Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Энергия

Как работает самый совершенный ракетный двигатель

06.06.2020 18:11:47 | Автор: admin

Вывод ракеты в космос — непростая задача. Но ученые нашли способ сделать ее проще.

Космическая отрасль максимально консервативна. Это касается не только Роскосмоса, но и космических программ других стран. Только Илон Маск со своей SpaceX попробовал показать, что все может быть по-пижонски и у него получилось, но костюмы и дизайн кораблей в стиле фильма Интерстеллар это скорее исключение. В любом случае это больше внешняя оболочка. Внутри самой ракеты лежат те же принципы, что и в других подобных аппаратах. Самое главное, что в этом нет ничего принципиально нового и все уже было придумано советскими и американскими учеными десятки лет назад. Давно была придумана и технология типа двигателей, которые сейчас считаются новыми и перспективными.

Как работает двигатель ракеты

Работа любого современного ракетного двигателя основана на реактивной тяге, которая создается за счет сгорания большого количества топлива. Если не ограничиваться только космическими ракетами, а поговорить еще и об оружии, то двигатели делятся на несколько типов в зависимости от используемого топлива. Подробно об этом я рассказывал в отдельной статье и сейчас углубляться в это не стоит.

Если описать работу ракетного двигателя простым языком, то можно сказать, что когда топливо сгорает, оно создает постоянную тягу за счет реактивной струи. Это можно сравнить со сдувающимся шариком, который улетает, если его отпустить. Только в ракетах давление создается иным образом и мощность чуть-чуть повыше.

Инженер NASA предлагает использовать ускоритель частиц в качестве ракетного двигателя

Недостатки ракетных двигателей

Консервативность людей, которые работают в ракетной отрасли, объяснима. Они создают сложнейшее техническое средство, которое укрощает энергию крайне нестабильного топлива. В таком режиме работы малейшие изменения могут привести к катастрофе. Поэтому проще ничего не менять. Существуют даже присказки в духе дайте машине спокойно работать.

Если такая мощь работает, может правда не стоит ей мешать?

Такой подход приводит к тому, что никаких революций за последние десятилетия не было. Немного менялось топливо, немного менялись двигатели, но принципиальных перемен не было. Тем не менее эффективность ракетного двигателя в десятки и сотни раз ниже, чем могла бы быть. Это не значит, что ракета может полететь быстрее или поднять в сто раз больше груза. Материалы просто не выдержат такую тягу.

Рев двигателей и комендантский час: как SpaceX вынудила жителей Техаса продать свои дома

Вместо этого можно просто в разы сократить запас топлива и взять дополнительный полезный груз. Так запуски станут намного дешевле и экономия на спускаемых модулях SpaceX покажется экономией на спичках.

Главным недостатком современной технологии является то, что топливо сгорает постепенно. В обычных условиях скорость сгорания топлива составляет примерно 10-15 метров в секунду. Это называют медленным сгоранием, так как оно дозвуковое. Есть даже термин — дефлаграция. Так называется именно обычное воспламенение топлива, когда оно просто разгорается.

Когда горит так — это дефлаграция.

Есть и еще один способ сгорания топлива, который называется детонация. При таком воспламенении происходит взрыв, а не постепенное сгорание. В этом случае топливо сгорает быстрее, но эффективность такого сгорания на несколько порядков выше, а скорость воспламенения превышает скорость звука.

Скорость дефлаграции смеси водорода и кислорода составляет 10 м/с, а скорость детонации того же топлива - 2700 м/c. Разница более чем ощутима

Двигатель с постоянными вращающимися взрывами

Технология такого двигателя была описана еще в 60-х годах прошлого века. Он должен приводить аппарат в движение за счет серии постоянных небольших взрывов смеси. Эти взрывы не могут создаваться одним источником. Для того, чтобы их было много, источники располагают по кругу, а частота последовательных взрывов очень высокая и они идут по кругу. В итоге, за счет этого достигается очень высокая равномерность тяги.

Так работает двигатель с вращающимися взрывами.

Для наглядности можно привести описание скорости распространения взрывов, которое я нашел в одном из источников. Если представить смену минивзрывов, как движение точки по кругу, то скорость движения этой точки будет в несколько раз выше скорости звука (примерно 330 м/c).

Даже за секунду происходит очень много таких взрывов, но все вместе они потребляют намного меньше топлива, чем процесс поддержания сгорания в обычном двигателе. Отсюда и экономия.

Любой двигатель перед применением должен пройти множество испытаний.

Если все так хорошо и технология настолько эффективна, то почему же ей не пользовались с 60-х годов, когда она была впервые предложена? Как обычно, есть несколько причин.

Одной из этих причин является недооцененность технологии. Не всегда сразу понятно, насколько стоит стремиться к реализации чего-то, и что это даст на выходе. Еще одной причиной являются сложности в подаче топлива.

Конструкция описываемого двигателя выглядит примерно так.

Для того, чтобы поддерживался именно режим детонации, нужно подавать топливо строго в определенный момент. Но учитывая, что такие взрывы происходят раз в долю секунды, сделать это крайне сложно.

Если не получится обеспечивать подачу топлива строго в нужные моменты времени, то есть по несколько тысяч раз в секунду, то процесс детонации превратится в дефлорацию и эффективность сгорания будет даже ниже, чем у классического двигателя.

Про все самые перспективные технологии мы рассказывает в нашем Telegram-канале. Заходи! Там очень круто!

Сейчас эта проблема отчасти решена и ученые уже начали испытывать подобные двигатели. Когда они доведут свои исследования до конца, мы получим двигатель, который станет настоящим прорывом, и тогда в летать в космос станет намного дешевле. Даже не из-за экономии на том, что сгорит меньше топлива, а из-за того, что при той же тяге можно увезти на орбиту тонны дополнительного груза. Благодаря этому, вывод каждого килограмма будет намного дешевле.

Подробнее..

Как работает ионный двигатель и где он применяется

13.06.2020 16:17:51 | Автор: admin

Такой двигатель может разгоняться до очень больших скоростей.

Ученые уже придумали или готовятся придумать много новых типов двигателей для космических кораблей. Самые смелые предположения даже говорят про варп-двигатель, который должен разгонять корабль до скоростей, в несколько раз превышающих скорость света за счет искривления пространства в мощном гравитационном поле. Пока это только фантастика, которая скоро может стать перспективой. Зато ионные двигатели уже существуют и даже применяются. Они уже на данном этапе могут развивать скорости в несколько раз выше тех, что предлагают традиционные ракетные двигатели. Правда, они не могут отправить ракету в космос. Вот такие противоречия. Но как же тогда работает ионный двигатель и почему на данном этапе это действительно является технологией будущего?

Как работает ионный двигатель

Принцип работы ионного двигателя простой и сложный одновременно. Он заключается в ионизации газа, который разгоняется электростатическим полем для получения реактивной тяги и разгона космического корабля согласно третьему закону Ньютона.

Топливом или рабочим телом такого двигателя является ионизированный инертный газ (гелий, аргон, неон, ксенон, криптон, оганесон, радон). Впрочем, не все инертные газы стоит использовать в качестве топлива, поэтому, как правило, выбор ученых и исследователей падает на ксенон. Также рассматривается вариант использования ртути в качестве рабочего тела ионного двигателя

Во время работы двигателя в камере образуется смесь из отрицательных электронов и положительных ионов. Так как электроны являются побочным продуктом, их надо отфильтровать. Для этого в камеру вводится трубка с катодными сетками для того, чтобы она притягивала к себе электроны.

Положительные ионы, наоборот, притягиваются к системе извлечения. После чего разгоняются между сетками, разница электростатических потенциалов которых составляет примерно 1 200 Вольт, и выбрасываются в качестве реактивной струи в пространство.

Схематичное изображение работы ионного двигателя.

Электроны, которые попали в катодную ловушку, должны быть удалены с борта корабля, чтобы он сохранял нейтральный заряд, а выброшенные ионы не притягивались обратно, снижая эффективность установки. Выброс электронов осуществляется через отдельное сопло под небольшим углом к струе ионов. Таким образом, что произойдет в их взаимодействии после покидания двигателя, уже не так важно, ведь они не мешают движению корабля.

Преимущества ионного двигателя для космического корабля

Ионы на выходе из двигателя разгоняются до очень высоких скоростей. В своем максимуме они могут достигать 210 км/с. При этом, химические ракетные двигатели не способны достигать и 10 км/с, находясь в диапазоне 3-5 км/с.

Как работает самый совершенный ракетный двигатель. Но не ионный.

В нашем Telegram-чате все говорят про варп-двигатель, но давайте сначала с ионным разберемся.

Возможность достижения большого удельного импульса позволяет очень сильно сократить расход реактивной массы ионизированного газа в сравнении с аналогичным показателем для традиционного химического топлива. А еще, ионный двигатель может непрерывно работать более трех лет. Энергия, которая нужна для ионизации топлива берется от солнечных батарей — в космосе с этим проблем нет.

Если спешить с ускорением некуда, то ионный двигатель станет отличным вариантом.

Недостатки ионных двигателей

Возможность продолжительной работы ионного двигателя очень важна, так как он не способен развивать высокую тягу и моментально разгонять корабль до больших скоростей. В нынешних реализациях тяга ионных двигателей с трудом достигает 100 миллиньютонов.

Из-за такой конструктивной особенности, как минимум пока, такой двигатель не дает возможности стартовать с другой планеты, даже если у нее очень маленькая гравитация.

Получается, что использование таких двигателей для дальних путешествий пока невозможно без традиционных тяговых установок на химическом топливе. Зато, их совместное использование позволит гораздо более гибко пользоваться ускорением. Например, за счет обычного двигателя разгонять аппарат до более менее высокой скорости, а потом ускоряться еще больше за счет ионного двигателя.

Покорение дальнего космоса без новых технологий невозможно.

По сути, малая тяга на данный момент является главным недостатком таких двигателей, но ученые работают в этом направлении и в перспективе повысят его мощность, так как определенного прогресса удалось добиться уже сейчас.

NASA: Россия сможет отправлять своих космонавтов в космос на Crew Dragon

Еще одной, пусть и не такой существенной, проблемой является надежность. В целом ионные двигатели достаточно надежны, но надо понимать, что их задача заключается в том, чтобы унести аппарат очень далеко и очень быстро. То есть работать он должен долго, чтобы не ставить под удар всю миссию. Поэтому, пока идут работы над увеличением мощности, разработчики стараются не забывать и о надежности.

Где используются ионные двигатели

Вам могло показаться, что ионные двигатели существуют только на бумаге и в лабораториях, но это не так. Они уже использовались, как минимум, в семи завершившихся миссиях и используются минимум в четырех действующих.

В том числе такие двигатели используются в рамках миссии BepiColombo, запущенной 20 октября 2018 года. В этой меркурианской миссии используются 4 ионных двигателя суммарной мощностью 290 миллиньютонов. Кроме этого, аппарат оснащен и химическим двигателем. Оба они в сочетании с гравитационными маневрами должны обеспечить выход корабля на орбиту Меркурия в качестве искусственного спутника.

Космический аппарат BepiColombo.

Использованием этих двигателей не брезгует и Илон Маск в своей программе Starlink, за счет этих двигателей корабль должен совершать небольшие маневры и уклоняться от космического мусора.

Сейчас планируется доставка на МКС ионной тяговой установки, которая позволит управлять положением станции в автоматическом режиме. Ее мощность подобрана исходя из доступной электрической мощности станции. Для большей надежности планируется так же доставка батарей, которые обеспечат 15 минут автономной работы двигателя.

Астрономы открыли новый тип взрывов в космосе

Но самым необычным проектом был Прометей. Корабль в рамках этого проекта планировалось отправить к Юпитеру со скорость 90 км/c. Ионный двигатель корабля должен бал работать от ядерного реактора, но из-за технических трудностей в 2005 году проект закрыли.

Когда изобрели ионный двигатель

При всей перспективности ионного двигателя, первый раз его концепцию предложил еще в 1917 году Роберт Годдард. Только спустя почти 40 лет Эрнст Штулингер сопроводил концепцию необходимыми расчетами.

Роберт Годдард.

В 1957 году вышла статья Алексея Морозова под названием Об ускорении плазмы магнитным полем, в которой он описал все максимально подробно. Это и дало толчок к развитию технологии и уже в 1964 году на советском аппарате Зонд-2 стоял такой двигатель для маневров на орбите.

Первый аппарат в космосе с ионным двигателем.

По сути, ионный двигатель является первым электрическим космическим двигателем, но его надо было дорабатывать и совершенствовать. Этим и занимались долгие годы, а в 1970году прошло испытание, призванное продемонстрировать эффективность долговременной работы ртутных ионных электростатических двигателей в космосе. Показанный тогда малый КПД и низкая тяга надолго отбили желание американской космической промышленности пользоваться такими двигателями.

Ученые поймали очередной сигнал из космоса, но теперь он регулярно повторяется

В СССР разработки продолжались и после этого времени. И европейское, и американское космические агентства вернулись к этой идее. Сейчас исследования продолжаются, а выведенные на орбиту образцы двигателей, хоть и не могут быть главным тяговым элементом управления, но зато проходят проверку боем. Собранная информация позволит увеличить мощность ионного двигателя. По разной информации, так удалось увеличить тягу самого мощного подобного двигателя более чем до 5 Н. Если это так, то все действительно не зря.

Подробнее..

Почему Чернобыль является угрозой для мира, даже 34 года спустя

23.04.2020 02:19:35 | Автор: admin

Даже те, кто родился уже после чернобыльской аварии, наверняка про нее слышали. Не удивительно, ведь это одна из самых серьезных техногенных катастроф в истории человечества. Как минимум, она одна из самых известных и широко освещаемых в массовой культуре катастроф. Про нее снимали фильмы и сериалы, писали книги и научные труды. Сейчас эта территория стала местом паломничества туристов и головной болью для украинских властей и экологов со всего мира. Казалось бы, территория находится в стороне, она никому не мешает и варится в собственном соку, но это не так. Периодически она напоминает о себе и заставляет людей понервничать. С чем это связано и стоит ли всерьез переживать по этому поводу?

Что случилось с природой после аварии на Чернобыльской АЭС

Многие говорят, что авария, которая произошла уже больше тридцати лет назад, унесла всего около 50 жизней. Так-то оно так, только вот по самым скромным подсчетам уже после аварии умерли еще около 4 000 ликвидаторов. А сколько людей получили серьезные заболевания после облучения? Очень много. Кто-то живет с ними до сих пор, а кто-то даже передал их своим детям.

Большой ущерб был нанесен и природе. Многие видели на картинках знаменитый Рыжий лес (его даже стали так называть официально). Таким он стал буквально через несколько десятков минут после аварии. Все из-за того, что в том лесу были в основном сосны, а их иголки очень быстро впитывают в себя все загрязняющие вещества. Особенно это касается радиоактивных элементов, тонны которых, выброшенные в воздух после взрыва, окрасили лес в характерный желто-ржавый цвет.

Позже, примерно 15 квадрантных километров этого леса были снесены и захоронены, но остальные деревья остались и их иголки очистились только через несколько лет. Это связано с тем, что хвойные деревья постепенно сбрасывают иголки, обновляя их полностью через 3-5 лет.

Вот так буквально за полчаса лес изменил цвет на рыжий.

Также после аварии в вблизи Чернобыльской АЭС погибли почти все животные, а те, которые выжили, были отстрелены, чтобы они не могли разбежаться за пределы территории и разнести загрязнения на существенно большие территории.

Отстрел животных был лишь дополнительной мерой, так как куда больше радиации было разнесено по всему миру за счет ветра. Облако накрыло не только западную часть территории СССР, но и большую часть территории Европы. Повышение уровня радиации было зафиксировано даже на Восточном побережье США

Все произошедшее сделало леса вокруг станции непригодными для жизни на долгие годы не только для людей, но и для животных. Правда, если людям сказали, что в Припяти нельзя будет жить в течение 24 000 лет, то животным это объяснить забыли. В итоге, они вернулись куда быстрее и начали активно заселять территории. Чем же это нам сейчас грозит?

Чем опасна территория вокруг Чернобыльской АЭС

Стоит понимать, что риски кроются не только в вернувшихся животных, но и во многом другом. Такие серьезные аварии не проходят бесследно и, если непосредственно на этой территории люди не умирают, это не значит, что эхо аварии не доносится до соседних территорий.

Пожары в Чернобыле

Последние несколько недель пожары в районе Чернобыльской АЭС не сходили с первых полос многих СМИ. Проблема в том, что горение — это такой процесс, при котором выделяется дым и появляется зола. Все это ветром разносится на большие территории. Если горит просто сухая трава, то ничего страшного не произойдет, и в городах по соседству будет только задымление и небольшое повышение уровня СО2.

Вот такой сильный пожар был в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС.

Совсем другое дело, когда горит трава и деревья в зоне радиационного заражения. Это приводит к тому, что в воздухе, как тридцать с лишним лет назад, начинают летать частицы радиоактивных элементов. Их период полураспада очень длительный и говорить о том, что за это время все рассеялось, не стоит. Это не так.

Период полураспада - время, за которое частицы (ядра, атомы) теряют половину интенсивности своей реакции распада, а количество этих частиц снижается в два раза. Для расчетов берется именно период полураспада, так как скорость снижения количества частиц уменьшается со временем. В случае атомной катастрофы, полностью безопасной зараженная территория не станет почти никогда. Например, период полураспада радия исчисляется тысячами лет, а некоторых изотопов урана - сотнями миллионов лет.

В результате такого воздействия люди снова начинают дышать всякой гадостью, а на улицах городов оседает слой зараженной пыли, который еще несколько недель после ликвидации пожаров лежит на тротуарах и в квартирах людей.

Ночью всполыхи пламени было видно за много километров от места пожара.

Существуют рейтинги загрязненности столиц мира. Так как ближайшей к месту аварии столицей является Киев, на прошлой неделе он входил в тройку городов, возглавлявших этот рейтинг. Сейчас источник ликвидирован и ситуация, к счастью, начала улучшаться.

Атомные станции взрываются уже не в первый раз. Стоит ли продолжать ими пользоваться? Да и вообще, как работает АЭС?

Опасность животных из зоны заражения

Представлять себе, что в зоне заражения бегают коровы, которые могут пускать из глаз лазерные лучи, или собаки, как в сериале Чернобыль, снятом каналом ТНТ, не стоит. Действительно серьезные физические отклонения случаются крайне редко. Хотя, можно найти фотографии с двухголовыми рыбами и тому подобным. Но дело в том, что такие мутации встречаются и в других местах нашей планеты. Из хоть немного серьезных отклонений можно назвать повышенный процент птиц-альбиносов, снижение потомства грызунов и небольшой срок жизни насекомых.

Вот такие дикие лошади ходят в чернобыльских лесах.

Вообще, популяция животных за последнее время очень сильно выросла. В этом плане злой иронией является то, что присутствие человека и отходы его жизнедеятельности причиняют животным куда больше дискомфорта, чем постоянное радиоактивное излучение. К нему они адаптировались куда лучше.
В итоге на заброшенной территории появился настоящий заповедник с медведями, зубрами, рысями, волками, выдрами и другими дикими животными. С одной стороны, можно порадоваться за них, раз им так хорошо, но не все столь радужно.

Бывали и другие случаи аварий на атомных станциях

Для животных нет границ. Они могут покидать насиженные территории и перемещаться не только внутри одного леса, но и уходить в другие страны. Там они могут стать добычей охотников или дать больное потомство, которое опять же попадет на ужин человеку или хищнику. Так загрязненное мясо будет разноситься по миру и отравлять его.

Внешне чернобыльские животные выглядят здоровыми.

Птицы тоже могут разносить с собой продукты распада на огромные территории. Для того, чтобы следить за популяцией и по мере надобности принимать меры, ученые установили на территории около 50 камер, которые дают им вполне понятную картину происходящего в мертвом лесу.

Вода с зараженной территории

На зараженной территории есть небольшие реки и грунтовые воды. Конечно, загрязнение попадает и в них. В итоге, частицы разносятся на большие территории и попадают даже в мировой океан. Впрочем, в нем хватает отходов атомной станции Фукусима-1, которая разрушилась после цунами в Японии в 2011 году.

Вода это что... А вот водка из Чернобыля это сильно.

Работает ли сейчас Чернобыльская АЭС

Для многих будет неожиданностью, но Чернобыльская АЭС после аварии в 1986 году в той или иной мере работала еще до 2000 года. Все из-за того, что нельзя просто так остановить реакторы и, грубо говоря, выключить станцию.

Даже сейчас Чернобыльскую АЭС условно можно считать действующей. По техническим причинам она до сих пор не до конца законсервирована и работы в этом направлении продолжают вестись.

О жизни в этом городе не стоит говорить еще 24 000 лет.

До сих пор над четвертым энергоблоком, где и произошел взрыв, строится второй саркофаг, так как построенный сразу после аварии уже начал разрушаться. Кроме этого, консервируются реакторы и наиболее зараженное оборудование. Для захоронения ядерного топлива строятся специальные бассейны. Все эти работы ведутся с участием международных фондов.

Оказывается самое радиоактивное место на Земле это вовсе не Чернобыль.

Из-за того, что использование территорий по прямому назначение (для работы и жизни) невозможно, логично было бы подумать, как можно их использовать. В итоге было решено развернуть в Чернобыле солнечную электростанцию. Еще в 2016 году всего в паре сотен метров от саркофага на площади около 1,6 гектара были установлены 3800 фотоэлектрических панелей, суммарной мощностью 1 мегаватт. Это сравнимо с небольшой гидроэлектростанцией и способно обеспечивать энергией небольшой поселок или примерно 2 000 квартир.

Так добывают солнечную энергию в Чернобыле.

На этом строительство панелей не заканчивается и мощности будут наращиваться. Так Украина должна стать страной номер один в Европе по энергии, вырабатываемой на солнечных электростанциях.

Как попасть в Чернобыль

Если описанное выше вас не убедило и вы готовы рискнуть своим здоровьем, то вы можете присоединиться к примерно 70 000 человек, которые ежегодно посещают Чернобыль в качестве туристов.

Тех, кто бывал в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС мы всегда будем рады выслушать в нашем Telegram-чате. Нам очень интересно что там сейчас происходит.

Там действительно есть на что посмотреть, но вы должны будете подписать бумагу, что не имеете претензий к организатору экскурсии, если с вами что-то случится, и строго следовать за гидом.

Приехав туристом в Припять можно встретить тех самых диких животных.

Они знают все дороги, по которым можно ходить без существенно облучения. Ведь шаг влево или шаг вправо может в прямом смысле стоить жизни. Уровень заражения территорий очень неоднороден.

Зато только там можно осознать, насколько хрупко то, что люди строят годами, на что рассчитывают и к чему прикипают душой. Был большой город, в котором жили люди, а теперь его нет. То есть, город остался, но жить там больше нельзя. Люди бросили все и уехали. А все из-за того, что мирный атом вышел из-под контроля.

Люди ушли, а природа осталась. Что сейчас происходит в окресностях Чернобыля?

Подробнее..

Как захоранивают ядерное топливо, и как долго оно опасно

08.05.2020 16:10:10 | Автор: admin

До тех пор, пока мы не научимся получать энергию из реакции термоядерного синтеза, самым эффективным и экономичным способом ее добычи будут атомные станции. Только они могут обеспечить огромное количество энергии с минимальными затратами топлива. Проблема в другом. Все это топливо после того, как переходит в разряд отработанного ядерного топлива (ОЯТ), становится бременем для нашей планеты. Его надо куда-то девать и за прогресс приходится платить. Как говорится, вход рубль, выход — два. Но как можно справиться с ним, чтобы это топливо не вредило планете и ее жителям? Оказывается, есть несколько очень действенных способов, кроме захоронения. Давайте посмотрим, во что превращается выхлоп атомной станции.

Какие бывают типы радиоактивных отходов

В первую очередь, надо понимать, что радиоактивные отходы образуются не только от атомных электростанций, но и от других областей деятельности человека. Например, от исследований и лаборантской работы с радиоактивными изотопами, лучевой терапии онкологических больных и от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГов), которые применяются в труднодоступных местах для получения энергии. Хотя, в последнее время их используют в основном только на космических станциях.

Есть еще один очень большой источник радиоактивных отходов, а именно, военная промышленность, и особенно — наследие холодной войны. Именно ракеты, бомбы и подводные лодки того времени до сих перерабатываются и представляют угрозу заражения.

Вообще, радиоактивных отходов в год производятся сотни тысяч тонн, но не только из-за того, что вырабатывается столько топлива, а из-за того, что по требованиям МАГАТЭ (Международное агенство по атомной энергии) радиоактивными отходами признаются любые отходы производства, которые имеют на выходе уровень излучения выше нормативного. Так сюда попадает оборудование, техника, краны, спецодежда, приборы, даже канцтовары и целые автомобили. По нормативам на предприятиях все постоянно проверяется, а пред списанием производится контрольный замер и принимается решение просто выбросить или утилизировать.

Все радиоактивные отходы должны быть промаркированы

Кстати, спешу вас обрадовать. Вопреки всеобщему мнению, что в Россию за копейки свозят все подряд и захоранивают на территории Дальнего Востока, это не так. Более того, с 2011 года действует закон, который запрещает перемещение через границу (в обе стороны) отходов атомной промышленности за исключением возврата отходов топлива, которое было произведено на территории России или СССР. Так обеспечивается соблюдение требований договоров на поставку топлива и оборудования.

Как работает АЭС? Опасны ли атомные станции?

Естественно, в нашей стране должно быть нормальное количество предприятий, которые занимаются дальнейшей судьбой радиоактивных отходов и они есть, например, известное ПО Маяк. Интересно то, что вопреки всеобщему мнению, отходы не только закапывают, но и находят им другое, зачастую полезное применение.

Что делают с радиоактивными отходами

Есть несколько способов решить дальнейшую проблему радиоактивных отходов. К основным относятся переработка, хранение и захоронение. Иногда прибегают к комбинированным способам, которые можно применять в любом сочетании, если это позволит добиться правильного результата.

В таких стержнях в реакторы загружают атомное топливо. Потом с ним надо что-то делать.

Прежде всего, перед началом работ производится сбор отходов с предприятий, которые работают с соответствующими материалами.

Согласно действующему законодательству, работать с радиоактивными элементами и их отходами могут только предприятия, имеющие на это соответствующие лицензии. Действие предприятий ограничено строгими правилами и принцип что не запрещено, что разрешено не работает. Тут наоборот - что не разрешено, то запрещено.

Отходы перевозятся на заводы в специальных контейнерах, который могут быть стальными, свинцовыми, железобетонными, из обогащенного бором полиэтилена и другими. Все отходы перевозятся со строгим соблюдением норм безопасности, а большие партии даже в сопровождении конвоев.

Так радиоактивные отходы транспортируют по железной дороге.

Как хранят отходы атомной промышленности

Для некоторых отходов принимается решение хранить их. Это происходит тогда, когда переработка получается очень дорогой или сложной, а так же тогда, когда все другие способы уже не подходят.

Примером того, что проще захоронить, чем переработать, являются атомные подводные лодки времен холодной войны. В самый разгар гонки вооружений в СССР их было больше двух с половиной сотен, а сейчас примерно в пять раз меньше. Оставшиеся двести лодок как поплавки стояли на приколе до того времени, пока не пришла очередь их перерабатывать. Да этого из них вырезались три отсека (реакторный и два соседних) и отправлялись на складирование в специальных упаковках. Остальная часть перерабатывалась в штатном режиме.

Так выглядит площадка для хранения реакторных отсеков подводных лодок в Кольском заливе. Справа «плавает» ржавый отсек, который только готовится к упаковке. На переднем плане док-понтон для транспортировки и других операций с отсеками атомных лодок.

Такое хранение производится на скальном основании. Для этого даже сняли часть сопки, чтобы они не стояли на грунте, через который может произойти загрязнение грунтовых вод, которые перенесут все элементы еще дальше.

Такое хранение полностью безопасно, но выглядит так себе. Да и просто, лучше спрятать эти отходы с глаз долой. Для этого делаются примерно такие же хранилища, но вокруг них строятся бункеры и все это присыпается землей для того, чтобы они вообще никак себя не выдавали. Так поступают только с не очень опасными отходами, которые еще могут быть переработаны через какое-то время.

А начиналось все с такого красивого куска урановой руды.

Иногда для временного хранения делаются искусственные законсервированные бетонные боксы, которые еще называют мокрыми, но это тоже временная мера. Для этого они все равно имеют толстые бетонные стенки, но они не способны безопасно хранить в себе отходы в течение сотен и тысяч лет. Для этого нужно строить уже не хранилища, а полноценные могильники. Об этом мы поговорим чуть ниже.

Надо просто понимать, что какие-то отходы имеют высокую радиоактивность, а какие-то нет. Кроме этого, период полураспада одного изотопа составляет десятки лет, как, например, трития, а какого-то — миллиарды, например, некоторых урановых изотопов.

Как перерабатывают ядерное топливо

Для переработки отработанного ядерного топлива и других отходов используется совершенно разный подход в зависимости от того, что конкретно перерабатывается. Например, часть твердого мусора сжигается в специальных печах со сложной системой фильтрации воздуха. Полученный на выходе пепел и золу захоранивают на долгое время в могильниках. Так отходы занимают существенно меньше места и несут меньше вреда.

Если отходы жидкие, их концентрируют путем выпаривания. После чего тоже отправляют на долгосрочное хранение, если с ними невозможно больше ничего сделать и они несут в себе большую опасность. Для этого их пакуют в толстые бочки по 100 или 200 литров из свинца или стали.

Как думаете, почему ученые озабочены проблемой атома?

При этом большая часть отходов может быть переработана для дальнейшего использования, например, в медицине или исследовательской деятельности. Такими отходами являются те, которые содержат уран-235, уран-238, плутоний иряд других изотопов. Таким образом, можно переработать до 97 процентов ядерного топлива. То есть, как видим, само топливо не так страшно для экологии. Оно очень даже неплохо используется повторно. Совсем другое дело те отходы, которые нельзя переработать и нельзя (да и не за чем) хранить. Вот тут действительно начинается головная боль.

Радиоактивные изотопы используются в медицине.

Где захоранивают ядерное топливо

Надо понимать, что отходы атомной промышленности, которые имеют высокую радиоактивность и уже никому не нужны, надо захоранивать так, чтобы они надежно пролежали в своем домике тысячи и даже десятки тысяч лет. Ученые уже давно пришли к тому, что самыми надежными местами для этого являются скальные породы на большой глубине.

Вообще хранение в скальных породах является очень перспективным и обеспечивает те самые десятки тысяч лет надежной консервации. Сама Земля помогает в этом, а что в рамках нашего мира может быть более вечным, чем ее твердь? Поэтому нужны именно скалы. Например, в США идут активные дебаты по поводу строительства впустыне Невады могильника Юкка-Маунтин. Оно должно уйти насотни метров ввулканический горный хребет. Даже Швеция, одна из самых экологичных стран, рассматривает варианты захоронения внутри скальных оснований. Да и Финляндия уже с 2015 года практикует такое и продолжает расширять полезный объем хранилищ. Получается, что в этом нет ничего страшного? Получается, так.

Могильники в скальных породах на глубине 400 метров и более настолько надежны, что смогут выдержать даже попадание метеорита, который уничтожит жизнь на Земле. Потом она начнет эволюционировать заново, а отходы будут по-прежнему надежно спрятаны.

В качестве временных могильников в экстренных случаях используются рукотворные репозитории. Для них готовятся толстые бетонные основания. В эти бассейны помещаются радиоактивные отходы, после чего сверху заливаются еще несколькими слоями бетона. Иногда еще в качестве дополнительной меры безопасности применяется заливка расплавленным боросиликатным стеклом. Так консервация будет еще более надежной, но все равно такой способ применяется больше как крайняя мера, так как скалы куда более постоянная вещь. Они были за миллион лет до нас, будут и через миллион лет после нас, а как поведет себя бетон через 100 лет, мы можем только гадать. Простите, прогнозировать.

Так выглядит один из вариантов бетонного хранилища.

Например, такие могильники есть в Чернобыле, где просто нет смысла вывозить тонны земли и прочего мусора. Для того, чтобы загрязнение было хотя бы немного меньше, особо опасные отходы собираются в такие могильники, оборудованные непосредственно на месте.

Важным моментом в строительстве могильников является учет нагрева отработанного топлива. Из-за того, что оно до сих пор активно, проходящие на атомном уровне процессы приводят к нагреву материала. Это учитывается и могильники имеют специальную рассеивающую тепло структуру. Если это не учесть, бесконтрольный рост температуры может плохо закончиться

Не так давно у нас в Telegram-чате очень горячо обсуждали тему захоронения отходов в космосе. В принципе эта идея очень неплохая. Достаточно запустить контейнеры с отходами в сторону Солнца или в догонку за Вояджерами и проблема решена, но ценник таких работ будет просто космическим. Возможно, когда-то на новом этапе развития технологий, примерно через 1000-1500 лет наши потомки смогут найти способ дешевого вывода на орбиту и тогда отправят весь наш мусор из могильников куда подальше.

Почему ядерное топливо закапывают, а не уничтожают

Надо понимать, что технологии сейчас и технологии через 50-100 и более лет находятся на совершенно разном уровне. Исходя из этого, есть смысл сейчас не заниматься дорогущей глубокой переработкой радиоактивных отходов. Полностью их вычистить все равно не получится, но зато через десятки и сотни лет промышленности могут понадобиться редкие изотопы, которые люди будущего смогут найти в тех самых хранилищах и могильниках, что мы строим сейчас.

Так захоронили технику в Чернобыле после ликвидации последствий аварии. Вот только минус был в том, что многое растащили на запчасти и теперь зараженные машины ездят по городам.

Также есть возможность того, что в будущем технологии достигнут нового уровня и то, что мы сейчас просто не можем переработать, будет достаточно облить из ведра (конечно, утрировано) и все станет нормально. Пока ученые делают все, что могут, но захоронение и переработка находятся в балансе, а не в стремлении любой ценой переработать как можно больше отходов.

Альтернатива ядерного топлива

Отличной альтернативой ядерного топлива и атомных станций в целом являются термоядерные реакторы. Я про них уже рассказывал и, если интересно, подробно можете прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Если в двух словах, то эта технология была изобретена еще в пятидесятые годы прошлого века. Для ее реализации используется токамак (тороидальная камера с магнитными катушками). В ней создается вакуум, а вместо воздуха закачивается смесь дейтерия и трития (варианты соединений водорода). Под действием магнитного поля смесь разогревается до состояния плазмы — четвертого агрегатного состояния вещества. Ее температура еще 70 лет назад доходила до 11 миллионов градусов Цельсия. В ИТЭР международном токамаке, который строится на юге Франции, температура плазмы будет достигать 150 миллионов градусов. Стенки камеры при такой высокой температуре не плавятся как раз из-за того, что вся плазма находится в подвешенном состоянии Практически в вакууме.

Это токамак. Внутри этого «полого бублика» плазма достигает температуры в десятки миллионов градуосв Цельсия.

Такая технология безопасна. Даже тритий с небольшой радиоактивностью имеет период полураспада всего 12 лет. Взорваться такая установка не может даже в случае ЧП, так как давление внутри намного ниже атмосферного, а в случае нарушения условий, образование плазмы сразу прекращается. Даже просто перекрытие подачи топлива тоже сразу же остановит реакцию.

Что такое Токамак? Просто о термоядерном реакторе

Самое приятное, что топлива надо буквально минимум. Так, 80 грамм смеси дейтерия и трития, которые очень легко получаются из простой воды и стоят копейки, вырабатывают столько же энергии, сколько 1 000 тонн сожженного угля.

К сожалению, пока технология не может быть реализована в промышленном масштабе, но при благоприятном раскладе на это понадобится всего 10 лет. После этого мы сможем получить почти бесконечный источник энергии в виде небольшого солнца на Земле. А самое главное, цена такой энергии будет минимальной, как и риски ее получения.

Такие бочки пугают уже одним своим видом.

Подробнее..

Кладбище паровозов и как утилизируют старые поезда

05.06.2020 00:03:12 | Автор: admin

Паровозы всегда привлекают внимание.

Тема железных дорог часто будоражит умы не только фанатов и любителей техники, но и простых людей. Все из-за того, что есть какая-то романтика в этих железных великанах. Ведь это как живые динозавры, которые были на заре зарождения транспорта и живы до сих пор. Некоторые машины, которые в свое время изменили представление человечества о том, как можно перемещаться по нашей планете, сейчас доживают свой век на кладбищах паровозов, куда их отправили за ненадобностью. Но даже там они выглядят очень эпично и впечатляюще. Давайте поговорим об одном из таких мест. А заодно просто углубимся в эту тематику.

Тематика списанного транспорта часто поднимается во многих источниках. Почитать об этом всегда интересно, когда есть свободная минутка. В частности, недавно я наткнулся на этот материал, который и вдохновил на написание данной статьи.

Я сам много лет работал в компании, занимающейся железнодорожными перевозками. Мы работали именно с вагонами, но я часто бывал в вагоноремонтных и локомотивных депо, где в силу своей врожденной любознательности приставал ко всем с расспросами и достаточно неплохо разбирался в этом. Что-то я сейчас уже подзабыл, но мне все равно есть, что рассказать.

Кладбище паровозов в Пермском крае

Недалеко от станции Шумково в Пермском крае есть отстойные пути, на которых стоит несколько десятков паровозов, которые уже отслужили свое и теперь в лучшем случае играют роль музейных экспонатов.

В этом месте несколько десятков паровозов под открытым небом.

Интересно, что база не является только кладбищем паровозов. Она выполняет роль именно базы. На отстойных путях находится и рабочая техника. В частности электрички, которые ожидают ремонта или временно выведены из эксплуатируемого парка, невостребованные локомотивы, снегоуборщики и другие единицы подвижного состава.

Это, конечно, интересно, но праздно шататься среди новой техники может помешать охрана. Куда проще дела обстоят именно со старой техникой. На нее можно даже залезть и рассмотреть частично сохранившиеся органы управления, кабины и механизмы.

Внутрь некоторых кабин можно залезть.

Самым старым представителем кладбища паровозов в свое время была модель ЭР 716-66 венгерского производства. Они создавались фирмой MAVAG. Позже этот паровоз 1936 года производства выкупили и выставили в музее Боевой славы Уралав Верхней Пышме. Также местные утверждают, что на кладбище было много паровозов серии ФД, более известных, как Феликс Дзержинской, они тоже разъехались кто куда. Часть из них уехала в Китай.

Большинство паровозов в плохом состоянии и уже заросли кустами, но есть и те, что находятся в более-менее приличном состоянии. В основном тут представлена техника периода 1940-1950 годов. Даже несмотря на плачевное состояние, они все равно поражают своей мощью.

Звезда — отличительная черта паровозов того времени.

Почему паровозы хранят, а не утилизируют

Хранение железнодорожной техники занятие сомнительное. Если она не нужна, она будет занимать пути, которые можно использовать более рационально. А еще вагоны и паровозы состоят из металла. Металл стоит денег, а учитывая, что в конструкции одного вагона его десятки тонн, переплавка и разделка на запчасти выглядит куда более перспективной затеей. Но почему тогда паровозы стоят на кладбище?

Смогут ли поезда на водороде избавить нас от дизельного топлива?

В свое время (еще в СССР) этот объект был засекречен и на его путях хранилась техника на случай войны. Если повредить электропитание, то электровозы не смогут проехать и нужна будет автономная техника. Именно поэтому за паровозами ухаживали и даже регулярно смазывали. Потом пришло осознание, что лучше пользоваться тепловозами, а парк паровозов так и остался стоять. Возможно, на самый резервный случай, ведь несмотря на малый КПД парового двигателя, он мог ездить почти на всем, что горит. То есть с топливом было куда проще. Не надо было искать отборную солярку, как для тепловозов. Поэтому в советские времена количество паровозов на этих путях достигало полутора сотен.

Некоторые паровозы находятся в плохом состоянии.

Если вы соберетесь посетить это место, имейте в виду, что оно охраняется, но те, кто там побывал, говорят, что охрана не будет вас трогать, если вы просто будете ходить и смотреть, а не пытаться залезть на крыши или оторвать что-то на память. Впрочем, другие утверждают, что охране на глаза лучше не попадаться. Может это как раз те, кто отламывал фары от паровозов и бил у них стекла?

Если все же желание попасть на кладбище паровозов у вас будет, в этой статье подробно описано, как до него можно добраться.

Куда попадают старые паровозы

Несмотря на то, что часто старую технику можно найти в таком состоянии, как на кладбище паровозов, она все равно представляет большой исторический интерес и пользуется спросом среди музейщиков и коллекционеров. Часто из таких мест она попадает в музей или на постаменты рядом с крупными или историческим железнодорожными станциями.

Если паровоз будет в плохом состоянии, его отреставрируют прежде, чем выставить на всеобщее обозрение. Упрощает задачу то, что ему необязательно быть на ходу. Достаточно просто сохранить основные элементы конструкции. В этом случае техника будет отлично выглядеть и посетители смогут составить свое впечатление о ней.

Это уже отреставрированные паровозы в музее Санкт-Петербурга.

Впрочем, бывают случаи, когда такие паровозы используют по прямому назначению. Например, в музее Рижского вокзала в Москве одно время была возможность (возможно, есть и сейчас) после осмотра основной экспозиции прокатиться в одном из двух вагонов, которые тянул за собой такой паровоз. Ощущения интересные.

В Китае начали прокладывать пути для сверхскоростных поездов на магнитной подушке

Из чего состоит вагон

Кроме локомотивов, на железной дороге есть еще и вагоны. Вопреки расхожему мнению, они служат долго. При этом не стоит ориентироваться на внешний вид. Часто мятый ржавый вагон может быть произведен не более 10 лет назад, а чистый и свежий — в средине восьмидесятых годов прошлого века. Все зависит от того, какой ремонт он прошел.

Вагоны в ходе своей эксплуатации постоянно проходят проверки и некоторые виды ремонта. Проверки проводятся перед погрузкой и на станциях отправления-прибытий. Если есть незначительные замечания, они отправляются в ТОР (текущий отцепочный ремонт). Раз в несколько лет в зависимости от типа вагон направляется в ДР (деповской ремонт), а чуть реже в КП (капитальный ремонт). Все сроки регламентируются соответствующими документами профильных ведомств, но среднее время между ремонтами составляет: для деповского — 3-5 лет, а для капитального — 5-7 лет.

Так выглядит тележка, выкаченная из-под вагона.

Во время ремонта принимается решение о целесообразности ремонта вагона в целом или его частей. Например, если есть трещины на раме, то эксплуатация такого вагона не допускается. Так же строго проверяются и детали тележек, в частности колесные пары, боковые рамы и надрессорные балки. Они могут ремонтироваться или переставляться под другие вагоны без ремонта, но если на них есть трещины, они переводятся в соответствующие категории металлолома и приходуются на склад по категориям лома. Позже лом продается. А крупные детали тележки измеряются сотнями килограмм. Например, боковая рама и надрессорная балка весят около 400 килограмм, а колесная пара в сборе — от 1150 до 1450 килограмм в зависимости от остаточной толщины обода (при производстве ее толщина составляет более 70 мм, а перед расформированием — менее 29 мм)

Создан металл, который не тонет в воде

Как уничтожают вагоны

Когда принимается решение о том, что вагон свое отслужил (по нормативному сроку или по выявленным дефектам), он оправляется на разделку. Она проводится или на специальных площадках, или на территории ВРЗ (Вагоно-ремонтный завод) — только там есть специальное оборудование.

Разделка вагона выглядит очень красочно.

Весь вагон по частям после разделки отправляется на склад. Часть деталей — как запчасти, а часть — как лом. При этом на дефектные детали наносятся специальные повреждения, вроде пропилов, чтобы никто не мог использовать их повторно. По крайней мере, так должно быть по правилам.

Боковая рама — больше, чем просто железка, и храниться должна правильно.

Вагоны не утилизируются, как автомобили в кино под прессом. Это коммерческий вид транспорта и он должен приносить максимальную выгоду. Иногда с него можно снять запчастей на сотни тысяч рублей. И продать на десятки тысяч рублей металлолома.

Какие-то части вагона снимаются с него легко, чуть ли не на защелках, а какие-то приходится распиливать автогеном или отрезать большими гидравлическими ножницами. В частности поэтому такие работы и производятся на специальных площадках.

Такими ножницами режут некоторые из тех частей вагона, которые нельзя использовать повторно.

Когда вагон разделан, достаточно просто убрать его номер и номера всех списанных номерных деталей из базы данных ГВЦ (Главный Вычислительный Центр РЖД) и отправить все на хранение так, как это оговорено в нормативах. Например, колесные пары должны стоять на путях, а литые детали тележек не должны храниться навалом.

Подробнее..

Черные дыры можно использовать в качестве источника бесконечной энергии

28.06.2020 14:10:54 | Автор: admin

Возможно, в нашей галактике есть цивилизация, обуздавшая энергию черных дыр

В 1969 году английский физик сэр Роджер Пенроуз впервые предположил, что из черной дыры можно извлечь бесконечную энергию. Ученый полагал, что только высокоразвитая инопланетная цивилизация сможет добыть энергию в эргосфере черной дыры внешнем слое ее горизонта событий, где, чтобы оставаться неподвижным, объект должен двигаться быстрее скорости света. Два года спустя другой физик по имени Яков Зельдович предположил, что теорию Пенроуза можно проверить с помощью эксперимента на Земле, а совсем недавно это удалось исследователям из университета Глазго. Ученые доказали, что способ получить энергию черной дыры действительно работает в реальной жизни с помощью эффекта Доплера и звуковых волн.

Эргосфера область пространства-времени вблизи черной дыры, расположенная между горизонтом событий и пределом статичности.

Точка невозврата

Пенроуз считал, что если поместить объект в эргосферу черной дыры, то в этой необычной области пространства он приобретет отрицательную энергию. Но чтобы это сработало, объект должен двигаться быстрее скорости света. Пенроуз представил себе механизм, который разделит предмет, упавший в черную дыру, на две части, причем одна часть упадет в дыру, а другая будет извлечена. Как поясняется в официальном пресс-релизе исследования на сайте университета Глазго, отдача, генерируемая этим процессом, приведет к тому, что извлеченная половина получит энергию от вращения черной дыры. Звучит все очень сложно (и это действительно так), вот почему в 1969 году британский физик пришел к выводу о том, что изобрести такие технологии под силу только высокотехнологичной цивилизации.

В основе работы, опубликованной в журнале Nature Physics, лежит идея предложенная Зельдовичем, согласно которой энергию можно получить с помощью «скрученных» световых волн, которые создают энергию, ударяясь о вращающийся металлический цилиндр, что происходит при помощи вращательного эффекта Доплера. Это значит, если излучающая (или поглощающая) фотон молекула вращается сама, то энергия излученного (или поглощенного) ею фотона может отличаться от энергии в неподвижном случае.

Еще больше увлекательных статей о тайнах Вселенной и удивительных открытиях в физике, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен.

Черная дыра может обеспечить нашу планету бесконечной энергией

Однако исследователи из школы физики и астрономии университета Глазго решили «скрутить» вместо света звук. Все потому, что звуковые волны это источник гораздо более низких частот, и, следовательно, гораздо более практичны для демонстрации в лаборатории. В ходе работы физики разработали специальную установку, которая использует небольшое кольцо динамиков, завихряющих звуковые волны. Завихрение происходит так же, как должны были быть скручены волны света в теории Зельдевича.

Световые волны и эффект Доплера

Физики описывают свою работу следующим образом: скрученные звуковые волны были направлены к вращающемуся поглотителю звука из пенопластового диска. Микрофоны, расположенные в задней части диска, улавливали звук из динамиков, когда он проходил через диск. Это увеличивало скорость его вращения. Авторы исследования обнаружили, что благодаря необычному поведению эффекта Доплера, этот процесс вызвал явные изменения частоты и амплитуды звуковых волн.

Напомню, что согласно эффекту Доплера, высота звука автомобиля, направляющегося к вам, кажется нам выше, а удаляющегося ниже. Это происходит потому, что звуковые волны приходят к нам с большей частотой, когда машина приближается, но с меньшей, когда она проезжает мимо.

Постановка эксперимента.

Как рассказала изданию Big Think ведущий автор исследования Мэрион Кромб, аспирантка физико-астрономической школы университета Глазго, вращательный эффект Доплера ограничен круговым пространством. Это значит, что скрученные звуковые волны изменяют шаг, если измерять их с точки зрения вращающейся поверхности. Если поверхность вращается достаточно быстро, то звуковая частота может сделать чтото очень странное например, перейти от положительной частоты к отрицательной, при этом забирая энергию от вращения поверхности.

В общем и целом авторы новой работы смогли показать, что по мере увеличения скорости вращающегося диска высота звука продолжала падать до тех пор, пока не исчезала а затем возвращалась на 30% громче, чем раньше. Ученые называют услышанное во время эксперимента «экстраординарным», добавив, что «волны отрицательной частоты способны забирать часть энергии из вращающегося пенопластового диска, становясь при этом громче точно так же, как и предложил в 1971 году Зельдович.»

Вам будет интересно: Может ли галактическая цивилизация пережить конец Вселенной?

Конечно, трудно сказать, используют ли инопланетяне этот подход для получения энергии из черных дыр, но ученые намерены выяснить, распространяется ли данный эффект на электромагнитные волны и другие источники. И все же, в данный момент люди не в состоянии изобрести технологии, которые позволили бы нам заполучить бесконечную энергию черной дыры. Как думаете, в будущем у нас получится? Ответ будем ждать в нашем Telegram-чате.

Подробнее..

Первая плавучая атомная станция в мире введена в строй. В России

27.05.2020 20:06:46 | Автор: admin

Слышали про атомные электростанции? Звучит круто и они дают нам очень многое, но теперь появился новый тип этих источников энергии. Только представьте себе: безумное количество энергии, которое можно доставить куда угодно и при этом с минимальными затратами. Не надо тянуть провода или готовить инфраструктуру и специальные подстанции. Просто энергия придет сама. Еще Тесла хотел передавать энергию без проводов на огромные расстояния, но тогда до этого так и не дошло. Теперь пришло время чего-то нового — того, чего нет в мире. О чем это я? Ах да, плавучие атомные станции.

Первая в мире плавучая атомная станция

Признаюсь честно, когда я столкнулся с этой новостью, мне показалось, что кто-то просто оправдывается за то, что он потратил миллиарды рублей и сделал просто баржу с атомным реактором. Немного разобравшись в теме, я понял, что эта идея действительно очень перспективна. К этому мы еще вернемся чуть ниже, а пока напомню, что вообще произошло.

22 мая 2020 года в России была сдана в промышленную эксплуатацию первая в мире плавающая атомная станция. Она не является самоходной и для транспортировки ей нужен буксир. В этом нет ничего страшного, так как такой объект все равно вряд ли будет перемещаться без сопровождения.

Полное название нового типа станций звучит, как плавучая атомная теплоэлектростанция — сокращенно ПАТЭС. Объект, о котором мы сейчас говорим, называется Академик Ломоносов и на данный момент находится на Чукотке.

Пока станция работает не на полную мощность, но постепенно на нее выводится, и станет не просто батарейкой на воде, а основным источником энергетической сети Чукотки. Всего же станция стала одиннадцатой атомной электростанцией в России и первой плавучей.

Важность события признали даже иностранные специалисты. Так международный журнал Power включил строительство станции в список шести ключевых событий, связанных с атомной энергетикой в мире.

Так Академик Ломоносов выглядит на воде.

А теперь можно поговорить о том, что из себя представляет этот объект, как планируется его эксплуатировать и будут ли построены другие станции подобного типа.

Что такое ПАТЭС

Если не усложнять, то плавучая атомная электростанция мало, чем отличается от той, что расположена на суше за исключением опоры, на которой она построена.

ПАТЭС состоит из плавучего энергоблока, береговой инфраструктуры для выдачи электрической и тепловой энергии потребителям, а так же гидротехнических сооружений, которые отвечают за безопасную стоянку в акватории.

Сам энергоблок имеет не меньше, а даже больше степеней защиты, так как потенциально на него может быть больше воздействий и инженеры постарались все предусмотреть. В первую очередь, это касается очень мощной плавучей основы. Все ее части двуслойные, то есть даже столкновение с чем-либо не должно сильно навредить ПАТЭС.

Давайте разберемся, Как работает АЭС и опасны ли они.

На Академике Ломонсове установлено два атомных реактора типа КЛТ-40С. Электрическая мощность каждого составляет 35 МВт. В сумме получается максимальная электрическая мощность всей станции на уровне 70 МВт. Этого достаточно для перекрытия потребностей в энергии населенного пункта, в котором проживает до 100 000 человек.

Кроме выработки электроэнергии, станция может вырабатывать и тепло. Максимальная тепловая мощность составляет 50 Гкал/ч. Но и этим не ограничивается применение ПАТЭС Академик Ломоносов.

Чтобы станция была еще больше похожа на швейцарский нож, ее оснастили системой опреснения воды, которая должна опреснять до 240 тысяч кубометров морской воды в сутки.

Академика Ломоносова начали строить еще в 2007 году и только сейчас он был введен в промышленную эксплуатацию. Хотя, первую энергию в сеть он начал передавать еще в декабре 2019 года.

Так объект выглядел на этапе строительства

Для чего нужны плавучие атомные электростанции

На самом деле, если как следует разобраться, именно плавучая атомная электростанция является очень удобным средством производства энергии. Сейчас она стоит на месте и можно спросить, почему бы не построить там обычную станцию. Доля логики в таком вопросе есть, но ведь если где-то понадобится энергия, станцию можно транспортировать туда.

Даже не обязательно, чтобы потребитель находился на берегу. Можно просто протянуть высоковольтную линию и запитать даже удаленные объекты. Это все равно будет удобно. Особенно в условиях временного использования. Например, когда есть проблемы с электричеством после стихийного бедствия или просто ремонтных работ на местных электростанциях.

Как Земля может служить источником неисчерпаемой энергии

Так же такая станция очень пригодится для военных целей. Например, для обеспечения работы автономных противоракетных комплексов, до которых протянуть линию электропередач просто не получится. Когда объект будет передислоцирован, станция может отправиться за ним или переместиться для обеспечения энергией других мест.

Проще говоря, вариантов масса. Можно привести немного абсурдный пример с внешним аккумулятором для смартфона. Можно зарядиться от розетки, но что делать, если ее нет?

Примерная схема устройства ПАТЭС.

Перспективы ПАТЭС

Я не говорю, что такая станция решит все проблемы с энергетикой, но научиться делать их раньше остальных может быть очень хорошей идеей. Если станция будет работать исправно, то она может оказаться очень перспективной и на ее продаже можно очень неплохо заработать.

Уже есть проект второго поколения ПАТЭС. Они будут иметь более компактный энергоблок, который будет выдавать уже не 75, а 100 МВт. Также Росатом утверждает, что ведет переговоры с потенциальными покупателями в Латинской Америке, Африке и Азии.

Критика ПАТЭС


Ну, а в конце добавлю немного негатива. Нельзя не отметить, что стоимость получения энергии с такой станции существенно выше, чем у стационарных аналогов. С критикой стоимости киловатта в 2007 году выступал даже министр экономического развития и торговли Герман Греф.

Эту установку много критиковали, но ее все равно построили. Строительство не заморозилось.

Кроме этого, есть норматив обслуживания, который не позволяет станции быть единственным источником энергии в регионе. Согласно нормам, она должна раз в 12 лет на год уходить в ремонтный порт, где будут проведены необходимые регламентные работы и перезагружено топливо. Срок проведения таких работ составляет один год. Оставлять 100 000 человек без света на год нельзя. Возможно, эту проблему решит строительство новых станций, которые будут ратироваться и подменять друг друга, но пока говорить об этом рано. Хотя, обсудить это в нашем Telegram-чате можно.

Если для решения этой проблемы строить местную электростанцию, то тогда зачем нужна плавучая?

Выходит, ПАТЭС не так и хороши? Сложно сказать. Сначала надо решить некоторые вопросы, связанные с новой технологией. После этого все должно наладиться. Было бы неплохо получить новый источник энергии, пока мы не дошли до термоядерного синтеза в токамаках. Главное, чтобы это было безопасно.

Выглядит эпично.

Подробнее..

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru