Le développement de l'énergie nucléaire se poursuit et l'un de ses domaines les plus intéressants est la création de centrales électriques compactes et mobiles. Elles présentent des avantages significatifs par rapport aux centrales nucléaires stationnaires traditionnelles et peuvent être utilisées dans divers domaines. Ces dernières années, plusieurs projets similaires ont été développés dans notre pays, et le plus célèbre a déjà été mis en œuvre.
Centrale électrique flottante
Le 22 mai 2020, la première centrale nucléaire flottante domestique (FNPP) "Akademik Lomonosov", pr. 20870 a été mise en service commercial. La station est déployée dans le port de Pevek (Tchoukotka Autonomous Okrug). En décembre de l'année dernière, elle a fourni le premier courant aux réseaux électriques locaux et en juin, l'approvisionnement en chaleur a commencé.
L'élément principal de la centrale nucléaire flottante est une unité de puissance flottante - un navire non automoteur de conception spéciale avec un déplacement de plus de 21 500 tonnes. La centrale est équipée de deux réacteurs KLT-40S et de deux turbines à vapeur. "Akademik Lomonosov" peut produire de l'électricité et de la vapeur pour le chauffage, ainsi que procéder au dessalement de l'eau de mer.
L'unité de puissance est exploitée avec des installations spéciales à terre. De la glace, il est protégé par une jetée spéciale. L'infrastructure de transport d'électricité et de vapeur vers les réseaux de distribution locaux se trouve également à terre.
La capacité électrique maximale de la plus récente centrale nucléaire flottante en termes d'électricité est de 70 MW. La puissance thermique maximale est de 145 Gcal/h. Il est avancé que de telles caractéristiques sont suffisantes pour fournir un établissement pour 100 000 habitants. Il est curieux que toute la population de l'Okrug autonome de Chukotka soit moitié moins nombreuse et qu'il existe une sérieuse réserve en termes de capacité.
"Akademik Lomonosov" pourra travailler jusqu'à 35-40 ans. L'entretien annuel et les réparations peuvent être effectués à la volée. Après 10 à 12 ans de fonctionnement, des réparations moyennes sont nécessaires en usine, après quoi le groupe motopropulseur peut retourner à quai et continuer à produire de l'électricité.
Rosatom propose déjà un nouveau projet FNPP aux caractéristiques améliorées. En remplaçant deux unités KLT-40S par des produits RITM-200, il est possible de porter la production à 100 MW et d'améliorer d'autres paramètres.
Jusqu'à présent, une seule centrale électrique flottante a été construite le long du pr. 20870, qui fournit désormais de l'électricité à la région éloignée. Dans le même temps, plusieurs pays étrangers se sont déjà intéressés aux centrales nucléaires flottantes russes, et de vraies commandes pourraient apparaître dans un avenir proche. La Russie est très active dans le « commerce » des centrales nucléaires terrestres fixes et les exportations peuvent désormais se développer aux dépens des centrales flottantes.
Bloc d'alimentation de poche
Des résultats remarquables ont également été obtenus dans le domaine des centrales ultra-compactes. Ainsi, l'Université nationale de recherche technologique "MISiS" travaille depuis plusieurs années sur une "pile nucléaire" - la soi-disant. une source de courant bêta-voltaïque à base de nickel-63. Le premier prototype d'un tel appareil a été présenté en 2016, et il a encore été amélioré.
Les principes du système bêtavoltaïque sont assez simples. La batterie contient un élément radioactif qui se désintègre pour former des particules. Ces derniers tombent sur le convertisseur à semi-conducteur, ce qui conduit à la formation d'un courant électrique. En utilisant différents matériaux fissiles, configurations de semi-conducteurs, etc., des batteries avec des caractéristiques différentes peuvent être créées.
Les "batteries nucléaires" de MISIS ont un design intéressant. Cet élément contient 200 couches de nickel-63 d'une épaisseur de 2 microns, séparées par des transducteurs en diamant de 10 microns. Ces derniers ont une structure tridimensionnelle à microcanaux, ce qui permet d'absorber presque complètement les particules β formées.
La batterie finie a les dimensions minimales - l'épaisseur ne dépasse pas 3-4 mm, en tenant compte du boîtier. Poids - 0,25 g En même temps, les performances sont tout aussi faibles. La puissance électrique n'est que de 1 W. Cependant, le nouveau produit de MISIS se compare favorablement à d'autres développements avec une efficacité accrue et un coût inférieur. De plus, il est capable de fournir du courant pendant de nombreuses décennies.
A l'heure actuelle, la "pile nucléaire" domestique de type bêta-voltaïque devient le sujet de publications dans des revues scientifiques et des événements de brevetage international sont en cours. À l'avenir, il est possible d'introduire de tels dispositifs dans la pratique. Le principal domaine d'application sera une variété de dispositifs de recherche et spéciaux à faible consommation d'énergie et à exigences élevées pour la durée de l'opération. Par exemple, il peut s'agir d'équipements pour la recherche marine ou spatiale.
Auparavant, ils ont essayé d'introduire des sources d'énergie nucléaire en médecine, mais elles ont dû être abandonnées en raison d'effets secondaires négatifs. La nouvelle version de la batterie ne menace pas la santé humaine, grâce à laquelle elle peut être utilisée dans les stimulateurs neuro- et cardiaques, divers implants, etc.
Mobile de petite taille
Dans le passé, des centrales nucléaires de petite taille sur châssis automoteurs ou tractés ont été créées dans notre pays. Ensuite, pas un seul projet de ce type n'a atteint la production et l'utilisation de masse. Il y a plusieurs années, on a appris la reprise de cette direction.
En septembre 2017, des informations sont parues dans les médias nationaux concernant le démarrage des travaux de deux nouvelles centrales nucléaires de petite taille (MAEU). Le développement est réalisé à la demande du ministère de la Défense et prévoit la création d'unités de puissance d'une puissance de 100 kW et 1 MW. Ils doivent être construits sur un châssis remorqué qui offre la possibilité de transférer et de déployer rapidement vers un nouvel emplacement.
Il a été avancé que le développement de deux MAEU prendrait env. 6 ans. Le but de ces produits n'a pas été divulgué, mais il y avait des estimations de leur utilisation possible pour l'alimentation électrique d'objets militaires ou civils éloignés. En outre, des suggestions ont été faites sur l'utilisation possible de MAEU dans le cadre de systèmes d'armes prometteurs à forte consommation d'énergie. Début 2018, des échantillons fondamentalement nouveaux ont été annoncés - et des centrales électriques mobiles pourraient les compléter.
Près de trois ans se sont écoulés depuis les premiers rapports sur le développement de l'IEAU pour le ministère de la Défense, et aucun nouveau détail n'est encore apparu. Peut-être que les prochaines nouvelles apparaîtront plus tard, plus près de la date d'achèvement spécifiée. Cependant, un autre scénario ne peut être exclu - le projet aurait pu être terminé, et donc aucune nouvelle ne peut être attendue.
Dans tous les domaines
Malgré toutes les difficultés et une réputation ambiguë, le nucléaire intéresse au plus haut point les structures militaires et civiles. Les centrales électriques de petite taille et mobiles avec des capacités diverses deviennent l'un des domaines les plus importants et les plus prometteurs.
L'industrie nucléaire russe est activement impliquée dans ce domaine, et des nouvelles sur de nouveaux succès, des développements prometteurs et des échantillons prêts à l'emploi sont régulièrement reçues. Cela nous permet de faire des prévisions optimistes pour l'avenir et d'attendre les prochaines réalisations - scientifiques, techniques, pratiques et commerciales.
