Megawatt-klass kärnkraftverk | |
---|---|
Syftet med installationen | Strömförsörjning för rymdfarkoster |
Tekniska specifikationer | |
Reaktor | RUGK och RUOO [1] |
kylvätska | helium 78 % - xenon 22 % [2] |
Bränsle | Uranus |
Värmekraft | 3,8 MW [2] |
Elkraft | 1 MW |
Energiomvandlingssystem | turbomaskin |
Total körtid | 100 000 timmar |
Maximal arbetsvätsketemperatur | 1200–1500 K (1227 C) [2] |
Installationens totala vikt | 7 t [3] |
Utveckling | |
Projekt | 2009—2018 |
Vetenskaplig del | Center uppkallat efter Keldysh |
Företagsutvecklare | NIKIET , Keldysh Center |
Konstruktör | Keldysh Center , NIKIET |
Projektnyhet | Högtemperaturreaktor (1500K), skyddssystem av molybdenlegering, glidande takstolar |
Produktion och drift | |
Tillverkning av det första provet | 2016—2018 |
Produktionsplats | Ryssland ,NIKIET,Keldysh Center |
Pris | 17 miljarder rubel |
annan information | |
Hemsida | http://kerc.msk.ru/ |
Ett kärnkraftverk av megawattklass (YaEDU) är ett gemensamt projekt av en grupp företag som ingår i Roskosmos och Rosatom , som syftar till att skapa ett kärnkraftverk av megawattklass [4] . Kärnkraftverket designades för en rymdfarkost med arbetstiteln Transport and Energy Module (TEM) [5] , vilket kommer att föra Ryssland till en ledande position i skapandet av högeffektiva rymdenergikomplex som kan lösa en brett utbud av uppgifter i rymden, som att utforska månen och avlägsna planeter med skapandet av automatiska baser på dem . [6]
Arbetet med att skapa installationen började 2009, det planerade slutdatumet är 2018. [7] [6] Flygprovning är planerad till 2020 -talet [8] [9] [10] .
Forskningscentret uppkallat efter M. V. Keldysh [11] [12] [13] [14] [15] har utsetts till huvudentreprenören för kärnkraftverk . NIKIET [16] [17] [18] , ledd av generaldesignern Yuri Dragunov , har utsetts till huvudentreprenör för reaktoranläggningen (RU) . [19] .
Det speciella med projektet ligger i användningen av ett speciellt kylmedel - en helium - xenonblandning , en högtemperaturgaskyld snabb neutronreaktor [20] , höganrikningsuran och en temperatur i reaktorn upp till 1500 K, och även i det faktum att driftselementen i kontroll- och skyddssystemet för reaktoranläggningen är gjorda av rör gjorda av molybdenlegering TSM -7. [21] [22] [23] Tryckkärlets unika strukturella material kan driva reaktorn i mer än hundra tusen timmar [24] [25] [26] [27] ; under denna tid kan en konventionell rymdfarkost nå kanten av solsystemet. [24] [25] [26] [28] [29] [30]
Möjligheten att använda kärnenergi i rymden i vårt land har övervägts sedan mitten av 1950-talet av sådana specialister som Kurchatov , Keldysh och Korolev . [31] Före införandet av elektrisk framdrivning var dessa projekt för nukleär raketframdrivning (NRE) . Till och med prototyper av YARD byggdes i Sovjetunionen " RD-0410 ", i USA " NERVA ". [31]
USA förstod också utsikterna för sådant arbete, men varken de eller Sovjetunionen fullbordade arbetet. [31] De kulminerade i skapandet av flera icke-flygande modeller av nukleära raketmotorer, i Sovjetunionen var det " RD-0410 ", och i USA " NERVA " [31] . Den första reaktorn att driva en elektrisk raketmotor testades i rymden i USA 1965 - SNAP-10A . Reaktorn i omloppsbana fungerade bra, men elmotorn havererade när den slogs på. Överflöd av idéer och utvecklingsarbete gav inga resultat i USA [31] och i Sovjetunionen från 1970 till 1988 lanserades 13 satelliter utrustade med Buk kärnkraftverk tillverkade av NPO Krasnaya Zvezda [32] , för militära ändamål. , [33] som " Kosmos-954 " och " Kosmos-1867 ", skapade av KB Arsenal . [34] [35] Ett antal av dem misslyckades eller kraschade, och Kosmos 954 kraschade i Kanada 1978. [36] Samma år införde USA och ett antal stater sanktioner mot ett antal företag som var involverade i projektet [37] och Kanada, som en gång föll på fragmenten av Kosmos-954 , föreslog att reglerna skulle revideras för användning av kärnenergi i rymden [38] [39] .
Trots det faktum att kärnkraftsinstallationer på spaningssatelliter i Sovjetunionen användes i stor utsträckning, efter ett antal incidenter med sådana installationer, och viktigast av allt, på grund av rädsla för framgången för det amerikanska militära rymdprogrammet "Strategic Defense Initiative" (SDI) , i september 1988 föreslog en representant för USSR:s utrikesministerium till delegationen från Federation of American Scientists:
Om den amerikanska regeringen föreslår sovjetregeringen att de överväger ett ömsesidigt avstående från användningen av kärnenergi i yttre rymden, kommer ett sådant förslag att allvarligt övervägas av den sovjetiska sidan. [40]
Ett avtal som innebär att USA ska överge utvecklingen av SP-100-reaktorn för SDI-programmet i utbyte mot att användningen av reaktorer på sovjetiska US-A- satelliter och andra nya reaktorer för användning i omloppsbanor nära jorden upphör. Arbetet med dem inskränktes 1989. Enligt en annan version passerade USA 1988 genom FN ett förbud mot användning av kärnkraftverk i rymden [33] och arbetet inskränktes 1989 just av denna anledning. [41]
Det teoretiska arbetet fortsatte [42] , och 2009 lade de ner på bordet för "Kommissionen för modernisering och teknisk utveckling av den ryska ekonomin under Rysslands president" [43] . Anledningen till att den teoretiska forskningen fortsattes och utvecklingsarbetet inleddes var förståelsen att fasta eller flytande bränslemotorer inte skulle kunna hjälpa till att lösa uppgifterna [33] [43] , liksom de installationer som fanns tillgängliga vid den tiden, som inte hade tillräcklig kraft och förmåga att manövrera [11] .
Praktiskt intresse för ämnet i Ryssland återuppstod först 2010, men redan för rymdforskning, i samband med tillkomsten av en generation av stora elektriska plasmadrivmotorer [42] . Arbetet med projektet leddes av NIKIET [16] och Federal State Unitary Enterprise "Research Center uppkallad efter M. V. Keldysh" [11] , som är en del av Rosatom och Roscosmos [4] . NIKIET var engagerad i utvecklingen av en ny reaktor [16] och Keldysh Center var engagerad i skapandet av själva installationen [11] . Under arbetets gång användes fundamentalt nya designutvecklingar [42] , tekniska lösningar [44] och material [22] . Många ryska företag var involverade i projektet , såsom: NPO Luch [45] , NPO Krasnaya Zvezda , NPO Mashinostroeniya [46] , Kurchatov Institute , Research Institute of Atomic Reactors , TVEL Mashinostroitelny-fabriken" [47] och andra [48] .
Till en början övervakades projektet av Anatoly Perminov , som insisterade på internationellt samarbete. [49] Således genomfördes försök att etablera samarbete med USA 2011 [42] , och sedan 2016. [50] Sedan följde Sergey Kiriyenko och Dmitry Rogozin projektet . [51]
År 2019 bötfälldes Keldysh Center med 154,9 miljoner rubel för förseningen i verkställandet av den statliga ordern om tillverkning av installationen [52] (arbetet påbörjades den 11 januari 2016 och skulle ha slutförts den 25 november 2018) . [53]
Den 8 december 2020 hölls ett allmänt möte för Ryska vetenskapsakademin, där Yuri Dragunov gjorde en presentation, demonstrerade komponenter, färdiga produkter, kompletterade rapporten med en slutsats om utveckling och godkännande av ett kärnkraftsinstallationsprojekt, bekräftelse av tekniska krav, underbyggande av kärn- och strålsäkerhet, bekräftelse av genomförbarheten av att skapa en reaktorinstallation . [54] Den 10 december undertecknade Roscosmos och KB Arsenal ett kontrakt värt 4,174 miljarder rubel för utvecklingen av Nuklon-pilotprojektet för att skapa ett rymdkomplex , med en transport- och energimodul (TEM) och en nyttolastmodul (MPN) [55 ]
Amerikanska rymdteknikföretag som arbetar med NASA i många år har inte kunnat skapa en kärnreaktor som fungerar stabilt i rymden, även om de försökte tre gånger [33] . Situationen förändrades dock när ryska specialister fortsatte sina sovjetiska kollegors arbete och amerikanska representanter visade intresse för att utveckla projektet och delta i det [42] .
2011 uttryckte NASAs talesman Edward Crowley , som specialiserat sig på mänsklig rymdfärd, som också är grundare av Skolkovo Institute of Science and Technology, intresse för att arbeta tillsammans med projektet i de tidiga stadierna av dess utveckling. [42] [56] Enligt hans åsikt borde Rysslands främsta tekniska bidrag till expeditionen till Mars vara en kärnkraftsmotor och sätt att skydda besättningen [42] [56] . Mr. Crowley insisterade på att inget land kan genomföra en bemannad flygning på egen hand [42] [56] , på skapandet av internationellt samarbete, främst USA, redo att betala för arbetet, som ISS , den europeiska Unionen, Ryssland och, möjligen, Kina [ 42] [56] . Flera mellanstatliga möten hölls och projektet slutade med detta [42] [57] .
Ryska erfarenheter av utveckling av kärnkraftsmotorer kan vara efterfrågade, jag tror att Ryssland har en mycket stor erfarenhet både av utveckling av raketmotorer och inom kärnteknik. Måste kolla klockan.
E. Crowley [56]Anatoly Perminov , den tidigare chefen för Roskosmos, som insisterar på ett gemensamt projekt med NASA och internationellt samarbete , talade om detta kort före sin avgång i en intervju med Ekho Moskvy: [49]
Jag har redan svarat på dessa frågor många gånger. Jag anser att sådana ekonomiskt intensiva och tekniskt storskaliga projekt bör genomföras på grundval av internationellt samarbete, när olika staters resurser slås samman.
I mars 2016 gjorde chefen för NASA, Charles Bolden , ett uttalande att NASA betraktar sitt bemannade flygprogram till Mars som ett internationellt projekt [50] [58] [59] med deltagande av många länder, inklusive Ryssland. [50] [58] [59] Enligt hans åsikt bör politiska skillnader inte stå i vägen för rymdutforskning. [50] [58] [59]
Den 20 april 2016 blev det känt att representanter för NASA och Roscosmos diskuterar möjligheten av gemensamt arbete i månens omloppsbana . [60] Inom ramen för FKP 2016-2025 planeras ett antal uppdrag, ett av dem med markprovtagning från jordsatellitens yta för att förbereda en bemannad flygning [60] , en kärnkraft av megawattklass. anläggningen utvecklas också. [6] Enligt Sergei Savelyev, som förhandlar med Roscosmos, är de amerikanska kollegorna inte intresserade av att landa på månens yta, men att arbeta i omloppsbana, enligt deras åsikt, är ett steg framåt mot den efterföljande flygningen till Mars . [60] Ny teknik kommer att testas i månens omloppsbana och utforska driftsförhållanden som skiljer sig från dem i låg omloppsbana om jorden. [60] Bland annat diskuterades frågor om arbetet med ISS och enhetliga standarder för dockningsstationer. [60] Savelyev bekräftade att Roscosmos var inbjuden att arbeta på ett amerikanskt bemannat uppdrag till Mars. Men Savelyev anmärkte: [61]
Det finns fortfarande ingen konsensus i denna fråga, inklusive bland partner i Europa. [60] Vi tror att utsikterna för en flygning till Mars är mer avlägsna än vad de amerikanska partnerna formulerar. [60]
Under 2016 visade Kina intresse för att delta i program för användning av anläggningen [62] : i mitten av april 2016 erbjöd Kina Ryssland att utbyta teknik, i hopp om att få teknologi för att skapa raketmotorer, vilket i gengäld gav teknologier för att skapa ett utrymme strålningsbeständig elektronisk komponentbas, som ryska representanter ansåg ojämlikt utbyte. [63] [64] . Emellertid följdes detta förslag av ett nytt, om den gemensamma studien av andra planeter, i synnerhet Mars och bemannade flygningar till månen [62] ; resultaten av förhandlingarna förblev okända, men det är känt att Ryssland och Kina under sommaren planerade att äntligen underteckna ett avtal om skydd av teknik [65] .
Under arbetet med den 59 :e sessionen i FN , som hölls i Wien i juni 2016, införde 25 stater, inklusive USA, sanktioner under samma månad mot ett antal ryska företag, inklusive NPO Mashinostroeniya , som engagerade sig i projektet [ 37] [66] , Storbritannien, Tyskland, Frankrike, Japan, Italien, Spanien, Australien, Brasilien, Kanada föreslog att man skulle revidera principerna för användningen av kärnkraftskällor i yttre rymden [39] [67] , utan att förklara exakt vad avses med detta förslag, men som kräver att det skapas obligatoriska standarder för användningen av kärnenergi i rymden [39] . I februari 2017 hölls nästa möte, där möjligheten att använda kärnkraftverk i rymden [68] [69] diskuterades öppet .
Enligt Alexander Zheleznyakov fruktar USA och allierade att Ryssland kan ha avancerad teknologi, vars utveckling i USA är på en låg nivå, därför strävar de på alla möjliga sätt för att bromsa vetenskapsmäns och företags arbete . Zheleznyakov påminner om att när projektet precis startade var USA mycket intresserade av det, det var tänkt att det skulle fungera tillsammans, men den politiska situationen har förändrats, relationerna har försämrats och det talas inte om gemensam forskning.Experten menar att USA kommer att hindra den ryska utvecklingen, men påminner om att FN:s resolutioner har karaktären av rekommendationer och Ryssland är inte skyldigt att följa dem.
Den 6 september 2016 dömde Moskvas stadsdomstol Vladimir Lapygin, en anställd på TsNIIMash (och en lärare vid Bauman Moscow State Technical University), inblandad i projektet [70] , till 7 år i en strikt regim enligt artikeln " Treason ” [71] [72] , för att ha lämnat hemlig information till ett asiatiskt land, förmodligen till Kina [73] [74] [75] [76] , som tidigare erbjöd samarbete till Ryssland, och i början av 2017 meddelade att man avser att självständigt använda kärnteknik i utvecklingen av solsystemet [77] .
Kärnkraftverket består av tre huvuddelar [78] [79] [80] [43] : en reaktoranläggning med en arbetsvätska och hjälpanordningar (som en värmeväxlare-rekuperator och en turbogenerator-kompressor), en elektrisk raket framdrivningssystem och en kylsändare. Kärnkraftverket förväxlas ibland med en kärnraketmotor , men kärnkraftsreaktorn i kärnkraftverket används endast för att generera elektricitet, den används i sin tur för att starta och driva den elektriska raketmotorn (EP), och ger också ström till rymdfarkostens system ombord . [81] [82]
Arbetsvätskan som cirkulerar i reaktorn värms upp till en temperatur av 1500 K och roterar turbinen . Generatorn genererar också elektricitet för ERE, som har en mycket högre specifik impuls än traditionella jetmotorer (i synnerhet plasmamotorn har en specifik dragkraft som är 20 gånger högre jämfört med kemiska motorer) [83] [42] [84] . På grund av det faktum att det inte finns något behov av att värma arbetsvätskan upp till 3000 grader, finns det inget behov av att utföra komplexa fullskaliga tester på testplatsen i Semipalatinsk , vilket var fallet med kärnkraftsmotorer som avger en radioaktiv jetström [ 42] .
Anläggningen drivs av urandioxid eller karbonitrid , men eftersom konstruktionen måste vara mycket kompakt har uran en högre anrikning i 235-isotopen än i bränslestavar vid konventionella kärnkraftverk, kanske över 20%. Detta bränsle måste arbeta vid mycket höga temperaturer (i konventionell kärnbränsleenergi är temperaturen tusen grader lägre). Därför var det nödvändigt att välja material som kunde motstå de skadliga effekterna i samband med höga temperaturer, och samtidigt tillåta bränslet att utföra sin huvudfunktion - att värma gaskylvätskan, som kommer att användas för att producera el.
Och deras skal är en monokristallin legering av eldfasta metaller baserad på molybden (utvecklad av NPO Luch i Podolsk). [45]
Inslag i projektet 2009-2018 består i användningen av ett speciellt kylmedel - en helium-xenonblandning. [45] [85] [81] [86] Kylning sker genom strålning. [45] En uppvärmd yta i ett tomrum svalnar och sänder ut elektromagnetiska vågor inom ett brett spektrum, inklusive synligt ljus. [45]
Strålningssäkerhet tillhandahålls av skuggskydd , så reaktorn är endast stängd på ena sidan - från den där utrustningen och nyttolasten finns. [45] Strålning kan fritt spridas utanför det skyddade området till yttre rymden, vilket minskar vikten av skyddsstrukturen. [45] [42]
För att utföra flygtester kommer installationen att behöva skjutas upp i rymden till en höjd av 800-1000 km så att radioaktivt skräp inte faller till jorden i händelse av fel [43] [87] . Enligt chefen för Keldysh Center, Anatoly Koroteev, även i händelse av ett fel eller en nödsituation, som ett resultat av vilken installationen kunde falla till jorden, skulle dess kvarlevor inte utgöra någon fara för människor tack vare det nya systemet för använda kärnenergi. [44]
Enligt uppdragsbeskrivningen från 2010 omfattar kärnkraftverket [5] [88] :
Kärnkraftverksprojekt | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TEM-projekt (2010–2020) | TEM-projektet "Zeus" [89] (10.12.2020¹—06.2024) | |||||||||||||
Reaktorutvecklare | NIKIET | |||||||||||||
Utvecklingsperiod | ||||||||||||||
Typ av reaktor | RUGK [90] baserad på snabba neutroner | |||||||||||||
Konverteringsmetod | turbomaskin (utveckling av KBHM ) [91] | |||||||||||||
Belastning uran-235, kg | ~200 | |||||||||||||
Uran-235 anrikning, % | 90-96 | |||||||||||||
Arbetskrets kylvätska | He - Xe , 78%-22% | |||||||||||||
Antal kylvätskekretsar | ||||||||||||||
Kylvätsketemperatur vid reaktorns utlopp, K | 1500 | |||||||||||||
Kylvätsketemperatur vid reaktorns inlopp, K | 1227 | |||||||||||||
Termisk effekt, MW | 3,5—3,8 | |||||||||||||
Energiomvandlingseffektivitet, % | ||||||||||||||
Elkraft, MW | 0,9-1,0 | |||||||||||||
Monteringsvikt, kg | 2700 | |||||||||||||
Specifik vikt (baserat på elektrisk effekt), kg/kW | ||||||||||||||
Flyglivslängd², h (år) | 100 000 (10) | 29 000 (3) | ||||||||||||
(¹) Det exakta datumet för början av arbetet i öppna källor anges inte, datumet för undertecknandet av det preliminära projektet mellan Roscosmos och KB Arsenal anges , (²) Exklusive tid för marktester |
När det gäller en av de mest intressanta lösningarna som utvecklas inom ramen för projektet (valet av typen av kylare-radiatorer för den andra kretsen), gavs svaret att både dropp- och panelvärmeväxlare övervägs, och hittills val har inte gjorts. På den demonstrerade layouten och affischerna presenterades en variant med droppkylare, vilket är att föredra. Parallellt pågår arbetet med panelvärmeväxlaren.
— [92] , 2013Under 2012 utvecklades ett utkast till design av ID-VM-motorn, som planeras användas som grund för skapandet av ett elektriskt framdrivningssystem av megawattklass. [93]
Forskningscentret uppkallat efter M. V. Keldysh (tidigare RNII, NII-1, NIITP) utvecklade och tillverkade en prototyp av ID -500 högeffektjonpropellern . Dess parametrar är som följer: effekt 32-35 kW, dragkraft 375-750 mN, specifik impuls 70 000 m/s, effektivitet 0,75.
— [94] , 2015Under 2017 publicerades en publikation om 300-timmars livsbänktester av 35 kW IT-500 jonmotorn. [95]
I början av 2020 hade motorn klarat en hel cykel av marktest, inklusive livslängdstester som varade i 2000 timmar med metallelektroder i det jonoptiska systemet (IOS). Tekniken för tillverkning av IOS-elektroder från ett kol-kol-kompositmaterial håller på att utvecklas, vars användning kommer att ge en motorresurs på mer än 50 000 timmar. [96]
I juni 2020 slutfördes framgångsrikt avfyrningstester av ID-200-seriens jonpropeller med en effekt på 3 kW, designad för kärnkraftsframdrivningssystemet. [97] [98]
Lista över FoU och FoU om skapandet av ett kärnkraftverk :
Tabellen sammanställdes på grundval av Roscosmos och Rosatoms gemensamma direktivdokument från 2010 [106] , med beaktande av tillägget från 2016, utfärdat efter minskningen av budgetanslagen [107] .
Etappnummer _ |
Artistnamn, arbetets innehåll | Startdatum _ _ |
Deadline för slutförande _ |
stat | Anteckningar |
---|---|---|---|---|---|
ett | Utveckling av ett utkast till design av en reaktoranläggning. | 04.2010 | 12.2011 | ||
2 | Utveckling av ett utkast till design för ett kärnkraftverk. | 04.2010 | 12.2012 | ||
3 | Utveckling av en preliminär design av TEM . | 04.2010 | 12.2012 | Färdigställd i mars 2013 [108] | |
fyra | Utveckling av arbetsdokumentation för reaktoranläggningen. | 01.2012 | 12.2014 | ||
5 | Utveckling av arbetsdokumentation för kärnkraftverk. | 01.2013 | 12.2014 | ||
6 | Utveckling av arbetsdokumentation för TEM. | 01.2013 | 12.2014 | ||
7 | Tillverkning av en reaktoranläggning, system och enheter, processutrustning. | 04.2010 | 12.2015 | Från och med oktober 2016 är scenen inte stängd. | |
åtta | Produktion av kärnkraftverk, kärnkraftverkssystem, teknisk utrustning. | 01.2011 | 12.2015 | Från och med november 2016 är scenen inte stängd. | |
9.6 | Tillverkning av TEM , TEM-system, teknisk utrustning i form av:
tillverkning av komponenter för markprototyper av kraftenheten och det elektriska raketframdrivningssystemet, utveckling och tillverkning av komponenter för design och tekniska modeller av det lastbärande fackverksfacket, framdrivningsenhetsmodulen, servicesystemmodulen och teknisk utrustning för tillverkning och testning av dem, utveckling av designdokumentation för mock-ups av det bärande fackverksutrymmet och modulens framdrivningssystem och teknisk utrustning för tillverkning och testning av modeller. |
01.2016 | 12.2017 | Scenen är inte stängd | |
tio | Autonoma tester av reaktorsystem och reaktoranläggning som en del av ett kärnkraftverk. | 01.2012 | 12.2015 | Från och med oktober 2016 är scenen inte stängd. | |
elva | Autonoma tester av kärnkraftverk och kärnkraftverk som helhet.. | 01.2012 | 12.2015 | Från och med oktober 2016 är scenen inte stängd. | |
12.4 | Autonoma tester av TEM -system och -modeller när det gäller att testa komponenterna i den markbaserade kärnkraftsprototypen i enlighet med programmet. | 01.2016 | 11.2017 | Scenen är inte stängd | |
13 | Tillverkning av en reaktoranläggning för montering av kärnkraftverk. | 01.2015 | 08.2017 | Scenen är inte stängd | |
14.1 | Tillverkning av ett kärnkraftverk för att genomföra ett TEM vad gäller utveckling och tillverkning av komponenter till en markbaserad prototyp av ett kärnkraftverk. | 01.2016 | 11.2017 | Scenen är inte stängd | |
15.1 | Livstester av kärnkraftverk när det gäller att utföra livslängdstester av markprototypsystem. | 01.2016 | 11.2018 | Scenen är inte stängd | |
16 | Resurstester av reaktoranläggningen som en del av kärnkraftverket | 01.2016 | 12.2018 | ||
17.1 | Förberedelse av TEM för flygdesigntest i termer av:
|
07.2016 | 11.2018 | Scenen är inte stängd |
2009 godkändes kärnkraftsprojektet av kommissionen för modernisering och teknisk utveckling av den ryska ekonomin under Rysslands president [43] [102] [104] [109] [110] [111] [112] [82 ] .
I oktober 2009 meddelade Anatoly Perminov att den preliminära designen skulle vara klar 2012, och hela arbetet skulle ta cirka 9 år. [113]
2010 beordrade Rysslands president Dmitrij Medvedev skapandet av en transportmodul baserad på ett kärnkraftverk av megawattklass. [87] [56] [114] [115] Samma år påbörjades arbetet med kärnkraftsprojektet. [42] [114] [116]
Den 3 december berättade chefen för Rosatoms statliga bolag, Sergei Kiriyenko , för reportrar att arbetet med projektet fortskrider enligt schemat. [117] [118]
" | Vi arbetar med säkerhet i alla livsstadier av installationen, från design, tillverkning, montering till lansering från kosmodromen. I varje skede ska kärnkrafts- och strålsäkerheten säkerställas så att befolkningen inte under några omständigheter skadas. Därför omfattar projektet tekniska lösningar, designlösningar och även organisatoriska. [119] | » |
— Elena Romadova biträdande generaldesigner för NIKIET 28 september 2011 |
Den 15 april 2011 ägde det fjärde mötet i arbetsgruppen för rymden av den rysk-amerikanska presidentkommissionen för samarbete rum, där, bland andra frågor om rymdutforskning, frågan om att skapa framdrivningssystem diskuterades. [103] [57] [120]
Den 22 april 2011, på den ryska federala rymdorganisationens webbplats, bland dokumentationen för regelbundna öppna anbud, publicerades information om tillkännagivandet av ett anbud för rätten att ingå ett statligt kontrakt för utveckling av en kärnkraft med hög kapacitet kraftverk för en interorbital bogserbåt, en multifunktionell plattform i geostationär bana och interplanetära rymdfarkoster. [121] Resultaten av tävlingen tillkännagavs den 27 maj 2011. [122]
Användningen av ett kärnkraftverk av megawattklass förväntas i en rymdfarkost för djupa rymdflygningar . Ett utkast till design av en kärnkraftsmotor bör vara klart 2012, varefter 17 miljarder rubel kommer att krävas för vidareutveckling av projektet. [122] [123] [124]
Den preliminära designen var klar 2012. [109] [81]
Den första delen av kärnkraftsprojektet kommer att slutföras 2012, sa chefen för NIKIET Yuri Dragunov. [81]
" | Flyg till Mars med moderna motorer kommer att ta mycket lång tid. Det är nödvändigt att skapa en ny installation för supertunga missiler. Ryssland har all teknik för att skapa motorer av denna klass. Jag hoppas att under 2019 ska arbetet med motorn vara klart. [125] | » |
- Chef för Roscosmos Anatoly Perminov 5 april 2013 |
Rymdflygningar bortom månens omloppsbana kräver ny teknik, och ett av alternativen för en ny motor för rymdfarkoster är ett kärnkraftsframdrivningssystem:
I april 2013 meddelade S. Kiriyenko vid en TASS-presskonferens att Rosatom och Kurchatov-institutet arbetade med att skapa motorer i megawattklass. [126] [127]
2013, vid MAKS - flygmässan, meddelade chefen för Keldysh Center, Anatoly Koroteev, att arbetet med att skapa ett kärnkraftverk hade flyttat till det detaljerade designstadiet. [128] [129] [130] [131] Anatolij Koroteev noterade att den nya utvecklingen skulle vara 20 gånger effektivare än de missiler som hade använts tidigare. [fyra]
Inom några år kommer det första megawatt-klassens kärnkraftverk för ett fartyg designat för rymdflygningar att dyka upp i Ryssland. Rosatom och Roscosmos arbetar med det i nära samarbete. Staten tilldelade 17 miljarder rubel för dessa ändamål. Trots att NIKIET har utsetts till huvudentreprenör har faktiskt hela landets kärnkraftsindustri fått en order. Bland deltagarna i programmet finns NPO Luch, NRC Kurchatov Institute, IPPE , RIAR , IRM , Krasnaya Zvezda. Den preliminära projekteringen av reaktoranläggningen är redan klar och nu pågår den tekniska studien.
— [48]Den 26 juni 2014, vid NIKIET-konferensen, tillkännagav Yuri Dragunov att tester av reaktorkontrollsystemet för ett kärnkraftverk hade slutförts. [132] [133] [134]
I juli 2014 rapporterade presstjänsten för det statliga företaget "Rosatom" att den första TVEL av en standarddesign för en rymdkärnkraftsdrivenhet (NPP) monterades vid OJSC " Mashinostroitelny Zavod " i Elektrostal nära Moskva. Enligt direktören och generaldesignern för JSC NIKIET, Yuri Dragunov, vars företag designade reaktoranläggningen, enligt planen, ska kärnkraftverket vara klart 2018. [109]
TVEL-testning bör börja 2014, sa Yury Cherepnin, chefsdesigner för bränslepatroner, på NIKIET. [135] [136]
I december tillverkades specialrör gjorda av en molybdenlegering (molybden, volfram, tantal, niob) [137] , det är planerat att använda dem för de fungerande delarna av systemet och för att skydda reaktoranläggningen. [22] [23] Enligt direktören och generaldesignern för JSC "NIKIET" Yuri Dragunov, vars företag designar reaktoranläggningen, enligt planen ska kärnkraftverket vara klart 2018 [138] [139] .
Den 24 april 2015 rapporterade media om nedläggningen av YaEDU-programmet, eftersom det inte ingick i FKP för 2016-2025 [140] , men samma dag motbevisades rapporterna. [141] [142] [143] [144] [145] Samma dag förnekade D. Rogozin information om stängningen av programmet från okända källor och rapporterade detta via sin Twitter. [51] [146]
" | Kan inte vänta [51] | » |
— Dmitrij Rogozin |
Enligt planerna för 2015 av Rosatom och NIKIET var produktionen av en prototypreaktor för rymdfarkosten planerad till 2016 [147] [148] [149] för att tillverka [147] [150] .
Från och med den 27 juli 2015 har den tekniska designen av härden, ett nyckelelement i en kärnreaktor, redan försvarats på NIKIET. [45]
Den 5 augusti 2015, vid ett möte med chefsdesignerna, fattades beslut om att skapa Resurs testkomplex . [151] [152]
Från och med den 31 augusti 2015 testas bränsleelement vid Institute of Reactor Materials i staden Zarechny, Sverdlovsk-regionen, och Research Institute of Atomic Reactors i Dimitrovgrad. [45] De utvecklades vid institutet. A. I. Leipunsky, och tillverkad 2014 vid maskinbyggnadsfabriken i Elektrostal. [45] För att bekräfta principen för driften av droppkylarens utsändare utfördes experimentet "Drop-2" på ISS. [45] För värmeväxlare valdes en ramlös design utan monoblock, experimentellt underbyggd och tillverkad med hjälp av en värmeväxlarmatris av enhetliga stansade plattor [45] .
Den 2 september 2015 publicerade tidningen Izvestia av misstag nyheten den 24 april att allt arbete med projektet hade stoppats [153] [154] [155] [156] . Anatoly Koroteev , chef för Keldysh-centret, rapporterade (i september, enligt Izvestia, och i april, enligt Vesti [156] ) att Roscosmos inte informerade honom om några förändringar, i synnerhet vägran från utvecklingsarbete på en kärnvapen. motor [157] , som beräknas fram till 2018, i enlighet med projektet som godkänts av kommissionen under Ryska federationens president [153] [156] [158] . Rosatom noterade att allt arbete utförs inom ramen för den tidigare tilldelade finansieringen i tid och strikt enligt tidplan. [153]
Vid den 59:e IAEA-konferensen tillkännagav Vyacheslav Pershukov, innovationsdirektör på Rosatom, att en prototyp av kärnreaktorer för ett kraftframdrivningsverk skulle vara klar, som planerat, 2018. [159] [160] [161] [162] [163]
Den 6 oktober hölls ett möte i ledarrådet för projektet "Skapande av en transport- och energimodul baserad på ett kärnkraftverk av megawattklass"; enligt mötets resultat noterades att allt arbete går strikt enligt tidsplanen [164] . Den 29 oktober övervägde och godkände NIKIET-rådet designen av en reaktoranläggning för rymden, rådet rekommenderade att skicka projektet för övervägande till Rosatom [165] [166] .
11 november Research and Design Institute of Power Engineering uppkallad efter Dollezhal (del av ROSATOM) har framgångsrikt genomfört tekniska tester av kärnreaktorfartyget i installationen för rymdfarkoster. [24] [25] [26] [28] [29] [30] Teknologiska tester inkluderade kontroll av täthet, styrka och densitet, nästa steg är pneumatiska och termiska cykeltest. [152] [167] [168] Detta arbete utförs som en del av ett unikt projekt för att skapa en transport- och energimodul baserad på ett kärnkraftverk av megawattklass. [24] [25] [26] Tryckkärlets unika strukturella material kan driva reaktorn i mer än 100 000 timmar. [24] [25] [26] [27] Under denna tid kan en konventionell rymdfarkost nå kanten av solsystemet. [24] [25] [26] Som en del av testerna utsattes kroppen för högt tryck, tredimensionella mätningar i områdena basmetall, omkretssvets och konövergång. [169] Den 24 december 2015 vid NPO Mashinostroenies montrar i staden Reutov slutfördes tester av fullskaliga modeller för strålskydd av reaktoranläggningen. [170] [46] [171] [172] [173] Modellerna klarade tester för motstånd mot mekanisk påfrestning under flygning. [46] [171] [172] Traditionella vätehaltiga komponenter, såväl som sammansatta strukturella och borinnehållande material, användes som en del av strålskyddsenheter, noterar NIKIET. [46] [171] [172]
I början av 2016 var preliminär projektering [174] , projektdokumentation [150] klar, tester av reaktorstyrsystemet avslutades [134] , tester utfördes på TVEL [45] , reaktortryckkärlet [24] , fullskaliga modeller för strålskydd av reaktoranläggningen [171] .
Den 22 januari blev det känt att NIKIET började testa en fullskalig simulator av kärnkorgen i reaktoranläggningen [175] [176] [177] , simulatorn skapades av en eldfast molybdenlegering, den klarade kontrollenheten framgångsrikt vid Scientific Research Institute NPO Luch 2015. [175] [176] [177] Samma månad tillkännagav Roskosmos att en serie första brandtester av en ny jonelektrisk raketmotor hade slutförts framgångsrikt vid testkomplexet av Design Bureau of Chemical Automation i Voronezh. [178]
I mars 2016 accepterades ett experimentellt parti bränsleelement [47] [179] [180] [181] [182] på företaget hos bränsleföretaget Rosatom TVEL "Machine-Building Plant" ( MSZ , Elektrostal) . På utställningen State Order - FOR Fair Procurement 2016, som hölls 23-25 mars i Moskva, presenterade NIKIET JSC en modell av en reaktoranläggning för ett kärnkraftverk av megawattklass. [183] [184]
I april utökades listan över företag som kan ha kärnmaterial genom dekret från Rysslands president V. Putin, och NIKIET, som behöver kärnmaterial som behövs för att testa kärnkraftverk, kom också in i den. [185]
Den 28 maj tillkännagav NIKIET ett anbud för att genomföra hydrodynamiska experiment på den integrerade modellen av RUGK värt 8 miljoner rubel. Anbudet vanns av Moscow State Technical University uppkallat efter N.E. Bauman . [186] [187] [188]
I slutet av juni, Center. Keldysh "åtog sig att i slutet av 2018 skapa en markbaserad prototyp av ett kärnkraftverk av megawattklass [189] , designat för flygning i rymden, inklusive till Månen och Mars. [190] [191]
Från september till oktober hölls en öppen tävling för att ta fram förslag för flygverifiering av resultaten av marktester och testning av nyckelsystem för lovande kärnkraftverk i rymden [192] [193] [194] och en tävling för att utveckla metoder för markprovning av kraftframdrivningssystem, samt sätt att minska livslängden tester, metoder för diagnostik och forskning av radioaktiva komponenter efter tester av reaktoranläggningen. [195]
I november tillkännagavs ett anbud för byggandet av testkomplexet Resurs, som kommer att ligga på territoriet för Scientific Research Technological Institute (NITI), där installationen kommer att testas. [196] [197] Markprovning planerades redan 2015. [198]
I december genomfördes vibrationstester på en mock-up av härden i en högtemperaturgaskyld reaktoranläggning med modeller av standardbränslestavar. Resultaten av forskningen underbyggde driftbarheten och säkerheten för driften av kärnan för ett markbaserat prov. [199]
" | Hård strålning... det är till och med i nära rymden... men ändå är astronauterna täckta av jordens fält, och lite längre bort - det är det. (Designer Sergey) Korolev hade en av idéerna, det var att astronauter skulle flyga till avlägsna planeter omgivna av vatten. Men du förstår vilken typ av motorer som behövs för att organisera sådana idéer. Det är vad du just sa - en kärnkraftsmotor i rymden ... med dess hjälp kan vi ta ett steg mot detta, naturligtvis, en mycket intressant dröm för mänskligheten. [200] | » |
- Vladimir Putin , 1 september 2017 under den allryska öppna lektionen "Ryssland, blickar mot framtiden" |
I juni 2017 köpte NITI uppkallat efter A.P. Aleksandrov en dosimetrisk enhet för gammastrålning UDG-AT110 för att testa kärnkraftverket vid Resurs-komplexet under uppbyggnad. [201]
I juli meddelade Federal Service Rostekhnadzor att ett utkast till "Allmänna bestämmelser för att säkerställa säkerheten för rymdfarkoster med kärnreaktorer" utvecklades för att skydda allmänheten och miljön i händelse av en nödsituation relaterad till driften av ett kärnkraftverk. [202]
I augusti blev det känt att projektet var helt klart, 2017 skulle 17 miljarder rubel tilldelas för produktion och 2019 skulle ett färdigt prov levereras. [203]
Under den allryska öppna lektionen "Russia Aiming for the Future", som ägde rum i september, påminde Rysslands president Vladimir Putin om att en nukleär rymdmotor skulle göra det möjligt att utforska rymden . [204]
I november 2017 tillkännagav Alexander Zheleznyakov att layouten av marktestanläggningen var klar och att dess testning borde börja snart. [205]
I slutet av februari pågick arbetet med tillverkning och markprovning av kärnkraftverk och Transport- och energimodulen utifrån den. [206]
I augusti, på huvudsidan på den officiella webbplatsen för forskningscentret uppkallad efter M.V. Keldysh , i texten till programmemorandumet för företagets 85-årsjubileum, dök en bekräftelse upp på fortsatt arbete med kärnkraftverk. [207]
Den 29 oktober blev det känt att steget med marktestning av kärnkraftverkets droppkylsystemmodell vid M.V. Keldysh Research Center avslutades. [208] [209] [210] Prototyper av droppgeneratorn och delar av insugningsanordningen tillverkades och testades, och ett program för att undersöka modellen för en droppkylare-emitter färdigställdes. [211] Kostnaden för dessa arbeten uppskattades till 122 miljoner rubel. [212]
Den 3 november presenterades utseendet på en rymdfarkost med ett kärnkraftverk; motsvarande video publicerades på Facebook av Roskosmos tv-studio [213] . Den 26 november uttalade Mikhail Kotov, en korrespondent för tidningen Izvestia, att "... enligt forskare är det bara några år kvar innan man testar prototypen <Yaedu>", vilket indirekt bekräftar att de tidsfrister som anges i direktivet inte har varit träffade [214] . I december kritiserade redaktören för Ars Technica (USA), Eric Berger, reklamkampanjen kring kärnkraftsprojektet:
När missiler och fartyg som byggdes för ett halvt sekel sedan flyger i ditt land kan du inte säga att andra länder använder "gammal teknik". Skapa dessutom en motor (ett kärnkraftverk - ungefär "Lenta.ru") och sluta göra videor för YouTube, så kommer vi att tro att det någonsin kommer att dyka upp.
- [215] .5 december, vetenskaplig chef för Forskningscentrum. Keldysh Anatoly Koroteev sa att ryska specialister förbereder sig för att testa i yttre rymden en viktig del av kärnkraftverket - ett droppkylningssystem. Tidigare rapporterades att systemet framgångsrikt testades på marken. Det planerade datumet för de kommande flygdesigntesterna är inte specificerat [216] .
" | Tekniskt sett är allt nästan klart där. Motorlayouten är tydlig, en jonprototyp med bra specifik impuls har utvecklats, tillverkats och testats på bänkarna. Det finns en idé om raketen som helhet, något testas också. Skärper man till kan produkten skickas för test i verklig yta ganska snabbt, det utesluter jag inte i år, även om man generellt pratar om tjugotalet. [217] | » |
— Chef för institutionen för planetforskning och kosmokemi vid Institutet för geokemi och analytisk kemi uppkallad efter V.I. IN OCH. Vernadsky RAS Mikhail Marov |
I mitten av mars blev det känt att Roskosmos bötfällde Keldysh Center med 154,9 miljoner rubel för att ha försenat arbete enligt ett kontrakt för tillverkning av en transport- och energimodul baserad på ett kärnkraftverk av megawattklass. Dokumentet som kräver betalning av böterna undertecknades av Oleg Gorshkov , tidigare chef för avdelningen vid Keldysh Center . [218]
Den 7 augusti 2019, i Sputniks radiosändning , svarade på frågor från en av tittarna om kärnkraftsmotorernas omfattning, sa chefredaktören för tidningen Geoenergetika.ru att, enligt den information han kände till, orbital tester är planerade för nästa år, men innan du får resultatet, rapportera att de inte planerar på det. [219] Sex dagar senare rapporterade RIA Novosti-byrån att det tekniska komplexet för att förbereda flygplanstester för kärnkraftverk var planerat att byggas vid Vostochny -kosmodromen tidigast 2030. [220]
I slutet av augusti rapporterade tidningen "Russian Space" att teknik, metoder och system för användning av kärnkraftverk skickades för studier vid Arsenal Design Bureau . [221]
En ny modell av en traktor med ett megawatt-klassat kärnkraftverk presenterades i september på MAKS-2019- utställningen . Det blev också känt att den FoU som utförs av KB Arsenal kallas Crew (kom ihåg att projektet för att skapa ett TEM slutfördes i augusti 2018). [222]
Experter planerar att testa motorns layout förrän den 30 mars 2020, vilket framgår av webbplatsen för offentlig upphandling . Kostnaden för arbetet uppskattas till 525,6 miljoner rubel. [223] [224] [225] [226]
I slutet av januari 2020 beskrev Yury Urlichich, förste vice generaldirektör för Roscosmos för utvecklingen av orbitalgruppen och prioriterade projekt, i sin översiktsrapport vid XLIV Academic Royal Readings, i detalj historien och utsikterna för kärnkraftverket projekt. Han noterade att tidpunkten för utveckling och testning av kärnkraftverk är svår att förutsäga. Enligt presentationsbilderna som presenterades av Urlicic är det planerat att år 2025 skapa prototyper av ett kärnkraftverk i rymden med en termionisk (inte turbomaskin) omvandlarreaktor; senast 2030 bör livstester vara slutförda och flygtester av enheten planeras [227] .
Den 29 april tillkännagav RIA Novosti-byrån avstängning av projektet och uppsägning av kontraktet mellan Roscosmos och Keldysh Center på grund av att bänktestbasen inte var tillgänglig. [228]
I en intervju med D. Rogozin publicerad den 27 maj på Soloviev Live YouTube-kanalen, konstaterades det att Arsenal Design Bureau och Keldysh Center fortsätter arbetet med en nukleär rymdbåt [229] ; i TASS-rapporten tillägnad denna intervju är nästa planerade datum för uppskjutningen av en rymdtraktor med ett kärnkraftverk 2030. [230]
Den 8 december, under den ryska vetenskapsakademins allmänna möte , tillägnad 75-årsjubileet av den ryska kärnkraftsindustrin, under en presentation om rymdkärnkraft av Yu. Dragunov , visas ett antal material om projektet i presentationen : xenon kärnkraftverkslayout, mätningar av reaktortemperaturfält, modeller och stativ för experiment för verifiering av beräkningskoder, en fullskalig mock-up av reaktortryckkärlet för termisk cykling och pneumatisk testning, foton av sammansättningen av fragment av reaktorhärden, interna och externa strålskyddsenheter och deras framgångsrika vibrationsstyrketester, looptestfragment av den aktiva zonen i MIR-1.M-reaktorn[ vad? ] . Därefter kommer slutsatsen om utveckling och godkännande av projektet för en kärnteknisk anläggning, bekräftelse av tekniska krav, beläggande av kärn- och strålsäkerhet, bekräftelse av genomförbarheten av att skapa en reaktoranläggning. [231]
Den 21 april, under den andra dagen av bolagsstämman för medlemmarna i den ryska vetenskapsakademin, presenterade akademikern Anatoly Sazonovich Koroteev rapporten "Användningen av kärnenergi i rymdsystem" (som börjar vid 4 timmar 56 minuter). I vilket det bland annat demonstrerades: ett schematiskt diagram av ett kärnkraftverk, som listar fördelarna och nackdelarna med olika kylsystem, ett diagram över en ramlös kylsändare, såväl som resultaten av det första steget av Drop-2 rymdexperiment.
Den 26 augusti berättade generaldirektör Vladimir Koshlakov vid International Military-Technical Forum "Army-2021", TASS att forskningscentret. M.V. Keldysha planerar att testa en droppkylare för Zeus nukleära bogserbåt ombord på den internationella rymdstationen (ISS) 2024-2025.
Enligt företagets generaldirektör har projektdokumentation redan utvecklats. Nu börjar Keldysh Center tillverka modeller och vetenskaplig utrustning för att genomföra ett experiment i den mångsidiga laboratoriemodulen "Science" . [232] [233]
Den 21 september räknar Roskosmos med att försvara kärnkraftsprojektet för rymdenergi, som inkluderar Zeus nukleära bogserbåtsprojekt, med den ryska regeringen i slutet av året. [234]
Den 26-29 oktober 2021 hölls den XI ryska vetenskapliga konferensen "Radiation Protection and Radiation Safety in Nuclear Technologies", inom ramen för vilken en presentation "Bestämning av den optimala profilen för skuggstrålningsskyddet för ett rymdkärnkraftverk i närvaro av stora spridare" hölls. [235]
Den 27 juni rapporterade media att en anordning som kunde flytta ett kärnkraftverk för att lägga ut elkraft och gränssnittskablar utvecklades i Ryska federationen. En ansökan om patent distribuerad av Federal Institute of Industrial Property lämnades in av det ryska försvarsministeriet. [236]
Från början var det planerat att använda kärnkraftverk med fordon avsedda för flygningar till andra planeter. [237] [238]
Alternativ för att använda kärnkraftverk i ett projekt för att sanera rymdskräp med hjälp av speciella automatiska enheter övervägdes. [239]
I november 2016 meddelade vice generaldirektör för Roskosmos Mikhail Khailov att företaget inte hade några planer på att utrusta observationssatelliter[ vad? ] kärnkraftverk. [240]
År 2016 föreslog "Arsenal Design Bureau uppkallad efter M. V. Frunze " användningen av kärnkraftverk på elektroniska krigföringssatelliter . [241]
I februari 2018 meddelade VD:n för S7 space , Sergey Sopov , att Orbital Cosmodrome - projektet planerar att använda en rymdbåt med ett kärnkraftsframdrivningssystem av megawattklass. I oktober 2018 är det planerat att ta fram förslag för att påskynda utvecklingen av kärnkraftsprojektet. [242] [243]
I mars 2019, enligt ett uttalande från Roscosmos, instruerades dess företag att överväga möjligheten att skapa ett raketplan baserat på ett kärnkraftverk. [244] [245]
För att genomföra projektet var det planerat att tilldela 17 miljarder rubel från statsbudgeten från 2010 till 2018 . 7,245 miljarder rubel för det statliga företaget Rosatom för skapandet av en reaktor, [246] 3,955 miljarder - för Federal State Unitary Enterprise "Keldysh Center" för skapandet av ett kärnkraftverk, [246] 5,8 miljarder - RSC Energia för utveckling av en transport- och energimodul. [246]
I enlighet med nya FKP 2016-2025. det är planerat att anslå ytterligare 22,890 miljarder rubel för vidare arbete [247] . Arbetet med ett kärnkraftverk av en megawattklass tillhandahålls av projekten: " Nuklon " (15,84 miljarder rubel), "Källa" (6,18 miljarder rubel), såväl som forskningsprojekt "Verifiering" (300 miljoner rubel), " Raffinering" (400 miljoner rubel) och Core (160 miljoner rubel). [248] [249] [250]
Under 2017 var det planerat att tilldela mer än 2,2 miljarder rubel från budgeten för att skapa en transport- och energimodul. [251] [252]
Byggnadsarbetet på byggandet av resurstestkomplexet uppskattades till 1 miljard rubel. [253]