Mini-atomreaktor med en 10 kW generator. Installation til strømforsyning af baser på Mars og fremtidens hjem

Tidligere artikler om radioisotopanlæg har skabt interesse. Jeg vil angive links til dem i slutningen af ​​artiklen. Og siden Der er mange udviklinger på dette område, så jeg foreslår at se på en anden lovende installation: RTG-projektet fra USA kaldet KiloPower.

Dette er et NASA-projekt til strømforsyning af interplanetariske rumfartøjer, rovers og i fremtiden baser på Mars og Månen. Generatorkraft - fra 1 til 10 kW i elektrisk strøm (afhængigt af kraften i kernen og antallet af arbejdscylindre i Stirling-motoren).

Sådanne indikatorer KiloPower er mulige på grund af brugen af ​​ikke termoelektriske konvertere, som "varme-elektricitet" fungerer på grund af temperaturforskellen, men på grund af brugen af ​​Stirling-motoren. Dette gjorde det muligt at øge effektiviteten ved omdannelse af varme til elektricitet. op til 25-30%. Installationen har også en varmeeffekt. Hun 4 gange højere end elektrisk. I teorien kan du bruge det til andre behov. Og efter fejlretning af teknologien kan effektiviteten være endnu højere (for eksempel med yderligere installation af Peltier-elementer på radiatorerne).

Den kompakte atomreaktor genererer varme. Er en cylinder fra legering: 7% molybdæn, og resten er uran-235. Inde er der en kanal med en borcarbidstang. Det er en kædereaktionsneutronabsorber. Så længe han er inde, er der ingen reaktion. Når reaktoren starter, forlader den arbejdsområdet, og den begynder at varme op. Men ikke til kritiske temperaturer - der er ingen eksplosionsfare på grund af den beregnede urankoncentration i legeringen.

For at reflektere neutroner og reducere uranmassen er reaktoren omgivet af berylliumoxid. Den indeholder varmeledninger med natrium. Kølevæskeslanger varmer stemplerne i en Stirling-motor. Generatorspoler er installeret omkring stemplerne. Der er en magnet inde i stemplet. De der. generation kommer fra magnetens frem- og tilbagegående bevægelse i spolen. Otte stempler. Hver producerer 125 watt elektricitet.

• Sådan fungerer en simpel Stirling-motor - artikel her

Plutonium-238 blev ikke brugt i reaktoren på grund af dens høje pris. Det er 100 gange dyrere end uran-235 (35 kg - 500 tusind dollars). Uranlegeringsreaktorcylinderstørrelse: diameter fra 11 til 15 cm og længde fra 25 til 30 cm. Vægt 28-35 kg. Det hele afhænger af den modtagne strøm. Plus en berylliumskal. For rumfartøjer er vægten af ​​KiloPower RTG 300 kg.

Plan og test af KiloPower-reaktoren ved opvarmning af rørene med varmeelementer i 2016 Senere, i 2018. installationen blev testet i Nevada-ørkenen på teststedet. Hun arbejdede i 20 timer med fuld styrke. Selv bevidste sammenbrud førte ikke til kritisk overophedning af reaktoren.

For rumfartøjer er strålingsbeskyttelse kun installeret i retning af motoren og elektronikken. Men til installationer på Mars er der behov for en helhedsbeskyttelse af reaktoren. På Mars vil disse RTG'er se sådan ud ifølge NASA-specialister:

Paraplyen er en radiator til køling af kolde områder på cylindrene i en Stirling-motor. Arbejdsperioden er 10 år. Dette er selve Stirling-motorens levetid, ikke reaktoren. I løbet af denne periode vil reaktoren udvikle 0,1% af sin aktive masse. Halveringstiden for uran-235 er 710 millioner flere år.

De der. det tilrådes at gøre Stirling-motoren udskiftelig. Udskiftning efter mekanisk pålidelighed eller svigt.

Tre segmenter af strålingsbeskyttelse kan ses over reaktoren. Når det bruges i nærheden af ​​biologiske genstande, skal beskyttelsen være allround. Dette øger til tider installationens masse. I inaktiv tilstand er reaktoren praktisk talt ikke radioaktiv - baggrunden er mindre 1 Curie. Reaktionen starter, når stangen er forlænget som beskrevet ovenfor. Derfor vil mislykkede missilskud ikke forurene havet eller jorden.

Reaktorvideo KiloPower:

Kan denne teknologi og reaktor bruges til jordiske behov? I teorien, ja. For eksempel i Arktis, i bjergene på fjerntliggende baser eller i autonome objekter under jorden eller under vandet. Med op til 5 udskiftelige Stirling-motorer på lager kan enhedens levetid øges til 50 år. Men prisen er stadig høj. Omkostningerne ved uran-235 for reaktoren - 500 tusind $. Og NASA brugte på udvikling og oprettelse af et pilotanlæg KiloPower 20 millioner dollars.

Derfor vil brugen af ​​sådanne installationer på Jorden være forbundet med særligt vigtige genstande. For enkeltpersoner er dette for dyrt, og på grund af truslen om misbrug vil det sandsynligvis aldrig blive produceret online. Eller denne fjerntids teknologi.

Tidligere artikler:

Radioisotop termoelektriske generatorer. Hvorfor de aldrig vil være tilgængelige til privat brug

Kompakte atomkraftværker til strømforsyning af landsbyer

***

Abonner til kanalen, tilføj den til dine browserbogmærker (Ctrl + D). Der er meget interessant information fremad.