения нормальной радиационной обстановки потребуется удалить электростанцию от края базы на один километр, да и вес защиты будет выше. Второй потребует "земляных работ", зато безопасное расстояние от АЭС до границы базы составит всего 100 метров, а сама станция окажется легче (иллюстрации NASA).

Эта же станция могла бы послужить прообразом (и испытательным образцом) аналогичного источника энергии для марсианской пилотируемой миссии. Не зря о миниатюрной атомной станции мечтают "колонизаторы Марса". От каждого квадратного метра солнечных панелей на Красной планете можно получить заметно меньше энергии, чем на Земле или Луне. Проблема усугубляется ещё и пылевыми бурями. Ну и запас на ночь никто не отменял, а сколько стоит "заброска" килограмма груза на Марс?

Вернёмся, впрочем, к проекту FSP. В основе этой системы будет лежать маленький ядерный реактор (по размеру как обычное мусорное ведро), охлаждаемый жидким металлом (смесью натрия и калия). Этот поток будет направлен в тепловую машину, связанную с генератором. Как варианты специалисты рассматривают комбинацию турбины и компрессора (работающую по закрытому циклу Брайтона), термоэлектрический генератор и ряд других способов конверсии энергии. Но самый реальный кандидат, как говорят инженеры, вариант с низким уровнем технического риска, — это двигатели Стирлинга.

Именно их недавно и проверили в деле. Американская компания Sunpower построила для проекта пару расположенных друг напротив друга стирлингов-генераторов со свободными поршнями, вырабатывающих ток при подведении внешнего тепла. В тестах системы FSP в качестве источника жара использовался мощный электрический нагреватель, поставляющий этим стирлингам поток жидкого металла при температуре 550 градусов Цельсия.


Тепловой тест стирлингов проходил в космическом центре Маршалла (Marshall Space Flight Center) (фотографии NASA).

В серии испытаний стирлинги-генераторы вырабатывали непрерывную мощность в 2,3 киловатта, а их КПД составил 32%, сообщает американское космическое агентство. Ли Мэйсон (Lee Mason) из исследовательского центра Гленна (Glenn Research Center), один из ведущих учёных проекта FSP, отозвался о системе так: "Она очень эффективна и надёжна, и мы считаем, что система сможет работать в течение восьми лет без присмотра".

В дополнение к этим тестам стирлинги испытали на работоспособность в условиях сильной радиации, а именно — в 20 раз превышающей ту, при которой они будут действовать в составе реальной АЭС. Учёные хотели узнать, насколько могут деградировать использованные материалы от соседства с реактором и космических лучей.

Установку отвезли в лабораторию Сандия (Sandia National Laboratories), и оказалось, что даже после 26 часов такой радиационной "пытки" генераторы не показывают каких-либо изменений в работе, в том числе — падения мощности.

Другим важным элементом будущей системы являются радиаторы, призванные рассеивать в пространстве тепло от стирлингов (либо других тепловых машин-преобразователей). Материал таких панелей должен хорошо работать при экстремальном перепаде температур между лунными днём и ночью, и к тому же в вакууме. Да ещё конструкция радиатора при этом должна быть максимально лёгкой.


Инженер-испытатель NASA Марк Гибсон (Marc Gibson) готовит к тестам прототип лунного радиатора (фото NASA).

В центре Гленна (при участии ряда промышленных компаний) разработали и построили прототип такого теплообменника размером 1,8 х 2,7 метра. Его проверили в вакуумной камере, пропуская через трубки горячую воду. Оказалось, что в "условиях Луны" радиатор эффективно отводит прочь до 6 киловатт тепла, что даже больше, чем рассчитывали создатели устройства.

Лунная электростанция потребует 20 таких панелей, добавляют инженеры. После их развёртывания размах "крыльев" станции составил бы 34 метра. При этом сама установка занимала бы 7 метров в высоту, из которых 2 приходились бы на подземную часть.


FSP в "погружённом" исполнении до и после развёртывания панелей радиаторов. Внизу: схема станции (иллюстрации NASA).

Различные варианты насосов для жидкого металла и теплообменники для него же, "умная" управляющая электроника и многие другие элементы FSP так же прошли проверку в серии недавних тестов. Следующий шаг программы — сведение всех этих узлов воедино (но пока ещё всё равно без настоящего ядерного реактора), дабы испытать работоспособность технологии в комплексе. Эта работа намечена на 2012-2014 годы, после чего можно будет "поженить" почти готовую электростанцию с крошечным "атомным котлом".

И пусть о посылке мини-АЭС на Луну официально ещё и речи не идёт, авторы системы FSP полагают, что она может оказаться очень выгодной для будущей базы. "Эта система должна быть дешёвой, безопасной и надёжной, и наши недавние испытания продемонстрировали, что мы можем успешно построить её", — заявил Дон Палас (Don Palac), руководитель проекта. По его словам, в случае положительного решения реальная станция FSP могла бы быть высажена на Селене уже в 2020 году.


Впервые за четверть века США построили принципиально новую ракету-носитель пилотируемого класса. Первенец семейства машин, призванных заменить шаттлы и вернуть человека на Луну, – довольно тонкая, но достигающая в высоту 100 метров ракета Ares I-X недавно была собрана на космодроме во Флориде. Её испытательный суборбитальный полёт намечен на 31 октября (фото NASA).

© http://membrana.ru

Автор: Eljor 9.9.2009, 5:53

Да что вы говорите! Гадзилыч, погугли на тему солнечных батарей - сам увидишь где и как их используют. Некоторые люди, ставят себе по 6-7 батарей на крышу и круглый год живут без всяких там внешних источников электроэнергии, типа АЭСов и пр. В китае уже давно на многих домах стоят солнечные батареи. Единственный минус всей этой системы - высокая цена, которая окупается долго, но все-таки, это уже есть. И если бы кое кто был заинтересован в развитии экологически чистых способов вырабатывания электроэнергии, то уже давно были бы доступны эти солнечные батареи, и давно можно было бы вытономно безо всяких АЭСов освещать свои дома...

Автор: histeria 9.9.2009, 17:25

По поводу этих радиаторов не понял.... из чего эти раскрываемые панели сделаны?

Солнечные панели это круто, а вот не навредит ли выработке энергии, их упрочнение? Ну там град и прочие осадки...

Насчёт статьи...хммм а я даже и не додумался что эти мини-бомбочки ))) можно использовать не только на Земле.

Автор: Eljor 10.9.2009, 5:42

Ну люди же как-то их используют... Вроде как они упрочнены толстым слоем оргстекла, которое хорошо защищает их. Кстати, говорят, что зимой они работают еще эффективнее.

Автор: histeria 10.9.2009, 14:42

Хорошо! Кто даст ссыль на солнечные панели, распечатаю да повешу на уличку - пусть работают! (шутки шутками, но возможно вскоре это будет доступно экраны, вон гибкие, тоже ведь распечатывать можно ))))

Автор: -=GadZZillA=- 10.9.2009, 20:43

Ну вообще я полагаю, что и на Украине, и в России солнечные батареи уже можно найти в продаже, мы живем в торговое время, которое немного омрачилось финансовым кризисом. Технологии развиваются и постепенно входят в нашу жизнь, становясь неотъемлимой ее частью.

Автор: Eljor 11.9.2009, 5:43

уже давно есть в продаже. Просто в гугл вбейте "солнечные батареи" и не один сайт найдете...

Автор: histeria 11.9.2009, 10:03

Порылся в гугле...а чё я б себе прикупил бы зарядное устройство для мобильника, ноута... от солнышка - клёво!

Вот например: Габариты, мм 1250х808х35, стоимость 24 000 рублей! Кхе! Не это не зардное столько стоит - это просто панель солнечная если что