10 kW जनरेटर के साथ मिनी-परमाणु रिएक्टर। भविष्य के मंगल और घरों पर अड्डों की बिजली आपूर्ति के लिए स्थापना

रेडियो आइसोटोप परमाणु प्रतिष्ठानों पर पिछले लेखों ने रुचि पैदा की है। मैं लेख के अंत में उनसे लिंक इंगित करूंगा। और तब से इस क्षेत्र में कई विकास हैं, इसलिए मैं एक और आशाजनक स्थापना को देखने का प्रस्ताव करता हूं: संयुक्त राज्य अमेरिका से आरटीजी परियोजना KiloPower।

यह नासा के अंतरिक्ष यान, रोवर्स और भविष्य में, मंगल और चंद्रमा के आधारों की बिजली आपूर्ति के लिए एक नासा परियोजना है। जनरेटर की शक्ति - 1 से 10 kW तक विद्युत शक्ति में (कोर की शक्ति और स्टर्लिंग इंजन के कार्यशील सिलेंडरों की संख्या के आधार पर)।

ऐसे संकेतक KiloPower तापमान अंतर के कारण थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स "हीट-इलेक्ट्रिसिटी" ऑपरेटिंग के उपयोग के कारण संभव हैं, लेकिन स्टर्लिंग इंजन के उपयोग के कारण। इससे गर्मी को बिजली में परिवर्तित करने की दक्षता में वृद्धि संभव हो गई। 25-30% तक। स्थापना में एक गर्मी आउटपुट भी है। वह 4 बार विद्युत से अधिक। सिद्धांत रूप में, आप इसे अन्य आवश्यकताओं के लिए उपयोग कर सकते हैं। और प्रौद्योगिकी को डीबग करने के बाद, दक्षता और भी अधिक हो सकती है (उदाहरण के लिए, रेडिएटर्स पर पेल्टियर तत्वों की अतिरिक्त स्थापना के साथ)।

कॉम्पैक्ट परमाणु रिएक्टर गर्मी उत्पन्न करता है। एक सिलेंडर है मिश्र धातु से: 7% मोलिब्डेनम, और बाकी यूरेनियम -235 है। अंदर एक चैनल है जिसमें बोरान कार्बाइड रॉड है। यह एक चेन रिएक्शन न्यूट्रॉन अवशोषक है। जब तक वह अंदर है, कोई प्रतिक्रिया नहीं है। जब रिएक्टर शुरू होता है, तो यह कार्य क्षेत्र को छोड़ देता है और गर्म होने लगता है। लेकिन महत्वपूर्ण तापमान पर नहीं - मिश्र धातु में यूरेनियम की गणना की वजह से कोई विस्फोट का खतरा नहीं है।

न्यूट्रॉन को प्रतिबिंबित करने और यूरेनियम के द्रव्यमान को कम करने के लिए, रिएक्टर बेरिलियम ऑक्साइड से घिरा हुआ है। इसमें सोडियम के साथ हीट पाइप होते हैं। कूलेंट ट्यूब एक स्टर्लिंग इंजन के पिस्टन को गर्म करते हैं। पिस्टन के चारों ओर जनरेटर कॉइल लगाए जाते हैं। पिस्टन के अंदर एक चुंबक होता है। उन। पीढ़ी कुंडल में चुंबक के घूमने की गति से आती है। आठ पिस्टन। प्रत्येक 125 वाट का उत्पादन करता है बिजली।

• एक साधारण स्टर्लिंग इंजन कैसे काम करता है - लेख यहाँ

इसकी उच्च लागत के कारण रिएक्टर में प्लूटोनियम -238 का उपयोग नहीं किया गया था। यह यूरेनियम -235 की तुलना में 100 गुना अधिक महंगा है (35 किलो - $ 500 हजार)। यूरेनियम मिश्र धातु रिएक्टर सिलेंडर का आकार: व्यास 11 से 15 सेमी और लंबाई 25 से 30 सेमी। वजन 28-35 किग्रा। यह सब प्राप्त शक्ति पर निर्भर करता है। प्लस एक बेरिलियम खोल। अंतरिक्ष यान के लिए, KiloPower RTG का वजन है 300 किग्रा।

2016 में हीटिंग तत्वों के साथ हीटिंग ट्यूब द्वारा किलापावर रिएक्टर की योजना और परीक्षण बाद में, 2018 में। परीक्षण स्थल पर नेवादा रेगिस्तान में स्थापना का परीक्षण किया गया था। उसने पूरी शक्ति से 20 घंटे काम किया। यहां तक ​​कि जानबूझकर टूटने के कारण रिएक्टर के महत्वपूर्ण ओवरहीटिंग नहीं हुई।

अंतरिक्ष यान के लिए, विकिरण सुरक्षा केवल इंजन और इलेक्ट्रॉनिक्स की दिशा में स्थापित की जाती है। लेकिन मंगल पर प्रतिष्ठानों के लिए, रिएक्टर के सर्वांगीण संरक्षण की आवश्यकता है। मंगल पर, ये RTG नासा के विशेषज्ञों के अनुसार इस तरह दिखाई देंगे:

छाता एक स्टर्लिंग इंजन के सिलेंडरों पर ठंडे क्षेत्रों को ठंडा करने के लिए एक रेडिएटर है। कार्य की अवधि 10 वर्ष है। यह स्टर्लिंग इंजन का जीवन है, न कि रिएक्टर। इस समय के दौरान, रिएक्टर अपने सक्रिय द्रव्यमान का 0.1% विकसित करेगा। यूरेनियम -235 का आधा जीवन है 710 मिलियन वर्षों।

उन। स्टर्लिंग इंजन को बदली बनाने की सलाह दी जाती है। यांत्रिक विश्वसनीयता या विफलता के बाद प्रतिस्थापन।

रिएक्टर के ऊपर विकिरण सुरक्षा के तीन खंड देखे जा सकते हैं। जब जैविक वस्तुओं के पास उपयोग किया जाता है, तो सुरक्षा चौतरफा होनी चाहिए। यह कई बार स्थापना के द्रव्यमान को बढ़ाता है। निष्क्रिय अवस्था में, रिएक्टर व्यावहारिक रूप से रेडियोधर्मी नहीं होता है - पृष्ठभूमि कम होती है 1 क्यूरी। जैसा कि ऊपर वर्णित है रॉड के विस्तारित होने के बाद प्रतिक्रिया शुरू होती है। इसलिए, असफल मिसाइल प्रक्षेपण महासागर या भूमि को प्रदूषित नहीं करेंगे।

रिएक्टर वीडियो KiloPower:

क्या इस तकनीक और रिएक्टर का उपयोग सांसारिक जरूरतों के लिए किया जा सकता है? सिद्धांत रूप में, हाँ। उदाहरण के लिए, आर्कटिक में, पहाड़ों में दूर के ठिकानों पर या भूमिगत या पानी के नीचे स्वायत्त वस्तुओं में। स्टॉक में 5 बदली स्टर्लिंग इंजन के साथ, यूनिट की सेवा जीवन को 50 साल तक बढ़ाया जा सकता है। लेकिन इसकी लागत अभी भी अधिक है। रिएक्टर के लिए यूरेनियम -235 की लागत - 500 हजार डॉलर। और नासा ने एक पायलट प्लांट किलोपावर के विकास और निर्माण पर खर्च किया $ 20 मिलियन।

इसलिए, पृथ्वी पर इस तरह के प्रतिष्ठानों का उपयोग विशेष रूप से महत्वपूर्ण वस्तुओं के साथ जुड़ा होगा। व्यक्तियों के लिए, यह बहुत महंगा है और, दुरुपयोग के खतरे के कारण, वे कभी भी ऑन-लाइन निर्मित होने की संभावना नहीं रखते हैं। या दूर के भविष्य की यह तकनीक।

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