مشروع بيليه: مفاعل معك دائمًا
المستقبل الكئيب لمحطة الطاقة النووية المصغرة بيليه. المصدر: pipedot.org
الأداة المثالية
فكرة ترويض مفاعل نووي لأغراض عسكرية وجعله ليس أكثر من معدات تقنية ميدانية كانت في أذهان المهندسين لفترة طويلة جدًا.
كان الأول من المصممين السوفييت مع محطة كاتربيلر للطاقة النووية TES-3 في أواخر الخمسينيات. لا يمكن تسميته مضغوطة - تم وضع المفاعل النووي ذو البنية التحتية على أربعة هياكل ثقيلة الدبابات. عملت المحطة بشكل لا تشوبه شائبة ، وكان لها عمر خدمة طويل ويمكن أن تزود حامية بعيدة بالكهرباء والتدفئة. لكن أبعاد ووزن TPP-3 الباهظ لم يسمحا بمزيد من التحسين في التصميم.
على مستوى جديد ، استمر مفهوم المحطة النووية المتنقلة في أوائل الثمانينيات ، عندما عرضت الصناعة السوفيتية منتج Pamir-80D على السلسلة. إذا تم تصنيع TPP-630 وفقًا للمخطط الكلاسيكي لمفاعل الماء المضغوط ، فعندئذ يكون المبرد في Pamir هو مركب النيترين على أساس رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين. هذا جعل من الممكن تقليل أبعاد المفاعل ورفع درجة الحرارة عند مخرج المنطقة الساخنة إلى 3 درجة مئوية. تم وضع المحطة على شاحنتين ثقيلتين ، كانت الجرارات من طراز MAZ بيلاروسية بتصميم خاص. على عكس TES-500 ، يمكن أن يتحرك زوج من المقطورات على طول الطرق العامة والطرق الوعرة المناسبة تمامًا.
لقد ظهر للتو نتيجة لخليط متفجر حقيقي على عجلات. لم يكن هناك ما يقرب من عشرين كيلوغرامًا من ثاني أكسيد اليورانيوم عالي التخصيب في المفاعل فحسب ، بل تبين أيضًا أن المبرد كان سامًا بشكل مدهش. يُزعم أنه أثناء تشغيل عمليات تشغيل المفاعل ، تعرض أحد المطورين للتسمم بالنترين حتى الموت. بعد حادث تشيرنوبيل ، تم إغلاق المشروع ، ومنذ ذلك الحين لم يسمع أي شيء عن المشاريع المحلية للمفاعلات النووية المتنقلة.
لكن فكرة توفير الطاقة للحاميات العسكرية المنفصلة عن محطات الطاقة النووية صغيرة الحجم لم يتم التخلي عنها. خاصة في ظل تطور طريق بحر الشمال.
في الولايات المتحدة ، تعود التجارب الأولى مع المحطات المتنقلة إلى أوائل الستينيات. كان نظام الطاقة المحمول ML-60 هو الذي أحدث ثورة في الصناعة.
أولاً ، لتقليل الحجم ، قام المهندسون بمخاطرة كبيرة وضخوا المفاعل بالنيتروجين. من الناحية النظرية ، كان من المفترض أن يلعب دور المبرد ، وفي هذه الحالة يمكن تجديد احتياطياته بسرعة من الهواء المحيط. لكن تبريد الغاز في المنطقة الساخنة للمفاعل يتطلب حلولًا غير تافهة لإغلاق الدائرة. لم يتمكن الأمريكيون أبدًا من حل هذه المشكلة - كان الغاز يتسرب من خطوط الأنابيب ، وحتى أنه يحمل معه الكثير من الجسيمات المشعة.
الميزة الثانية الفريدة لـ ML-1 هي قابليتها للنقل الجوي - لقد كانت الأولى في قصص سابقة من هذا النوع. تم وضع المحطة في أربع حاويات قياسية وتم نقلها جواً إلى S-130.
كما هو واضح بالفعل ، لم تحدث الثورة - اتضح أن التصميم كان فظًا لدرجة أنه لم يتم حتى تشغيله في القوات.
مشروع بيليه
يستخدم الأمريكيون مجمع مصادر الطاقة المتنقلة المتوسطة المتقدمة كمصدر رئيسي للطاقة المتنقلة ، والذي يتضمن خمسة مولدات كهربائية متعددة الوقود بسعة 2,5 كيلوواط إلى 2,5 ميجاوات. يدعي المطورون أنه بالمقارنة مع أسلافهم ، الذين تم سحبهم من الخدمة في عام 2011 ، فإن المولدات أكثر اقتصادا بنسبة 21 في المائة ، فضلاً عن كونها أكثر موثوقية وأمانًا.
ومع ذلك ، لا يمكن خداع قوانين الفيزياء والكيمياء - يجب على حاميات محطات توليد الطاقة توفير الوقود والمواد الاستهلاكية بشكل مستمر. هذا ، أولاً ، مزعج ، وثانيًا ، يزيد من ضعف أي قاعدة أمريكية معزولة من الهجمات. من الجدير قطع القوافل بالوقود ، ولن تدوم التكنولوجيا الأمريكية المزدهرة طويلاً. تجاوز عدد القواعد العسكرية في الجيش الأمريكي ثمانمائة قاعدة ، مما يخلق مشاكل كبيرة في توصيل الوقود.
في الوقت نفسه ، يزيد البنتاغون باستمرار من عدد مستهلكي الكهرباء في الجيش. يخطط الأمريكيون لتحويل المركبات ذات العجلات الخفيفة إلى الجر الكهربائي في غضون 25-30 عامًا. وفي المستقبل ، من المخطط أن يمتد هذا الاتجاه ليشمل جميع المركبات المدرعة ، حتى الدبابات. في الوقت نفسه ، تحلم الولايات المتحدة بالدفاع الصاروخي بالليزر ومجموعة من الأدوات التي تضاعف الحاجة إلى الكهرباء. لذلك ، إذا لم يكن مشروع محطة طاقة نووية صغيرة الحجم للأغراض العسكرية موجودًا ، فلا بد من اختراعه.
ويطعم الأمريكيون دافعي الضرائب قصة حول تقليل "البصمة الكربونية" سيئة السمعة من البنية التحتية العسكرية. وفقًا للبنتاغون ، في عام 2020 وحده ، استخدم الجيش ما يقرب من 78 مليون برميل من الوقود لتشغيل السفن والطائرات والمركبات القتالية والقواعد الاحتياطية ، بإجمالي 9,2 مليار دولار.
يبدو أنه رقم مثير للإعجاب ، والذي يبدو مع ذلك غير مهم على خلفية ميزانية الدفاع للبنتاغون البالغة 750 مليار دولار. وعلى خلفية الانبعاثات التي تنبعث سنويًا إلى الغلاف الجوي للولايات المتحدة ، فإن حصة الجيش بالكاد تصل إلى XNUMX٪. قدر الباحثون أنه على مدى السنوات الثلاث الماضية ، أطلق الجيش الأمريكي أكثر من خمسين مليون طن من ثاني أكسيد الكربون كل اثني عشر شهرًا. معظم دول العالم غير قادرة ، من حيث المبدأ ، على توليد مثل هذه الكتلة من غازات الدفيئة.
هذا ما قد يبدو عليه بيليه. المصدر: atomic-energy.ru
الإجابة على جميع الأسئلة المذكورة أعلاه ، نظر الأمريكيون في مشروع مفاعل نووي صغير الحجم من الجيل الرابع اسمه بيليه.
بدأ برنامج التطوير في مارس 2022 وينبغي أن يتوج للأمريكيين بإنشاء محطة طاقة نووية صغيرة الحجم بسعة 1 إلى 5 ميجاوات. في الوقت نفسه ، من المخطط تحميل الوقود النووي في المفاعل مرة واحدة كل ثلاث سنوات. ومن المثير للاهتمام أن بيليه يجب أن يكون أول مفاعل من الجيل الرابع في الولايات المتحدة.
للمرة الثانية في التاريخ ، يحاول البنتاغون إحداث ثورة في الطاقة النووية - كان ML-1 قبل ستين عامًا يعتمد أيضًا على حلول غير مختبرة. من المقرر إنشاء النموذج الأولي الأول في المختبر الوطني في ولاية أيداهو. يعتبر Generation IV NPP مفهومًا واسعًا يتضمن العديد من المخططات المختلفة التي تختلف في كل من نوع التبريد والوقود المستخدم. اختار الأمريكيون بالنسبة لبيليه تبريد الغاز (مرحبًا من النيتروجين ML-1) ووقودًا محددًا للغاية - TRISO (ثلاثي التركيب - الخواص).
أقراص Triso. المصدر: www.naukatehnika.com
كرة من ثاني أكسيد اليورانيوم يبلغ قطرها 0,5 مم ملفوفة في غلاف من الجرافيت ، تليها طبقة من البيروغرافيت ، وكربيد السيليكون ، ويغطي كل شيء فوقها غلاف بيروغرافيت آخر. الجرافيت المحيط بنواة ثاني أكسيد هو المسؤول عن الاحتفاظ بمنتجات الانشطار. بخلاف ذلك ، يعد Pele مفاعلًا نموذجيًا - يتم تحميل الوقود في القضبان ، ويتم نقل الحرارة من المنطقة الساخنة إلى مولد البخار بواسطة غاز لم يتم تسميته بعد. يمكن أن يكون الهيليوم أو النيتروجين أو حتى الهيدروجين - لأكثر من نصف قرن ، تعلم الأمريكيون كيفية بناء خطوط أنابيب محكمة الغلق ومتينة لأي مبرد.
المطور الرئيسي لمحطة الطاقة النووية المدمجة هو BWX Technologies ، التي تجني الأموال من إمدادات الوقود النووي. تم توقيع عقد بناء النموذج الأولي لبيليه العام الماضي ويتضمن 300 مليون دولار لهذا الغرض. المنتج النهائي متوقع بحلول عام 2024. بدأت BWX في إنتاج وقود TRISO "ثلاثي الطبقات" الذي تم تكييفه للمفاعل الجديد في ديسمبر 2022.
في منشأة BWX Technologies في Lynchburg ، فيرجينيا. المصدر: atomic-energy.ru
على الرغم من السلامة المعلنة لبيليه ، فإن الأمريكيين يدركون جيدًا أنه في حالة حدوث اضطراب محلي ، لا يمكن لمحطة طاقة نووية صغيرة البقاء حتى بضعة أيام. إن موت حتى أكثر محطات الطاقة النووية حداثة من منجم عادي أو مقذوف سيجعل المنطقة المجاورة غير صالحة للاستعمال لفترة طويلة. وكذلك الجنود المحيطين. لذلك ، يقترح البنتاغون استخدام بيليه حتى الآن فقط في قواعد الجزر وفي القطب الشمالي. في حالة حدوث انهيار ، وموت العديد من محطات الطاقة النووية ، فإن أمريكا القارية ستنجو بسهولة. لا يمكن قول الشيء نفسه عن الخصوم المحتملين.
يشير برنامج بيليه بشكل غير مباشر إلى أن الأمريكيين يعتزمون خلق منافسة كبيرة لروسيا للسيطرة على طريق بحر الشمال. محطات الطاقة النووية الصغيرة هي أداة لبناء القوات في الشمال وزيادة استقلالية الوحدات الفردية. وسيتعين على الجميع أخذ ذلك في الاعتبار في المستقبل. إذا كان بيليه لا يزال يلعب كما ينبغي.
معلومات