Мобильные атомные электростанции: Мобильные реакторы

Содержание

Мобильные реакторы | Атомная энергия 2.0

Все материалы (32)
Новости (20)
Интервью (3)
Видео (3)
Презентации (3)
Статьи (1)
Фото (1)
Организации (1)

Американская BWXT открыла производство инновационного топлива TRISO для мобильного микрореактора проекта «Пеле» — 9 декабря 2022

BWXT за $300 млн поставит в Национальную лабораторию Айдахо прототип мобильного высокотемпературного микрореактора в 2024 году
— 9 июня 2022

В американском регуляторе рассмотрели проект малого атомного реактора Pele — 24 мая 2022

В США работают над концепцией портативного ядерного мини-реактора «Pele» — 16 мая 2022

Японская MHI коммерциализирует в 2030-х годах мобильный 500-киловаттый микрореактор с 25-летним сроком эксплуатации — 20 апреля 2022

Пентагон построит первый в США микрореактор 4-го поколения в Национальной лаборатории Айдахо — 15 апреля 2022

Американская BWXT представила новую информацию о разработке мобильного высокотемпературного микрореактора BANR — 12 апреля 2022

На секции №3 «Плавучие, транспортные и транспортабельные реакторные установки» международной молодежной конференции «AtomFuture 2021» представлено пять тематических докладов — 17 января 2022

Министерство обороны США пригласило общественность высказать замечания по проекту ОВОС мобильного микрореактора Pele — 20 сентября 2021

В США разрабатывают проект ядерного реактора в стандартном грузовом контейнере — 26 апреля 2021

Пентагон выбрал BWXT и X-energy для дальнейшей разработки мобильного микрореактора Pele — 25 марта 2021

Минобороны США примет решение о строительстве мобильного микрореактора Pele с инновационным топливом TRISO в 2022 году — 19 марта 2021

Rolls-Royce намеревается создать «автомобильный» атомный реактор — 30 июня 2020

В России к 2023 году разработают передвижные АЭС для военных — 28 августа 2017

Российские ядерщики планируют возродить мобильную АЭС «Памир» времен СССР — 24 апреля 2017

В Калининграде изучают возможность строительства грузовых дирижаблей на атомной тяге — 19 ноября 2014

Lockheed Martin через 10 лет создаст атомный грузовик — 16 октября 2014

Эксперты предложили создать единую мобильную АЭС для стран ТС — 27 мая 2011

Совмин Беларуси обсудит совместный с Россией проект транспортабельной ядерной энергетической установки — 9 марта 2011

Прошла видеоконференция предприятий-разработчиков транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса — 10 февраля 2011

Международный проект ИНПРО.

Вопросы правового и институционального обеспечения атомной энергетической системы на основе транспортабельных атомных энергетических установок. Вопросы транспортировки ядерных установок

Дмитрий Зверев, генеральный директор АО «ОКБМ Африкантов»: «Мы начали делать «ядерное сердце» суперледокола будущего»

Беларусь: вывоз уникального топлива

как создавалась первая мобильная АЭС

О малых и мобильных атомных станциях для труднодоступных районов заговорили 65 лет назад. Идею выдвинул руководитель Минсредмаша Ефим Славский в 1955 году: во время визита на Кировский завод, в беседе с директором Николаем Синевым, он предложил разработать мобильную АЭС, которая могла бы питать военные и гражданские объекты на Крайнем Севере и в Сибири.

Принципиальное решение было очевидно — блочно-комплектная поставка оборудования и строительных деталей зданий в максимально подготовленном и опробованном на заводах виде. В условиях северных районов подобные мероприятия дают особенно большой эффект из-за сезонности и высокой стоимости строительно-монтажных работ.

Энергопоезд, вездеход или баржа?

Кировский завод, который назначили головным разработчиком и изготовителем нового продукта, в кооперации с Ярославским паровозостроительным заводом подготовил два проекта атомного энергопоезда — передвижной АЭС небольшой мощности для транспортировки по железной дороге (ТЭС‑1 и ТЭС‑2, транспортабельные электростанции). Первый предусматривал одноконтурную схему реактора с газотурбинной установкой, второй — схему с использованием паротурбинной установки самого локомотива.

Вскоре Славский подключил к разработке проекта Лабораторию «В» (ФЭИ), специалисты которой предложили поставить электростанцию на гусеницы, сделав ее практически вездеходной. Идея АЭС на гусеницах казалась весьма заманчивой: станция своим ходом может подойти к потребителю и обеспечивать его электроэнергией требуемое время. Это исключало необходимость возведения зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты.

Параллельно шел широкий поиск наиболее перспективных проектных решений для реализации опытно-демонстрационных прототипов малых АЭС. Рассматривалась возможность создания строительно-компоновочных модификаций малых АЭС с реакторами разных типов, в частности в виде энергопоезда, на железнодорожных платформах, барже, передвижных на пневматическом и гусеничном ходу и стационарных (блочно-транспортабельных). В качестве реакторной установки изучались водно-графитовые, корпусные легководные (водо-водяные двухконтурные и кипящие одноконтурные), органо-органические и высокотемпературные газовые.

По образцу и подобию «Ленина»

В октябре 1956 года на совещании в Минсредмаше приняли решение в качестве основного варианта взять разработку конструкторского бюро ЛКЗ — передвижную АЭС с водо-водяным реактором на тепловых нейтронах электрической мощностью 1,5 МВт и размещение на танковых платформах. Решение поручало также проработку вариантов реактора с ртутным теплоносителем и свинцово-висмутовым.

В марте 1957 года эскизный проект передвижной станции с водо-водяным реактором был готов, а в апреле 1957 года выдано техническое задание на промплощадку для размещения и эксплуатации установки на территории ФЭИ (генпроектировщик — ВНИПИЭТ).

При создании ТЭС‑3 конструкторы и проектировщики максимально использовали оборудование и технологические решения, принятые при создании реакторов типа ВМ и реактора для ледокола «Ленин».

Все оборудование ТЭС‑3 размещалось на четырех гусеничных самоходных транспортерах с обогреваемыми утепленными кузовами вагонного типа. На двух располагалась реакторная парогенераторная установка, на двух других — турбогенератор, пульт управления и вспомогательное оборудование. Общий вес оборудования, установленного на транспортерах, составлял 201 т. В качестве транспортеров использовали удлиненные до 10 катков гусеничные шасси на базе танка Т‑10. Максимальная скорость транспортера составляла 15 км/ч. Изготовителем установки был Кировский завод.

Сборно-разборная

Установка создавалась как демонстрационный полномасштабный прототип крупноблочной транспортируемой АЭС, изготавливаемой на заводе в максимально готовом к эксплуатации виде. В неразобранном виде ТЭС‑3 легко размещалась на четырех железнодорожных платформах и могла быть доставлена в любое место. А туда, где нет железной дороги, ТЭС‑3 приходила своим ходом.

Так как ТЭС‑3 предполагалось эксплуатировать в основном стационарно, ряд узлов, связанных с ходовой частью энергосамоходов, по прибытии станции на промплощадку мог быть демонтирован (дизели, гусеницы и т. д.). В этом случае рамы самоходов играли роль фундаментных.

Два вездехода, на которых располагались атомный реактор, циркуляционные насосы, парогенераторы, теплообменник, являлись источником сильного излучения, поэтому должны были быть хорошо изолированы. Предполагалось их устанавливать или в естественных укрытиях, или в траншее с железобетонными щитами, закопанными в землю. Монтаж такой установки на месте эксплуатации сводился к прокладке трубопроводов и кабелей между вездеходами. Дизельный двигатель, установленный на шасси с электрогенератором, выполнял также роль пускового и резервного источника питания собственных нужд АЭС.

Свинцовая защита

Для установки ТЭС‑3 был выбран водо-водяной реактор тепловой мощностью 8,8 МВт с двухконтурной схемой выработки пара, подаваемого на турбину. Электрическая мощность ТЭС‑3 составляла 1,5 МВт. В активной зоне реактора, имеющей форму цилиндра высотой 600 мм и диаметром 660 мм, размещались 74 тепловыделяющие сборки из коаксиально расположенных дисперсионных кольцевых твэлов с высокообогащенным ураном. В качестве топливной композиции использовался интерметаллид UAl3, залитый силумином.

Давление воды в корпусе реактора составляло 130 атмосфер, температура на входе в реактор — 275 °C, на выходе — 300 °C.

Реактор рассчитывался на кампанию 250 суток (срок работы между двумя перегрузками топлива), а при частичной дозагрузке тепловыделяющих элементов — до одного года. Расход топлива на ТЭС‑3 незначителен — до 14 г урана‑235 за сутки.

При создании малогабаритной передвижной ядерной энергетической установки к решению многих вопросов разработчики подходили с принципиально новых позиций. Например, оригинальной стала конструкция биологической защиты, состоящей из трех частей. Первая, в виде свинцового стакана, в котором находится реактор, размещалась на реакторном самоходе и служила для защиты от излучения остановленного реактора, например, во время ремонта или транспортировки АЭС на новое место работы. Второй частью защиты являлась вода или раствор борной кислоты, заливаемые в бак, в котором размещен свинцовый стакан с реактором. Этот компонент защиты служил для снижения активации материалов кузова и ходовой части платформы от нейтронного излучения при работе реактора. Перед транспортировкой его сливали. Основной защитой от излучения при работе реактора служила грунтовая обваловка траншеи, в которой находились вездеходы с оборудованием первого контура. Такой подход к проектированию защиты позволил обеспечить необходимое снижение уровня излучения при весе транспортируемой защиты 28,5 т, что составляло лишь 13 % общего веса оборудования ТЭС‑3.

Примером другой задачи, успешно решенной при создании ТЭС‑3, является разработка системы перегрузки реактора в полевых условиях с применением защитного контейнера и обычного автокрана грузоподъемностью 25 т.

Малая рядом с первой

К декабрю 1959 года все нестандартное оборудование было изготовлено и к марту 1960 года смонтировано на танковых платформах. В июне завершились комплексные заводские испытания — без загрузки ядерного топлива.

В августе ТЭС‑3 была доставлена на площадку ФЭИ в Обнинске и размещена по соседству с первой АЭС. Энергосамоходы установили в общей траншее глубиной 2,8 м, стены и перекрытие которой выполнили из сборного железобетона и снаружи засыпали грунтом. Вездеход с турбогенератором и пультом управления располагался на поверхности земли.

7 июня 1961 года реактор ТЭС‑3 достиг критичности, а 13 октября 1961 года турбина ТЭС‑3 стала под полезную нагрузку и выдала электрический ток в систему Мосэнерго. После отработки проектной кампании реактор был остановлен для проведения регламентных работ.

Эксплуатация ТЭС‑3 продемонстрировала достаточную надежность, хорошую управляемость и удобство обслуживания. Средний КИУМ за 250 эффективных суток работы реактора составил 0,46, что является хорошим показателем для экспериментальной установки. Из крупных инцидентов следует отметить длительный останов из-за замены вышедшего из строя главного циркуляционного насоса первого контура. За весь период работы реактора не было ни одного случая выхода твэлов из строя.

Программа второй загрузки реактора ТЭС‐3 предусматривала массовое испытание новых видов твэлов, но приказом Минобороны проект был закрыт

Направление закрыто

В процессе эксплуатации было выполнено большое количество экспериментов для уточнения характеристики установки, а также выявления и проверки путей совершенствования малых АЭС. В частности, на установке был проведен ряд экспериментов по проверке возможности работы реактора в режиме саморегулирования и самокомпенсации при скользящих параметрах пара, подаваемого на турбину, по изучению эффективности биологической защиты при введении в воду борной кислоты.

Эксперименты, например, показали возможность отказа от системы автоматического регулирования мощности, если реактор обладает отрицательным коэффициентом реактивности во всем интервале температуры. Оказалось, что разобщенность пультов управления на каждой из платформ затрудняет эксплуатацию и увеличивает численность персонала (на ТЭС‑3 работали три человека в смену).

Вызвала проблемы неудачная, как оказалось, конструкция бака биологической защиты, от него решили отказаться при дальнейшем совершенствовании установки.

В 1963 году в ФЭИ началась подготовка ко второй кампании ТЭС‑3, в январе 1964 года было утверждено техническое задание на проект второй активной зоны. Программа второй загрузки реактора ТЭС‑3 предусматривала массовое испытание новых видов твэлов, ввод бора в первый контур реактора, облучение материаловедческих образцов. Однако из-за отказа Министерства обороны от развития этого направления работы по ТЭС‑3 были прекращены.

Разгрузка реактора началась 20 апреля и закончилась 5 мая 1966 года. 18 июля была завершена консервация первого контура. С 1969 года установка ТЭС‑3 находилась в ФЭИ в полностью законсервированном состоянии. В 1985 году после ревизии самоходная платформа с турбиной была отправлена на Камчатку в распоряжение геологоразведочной экспедиции.

В целом создание ТЭС‑3 позволило уточнить основные научно-технические принципы проектирования АЭС с водо-водяными реакторами для отдаленных районов.

При подготовке использованы материалы из архива газеты «Атомпресса», электронной библиотеки «История «Росатома» (elib.biblioatom.ru) и других открытых источников. Если вы были участником описываемых событий, знаете интересные факты о создании реакторов или обнаружили неточность в статье, напишите автору по адресу atom‑[email protected].

НАМ ПИШУТ

Леонид Кряквин
Главный эксперт департамента научного руководства пуском энергоблоков АЭС с ВВЭР и освоения мощности, ВНИИАЭС

В статье «Реактор для водородной бомбы» («СР» № 8, март 2020 года) упомянут один из участников пуска реактора АИ — Борис Григорьевич Дубовский. Мне посчастливилось работать под его руководством в лаборатории ядерной безопасности (ЛЯБ) ФЭИ в 1962–1969 годы.

Я был молодым специалистом, прикомандированным для работ на критических сборках реакторов, предназначенных для космоса. Разработчиком было ОКБ, сегодня — «Красная звезда». Хочу подчеркнуть, что эта работа не была основной для ЛЯБ. Но Борис Григорьевич был, вероятно, ее организатором, помогал выбивать в министерстве дорогостоящее высокообогащенное топливо для критических сборок и относился к ней с неподдельным интересом.

Вообще, он был инициативным ученым. В ФЭИ под его руководством был создан один из первых в СССР реактиметров. В здании № 159, в котором располагалась ЛЯБ, впервые были испытаны нейтронные измерительные каналы на основе датчиков прямой зарядки, которые в настоящее время используют во всех реакторах ВВЭР и РБМК.

Помню, как их создатель Михаил Григорьевич Миттельман раскладывал вдоль коридора здания кабель с этими датчиками перед испытанием. По инициативе и под руководством Дубовского в ЛЯБ было проведено исследование влияния омагниченной воды на эффективный коэффициент размножения уран-водных критических систем. В конце жизни, я слышал, он был консультантом руководства Москвы по вопросам безопасности.

Интересный был человек. К сожалению, многих людей, с которыми была связана его долгая жизнь, уже нет. Поэтому некому рассказать о нем в библиотеке «История «Росатома». Может быть, моя небольшая заметка будет данью памяти о нем.

Есть интересная история?

Напишите нам

Мобильные ядерные энергетические реакторы не решат энергетических проблем армии

Представьте себе следующий сценарий: с приближением зимы в Восточной Европе разгорается карательный конфликт между НАТО и Россией. повторяющиеся кибератаки, перебои с поставками и беспрецедентная нехватка дизельного топлива. Силы НАТО оказались не в состоянии удовлетворить свои собственные энергетические потребности на крупных базах. Радар ПРО остается включенным или тепло? Должна ли база в первую очередь включить систему ближнего боя для уничтожения дронов или зенитно-ракетную батарею? Некоторые в армии США считают, что использование ядерной энергии может сделать этот незавидный выбор полностью предотвратимым.

В то время как Китай и Россия разрабатывают микрореакторы для двигателей, Управление стратегических возможностей Министерства обороны занимается поиском окончательных решений в области самодостаточной энергетики: возможности развертывания мобильных атомных электростанций. В этом видении ядерного будущего армия заменит батареи дизель-генераторов микрореакторами размером с транспортные контейнеры для производства электроэнергии к середине 2020-х годов.

Стать членом

Ядерная энергетика в 10 миллионов раз более плотная, чем ископаемое топливо, и кажется идеальным решением для надежного снабжения армии электричеством без уязвимостей в линиях снабжения. Однако вопрос заключается в том, действительно ли реакторы можно сделать пригодными для использования в военных целях. Являются ли они энергетической панацеей, или они окажутся ценными целями, способными вывести из строя целые базы одним ударом? Армейская ядерно-энергетическая программа уверенно устремляется на неизведанную территорию в поисках решения своих растущих потребностей в энергии и обещает поставить электроэнергию в сеть в течение трех лет. Однако армия не выставляла на вооружение реактор с 19-го века.60-х годов и сделал заявления о безопасности и устойчивости к авариям, которые противоречат полувековому опыту атомной промышленности.

Армия настроена легковерно принять заявления промышленности о полной безопасности, которые основаны на принятии желаемого за действительное и характеризуются преднамеренным обходом основных принципов безопасности конструкции. Десятилетия технологических достижений в области управления реакторами и материаловедения позволят этим реакторам легко избежать недостатков, которые ускорили аварию SL-1, последнюю ядерную катастрофу армии в 1919 году.61. Однако чрезмерное упование на единственный предохранительный механизм, непроницаемость оболочки твэла и отказ принять возможность выброса радиоактивного материала рискуют получить совершенно иной вид отказа. В случае развертывания без четкого понимания рисков ядерной энергетики и подготовки к значительным выбросам радиоактивных материалов министерство обороны рискует понести расходы, намного превышающие расходы на доставку топлива. Эти риски выходят далеко за рамки физической опасности нападения с радиологическими последствиями. Кроме того, внедрение ядерной энергии на поле боя может подорвать национальную безопасность, усилив напряженность между союзами и ознакомив противников с тактикой нападения на ядерную инфраструктуру.

Почему армия рассматривает мобильные ядерные энергетические реакторы

Появление высокосетевых систем, дронов и вычислений на поле боя делает войну все более энергоемкой. По крайней мере, некоторые части армии США считают, что ядерная энергия может решить некоторые из этих проблем. В дополнение к обеспечению энергией в суровой, враждебной местности, Министерство обороны надеется использовать ядерную энергию для обеспечения электроэнергией передовых оперативных баз с ненадежными линиями электроснабжения и для питания крупных объектов в случае перебоев в работе гражданской электросети. Хотя первоначальное размещение этих реакторов, вероятно, будет в очень отдаленных районах, таких как Гуам и Кваджалейн, намерение состоит в том, чтобы внедрить эти системы на различных объектах Министерства обороны в качестве средства удовлетворения потребностей в электроэнергии в отсутствие надежного топлива. запасы.

Исследования, проведенные Советом по оборонным наукам и Министерством обороны, определили растущие потребности в электроэнергии на передовых оперативных базах как серьезную возникающую проблему и рекомендовали в качестве ответной меры использовать ядерную энергию. Эта логика частично обусловлена разработкой все более энергоемких систем вооружения, а также анализом, который предполагает, что цепочка поставок дизельного топлива для производства электроэнергии в значительной степени способствовала жертвам в прошлых конфликтах. Как подчеркивается в исследовании заместителя начальника штаба сухопутных войск, проведенном в 2018 году, 52 процента жертв в Ираке произошли в результате нападений на наземные транспортные операции.

Реакторы требуют нечастой дозаправки и, следовательно, могут значительно сократить объем материалов, необходимых для обслуживания военных объектов, снижая затраты, связанные с цепочкой поставок углеводородов. Теоретически внедрение таких систем могло бы обеспечить большую независимость и отказоустойчивость при работе вдали от инфраструктуры или в условиях жесткой конкуренции. По мнению сторонников этих систем, эта возможность может быть внедрена в вооруженных силах довольно скоро. Такие реакторы должны обеспечить Министерство обороны «развертываемой, надежной, отказоустойчивой и безопасной оперативной мощностью для различных задач» к середине 2020-х годов .

Мобильная атомная электростанция не стоит риска

Программа разработки мобильной атомной электростанции армии США сосредоточена на проекте Pele, микрореакторе, который можно перевозить по воздуху и грузовику. Пеле обещает систему мощностью 1–5 мегаватт (1–5 МВт (эл.)) весом менее 40 тонн и внешними размерами, совместимыми с транспортировкой транспортным самолетом C-17. Этот реактор предназначен для развертывания и запуска в кратчайшие сроки на минимально подготовленных объектах и предназначен для развертывания на передовых оперативных базах, а также на удаленных объектах. Этот проект быстро развивался, собрав 133 миллиона долларов в 2020–2021 финансовых годах, из которых по 28 миллионов долларов было выделено BWX Technologies и X-energy для разработки конструкций мобильных малых модульных реакторных систем в 2020 году. Этап проектирования программы будет завершится в 2022 году, когда «испытания на полной мощности станут возможными к концу 2023 года», что является удивительно коротким сроком по сравнению с коммерческими реакторными системами.

По словам его сторонников, проект «Пеле» предложит безопасный, устойчивый к авариям реактор, в котором используются передовые технологии теплопередачи и трехструктурное изотропное (более известное как TRISO) топливо. Чтобы максимизировать транспортабельность, конструкции реакторов проекта «Пеле» не полагаются на глубокое захоронение или бетонные отливки для защиты активной зоны от кинетической атаки, а вместо этого используют традиционную последнюю линию защиты — оболочку твэла, тонкий защитный слой, который предотвращает выход радиоактивных продуктов из топлива. — как преграда катастрофическому выбросу радиации. Общий предел массы реактора Пеле (40 тонн, или чуть меньше, чем у M1 Abrams) оставляет очень мало места для брони. В ответ на это руководитель программы проекта «Пеле» представил трехструктурное изотропное топливо как почти неуязвимое, заявив, что этот топливный материал «на самом деле меняет правила игры» и что «даже в случае атаки [реактор] не будет серьезной радиологической проблемой». В случае атаки реактора программа «не требует высокоспециализированной подготовки и оборудования для аварийного персонала передовой зоны, поскольку в этих местах обычно имеется только простое аварийное оборудование и ограниченный аварийный персонал».

Эти требования прямо противоречат истории эксплуатации трехкомпонентного изотропного топлива, фундаментальным физическим свойствам реакторного топлива и его поведению в экстремальных условиях. Несмотря на устойчивость к высоким температурам и прочность по сравнению с обычным реакторным топливом, трехструктурные изотропные частицы далеко не неуязвимы. При нормальной работе они выделяют потенциально опасные количества продуктов деления, которые могут широко распространиться при любом проникновении внутрь корпуса реактора. Что еще более тревожно, устойчивость трехструктурных изотропных частиц к кинетическому удару вызывает сомнения: покрытие из карбида кремния вокруг топливного материала является хрупким и может разрушиться при попадании боеприпасов. Кроме того, материал графитового замедлителя, который широко используется в активных зонах большинства мобильных электростанций, подвержен окислению при воздействии воздуха или воды при высоких температурах, что создает возможность катастрофического графитового пожара с распространением радиоактивного пепла. Даже в случае распространения неповрежденных (нетекучих) фрагментов топлива в результате удара радиологические последствия для готовности и эффективности являются ужасными.

Учитывая эти уязвимости, опытные противники, пытающиеся помешать силам США, вероятно, осознают полезность реактора в качестве цели для блокирования зоны. По сравнению с типичной тактикой блокирования территории, которая требует постоянного использования боеприпасов и может продолжаться только до тех пор, пока эти боеприпасы есть в наличии, удар по реактору предлагает месяцы изоляции за счет всего лишь нескольких удачно размещенных осколочно-фугасных боеголовок, что дает хорошие возможности. в пределах досягаемости даже для региональных противников, что продемонстрировала атака Ирана на авиабазу Аль-Асад . Хотя эти реакторы не предназначены для размещения на передовой линии конфликта и будут находиться в хорошо охраняемых укрытиях, основным аргументом в пользу размещения этих реакторов на передовых оперативных базах является их близость к конфликту и вероятность атак. на их линиях снабжения. Точно так же требования, изложенные в деле Пеле, ясно дают понять, что эти реакторы не будут заглублены или залиты бетоном, поскольку они должны быть быстро передвижными. Последствия удара по реактору серьезны, и развертывание этих систем требует как детального понимания, так и тщательной подготовки к радиологическим последствиям удара.

Даже если предположить, что топливный материал не выделяет продуктов деления при тепловом и механическом ударе атаки, прямое облучение от фрагментов реакторного топлива будет представлять опасность, которая не может быть уменьшена защитными средствами для химической, биологической, радиологической, ядерной и взрывчатые вещества высокой мощности. Мощность дозы гамма-излучения на расстоянии 50 см от трехструктурного фрагмента изотропного топлива размером с горошину с выгоранием, подобным ожидаемому в конце топливного цикла, приведет к почти смертельной дозе менее чем за час. Такие осколки могли легко осесть на оборудовании или застрять в нем, как это было видно во время работ по очистке после Чернобыля, что сделало его бесполезным. Вполне возможно, что зона отчуждения, возникшая в результате успешного удара реактора, может привести к эвакуации больших участков базы на недели или месяцы только из-за угрозы внешнего радиационного облучения.

Нападение на мобильный ядерный реактор, приводящее к выбросу продуктов деления, может представлять опасность заражения, которая сделает материальные средства бесполезными, даже если фрагменты топлива будут успешно обнаружены и удалены. Если при кинетической атаке будет поврежден 1 процент частиц топлива, то высвободятся десятки килокюри летучих продуктов деления. Многие из этих радиоизотопов будут реагировать с воздухом, водой и почвой, создавая подвижное радиоактивное загрязнение, которое потребует удаления верхнего слоя почвы; утилизация оборудования; и экстенсивное, дозоемкое обеззараживание с использованием едких реагентов и взрывных работ. Для сравнения: дезактивация самолетов, использовавшихся для ликвидации аварии в Чернобыле, оказалась настолько дорогостоящей, что десятки военных вертолетов были выведены из эксплуатации и оставлены ржаветь на месте аварии, даже когда Советский Союз проводил кампанию в Афганистане, которая в значительной степени зависела от этих самолетов. .

Даже неудачная атака реактора или нанесение минимального ущерба может дать противнику значительные преимущества. Из-за риска радиологического выброса умеренное повреждение, нанесенное реакторной установке в результате небольшой атаки, может привести к значительному расширению режима укрытия на месте для оценки последствий по сравнению с атакой на обычную энергосистему. Этот эффект может использоваться синергетически, позволяя противнику концентрировать или отвлекать персонал в течение длительного времени, потенциально повышая эффективность других атак. Это дает противнику значительно больше возможностей снижать боеготовность, подвергать риску персонал и снижать боевой дух с минимальными затратами: стратегия, которая может быть особенно привлекательной для противников, неспособных полностью уничтожить реактор.

Наличие мобильных реакторов также грозит усилением напряженности внутри альянса, поскольку ряд государств и союзников НАТО имеют сильные антиядерные движения и значительно более негативно относятся к ядерной энергетике, чем общественность США. Даже в районах, где нападения крайне маловероятны, наличие, транспортировка и эксплуатация таких реакторов потенциально могут стать спорным «клином», весьма уязвимым для дезинформационных и пропагандистских кампаний. Противники могут ухватиться за страх общества перед радиоактивным загрязнением от мобильных атомных станций, чтобы создать антиамериканские настроения. Если реактор будет скомпрометирован в результате атаки противника в любой степени, инцидент будет иметь огромное пропагандистское значение, нанося ущерб международному авторитету Соединенных Штатов и усиливая противодействие партнерским отношениям.

Кроме того, размещение этих реакторов в зонах боевых действий делает ядерные реакторы реальными военными целями, что познакомит противников с инструментами и тактикой, необходимыми для нападения на ядерную инфраструктуру. Негосударственные субъекты могут применить свой опыт в атаках на военные объекты в отношении гражданской ядерной инфраструктуры за пределами театра военных действий. В то время как реакторы, развернутые в зонах боевых действий, будут защищены от таких атак, гражданская инфраструктура не может быть защищена в такой же степени. Развернув эти системы на поле боя, Соединенные Штаты могут непреднамеренно помочь противникам создать набор инструментов для экспорта ядерного террора.

Глядя в будущее

В то время как мобильные атомные электростанции могут обеспечить тактические преимущества для надежности линий электроснабжения и энергоснабжения на различных объектах, общедоступная информация о текущем флагманском проекте армии не позволяет решить основные стратегические вопросы, связанные с разработка и внедрение малых реакторов. При расширении применения малых атомных электростанций с удаленных баз, которые вряд ли могут подвергнуться нападению, на передовые оперативные базы большинство преимуществ ядерной энергетики сводится на нет и возникают значительные риски. Будущая работа в этой области должна отдавать приоритет «общей картине» о том, как малые реакторы могут быть полезны в военном планировании США, уделяя особое внимание минимизации радиологического риска, сохранению союзов и поддержанию глобальной ядерной безопасности.

Стать участником

Джейк Хекла — аспирант кафедры ядерной инженерии Калифорнийского университета в Беркли. Его работа сосредоточена на разработке технологий, применимых к ядерному нераспространению. Его текущая работа посвящена обнаружению нейтрино в целях нераспространения и применению изображений с кодированной апертурой для локализации и картирования излучения.

Обновление: в предыдущей версии этой статьи говорилось, что армия США «преследует… возможность развертывания мобильных атомных электростанций». Хотя заказчиком этого проекта является армия США, финансирование поступает от Управления стратегических возможностей Министерства обороны США.

Изображение: Армия США

Комментарий

Американские военные изучают прототип мобильного ядерного реактора в Айдахо построить усовершенствованный прототип мобильного ядерного микрореактора в Национальной лаборатории Айдахо на востоке штата Айдахо.

Департамент начал 45-дневный период комментариев в пятницу с публикации проекта исследования воздействия на окружающую среду, в котором оцениваются альтернативы для строительства и эксплуатации микрореактора, который может производить от 1 до 5 мегаватт энергии. Ожидается, что потребности ведомства в энергии возрастут, говорится в сообщении.

«Безопасный, небольшой, транспортабельный ядерный реактор удовлетворит этот растущий спрос с помощью устойчивого, безуглеродного источника энергии, который не увеличит потребности Министерства обороны в топливе, в то же время поддерживая критически важные операции в удаленных и суровых условиях», Министерство обороны — сказал Департамент.

В проекте заявления о воздействии на окружающую среду цитируется указ президента Джо Байдена от 27 января, в котором в качестве еще одной причины для разработки микрореакторов уделяется приоритетное внимание вопросам изменения климата в национальной безопасности. В проекте документа говорится, что альтернативные источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, проблематичны, поскольку они ограничены местоположением, погодой и доступной территорией и потребуют резервных источников питания.

Департамент заявил, что использует 30 тераватт-часов электроэнергии в год и более 10 миллионов галлонов (37,9 миллионов литров) топлива в день. Департамент заявил, что электроснабжение баз с использованием дизельных генераторов усложняет операции и планирование, и ожидается, что потребность в них возрастет при переходе на электрический парк нетактических транспортных средств. Тридцать тераватт-часов — это больше энергии, чем многие малые страны используют за год.

Департамент в 314-страничном черновом заявлении о воздействии на окружающую среду заявил, что хочет снизить зависимость от местных электрических сетей, которые очень уязвимы для длительных отключений электроэнергии из-за стихийных бедствий, кибератак, бытового терроризма и сбоев из-за отсутствия технического обслуживания.

Департамент также сообщил, что новые технологии, такие как дроны и радарные системы, увеличивают потребление энергии.

Но критики говорят, что такие микрореакторы сами могут стать мишенями, в том числе во время транспортировки. Эдвин Лайман, директор по безопасности ядерной энергетики некоммерческой организации «Союз обеспокоенных ученых», сказал, что ставит под сомнение использование микрореакторов на военных базах как дома, так и за рубежом.

«На мой взгляд, эти реакторы могут вызвать больше логистических проблем и рисков для войск и имущества, чем решить проблемы», — сказал он. «И если армия не готова потратить все необходимое, чтобы сделать их безопасными для использования, особенно в потенциальных боевых ситуациях или на иностранных оперативных базах, то я думаю, что, вероятно, неразумно размещать ядерные реакторы на театрах военных действий без обеспечения защиты, которую они могли бы обеспечить. необходимость.»

Он сказал, что реакторы могут быть уязвимы во время транспортировки.

«Всегда найдется способ, которым противник может повредить ядерный реактор и вызвать рассеивание его ядерного содержимого», — сказал он.

Национальная лаборатория Айдахо находится на территории Министерства энергетики США площадью 890 квадратных миль (2305 квадратных километров) в высокой пустынной полынной степи, примерно в 50 милях (80 км) к западу от Айдахо-Фолс. Все испытания прототипа реактора будут проходить на площадке Министерства энергетики.

Лаборатория считается ведущей в стране ядерной исследовательской лабораторией и имеет несколько объектов, помогающих строить и тестировать микрореактор.

Министерство обороны заявило, что окончательное заявление о воздействии на окружающую среду и решение о том, как двигаться дальше, ожидается в начале 2022 года. три года.

Рассматриваются две конструкции мобильных микрореакторов, но в департаменте заявили, что подробные описания недоступны, поскольку оба находятся на ранних стадиях разработки. В ведомстве заявили, что обе конструкции представляют собой высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением, использующие в качестве топлива обогащенный уран.

Обогащенный уран, который будет использоваться, может выдерживать высокие температуры, «что позволяет создать конструкцию реактора, которая в первую очередь опирается на простые пассивные функции и внутреннюю физику для обеспечения безопасности», — говорится в проекте заявления о воздействии на окружающую среду.

Мобильные атомные электростанции: Мобильные реакторы | Атомная энергия 2.0