Rozvoj jaderné energie pokračuje a jednou z jejích nejzajímavějších oblastí je vytváření kompaktních a mobilních elektráren. Mají významné výhody oproti tradičním stacionárním jaderným elektrárnám a lze je použít v různých oblastech. V posledních letech bylo u nás vyvinuto několik podobných projektů a ten nejslavnější již byl uveden do provozu.
Plovoucí elektrárna
22. května 2020 byla uvedena do komerčního provozu první domácí plovoucí jaderná tepelná elektrárna (FNPP) „Akademik Lomonosov“, pr. 20870. Stanice je nasazena v přístavu Pevek (Chukotka Autonomous Okrug). V prosinci loňského roku dala první proud do místních energetických sítí a v červnu začala dodávka tepla.
Hlavním prvkem plovoucí jaderné elektrárny je plovoucí energetická jednotka-plavidlo bez vlastního pohonu speciální konstrukce o výtlaku více než 21,5 tisíce tun. Energetická jednotka je vybavena dvěma reaktorovými bloky KLT-40S a dvěma bloky parní turbíny. "Akademik Lomonosov" může vyrábět elektřinu a páru pro vytápění a také provádět odsolování mořské vody.
Pohonná jednotka je provozována společně se speciálními zařízeními na pevnině. Z ledu ho chrání speciální molo. Na pevnině je také infrastruktura pro přenos elektřiny a páry do místních distribučních sítí.
Maximální výkon nejnovější elektrické plovoucí jaderné elektrárny je 70 MW. Maximální tepelný výkon je 145 Gcal / h. Tvrdí se, že takové vlastnosti jsou dostatečné k zajištění vypořádání na 100 tisíc obyvatel. Je zvláštní, že celá populace Chukotského autonomního okruhu je o polovinu menší a kapacita je vážná.
"Akademik Lomonosov" bude schopen pracovat až 35-40 let. Roční údržbu a opravy lze provádět za běhu. Po 10–12 letech provozu jsou v továrně vyžadovány průměrné opravy, po nichž se pohonná jednotka může vrátit do kotviště a pokračovat ve výrobě energie.
Rosatom již navrhuje nový projekt FNPP s vylepšenými vlastnostmi. Nahrazením dvou jednotek KLT-40S výrobky RITM-200 je možné přivést výrobu na 100 MW a zlepšit další parametry.
Podle pr. 20870 byla dosud postavena pouze jedna plovoucí elektrárna, která nyní poskytuje energii do vzdálené oblasti. Ve stejné době se již několik zahraničních zemí začalo zajímat o ruské plovoucí jaderné elektrárny a v blízké budoucnosti se mohou objevit skutečné objednávky. Rusko je docela aktivní v „obchodování“se stacionárními pozemními jadernými elektrárnami a nyní se může vývoz rozšířit na úkor plovoucích stanic.
Kapesní napájecí jednotka
Pozoruhodné výsledky byly získány také v oblasti ultrakompaktních elektráren. Národní výzkumná technologická univerzita „MISiS“tedy již několik let pracuje na „jaderné baterii“- tzv. zdroj beta-voltového proudu na bázi niklu-63. První prototyp takového zařízení byl představen v roce 2016 a byl dále vylepšován.
Principy betavoltaického systému jsou celkem jednoduché. Baterie obsahuje radioaktivní prvek, který se rozkládá za vzniku β-částic. Ty spadají na polovodičový převodník, což vede k tvorbě elektrického proudu. Použitím různých štěpných materiálů, polovodičových konfigurací atd. Lze vytvořit baterie s různými charakteristikami.
„Jaderné baterie“od MISIS mají zajímavý design. Tento prvek obsahuje 200 vrstev niklu-63 o tloušťce 2 mikrony, oddělených 10 mikronovými diamantovými měniči. Ty posledně uvedené mají mikrokanálovou trojrozměrnou strukturu, která umožňuje téměř úplné absorbování vytvořených β-částic.
Hotová baterie má minimální rozměry - tloušťka není s ohledem na případ větší než 3-4 mm. Hmotnost - 0,25 g. Přitom výkon je stejně malý. Elektrický výkon je pouze 1 μW. Nový produkt od MISIS se však příznivě porovnává s jiným vývojem se zvýšenou účinností a nižšími náklady. Kromě toho je schopen dodávat proud po mnoho desetiletí.
V současné době se domácí „jaderná baterie“typu beta-voltaic stává tématem publikací ve vědeckých časopisech a probíhají akce pro mezinárodní patentování. Do budoucna je možné taková zařízení zavést do praxe. Hlavní oblastí použití bude řada výzkumných a speciálních zařízení s nízkou spotřebou energie a vysokými požadavky na dobu trvání operace. Může to být například zařízení pro mořský nebo vesmírný výzkum.
Dříve se pokoušeli zavést jaderné zdroje energie do medicíny, ale muselo se od nich upustit kvůli negativním vedlejším účinkům. Nová verze baterie neohrožuje lidské zdraví, díky čemuž ji lze použít v neuro- a srdečních kardiostimulátorech, různých implantátech atd.
Malý mobilní telefon
V minulosti u nás vznikaly malé jaderné elektrárny na samohybných nebo tažených podvozcích. Pak ani jeden projekt tohoto druhu nedosáhl masové výroby a využití. Před několika lety se začalo mluvit o obnovení tohoto směru.
V září 2017 se v tuzemských médiích objevily informace o zahájení prací na dvou nových malých jaderných elektrárnách (MAEU). Vývoj probíhá na žádost ministerstva obrany a počítá s vytvořením pohonných jednotek o výkonu 100 kW a 1 MW. Měly by být postaveny na taženém podvozku, který poskytuje možnost rychlého přenosu a nasazení na nové místo.
Argumentovalo se tím, že vývoj dvou MAEU bude trvat cca. 6 let. Účel těchto produktů nebyl zveřejněn, ale existovaly odhady jejich možného využití pro napájení vzdálených vojenských nebo civilních objektů. Kromě toho byly podány návrhy na možné využití MAEU jako součásti slibných zbraňových systémů s vysokou spotřebou energie. Na začátku roku 2018 byly oznámeny zásadně nové vzorky - a mobilní elektrárny by je mohly doplnit.
Od prvních zpráv o vývoji IEAU pro ministerstvo obrany uplynuly téměř tři roky a zatím se neobjevily žádné nové podrobnosti. Možná se další novinky objeví později, blíže k zadanému datu dokončení. Nelze však vyloučit další scénář - projekt mohl být ukončen, a proto nelze očekávat žádné novinky.
Ve všech oblastech
Navzdory všem obtížím a nejednoznačné pověsti je jaderná energie velkým zájmem vojenských a civilních struktur. Malé a mobilní elektrárny s různými schopnostmi se stávají jednou z nejdůležitějších a nejslibnějších oblastí.
Ruský jaderný průmysl se v této oblasti aktivně angažuje a pravidelně dostávají zprávy o nových úspěších, slibném vývoji a hotových vzorcích. To nám umožňuje vytvářet optimistické prognózy do budoucna a čekat na další úspěchy - vědecké, technické, praktické a komerční.
