Сансрын хөлөг цөмийн хөдөлгүүр

Орос улс байсаар ирсэн, одоо ч гэсэн цөмийн сансрын эрчим хүчний салбарт тэргүүлэгч компани юм. зураг төсөл боловсруулах, барилгын салбарт туршлага, ашиглалтад оруулах, цөмийн эрчим хүчний эх үүсвэрийг тоноглогдсон сансрын хөлөг үйл ажиллагаа зэрэг RSC "Энержи" болон "Roskosmos" гэж байгууллага байдаг. Цөмийн хөдөлгүүр, олон жилийн турш агаарын хөлөг үйл ажиллагаа явуулдаг тэдэнд дахин дахин илүү практик тохиромжтой гаргах боломжийг олгодог.

түүхэн рекорд

ашиглах нь цөмийн эрчим хүчний орон зайд ямар ч урт өнгөрсөн зууны 70-аад онд уран зохиол юм. 1970-1988 онд анхны цөмийн хөдөлгүүр сансарт хөөргөсөн бөгөөд "АНУ-ын А" -ийн сансрын тээврийн хэрэгсэл (SV) ажиглалтын амжилттай ашигласан байна. Тэд цөмийн цахилгаан станц (NPP) "Buck" 3 кВт цахилгаан эрчим хүч дулааны системд хэрэглэж байна.

thermionic NPP "Topaz" нь 1987-1988 хоёр төхөөрөмжүүдийн "Plasma-A" -д 5 кВ-ын нислэгийн-шинжилгээ хийх орон зай, ямар үед цөмийн эрчим хүчний эх үүсвэрээс эрчим хүч, цахилгаан хөдөлгүүрийн (төдөлгүй) анх хэрэгжүүлсэн байна.

газрын цөмийн эрчим хүчний туршилтын thermionic цөмийн суулгах "Енисей" 5 кВт-ын эрчим хүчний цогцолбор. Эдгээр технологийн 25-100 кВт-ын thermionic цөмийн эрчим хүчний хүчин чадал нь төсөл боловсруулсан үндсэн дээр.

MB "Hercules"

RSC 70-аад онд "Энержи" шинжлэх ухаан, практикийн судалгаа, үүний зорилго нь interorbital төг (MB) "Hercules" нь хүчирхэг цөмийн сансрын хөдөлгүүр бий болгох байсан юм эхэлсэн юм. кВт зуун кВт болон хэдэн арван цахилгаан хөдөлгүүрийн нэгж хүчин чадлын зуун - Ажлын хэдхэн нь thermionic цөмийн эрчим хүчний хүчин чадал бүхий цөмийн цахилгаан хөдөлгүүрийн (YAERDU) нь олон жилийн турш суурь хүргэсэн.

Дизайн параметрүүд MB "Hercules"

• цөмийн эрчим хүчний ашигтай цахилгаан эрчим хүчний - 550 кВ-ын,
• тодорхой импульс цахилгаан хөдөлгүүрийн - 30 км / с;
• Цахилгаан хөдөлгүүрийн тэмүүлэх - 26 H;
• NPP болон цахилгаан хөдөлгүүрийн нөөц - 16000 цаг;
• ажиллаж байгаа байгууллага нь цахилгаан хөдөлгүүрийн - ксенон их;
• жин (хуурай) төг - 14,5-15,7 тн, Өвөр зэрэг - 6.9 тонн.

Орчин үеийн

XXI зуунд энэ нь орон зайн хувьд шинэ цөмийн хөдөлгүүр бий болгох цаг нь болжээ. 2009 оны аравдугаар сард, Комиссын Оросын шинэ төсөл "цөмийн эрчим хүч нь мегаваттын хүчин чадалтай ангиллын суулгах нь тээвэр, эрчим хүчний модулийн Бүтээлийн" -ийн хуралдаан дээр албан ёсоор ОХУ-ын эдийн засгийн шинэчлэл нь Ерөнхийлөгчийн зөвлөл болон технологийн хөгжлийн баталсан байна. тэргүүлэх хөгжүүлэгчид нь:

• Реактор ургамал - ХК-ийн "NIKIET".
• Хийн турбин эрчим хүч хувиргах хэлхээ нь цөмийн эрчим хүчний станц, ерөнхий цахилгаан хөдөлгүүрийн мотор болон ионы electrorocket YAERDU дээр тулгуурласан - ЦЖТ-"судалгааны төв. M. V. Keldysha "нь бүхэлд нь тээвэр, эрчим хүчний модуль (TEM) -ийн хөгжлийн хөтөлбөрийг зохион байгуулах үүрэгтэй.
• RSC "Энержи" ерөнхий TEM дизайнер Энэ модуль бүхий автомат машиныг хөгжүүлэх ёстой.

Шинэ суулгах шинж чанар

орон зай ОХУ-ын шинэ цөмийн хөдөлгүүр нь ойрын хэдэн жилийн дотор арилжааны үйл ажиллагаа эхлэх төлөвлөгөөтэй байна. хийн турбин YAERDU дараах төлөвлөсөн шинж чанар. реактор ашигласан хийн хөргөлттэй хурдан үржүүлэгч реактор, турбины өмнө ажиллаж шингэн (Тэр / XE нь холимог) температур - 1500 K, цахилгаан эрчим хүч болгон дулааны энергийг хувиргах үр ашиг - 35%, радиатор төрөл сэрүүн - дуслын. Нэгж Жин (реактор, цацрагийн хамгаалалт, хувиргах систем, гэхдээ хөргөлтийн ялгаруулдаг бол) - 6800 кг.

Space (Хамтдаа EPS нь цөмийн эрчим хүч, цөмийн эрчим хүч,) ашиглах төлөвлөгөөний цөмийн хөдөлгүүр:

• Ирээдүйн сансрын тээврийн хэрэгслийн нэг хэсэг нь.
• Эрчим хүчний эрчимтэй систем, сансрын цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр байна.
• Ажлын тойрог, тоног төхөөрөмжийг цаашид урт хугацааны эрчим хүчний хангамжийн талаар хүнд electrorocket сансрын хөлөг болон тээврийн хэрэгслийн нийлүүлэлтийг хангахын тулд тээвэр, эрчим хүчний модуль дахь эхний хоёр асуудлыг шийдэхийн тулд.

цөмийн хөдөлгүүртэй үйл ажиллагааны зарчим

бөөм синтез буюу эрчим хүчний хуваагдлын ашиглах талаар аль үндэслэн цөмийн түлш нь бүрдүүлэх тийрэлтэт санааг. суулгах импульс-тэсрэх болон шингэн төрлийн ялгадаг. Тэсэлгээний ургамлын хол нь хэдэн метр, дэлбэлэх, тэсэлгээний урагш усан онгоцыг түлхсэн хэмээн сансрын бяцхан атомын бөмбөг болгон ялгаруулдаг. Практикт ийм төхөөрөмжүүдийг ашиглаж байна.

Шингэн тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хөдөлгүүр, нөгөө талаас, урт боловсруулж, туршиж байна. Буцах Give 60 онд ЗХУ-ын мэргэжилтнүүд нь хэрэгжихүйц загвар RD-0410 боловсруулсан байна. АНУ-д эдгээр системүүд нь боловсруулсан байна. Тэдний зарчим нь шингэн цөмийн мини-реакторын халаалт дээр суурилсан бөгөөд энэ нь уур болон хувирах ба тийрэлтэт урсгалыг, сансрын хөлөг түлхэж бүрдүүлж байна. төхөөрөмж нь ажлын шингэн болгож шингэн гэж нэрлэдэг хэдий ч, ихэвчлэн устөрөгч ашиглаж байна. сансрын цөмийн системийн өөр нэг зорилго нь - эрчим хүч, цахилгаан сүлжээ (тоног төхөөрөмж) Усан онгоц, хиймэл дагуул томилох.

Хүнд холбооны төхөөрөмжүүд нь дэлхийн сансрын холбоо

Одоогийн байдлаар, ажлын хүнд аппарат сансрын холбоо ашиглаж болно зай цөмийн хөдөлгүүр дээр хийгдэж байна. RSC "ENERGIA" судалгаа, дэлхийн сансрын холбооны системийн загварыг хийж байна сансарт дэлхийгээс "АТС" шилжүүлэх хүрэх ёстой байсан хямд үүрэн утас нь эдийн засгийн хувьд өрсөлдөх юм.

Тэдний бий болгох зайлшгүй шаардлагатай байна:

• geostationary тойрог замд (GEO) хиймэл дагуулууд нь ашиглалт, идэвхгүй бараг бүрэн дүүргэлт,
• давтамж нь нөөц дууссан;
• бий болгох, мэдээллийн geostationary хиймэл дагуул "Yamal" арилжааны ашиглах эерэг туршлага.

Хэрэв та "Yamal" мөрийн хөтөлбөрөө үүсгэж байхдаа, шинэ техникийн шийдэл сансрын үйлчилгээний дэлхийн зах зээл дээр өрсөлдөх чадвартай болохын тулд ийм төхөөрөмжүүдийг боломжтой бөгөөд энэ нь 95% байна.

Энэ нь технологийн харилцаа холбооны тоног төхөөрөмж нь ойролцоогоор долоон жил тутамд нь модулиудын солих гэж байна. Энэ нь тэдний хэрэглэсэн цахилгаан эрчим хүчний нэмэгдэх нь geostationary тойрог замд орж олон 3-4 хүнд хиймэл дагуулын системийг бий болгох юм. Эхлээд, сансрын хөлөг нарны эрчим хүчний 30-80 кВт үндсэн дээр боловсруулсан байна. Дараагийн алхам бол цөмийн хөдөлгүүртэй, 400 кВт үйл ажиллагааны өргөтгөсөн горимд (наад зах нь 10-15 жил) нь эрчим хүчний эх үүсвэр болгон онд тээврийн горим болон 150-180 кВт (үндсэн модуль тэднээс сонгогдсон хүргэх) хүртэл нэг жил ашиглаж болно.

antimeteoritnoy цөмийн хөдөлгүүр Дэлхий системийг хамгаалах

Дууссан RKK "Энержи" сүүлээр 90-ээд оны дизайн судалгаа гэж сүүлт од болон солируудын атомын цахилгаан станц болон YAERDU ашиглаж болох нь бөөм нь antimeteoritnoy Дэлхий батлан хамгаалах тогтолцоог бий болгох үзүүлсэн байна:

1. Дэлхийн тойрог замаас хөндлөн солируудын болон сүүлт од траектори хяналт тавих тогтолцоог бий болгох. Учир нь энэ нь аюултай объектуудыг илрүүлэх нь тэдний траектори үеийн параметрүүд болох, тэдгээрийн шинж чанар анхан шатны судалгаа тооцоолох оптик болон радарын тоног төхөөрөмжөөр тоноглогдсон тусгай сансрын хөлөг зохион байгуулах санал тавьсан. 150 кВт-ын хос горим thermionic ЦЭН хүчин чадал бүхий систем нь цөмийн зай машин оролцуулж болно. Түүний амьдрал наад зах нь 10 жил байх ёстой.
2. хогийн аюулгүй солир үзүүлэх нөлөөллийн (дулааны дэлбэрэлт төхөөрөмж) нь сорил. нь бага гаригуудын-өнцөгтийн шинжилгээний багажийн YAERDU цахилгаан дамжуулах хүргэж даацтай (150-500 кВт) масс хамаарна.
3. стандарт өртөх хүргэх аюултай объект дэлхийд ойртох нь (15-50 тонн амдан нийт масс) гэсэн үг юм. Цөмийн шаардах тийрэлтэт хөдөлгүүр нь аюултай бага гариг thermonuclear эрхэлсэн хүргэх нь 1-10 МВт-ын хүчин чадалтай бөгөөд дэлбэрэлт улмаас аюултай замаас үүнийг эсэргүүцэх чадвартай урсгал бага гаригуудын материал гадаргууг.

гүн сансарт эрдэм шинжилгээний тоног төхөөрөмж нийлүүлэх

сансрын объектын шинжлэх ухааны тоног төхөөрөмж (алс холын гариг, үе үе сүүлт од, солирыг) хүргэлт орон зай дээр суурилсан LRE үе ашиглан хийж болно. хиймэл дагуул нь селестиел биеийг тойрог замд зорилго гаралт тавьж байх үед сансрын тээврийн хэрэгслийн цөмийн хөдөлгүүрийг ашиглах, шаардлагатай байна, энэ нь селестиел биед шууд холбоо барих, олон нийтийн өсөлт судалгааны цогцолбор, буух, хөөрөлт үе шатанд оруулахыг шаардах материал дээж болон бусад судалгааны сонгон шалгаруулах.

параметрүүд хөдөлгүүр

сансрын хөлөг эрдэм шинжилгээний цогцолбор цөмийн хөдөлгүүр төлөвлөлт хялбарчилж, төслийн өртгийг багасгах, (улмаас биеийн ажлын хурд нь хяналттай эмнэлгээс гарах хүртэл) "цонх эхлэл" өргөжүүлэх болно. Судалгаанаас RSC "ENERGIA" гүйцэтгэж, гурван жил хүртэл нь YAERDU 150 кВ-ын орон зай дахь модулиудыг хүргэх ирээдүйтэй арга юм гэдгийг харуулсан бага гаригуудын бүс.

Үүний зэрэгцээ нарны системийн алс холын гариг тойрог замд үед судалгааны нэгжийн хүргэх нөөц нэмэгдэж, 5-7 жил хүртэл цөмийн суулгах хүртэл шаарддаг. Энэ нь судалгааны нэг хэсэг болох тухай 1 МВт-ын хүчин чадал бүхий YAERDU цогцолбор сансрын хөлөг нь газар дэлхий дээрх хиймэл дагуулын хамгийн алс холын гариг, эдгээр гаригууд байгалийн хиймэл дагуул нь гадаргуу дээр гаригийн Роверс болон хүргэх тойрог замд 5-7 жилийн турш хүргэх хурдасгах боломжтой болно гэдгийг баталсан байна сүүлт од, солирыг, мөнгөн ус болон Бархасбадь болон Санчир гаригийн хиймэл дагуул.

Дахин ашиглах өргөх (MB)

сансарт тээврийн үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлэх нь хамгийн чухал арга замуудын нэг нь тээврийн системийн дахин элемент юм. наад зах нь 500 кВт-ын сансрын эрчим хүч цөмийн хөдөлгүүр нь та дахин чирэх бий болгох, улмаар ихээхэн олон шатлалт сансрын тээврийн системийн үр ашгийг дээшлүүлэх боломжийг олгодог. хөтөлбөрт ийм систем нь ялангуяа ашигтай томоохон жилийн ачааны урсгалыг хангана. Үүний нэг жишээ бий болгох болон жолоодлогот суурь, засвар үйлчилгээ нь сарны хайгуулын хөтөлбөр байнга нэмэгдүүлэх, туршилтын технологи, аж үйлдвэрийн цогцолбор байдаг байж болох юм.

эргэлтийн тооцоо

нь жолоодлогот сарны суурийн барилга Дэлхийгээс 30 м-ийн нийт ачаа ба сарны тойрог замын станц зочилсон 700-800 тонн гэж тооцоолсон байна - Зураг төсөл боловсруулах судалгаа RSC "ENERGIA" -ын саран дээр бааз байгуулах 10 орчим тонн, сарны тойрог жинтэй модулиудыг хүргэх ёстой. болон суурийн үйл ажиллагаа, хөгжлийн жил бүр ачаа замын - 400-500 м.

Гэсэн хэдий ч, цөмийн хөдөлгүүртэй зарчим ачааны хурдан тараах боломжийг олгодог байна. Шалтгаалан тээврийн урт удаан цаг хугацаа, тиймийн тул, ихээхэн цаг хугацаа нь бүх ачаа цөмийн хөдөлгүүртэй tugboats ашиглан хүргэгдэж байж чадахгүй даацтай цацраг бүс олох. Тиймээс заасан YAERDU дээр суурилсан байж болно ачаа зөвхөн 100-300 тонн / жил тооцоолсон байна.

эдийн засгийн үр ашиг

эдийн засгийн үр ашиг хоорондын тойрог тээврийн системийн нэг шалгуур хувьд энэ нь зорилтот тойрог замд орж дэлхийн гадаргуугаас даацтай (ХХ) нэгж масс ялгарах нэг тээврийн нэгж өртөг үнэ цэнийг ашиглах нь зүйтэй юм. RSC "ENERGIA" эдийн засаг, математик загвар, харгалзан тээврийн системийн зардлын гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авч боловсруулсан байна:

• бий болгох, тойрог төг нэгжийн арилгах;
• цөмийн байгууламжийг үйл ажиллагаа явуулж байгаа нь худалдан авах;
• үйл ажиллагаа явуулж буй зардал, түүнчлэн R & D, боломжтой хөрөнгө оруулалтын зардал зардал.

Зардлын параметрүүд MB оновчтой параметр хамаарна. Энэ загварт ашиглах дэвшилтэт шингэн үндсэн дээр 1 МВт дахин ашиглах боломжтой төг суурилсан YAERDU хүчин чадал болон нэг төг ашиглах харьцуулсан зардлын үр ашгийг судалсан нь байна пуужин хөдөлгүүр нь 100 тонн / жил 100 км-ийн нийт даацтай жин Сарны тойрог өндөрт нь Дэлхийгээс хүргэлтийг хангах хөтөлбөр юм. хүчин чадал нь тэнцүү үүрэгтэй "Протон-М", цөмийн хөдөлгүүртэй үндсэн дээр төг ашиглан даацтай нэгж масс нэг тээврийн систем тодорхой тээврийн зардлын dvuhpuskovoy хэлхээний барилга явуулах ижил өргөлтийн ашиглаж байгаа үед, нэг удаагийн хэрэглэх үед гурав дахин бага байх болно төрөл ММ-3 шингэн пуужин хөдөлгүүрт tugboats дээр суурилсан.

дүгнэлт

орон зайн хувьд үр дүнтэй цөмийн тийрэлтэт хөдөлгүүрийн орон зай дахь эрчим хүчний утасгүй дамжуулах тогтолцоог бий болгох, дэлхий, Ангараг гариг руу хүн нислэгийн байгаль орчны асуудлыг шийдвэрлэхэд хувь нэмэр оруулах, цөмийн эрчим хүчний хэмжээ маш аюултай цацраг идэвхт хог хаягдлыг газарт аюулгүй байдлын сайжруулсан оршуулгын хэрэгжүүлэх нь жолоодлогот сарны бааз бий болгох, Сарны арилжааны хөгжил, хангах гаригуудын болон сүүлт од аюул нь дэлхийг хамгаалдаг.