Pele mini-atomerőmű borús jövője. Forrás: pipedot.org
A tökéletes kütyü
A mérnökök fejében nagyon régóta ott van az ötlet, hogy katonai célokra megszelídítsék az atomreaktort, és nem több mint egy terepi műszaki berendezés.
Az elsők szovjet tervezők voltak egy hernyós TES-3 atomerőművel az 50-es évek végén. Nem nevezhető kompaktnak - az infrastruktúrával ellátott atomreaktort négy nehéz alvázra helyezték tankok. Az állomás kifogástalanul működött, hosszú élettartamú volt, és jól el tudta látni árammal és hővel egy távoli helyőrséget. De a TPP-3 méretei és túlzott súlya nem tette lehetővé a tervezés további javítását.
Új szinten folytatódott a mobil atomerőmű koncepciója a 80-as évek elején, amikor a szovjet ipar a Pamir-630D terméket kínálta a sorozatnak. Ha a TPP-3-at a nyomás alatti vizes reaktor klasszikus sémája szerint készítették, akkor a Pamirban a hűtőközeg a dinitrogén-tetroxid alapú nitrin vegyület volt. Ez lehetővé tette a reaktor méreteinek csökkentését és a forró zóna kimeneti hőmérsékletének 500 Celsius fokra történő emelését. Az állomást két nehéz vonóhálón helyezték el, amelyek traktorai fehérorosz MAZ-ok voltak, speciális kialakításban. A TES-3-mal ellentétben egy pár félpótkocsi közlekedhet közutakon és egészen tisztességes terepen.
Ez csak egy valódi robbanó keverék eredményeként derült ki kerekeken. Nemcsak csaknem húsz kilogramm erősen dúsított urán-dioxid volt a reaktorban, hanem a hűtőfolyadék is meglepően mérgezőnek bizonyult. Állítólag a reaktor munkafolyamatainak bejáratása közben az egyik fejlesztőt Nitrin halálra mérgezte. A csernobili baleset után a projektet lezárták, és azóta semmit sem lehetett hallani mobil atomreaktorok hazai projektjeiről.
De a kis méretű atomerőművektől elkülönített katonai helyőrségek áramellátásának ötletét nem vetették el. Különösen az Északi-tengeri útvonal fejlődésének fényében.
Az Egyesült Államokban a mobilállomásokkal kapcsolatos első tapasztalatok a 60-as évek elejére nyúlnak vissza. Az ML-1 Mobile Power System forradalmasította az iparágat.
Először is, a méret csökkentése érdekében a mérnökök nagy kockázatot vállaltak, és nitrogénnel szivattyúzták a reaktort. Elméletileg hűtőfolyadék szerepét kellett volna betöltenie, és ebben az esetben a készletei gyorsan pótolhatók a környező levegőből. A reaktor forró zónájának gázhűtése azonban nem triviális megoldásokat igényelt a kör lezárására. Az amerikaiak soha nem tudták megoldani ezt a problémát - a gáz szivárgott a vezetékekből, sőt sok radioaktív részecskét is vitt magával.
Az ML-1 második egyedülálló tulajdonsága a légi szállíthatóság volt – ez volt az első történetek effajta precedens. Az állomást négy szabványos konténerbe helyezték, és légi úton a C-130-asra szállították.
Amint az már világos, a forradalom nem történt meg - a tervezés olyan nyersnek bizonyult, hogy még csak próbaüzembe sem került a csapatokban.
Pele projekt
Az amerikaiak az Advanced Medium Mobile Power Source komplexumot használják fő mobil energiaforrásként, amely öt, 2,5 kW és 2,5 MW közötti teljesítményű többtüzelésű elektromos generátort foglal magában. A fejlesztők azt állítják, hogy a 2011-ben forgalomból kivont elődeikhez képest a generátorok 21 százalékkal gazdaságosabbak, valamint megbízhatóbbak és biztonságosabbak.
A fizika és a kémia törvényeit azonban nem lehet megtéveszteni – az erőművek helyőrségeinek folyamatosan tüzelőanyagot és fogyóanyagot kell szolgáltatniuk. Ez egyrészt gondot okoz, másrészt növeli bármely elszigetelt amerikai bázis támadásokkal szembeni sebezhetőségét. Érdemes üzemanyaggal blokkolni a lakókocsikat, és nem tart sokáig a dicsőített amerikai technológia. Az amerikai hadsereg katonai bázisainak száma meghaladta a nyolcszázat, ami óriási problémákat okoz az üzemanyag-szállításban.
Ugyanakkor a Pentagon folyamatosan növeli az áramfogyasztók számát a hadseregben. Az amerikaiak azt tervezik, hogy 25-30 éven belül a könnyű kerekes járműveket elektromos vontatásra helyezik át. És a jövőben ezt a tendenciát a tervek szerint kiterjesztik minden páncélozott járműre, egészen a tankokig. Ugyanakkor az Egyesült Államok lézeres rakétavédelemről és egy rakás kütyüről álmodik, amelyek megsokszorozzák az áramszükségletet. Ezért, ha nem létezne egy kis méretű, katonai célú atomerőmű projektje, akkor azt ki kellene találni.
Az amerikaiak pedig azzal a sztorival táplálják az adófizetőket, hogy csökkentik a katonai infrastruktúra hírhedt "szénlábnyomát". A Pentagon szerint csak 2020-ban a hadsereg "közel 78 millió hordó üzemanyagot használt el hajók, repülőgépek, harcjárművek és tartalékbázisok meghajtására, összesen 9,2 milliárd dollár értékben".
Lenyűgöző adatnak tűnik, amely azonban a Pentagon 750 milliárd dolláros védelmi költségvetése mellett jelentéktelennek tűnik. És az Egyesült Államok légkörébe évente eljutó kibocsátások hátterében a hadsereg részesedése alig éri el a pár százalékot. A kutatók számításai szerint az elmúlt három évben az amerikai hadsereg tizenkét havonta több mint ötvenmillió tonna szén-dioxidot bocsátott ki. A világ legtöbb országa elvileg nem képes ekkora tömegű üvegházhatású gázok előállítására.
Így nézhet ki Pele. Forrás: atomic-energy.ru
A fenti kérdésekre a válasz az amerikaiak egy Pele nevű, negyedik generációs kisméretű atomreaktor projektjét tekintették.
A fejlesztési program 2022 márciusában indult, és az amerikaiak számára egy 1-5 MW teljesítményű, soros, kis méretű atomerőmű létrehozásában kell, hogy csúcsosodjon. Ugyanakkor a tervek szerint legfeljebb háromévente egyszer töltenek be nukleáris üzemanyagot a reaktorba. Érdekes módon Pele-nek kell lennie az első IV. generációs reaktornak az Egyesült Államokban.
A történelem során másodszor próbálkozik a Pentagon forradalmasítani az atomenergiát – a hatvan évvel ezelőtti ML-1 is teszteletlen megoldásokon alapult. Az első prototípust a tervek szerint az idahoi National Laboratory-ban készítik el. A IV. generációs atomerőmű egy tág fogalom, amely számos különböző rendszert foglal magában, amelyek mind a hűtés típusában, mind a felhasznált tüzelőanyagban különböznek egymástól. Az amerikaiak Pele számára a gázhűtést (üdvözöljük az ML-1 nitrogénből) és egy nagyon specifikus üzemanyagot - a TRISO-t (tristrukturális-izotróp) választották.
Triso tabletták. Forrás: www.naukatehnika.com
Egy 0,5 mm átmérőjű urán-dioxid golyót grafithéjba csomagolnak, ezt követi egy pirografit, szilícium-karbid réteg, és a tetején mindent egy másik pirografit héj borít. A dioxid magot körülvevő grafit felelős a hasadási termékek megtartásáért. Egyébként a Pele egy tipikus reaktor - az üzemanyagot a rudakba töltik, és a forró zónából a hőt egy még meg nem nevezett gáz továbbítja a gőzfejlesztőnek. Lehet hélium, nitrogén vagy akár hidrogén is – az amerikaiak több mint fél évszázada megtanulták, hogyan kell tömített és tartós csővezetékeket építeni bármilyen hűtőfolyadékhoz.
A kompakt atomerőmű vezető fejlesztője a BWX Technologies, amely pénzt keres a nukleáris üzemanyag-ellátáson. A Pele prototípus megépítésére vonatkozó szerződést tavaly írták alá, és 300 millió dollárt szán erre a célra. A kész termék 2024-re várható. A BWX 2022 decemberében kezdte meg az új reaktorhoz adaptált „háromrétegű” TRISO üzemanyag gyártását.
A BWX Technologies Lynchburgban, Virginia államban. Forrás: atomic-energy.ru
Pele deklarált biztonsága ellenére az amerikaiak jól tudják, hogy egy mini-atomerőmű még egy helyi zűrzavar esetén sem tud túlélni néhány napot sem. Még a legultramodernebb atomerőmű halála is egy banális bányából vagy lövedékből hosszú időre használhatatlanná teszi a közeli területet. Valamint a környező katonák. Ezért a Pentagon azt javasolja, hogy a Pele-t egyelőre csak szigeti bázisokon és az Északi-sarkvidéken használják fel. Összeomlás, több atomerőmű halála esetén a kontinentális Amerika könnyen túléli. Ugyanez nem mondható el a potenciális ellenfelekről.
A Pele-program közvetve azt jelzi, hogy az amerikaiak jelentős versenyt kívánnak teremteni Oroszország számára az északi tengeri útvonal ellenőrzéséért. A mini-atomerőművek az északi erők felépítésének és az egyes blokkok autonómiájának növelésének eszközei. És ezt mindenkinek figyelembe kell vennie a jövőben. Ha Pele továbbra is úgy játszik, ahogy kell.