Проект «Пеле» представляет собой инновационный подход в области энергетики, так как он использует газовую турбину вместо традиционной паровой, что является редкостью для реакторов.
С высокой температурой активной зоны разработчики ожидают, что «Пеле» будет компактным и экономически эффективным, несмотря на небольшую мощность. Компания BWXT активно работает над созданием активной зоны реактора мощностью 1,5 мегаватта, планируя запустить проект в 2028 году.
Одной из ключевых особенностей проекта является использование уранового топлива, обогащенного ураном-235 до 20%. Это топливо производится путем обеднения оружейного урана из устаревшего ядерного арсенала США.
Важным аспектом является замена паровой турбины на газовую, что разработает компания Rolls-Royce. Большинство действующих АЭС используют паровые турбины, которые трудятся с температурой до 600 градусов Цельсия, что не позволяет эффективно работать газовым аналогам.
Но благодаря высокой температуре активной зоны «Пеле», газовая турбина сможет достичь более высокой эффективности.
Газовые турбины имеют значительное преимущество по сравнению с паровыми: их компактность и более легкий вес. В рамках проекта «Пеле» микро-АЭС должна быть компактной, помещаться в четырех стандартных 20-футовых морских контейнерах, которые могут перевозиться как грузовиками, так и самолетами, такими как С-17.
Общая масса контейнеров ограничена 40 тоннами, что требует материалоемкости не более 27 тонн на мегаватт. Установка должна легко размещаться на открытых площадках.
Для сопоставления, современные гига ваттные энергетические реакторы требуют 900 тонн конструкций на мегаватт. Это делает задачу разработчиков из ВWXT весьма амбициозной, но успешное решение проблемы может открыть путь к созданию малых АЭС с мощностью до 150 мегаватт и общей массой около 4000 тонн, что все еще значительно меньше, чем у существующих аналогов.
Например, российская плавучая станция ПАТЭС с сопоставимой мощностью находится на несамоходном судне с водоизмещением 20 тысяч тонн. Однако многие аспекты проекта остаются неизвестными из-за его военного статуса. Глава разработки упомянул, что реактор будет «производить горячий воздух», что также позволит использовать его для отопления.
Неясно, будет ли турбина работать по открытому или закрытому циклу, так как первый вариант проще и дешевле, но менее эффективен, в то время как последний обходится дороже и сложнее, но демонстрирует более высокий КПД.
Проект, запущенный американской стороной, основывается на активном развитии компактных реакторов в России и Китае. В качестве примера приводятся не только ПАТЭС, обеспечивающая энергией Певек на Чукотке, но также ядерный реактор ракеты «Буревестник».
Топливо для газоохлаждаемого микрореактора будет состоять из специальных шариков диоксида урана, покрытых графитом, что увеличивает его устойчивость к плавлению до 1800 градусов — выше температуры плавления стали, из которой изготовлен сам реактор. Одной загрузки топлива будет включать до миллиона шариков, размером с те, что в шариковой ручке.
Даже в случае разгерметизации значительная часть топлива останется в защитных капсулах, что поможет минимизировать зону радиоактивного заражения в случае разрушения реактора. Однако такие системы не планируется размещать на передовой, их основное предназначение — снабжение электричеством тыловых военных баз США, расположенных на расстоянии сотен километров от линии фронта.
Военные разработки компании BWXT не ограничиваются только наземными системами. Ранее она занималась проектированием ядерного ракетного двигателя для космоса в рамках проекта DRACO, однако текущие сокращения бюджета NASA ставят этот проект под угрозу. В будущем компания может быть задействована в разработке ядерных реакторов, подходящих для работы в открытом космосе или на Марсе, благодаря своей компактности и отказу от паровых турбин, что сделает эти разработки более эффективными.
В этом обзоре представлены несколько интересных событий и значимых научных исследований. Первое — это возможность бесплатного участия в лекциях и экскурсиях, проводимых 29 и 30 июля, что открывает доступ к знаниям для всех желающих.
Далее, стоит отметить важное открытие в области физики. Ученые впервые смогли наблюдать спиновые волны, или магноны, с нанометровым разрешением, что является значительным шагом к созданию более быстрой и энергоэффективной электроники.
Кроме этого, проект под названием «Пеле» предлагает принципиально новый подход к энергогенерации. В отличие от традиционных реакторов, он основан на использовании газовой турбины и имеет высокотемпературную активную зону, что позволяет сделать его компактным и более доступным, несмотря на ограниченную мощность.
В медицине также произошли важные открытия. Исследование по анозогнозии показало, что пожилые люди с деменцией нередко неправильно оценивают свои финансовые навыки, тогда как их сверстники без этого диагноза осознают, что их финансовая грамотность снижается с возрастом.
Наконец, внимание привлекает комета 3I/ATLAS, прибывшая из межзвездного пространства. Она движется по траектории, которая предоставляет возможности для гравитационных маневров, однако ее отслеживание с Земли затруднено.
Некоторые ученые отмечают, что результаты экспериментов по изучению эмоционального воздействия музыкальных композиций, созданных как нейросетями, так и людьми, открывают интересные перспективы. Исследование показало, что музыка, написанная искусственным интеллектом, может вызывать чувства, сопоставимые с теми, что вызывают композиции, созданные человеком. Это интригующее открытие ставит под сомнение традиционные представления о творчестве и эмоциональной связи с произведениями искусства.
В другом важном научном достижении физики смогли впервые визуализировать спиновые волны, или магноны, в материалах на наноуровне, что может привести к созданию более эффективной электроники, работающей быстрее и с меньшим потреблением энергии. Такие разработки могут кардинально изменить наши технологии и привести к новым возможностям в электронике.
Тем временем, на Земле другая проблема требует внимания: борщевик, являющийся опасным растением, занимает огромные площади в России. В этом году было зафиксировано множество случаев ожогов у людей из-за контакта с борщевиком, что привело к принятию Госдумой нового закона, обязывающего землевладельцев принимать меры по борьбе с этим зловредным растением. Однако помимо борщевика существуют и другие токсичные растения, о которых общество практически ничего не знает. Ученые Пермского Политеха выяснили, что даже подходить к борщевику ночью может быть опасно, и подчеркнули, что безобидные на первый взгляд растения также могут быть смертельно ядовитыми.
В заключение, мир науки продолжает развиваться, открывая новые горизонты и указывая на важность изучения как технологий, так и природы. Устойчивость к токсичным растениям, создаваемым искусственным интеллектом произведения и достижения в области физики показывают, что впереди нас ждут не только вызовы, но и возможности для значительных изменений в различных сферах жизни.
