Testy palivových tyčí, které mají být namontovány do nového ruského jaderného vesmírného pohonu, započnou již letos. Informoval o tom hlavní konstruktér palivových kazet ruského Vědecko-výzkumného a vývojového ústavu energetické techniky (NIKIET), Jurij Čerepnin.
Dopravně-energetický modul, jehož základní součástí bude jaderný pohon s výkonem v řádech megawattů, společně vyvíjejí podniky Rosatom a Roskosmos. A to na základě rozhodnutí, které v roce 2009 přijala komise pro modernizaci pod hlavičkou ruského prezidenta. NIKIET je hlavním vývojářem reaktorového pohonu a koordinátorem prací.
Dopravní modul, nemající v současné době zahraniční analogie, umožní přepravovat novou kvalitní techniku pro výzkum a potenciální ovládnutí hlubokého vesmíru. Nový projekt předpokládá využití nových elektroreaktivních pohonů, u nichž reaktivní tah vzniká díky proudu iontů urychlených elektrickým polem.
Nezbytnou energii bude pro tento proces zajišťovat kompaktní rychlý jaderný reaktor, přičemž radioaktivní látky nebudou unikat do vnějšího prostředí. Pracovním mediem v novém pohonu bude helium-xenonová směs. První palivová tyč pro tento pohon byla dokončena na začátku července ve Strojírenském závodě, jednom ze závodů Rosatomu, který produkuje jaderné palivo do reaktorů různých typů.
Specifika nového paliva
Podle slov Čerepnina se vývojáři nového paliva opírali o výsledky prací z vysokoteplotní jaderné energetiky, které byly prováděny ještě za sovětských časů: „Jako obvykle, zpočátku se v ústavech a vývojářských odděleních vyvíjejí a testují experimentální výrobky. V našem případě je konstruktérem palivových kazet Fyzikálně-energetický ústav Lejpunského (FEI). Byl proveden dostatečně velký objem přípravných vědecko-výzkumných prací a různých zkoušek a nyní se ke slovu dostává i tovární výroba.“
„Zvláštnost paliva pro nový pohon je v tom, že může fungovat jen při velmi vysokých teplotách. Obvyklá jaderná energetika je přitom v takových případech v koncích, běžne se totiž pracuje při teplotách o tisíc stupňů menších. Proto na vývojáře nejprve čekal výběr vhodných konstrukčních materiálů, které by byly schopny zadržovat negativní vlivy spojené s velmi vysokými teplotami a současně by dovolovaly palivu plnit jeho základní funkci – ohřívat plynné chladicí médium, s jehož pomocí bude vyráběna elektřina,“ dodal Čerepnin.
Podle jeho slov byla při konstrukci palivových tyčí využita i řada „praktických originálních řešení umožňujících bezpečně provozovat vesmírné zařízení. Jako palivo se používá oxid uraničitý, přičemž uran je obohacený více, než je tomu v palivu pro atomové elektrárny. Potřebujeme totiž zařízení s velmi kompaktní konstrukcí.“
Jedním z oříšků vývoje palivových tyčí byl podle Čerepnina jejich plášť: „Základním konstrukčním materiálem se pro ně stala monokrystalická slitina žáruvzdorných kovů na bázi molybdenu. Stálo nás mnoho úsilí, než jsme si osvojili výrobu těchto materiálů v zadaném rozsahu. Technologii rozpracovala NII HPO Luč podle zadání NIKIET.“
Nadcházející zkoušky
Čerepnin dále řekl, že se od letošního roku budou u vyrobených palivových tyčí testovat jejich provozní limity. „Zkoušek bude celkem dost, aby byly zjištěny pracovní možnosti konstrukce palivové tyče. Bude se jednat o vibrační zkoušky, zkoušky nárazového zatížení, houževnatosti při převážení a tak dále,“ dodal společník agentury. Reaktorové zkoušky probíhají ve dvou střediscích – Ústavu reaktorových materiálů ve městě Zarečnyj ve Sverdlovské oblasti a ve Vědecko-výzkumném ústavu atomových reaktorů v Dimitrovgradě, oznámil Čerepnin.
V rámci programu bude také vyroben testovací nosič s pozemním prototypem reaktorového zařízení. Podle názoru Čerepnina je výroba jaderné vesmírné pohonné jednotky v současnosti jedním z nejzajímavějších projektů v ruském atomovém průmyslu: „Jako první na světě děláme kompaktní rychlý reaktor chlazený plynem. A jestli vyladíme konstrukci prototypu, pak se může stát, že takové reaktory najdou využití i v atomové energetice na zemi.“
Konstruktér ještě dodal, že tento projekt zvedl vlnu zájmu ze strany mladých odborníků. „Mladí lidé se o tento projekt zajímají, jen v našem ústavu se na něm podílí několik stovek mladých odborníků z MGTU, MIFI, MEI – tří vysokých škol, ze kterých k nám ochotně přicházejí studenti,“ uzavřel Čerepnin.
Zdroj: atomic-energy.ru
