Usinas nucleares espaciais

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Usinas nucleares espaciais
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Vídeo: Usinas nucleares espaciais

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Em 2009, a Comissão sob o comando do Presidente da Federação Russa para a Modernização e Desenvolvimento Tecnológico da Economia Russa decidiu implementar o projeto "Criação de um módulo de transporte e energia baseado em uma usina nuclear da classe megawatt".

JSC NIKIET foi nomeado projetista-chefe da planta do reator.

A Agência Espacial Federal emitiu a licença NIKIET nº 981K datada de 29 de agosto de 2008 para realizar atividades espaciais.

Usinas nucleares espaciais
Usinas nucleares espaciais

De uma entrevista com Yu. G. Dragunov RIA Novosti. Publicado em 2012-08-28

A Rússia está desenvolvendo ativamente a energia nuclear, contando com a experiência colossal e o conhecimento acumulado ao longo das décadas do programa nuclear doméstico.

Um dos pioneiros na criação de tecnologias inovadoras em nosso país e no mundo é o N. A. Dollezhal (NIKIET), que comemora seu 60º aniversário este ano. Os especialistas do Instituto deram uma contribuição inestimável para a capacidade de defesa de nosso país, desenvolveram projetos para o primeiro reator para a produção de isótopos para armas, a primeira usina de reator para um submarino nuclear e o primeiro reator de potência para uma usina nuclear. No âmbito dos projetos e com a participação da NIKIET, 27 reatores de pesquisa foram criados na Rússia e no exterior.

E hoje o Instituto projeta reatores completamente novos, trabalha na criação de uma instalação de reator para uma usina nuclear única de classe megawatt para uma espaçonave, que não tem análogos no mundo.

O Diretor - Designer Geral do NIKIET, Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências, Yuri Dragunov, disse à RIA Novosti sobre o progresso do trabalho nas áreas inovadoras da ciência e tecnologia nuclear russa.

- Ao longo de 60 anos de existência, o Instituto segue o lema do fundador e primeiro diretor do NIKIET, o acadêmico N. A. Dollezhal: "Se você pode, vá à frente do século." E este projeto é uma confirmação disso. A criação desta instalação é um trabalho complexo do Centro de Pesquisas Estadual FSUE "Keldysh Center", OJSC RSC Energia, KBHM im. SOU. Isaev e as empresas da State Atomic Energy Corporation Rosatom. Nosso Instituto foi identificado como o único executor da instalação do reator e foi identificado como o coordenador do trabalho das organizações da Rosatom. O trabalho é realmente único, não há análogos hoje, então está sendo bem difícil. Por sermos uma organização de design, temos certas etapas, etapas e as percorremos passo a passo. No ano passado concluímos o desenvolvimento do projeto de projeto da planta do reator, este ano estamos realizando o projeto técnico da planta do reator. Uma grande quantidade de testes é necessária, especialmente de combustível, incluindo estudos do comportamento do combustível e dos materiais estruturais sob as condições do reator. Os trabalhos de desenho técnico serão bastante longos, cerca de 3 anos, mas iremos preparar a primeira fase do desenho técnico, a documentação principal este ano. Hoje identificamos e tomamos uma decisão técnica sobre a escolha da opção de design do elemento de combustível e a decisão técnica final sobre a escolha da opção de design do reator. E apenas algumas semanas atrás, tomamos uma decisão técnica sobre a escolha da opção de design principal e seu layout.

- Hoje temos uma cooperação bastante ampla, mais de três dezenas de organizações estão envolvidas no desenvolvimento do projeto da planta do reator. Todos os acordos sobre este tema foram concluídos e há total confiança de que faremos esse trabalho dentro do prazo. O trabalho é coordenado pelo conselho do gerente de projeto sob minha presidência, revisamos o andamento do trabalho uma vez por trimestre. Há um problema, não posso deixar de mencioná-lo. Infelizmente, como em todos os tópicos, nossos contratos são celebrados por um período de um ano. O processo de confinamento é alongado e, levando em consideração o tempo despendido nos procedimentos competitivos, de fato, estamos consumindo nosso tempo. Tomei uma decisão na NIKIET, abrimos um pedido especial e começamos a trabalhar no dia 11 de janeiro. Os participantes, no entanto, são muito mais difíceis de atrair. Há um problema, então hoje confundimos nossos membros para que façam planos antes que o desenvolvimento seja concluído, pelo menos por um período de três anos. Estamos formulando essas propostas e iremos ao governo com um pedido de mudança para um contrato de três anos para este projeto. Então veremos claramente o cronograma e organizaremos e coordenaremos melhor o trabalho no projeto. Resolver este problema é muito importante para o sucesso da implementação do projeto.

- Acho que o projeto será puramente russo. Ainda há muito know-how, muitas soluções novas e, na minha opinião, o projeto deveria ser puramente russo.

- Fundamentalmente, nesta fase do projeto técnico, adotamos a versão do combustível dióxido. O combustível que possui experiência em operar em instalações com emissão térmica. Fizemos o elemento combustível seccional para garantir as condições que já foram testadas em reatores em operação. Sim, é uma novidade, sim, é um projeto inovador, mas em termos de elementos-chave deve ser trabalhado e deve estar dentro dos prazos definidos pelo projeto presidencial.

- Não, não estamos considerando uma opção de sobrecarga para hoje. Pode ser reaproveitável, mas estamos contando com 10 anos de operação, e acredito, a julgar pelos resultados da discussão na comunidade científica, com o Roscosmos, que hoje a tarefa de alongar a instalação não está definida. Roskosmos está discutindo o aumento da capacidade da planta, mas isso, em geral, não será um problema se fizermos esse projeto, implementarmos e, o mais importante, testarmos um protótipo de solo no estande. Depois disso, podemos processá-lo facilmente em alta capacidade.

Criação de energia nuclear e sistemas de propulsão de energia para fins espaciais

No local de testes de Semipalatinsk, de 1960 a 1989, foi realizado o trabalho de construção de um motor de foguete nuclear.

Complexo de reator IGR;

complexo de bancada "Baikal-1" com o reator IVG-1 e duas estações de trabalho para testar produtos 11B91;

reator RA (IRGIT).

Reator IGR

O reator IGR é um reator de nêutrons térmicos pulsados com um núcleo homogêneo, que é uma pilha de blocos de grafite contendo urânio, montados na forma de colunas. O refletor do reator é formado por blocos semelhantes que não contêm urânio.

O reator não possui resfriamento forçado do núcleo. O calor liberado durante a operação do reator é acumulado pela alvenaria, e então através das paredes do vaso do reator é transferido para a água do circuito de resfriamento.

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Reator IGR

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Reator IVG-1 e sistemas de fornecimento de componentes

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Reator RA (IRGIT)

1962-1966 anos

No reator IGR, foram realizados os primeiros testes de elementos de combustível modelo do NRM. Os resultados dos testes confirmaram a possibilidade de criar elementos de combustível com superfícies sólidas de troca de calor operando em temperaturas acima de 3000K, fluxos de calor específicos de até 10 MW / m2 sob condições de poderosa radiação de nêutrons e gama (41 lançamentos foram realizados, 26 conjuntos de modelos de combustível de várias modificações foram testadas).

1971-1973 anos

No reator IGR, foram realizados testes de resistência térmica dinâmica do combustível de alta temperatura NRE, durante os quais os seguintes parâmetros foram implementados:

liberação de energia específica no combustível - 30 kW / cm3

fluxo de calor específico da superfície dos elementos de combustível - 10 MW / m2

temperatura do refrigerante - 3000K

a taxa de mudança na temperatura do refrigerante com aumento e diminuição da potência - 1000 K / s

duração do modo nominal - 5 s

1974-1989 anos

No reator IGR, foram realizados os testes de montagens de combustível de diversos tipos de reatores NRE, usina nuclear e instalações gasodinâmicas com hidrogênio, nitrogênio, hélio e refrigerantes a ar.

1971-1993 anos

Pesquisas foram realizadas sobre a liberação do combustível para o refrigerante gasoso (hidrogênio, nitrogênio, hélio, ar) na faixa de temperatura de 400 … 2600K e a deposição de produtos de fissão nos circuitos de gás, cujas fontes foram experimentais conjuntos de combustível localizados nos reatores IGR e RA.

a URSS

Período de ação ativa sobre o tema 1961-1989

Fundos gastos, bilhões de $ ~ 0, 3

Número de unidades de reator fabricadas 5

Os princípios de desenvolvimento e criação elemento a elemento

Composição de combustível

UC-ZrC,

UC-ZrC-NbC

Densidade de calor do núcleo, médio / máximo, MW / l 15 / 33

Temperatura máxima atingida do fluido de trabalho, K 3100

Impulso de impulso específico, s ~ 940

Vida útil na temperatura máxima do fluido de trabalho, s 4000

EUA

Período de ação ativa sobre o tema 1959-1972

Fundos gastos, bilhões de $ ~2, 0

Número de unidades de reator fabricadas 20

Os princípios de desenvolvimento e criação integrante

Composição de combustível Solução sólida

UC2 em grafite

matriz

Densidade de calor do núcleo, médio / máximo, MW / l 2, 3 / 5, 1

Temperatura máxima atingida do fluido de trabalho, K 2550 2200

Impulso de impulso específico, s ~ 850

Vida útil na temperatura máxima do fluido de trabalho, s 50 2400

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