Ядерная силовая установка
Ядерная силовая установка (ЯСУ) — силовая установка, работающая на энергии цепной реакции деления ядра. Состоит из ядерного реактора и паро- или газотурбинной установки, в которой тепловая энергия, выделяющаяся в реакторе, преобразуется в механическую или электрическую энергию. КПД лучших образцов достигает 40%[1].
Основная сфера применения — гражданский морской флот и военно-морской флот, как надводный, так и подводный. Также может быть использована в автомобильном, железнодорожном, авиационном и космическом транспортном средстве.
ЯСУ перед прочими силовыми установками на обычном топливе предоставляет практически неограниченную автономность передвижения (дальность хода), и большую мощность двигателей: и как следствие, возможность длительно использовать высокую скорость движения, транспортировать более тяжёлые грузы и способность работать в тяжёлых условиях (например: атомный ледокол).
История
[править | править код]В середине XX века было много проектов по использованию атомной энергии в бытовых целях. Проекты по использованию ядерного реактора в транспортной промышленности в основном разрабатывали в США и СССР.
Например, компания Ford в 1958 году создала концепт-кар Ford Nucleon с ЯСУ. В середине 1950-х годов в США писали, что, возможно, скоро будет создан атомный паровоз[2]. Кроме этого в оборонной промышленности СССР и США разрабатывались: атомный танк, атомовоз, атомолёт и ядерный ракетный двигатель. В СССР газета «Гудок» в 1958 году писала[3]:
Конечно, атомный локомотив будет значительно тяжелее паровоза или тепловоза той же мощности. Но если такой локомотив направить на отдаленную магистраль, например в Арктику, то он будет работать там с перерывами в течение целого зимнего сезона без дополнительного снабжения. Его очень легко превратить в подвижную электростанцию. Кроме того, он сможет снабжать энергией бани, прачечные, парники для выращивания овощей.
Но ни один из этих проектов в XX веке так и не был реализован на практике.
В 1950-х — 1970-х годах в СССР было затрачено много средств и ресурсов на создание ядерного ракетного двигателя для космических ракет, который к 1981 году практически был создан, но дальнейшее развитие этого проекта было приостановлено[4]. Частичным успехом увенчались некоторые проекты по использованию ядерных реакторов на космических аппаратах.
Также, в 1960-х годах велись работы по созданию челнока с ядерной двигательной установкой для осуществления полётов между орбитами Земли, Луны и Марса[5].
В XX веке проекты по использованию ЯСУ успешно реализованы были только на водном транспорте и в военно-морском флоте в виде:
- Атомных ледоколов;
- Атомных подводных лодок;
- Гражданских и военных атомоходов.
Современное использование ЯСУ
[править | править код]В начале XXI века многие проекты середины XX века по использованию ЯСУ были заново переосмыслены и начали воплощаться с использованием современных технологий и учитывая полученный положительный и отрицательный опыт прошлого. Залогом успеха в реализации таких проектов является дальнейшая миниатюризация ядерных реакторов на компактных мини-АЭС не нуждающихся в постоянном обслуживании, которые сегодня успешно разрабатываются в США и Японии[6]. Как пример можно привести реактор Rapid-L, разрабатываемый в Японии, вес которого составляет 8 тонн при высоте 6 м и ширине 2 м[7].
Например в США в новом воплощении возрождается проект атомолёта: в 2003 году военно-исследовательская лаборатория ВВС США профинансировала разработку атомного двигателя для беспилотного самолёта-разведчика Global Hawk с целью увеличить продолжительность полёта до нескольких месяцев[8].
А в России возрождаются проекты ядерного ракетного двигателя для освоения дальнего космоса[9] и атомовоза в рамках сотрудничества «Росатома» и ОАО «Российские железные дороги»[10].
В современных проектах водных и наземных транспортных средств с ЯСУ, чаще всего ЯСУ используется как энергетическая установка (мини-АЭС) вырабатывающая электрический ток и питающая электрические двигатели транспортного средства. По такому принципу сегодня строятся и проектируются все современные атомные ледоколы, атомные подводные лодки, атомоходы и атомовозы.
См. также
[править | править код]- Атомоход
- Атомовоз
- Атомолёт
- Ядерные реакторы на космических аппаратах
- Газофазный ядерный реактивный двигатель
- Ядерный ракетный двигатель
- Ядерная электродвигательная установка
- АЭС
Примечания
[править | править код]- ↑ Новый политехнический словарь / Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. — С. 653. — 671 с. — 15 000 экз. — ISBN 5-85270-322-2.
- ↑ Статья на сайте Lenta.ru: «Атомный поезд. „Росатом“ и РЖД создадут подвижной состав с ядерным реактором» Архивная копия от 16 июня 2013 на Wayback Machine — 21.02.2011.
- ↑ Журнал «Популярная механика» № 11 (ноябрь) 2008 г.
- ↑ Отечественные ядерные ракетные двигатели Архивировано 16 апреля 2005 года..
- ↑ Mission completed, раздел «Эпоха шаттлов завершается или передача эстафеты». Дата обращения: 21 июня 2011. Архивировано из оригинала 22 июня 2010 года.
- ↑ Сайт Rosatom.ru:«Компактная АЭС по-японски» Архивная копия от 20 марта 2011 на Wayback Machine — 30.10.2009.
- ↑ Сайт Compulenta.ru: «В Японии разрабатывается мини-АЭС для электроснабжения жилых домов и лунных баз» Архивная копия от 25 февраля 2012 на Wayback Machine — 23.08.2001.
- ↑ Самолеты, которые никогда не летали — Атомный бомбардировщик /Planes That Never Flew — The Atomic Bomber. Discovery Channel, 2003—2005. 46:00.
- ↑ Сайт HiTech.Expert: «Россия будет строить ядерные ракетные двигатели для освоения дальнего космоса» — 13.04.2010
- ↑ Сайт «Газета. Ru»: «РЖД прокатит на быстрых нейтронах» Архивная копия от 9 мая 2013 на Wayback Machine — 18.02.2011
| Инженерия | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материалы | |||||||
| Ядерная энергетика |
| ||||||
| Ядерная медицина |
| ||||||
| Ядерное оружие |
| ||||||
