Обнинские учёные разработали «источник жизни» для районов Арктики

Специалисты Физико-энергетического института имени Лейпунского (Обнинск) разработали проект уникального компактного и экологически безопасного ядерного энергоисточника «РИФМА», который предлагается использовать для обеспечения энергией объекты, расположенные в труднодоступных и удаленных районах Российской арктической зоны, включая спецобъекты Минобороны. 

По замыслу обнинских ученых, задачу надежного и эффективного энергоснабжения автономных объектов в северной части России можно решить путем использования автономных, малогабаритных и безопасных ядерных энергоисточников мощностью 10 — 500 киловатт, в том числе с применением выносного термофотовольтаического способа преобразования энергии (устройства для преобразования тепловой энергии в электрическую посредством фотоэлектрического эффекта). 

В прошлом году была предложена общая компоновка такого энергоисточника — «РИФМА» мощностью 100 киловатт. Уже получены предварительные характеристики установки. 

В основе предложенной концепции лежит малогабаритный, размещаемый под землей в толще грунта ядерный реактор бассейнового типа на низкообогащенном уране с водой под атмосферным давлением. Активная зона реактора охлаждается с помощью вертикально расположенных тепловых труб, внутри которых находится жидкометаллический теплоноситель литий. 

По данным из открытых источников, ядерный реактор с прямым преобразованием энергии за пределами активной зоны работает следующим образом. В активной зоне реактора происходят ядерные реакции с выделением тепла, которое передается к зоне испарения в нижней части тепловой трубы. Увеличение мощности реактора с помощью системы управления приводит к повышению температуры тепловой трубы, находящийся в ней жидкометаллический теплоноситель плавится и испаряется, поглощая при этом теплоту испарения. Пар теплоносителя распространяется снизу вверх по тепловой трубе, где в ее верхней части конденсируется и разогревает корпус трубы до заданной рабочей температуры. 

Наружная боковая поверхность корпуса трубы в зоне конденсации теплоносителя излучает полученное тепло на термофотоэлементы. Благодаря фотоэффекту в них возникает электрический ток. Таким образом, часть тепловой энергии превращается в электрическую. 

Как отмечается в отчете, для «РИФМы» предложены фотоэлементы на основе так называемых полупроводниковых гетероструктур, обеспечивающих эффективность преобразования энергии на уровне 12 — 17%. Реактор рассчитан на работу в автономном режиме в течение десяти лет без постоянного технического обслуживания.