Реактор-перетворювач «Ромашка»

принципова схема реактора-перетворювача «Ромашка»

«Ромашка» — перший у світі ядерно-енергетичний пристрій, що використовує принцип прямого перетворення теплової енергії реактора в електричну.

Технічні передумови

Використання термоелектричних і термоемісійних перетворювачів енергії в поєднання з ядерними реакторами дозволило створити принципово новий тип пристроїв, в яких джерело теплової енергії — ядерний реактор і перетворювач теплової енергії в електричну об'єднані в єдиний агрегат — реактор-перетворювач .

Розробники

• Інститут атомної енергії імені І. В. Курчатова
• Сухумський фізико-технічний інститут
• Харківський фізико-технічний інститут (лабораторія ВМ-3, під керівництвом Є. П. Нечипоренка)
• Подільський науково-дослідний технологічний інститут

Сутність пристрою

Пристрій — малогабаритний високотемпературний реактор-перетворювач на швидких нейтронах, активна зона якого складається з дикарбіду урану і графіту. Активна зона реактора (циліндр) оточена берилієвим відбивачем. Температура в центрі активної зони — 1770 °С, на зовнішній поверхні реактора — 1000 °С.

На зовнішній поверхні відбивача знаходиться термоелектричний перетворювач, що складається з великого числа кремній-германієвих напівпровідникових пластин, внутрішні сторони яких нагріваються теплом, виділеним реактором, а зовнішні охолоджуються.

Невикористане тепло з перетворювача випромінювалося в навколишній простір ребристим холодильником-випромінювачем.

«Ромашка» дозволяє безпосередньо отримувати електроенергію без участі будь-яких рухомих робочих тіл і механізмів.

Випробування та використання

Розробка та виготовлення — близько 3 років.

Виведений на потужність 14 серпня 1964.

Пропрацював ~ 15 000 годин (майже два роки)

Виробництво електроенергії — 6100 кВт.год.

Теплова потужність — 40 кВт

Електрична потужність — 500 Вт

Паливо — карбід урану

Пройшов повний цикл ядерних енергетичних випробувань.

Наступні обробка отриманих результатів та вивчення стану елементів установки «Ромашка» показали, що досягнуті параметри і ресурс не є межовими і можуть бути підвищені за рахунок деяких удосконалень конструкції.

Зокрема, доцільним визнане використання замість термоелектричного перетворювача енергії — плоских модульних термоемісійних елементів, розташовуваних на кордоні активної зони і радіального відбивача.

Комплекс робіт, виконаний пристроєм «Ромашка», показав абсолютну надійність і безпеку джерела електроенергії. У зв'язку з тим, що до моменту закінчення випробувань була створена ядерна електрична станція «БЕС-5» значно більшої потужності, подальші випробування установки «Ромашка» були зупинені.

Деякі дослідники зазначають, що доля «Ромашки» у великій мірі залежала від С. П. Корольова, який планував її використовувати у космічних програмах у поєднанні з імпульсними плазмовими двигунами, але, на момент закінчення випробувань — трагічно помер.

На базі пристрою «Ромашка» була створена дослідна установка «Гамма» — прототип автономної АЕС «Олена» електричною потужністю до 500 кВт, призначеної для енергопостачання віддалених районів.

Див. також

• SNAP-10A
• Термоелектрогенератор
• Ядерна батарея
• Радіоізотопний термоелектричний генератор
• Атомна електростанція
• Реакторна установка
• Орбітальна енергетична система
• Фотонний двигун

Джерела

• В.Є.Гуділін, Л.І.Слабкий. Ядерні енергетичні пристрої. Ядерні реактивні двигуни // Ракетно-космічні системи (Історія. Розвиток. Перспективи) = рос. Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). — Москва, 1996. — 326 с.

• Розробка і створення реакторів-перетворювачів «Ромашка» і «Топаз» // інтернет-ресурс Промисловість та енергетика(рос.)^{[недоступне посилання з липня 2019]}