С небес на землю. Финал⁠⁠

(Продолжение поста Самая одинокая батарейка во Вселенной)

Наши прекрасные РИТЭГи остались только в далёком холодном космосе на борту спутников. А на Земле атом работает теперь только на больших станциях или в лабораториях под присмотром серьёзных дядь, правильно говорю?

И да, и нет.

В последнее время всё чаще говорят о распределённой энергетике. В первую очередь она отличается от традиционной централизованной модели большим упором на распределённую генерацию, то есть децентрализацией.

Одна из перспективных технологий — атомные станции малой мощности, которые можно поставить где-нибудь в отдалённой труднодоступной местности рядом с потребителями. Такие электростанции изначально проектируют с учётом упрощения управления, повышения надёжности и удобства транспортировки.

Например, в брошюре IAEA (Международное агентство по атомной энергии) Advances in Small Modular Reactor Technology Developments за 2018 год проектов малых ядерных реакторов представлено более пятидесяти штук. Она красивая и с картинками, причём лежит в открытом доступе. Если тема интересна рекомендую ознакомиться — хоть картинки полистать.

И вот здесь тоже можете посмотреть. Русатом Оверсиз это дочка Росатома, созданная для продвижения российских атомных реакторов на зарубежных рынках — и про АЭС малой мощности у них на сайте есть хороший раздел. Проматывайте вниз, глядите картинки, не стесняйтесь нажимать на кнопки.

Только вот в этих проектах правят бал ядерные реакторы, хотя в ряде проектов они серьёзно упрощены.

Впрочем, насколько слово "упрощён" вообще можно отнести к ядерному реактору?

А что касается РИТЭГ… Их проблема с низким КПД актуальна до сих пор — при классической схеме с термоэлектрическим преобразователем мы получим максимум 10-15 % электрической мощности от затраченной тепловой. Причём второе число… очень оптимистично, скажем так.

С другой стороны, в НАСА велись работы над РИТЭГ с двигателем Стирлинга (ASRG — Advanced Stirling radioisotope generator), в котором нагреваемый источником тепла газ приводил бы в движение поршень, который крутит генератор переменного тока.

Минусы этого решения понятны — снова привет, движущиеся части, мы скучали по вашему обслуживанию. Если они сломаются где-то далеко...

Зато и КПД такой установки планировали довести аж до 25-30 %. Но программу приостановили в 2013 году из-за превышения бюджета. Обидно, да?

Эх, такой проект погубили. А может, программу когда-нибудь разморозят и дадут денег учёным, кто знает... Две странички по теме ASRG с сайта НАСА см. здесь.

Можно, конечно, надеяться на прорыв со стороны материаловедения (новые полупроводники, например) — но и здесь ожидать огромного прироста КПД, к сожалению, не приходится.

То есть, что касается широкого применения на Земле, то здесь перспективы РИТЭГ туманны.

Низкий КПД никуда не делся (Он ведь обусловлен физикой процесса, помните?), отсюда же и малая мощность — а ядерное топливо слишком дорого, его следует использовать эффективно. Проблемы с охраной удалённых автономных объектов от злоумышленников — в общем-то тоже та ещё задачка.

Авось на космос-то насобираем как-нибудь. А вот на расточительный нагрев РИТЭГов на Земле — ну тут уж как повезёт.

Но как знать — может быть, мы ещё дождёмся бочки надёжной атомной энергии в каждый дом.

Будет стоять себе тихонечко где-нибудь в углу и греться, ток нам давать.

Так что труды физиков зря не пропали — теперь мы можем применять термогенераторы хоть на Малой Земле, хоть за пределами Земли вообще.

Дайте только побольше стронция. И мародёров близко не подпускайте.

В завершение (и немного источников)

Задумка была в том, чтобы написать маленькую заметку про значение страшных букв РИТЭГ. Что-то вроде рассказа о питании далёких и красивых маяков для самых-самых маленьких и не более того.

Но так получилось, что при написании эта заметка чрезмерно разрослась.

Тогда я решил поделить её на три заметки поменьше. Однако в процессе оформления первой части (ну… я добавил немного подробностей), перестала помещаться в запланированный объём и она.

Ничего не оставалось, кроме как смириться и оформлять текст в статью, а затем в цикл. Надеюсь, что вам понравилось.

Часть использовавшихся источников информации упоминалась непосредственно в тексте.

Из книг по теме могу порекомендовать «Термоэлектричество» за авторством А.С. Бернштейна — она была издана в 1957 году, но физика процесса там описана здорово (гораздо лучше, чем у меня), да и вообще книга написана живым хорошим языком.

Там всего полсотни страниц, если найдёте, то можно за вечер осилить.

Кроме того, на сайте Росатом История в открытом доступе лежит книга «Малогабаритные ядерные источники электрической энергии» (авторы Ю.В. Лазаренко, А.А. Пустовалов, В.П. Шаповалов) профильного издательства Энергоатомиздат за 1992 год. Это уже более серьёзный труд, разбор темы от физики и техники до экологии и экономики. Примечателен также список литературы — он у этой книги на целых 129 позиций.

Можете почитать как-нибудь на досуге и самого Иоффе — например, «Полупроводники в современной физике» за 1954 год, хотя бы чтоб проникнуться масштабом задачи. У него, кстати, очень хороший слог.

Источник многих иллюстраций к данной статье — презентация «Перспективы завершения программы утилизации российских РИТЭГов» от МАГАТЭ.

Если у вас есть минут десять свободного времени — рекомендую посмотреть, пусть хотя бы просто пролистать. Там 93 слайда и очень много фотографий.

На самом сайте МАГАТЭ почему-то осталась только пятнадцатистраничная версия.Но большую презентацию можно найти здесь, её сохранили в веб-архиве.

Спасибо сотрудникам МАГАТЭ как за участие в программе утилизации отслуживших своё РИТЭГов, так и за создание интересной презентации.

Автор - Александр Алещенко

Ещё нас можно читать в телеге, Дзене и ВК.

Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!