Les centrales nucléaires spatiales

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Les centrales nucléaires spatiales
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En 2009, la Commission du Président de la Fédération de Russie pour la modernisation et le développement technologique de l'économie russe a pris la décision de mettre en œuvre le projet "Création d'un module de transport et d'énergie basé sur une centrale nucléaire de classe mégawatt".

JSC NIKIET a été nommé concepteur en chef de la centrale.

L'Agence spatiale fédérale a délivré la licence NIKIET n° 981K en date du 29 août 2008 pour mener des activités spatiales.

Les centrales nucléaires spatiales
Les centrales nucléaires spatiales

D'après une interview avec Yu. G. Dragunov RIA Novosti. Publié le 2012-08-28

La Russie développe activement l'énergie nucléaire, en s'appuyant sur l'expérience et les connaissances colossales accumulées au cours des décennies du programme nucléaire national.

L'un des pionniers dans la création de technologies de pointe dans notre pays et dans le monde est le N. A. Dollezhal (NIKIET), qui fête cette année son 60e anniversaire. Les spécialistes de l'Institut ont apporté une contribution inestimable à la capacité de défense de notre pays, ont développé des projets pour le premier réacteur pour la production d'isotopes de qualité militaire, la première centrale nucléaire pour un sous-marin nucléaire et le premier réacteur de puissance pour une centrale nucléaire. Dans le cadre des projets et avec la participation de NIKIET, 27 réacteurs de recherche ont été créés en Russie et à l'étranger.

Et aujourd'hui, l'Institut conçoit des réacteurs complètement nouveaux, travaille à la création d'une installation de réacteur pour une centrale nucléaire unique d'une classe de mégawatts pour un engin spatial, qui n'a pas d'analogue dans le monde.

Le directeur-concepteur général de NIKIET, membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie, Yuri Dragunov, a informé RIA Novosti de l'avancement des travaux dans les domaines révolutionnaires de la science et de la technologie nucléaires russes.

- Tout au long de ses 60 années d'existence, l'Institut suit la devise du fondateur et premier directeur de NIKIET, l'académicien N. A. Dollezhal: « Si vous le pouvez, avancez en avant du siècle. Et ce projet en est la confirmation. La création de cette installation est un travail complexe du State Research Center FSUE "Keldysh Center", OJSC RSC Energia, KBHM im. UN M. Isaev et les entreprises de la Société d'État de l'énergie atomique Rosatom. Notre Institut a été identifié comme l'unique exécuteur de l'installation du réacteur et a été identifié comme le coordinateur des travaux des organisations de Rosatom. Le travail est vraiment unique, il n'y a pas d'analogues aujourd'hui, donc ça se passe assez difficile. Puisque nous sommes une organisation de conception, nous avons certaines étapes, étapes et nous les parcourons étape par étape. L'année dernière, nous avons terminé l'élaboration du projet de conception de la centrale nucléaire, cette année nous réalisons la conception technique de la centrale nucléaire. Une quantité énorme d'essais est requise, en particulier sur le combustible, y compris des études sur le comportement du combustible et des matériaux de structure dans les conditions du réacteur. Le travail sur la conception technique sera assez long, environ 3 ans, mais nous préparerons cette année la première étape de la conception technique, la documentation principale. Aujourd'hui, nous avons identifié et pris une décision technique sur le choix de l'option de conception de l'élément combustible et la décision technique finale sur le choix de l'option de conception du réacteur. Et il y a quelques semaines à peine, nous avons pris une décision technique sur le choix de l'option de conception de base et sa disposition.

- Aujourd'hui, nous avons une coopération assez large, plus de trois douzaines d'organisations sont impliquées dans le développement de la conception de la centrale nucléaire. Tous les accords sur ce sujet ont été conclus, et nous sommes entièrement convaincus que nous ferons ce travail à temps. Les travaux sont coordonnés par le conseil du maître d'œuvre sous ma présidence, nous révisons l'état des travaux une fois par trimestre. Il y a un problème, je ne peux m'empêcher de le mentionner. Malheureusement, comme ailleurs sur tous les sujets, nos contrats sont conclus pour une durée d'un an. Le processus de confinement est étiré, et, compte tenu du temps passé sur les procédures concurrentielles, en fait, nous mangeons notre temps. J'ai pris une décision chez NIKIET, nous ouvrons une commande spéciale et commençons à travailler le 11 janvier. Les participants sont cependant beaucoup plus difficiles à attirer. Il y a un problème, alors aujourd'hui nous avons intrigué nos membres pour qu'ils donnent des plans avant que le développement ne soit terminé, au moins pour une période de trois ans. Nous sommes en train de formuler ces propositions, et nous allons demander au gouvernement de passer à un contrat de trois ans pour ce projet. Ensuite, nous verrons clairement le calendrier et mieux organiser et coordonner le travail sur le projet. La résolution de ce problème est très importante pour la réussite de la mise en œuvre du projet.

- Je pense que le projet sera purement russe. Il y a encore beaucoup de savoir-faire, beaucoup de nouvelles solutions et, à mon avis, le projet devrait être purement russe.

- Fondamentalement, à ce stade de la conception technique, nous avons adopté la version du combustible dioxyde. Le carburant qui a de l'expérience dans le fonctionnement dans des installations à émission thermique. Nous avons rendu l'élément combustible sectionnel pour assurer les conditions qui ont déjà été testées dans des réacteurs en fonctionnement. Oui, c'est une nouveauté, oui, c'est un projet innovant, mais en termes d'éléments clés il doit être élaboré et doit se faire dans les temps dans les délais fixés par le projet présidentiel.

- Non, nous n'envisageons pas d'option de surcharge pour aujourd'hui. Il peut être réutilisable, mais nous comptons sur 10 ans de fonctionnement, et je crois, à en juger par les résultats de la discussion dans la communauté scientifique, avec Roscosmos, qu'aujourd'hui la tâche de prolonger le travail de l'installation n'est pas fixée. Roskosmos discute de l'augmentation de la capacité de l'usine, mais cela, en général, ne sera pas un problème si nous réalisons ce projet, le mettons en œuvre et, surtout, testons un prototype au sol sur le stand. Après cela, nous pouvons facilement le traiter à haute capacité.

Création de systèmes nucléaires et de propulsion de puissance à des fins spatiales

Sur le site d'essai de Semipalatinsk, de 1960 à 1989, des travaux ont été menés pour créer un moteur de fusée nucléaire.

complexe de réacteurs IGR;

complexe de bancs « Baïkal-1 » avec le réacteur IVG-1 et deux postes de travail pour tester les produits 11B91;

réacteur RA (IRGIT).

réacteur IGR

Le réacteur IGR est un réacteur à neutrons thermiques pulsés à cœur homogène, qui est un empilement de blocs de graphite contenant de l'uranium, assemblés sous forme de colonnes. Le réflecteur du réacteur est formé de blocs similaires qui ne contiennent pas d'uranium.

Le réacteur n'a pas de refroidissement forcé du cœur. La chaleur dégagée lors du fonctionnement du réacteur est accumulée par la maçonnerie, puis à travers les parois de la cuve du réacteur est transférée à l'eau du circuit de refroidissement.

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réacteur IGR

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Systèmes d'alimentation du réacteur et des composants IVG-1

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Réacteur RA (IRGIT)

1962-1966 ans

Dans le réacteur IGR, les premiers essais d'éléments combustibles modèles du NRM ont été réalisés. Les résultats des tests ont confirmé la possibilité de créer des éléments combustibles avec des surfaces d'échange thermique solides fonctionnant à des températures supérieures à 3000K, des flux thermiques spécifiques jusqu'à 10 MW/m2 dans des conditions de rayonnement neutronique et gamma puissant (41 lancements ont été effectués, 26 assemblages combustibles modèles de diverses modifications ont été testées).

1971-1973 ans

Dans le réacteur IGR, des essais de résistance thermique dynamique du combustible NRE à haute température ont été réalisés, au cours desquels les paramètres suivants ont été mis en œuvre:

libération d'énergie spécifique dans le combustible - 30 kW / cm3

flux de chaleur spécifique de la surface des éléments combustibles - 10 MW / m2

température du liquide de refroidissement - 3000K

le taux de variation de la température du liquide de refroidissement avec une puissance croissante et décroissante - 1000 K / s

durée du régime nominal - 5 s

1974-1989 ans

Dans le réacteur IGR, les essais d'assemblages combustibles de différents types de réacteurs NRE, de centrales nucléaires et d'installations de dynamique des gaz avec des caloporteurs hydrogène, azote, hélium et air ont été réalisés.

1971-1993 ans

Des recherches ont été menées sur le rejet du combustible dans le caloporteur gazeux (hydrogène, azote, hélium, air) dans la plage de température 400 … 2600K et le dépôt de produits de fission dans les circuits de gaz dont les sources étaient expérimentales assemblages combustibles situés dans les réacteurs IGR et RA.

l'URSS

Période d'action active sur le sujet 1961-1989

Fonds dépensés, milliards $ ~ 0, 3

Nombre de réacteurs fabriqués 5

Les principes de développement et de création élément par élément

Composition du carburant

UC-ZrC,

UC-ZrC-NbC

Densité thermique du noyau, moyenne / maximale, MW / l 15 / 33

Température maximale atteinte du fluide de travail, K 3100

Impulsion de poussée spécifique, s ~ 940

Durée de vie à la température maximale du fluide de travail, s 4000

Etats-Unis

Période d'action active sur le sujet 1959-1972

Fonds dépensés, milliards $ ~2, 0

Nombre de réacteurs fabriqués 20

Les principes de développement et de création intégral

Composition du combustible Solution solide

UC2 en graphite

matrice

Densité thermique du noyau, moyenne / maximale, MW / l 2, 3 / 5, 1

Température maximale atteinte du fluide de travail, K 2550 2200

Impulsion de poussée spécifique, s ~ 850

Durée de vie à la température maximale du fluide de travail, s 50 2400

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