Проект мобильной АЭС Project Pele

Мобильная АЭС Pele перед развёртыванием. Графика BWXT

Несколько лет назад Пентагон запустил амбициозный проект под названием Project Pele. Его цель — создание компактной и мобильной атомной электростанции, которая сможет обеспечить энергией удалённые гарнизоны и другие объекты. К настоящему времени проект дошёл до стадии сборки опытного образца, и через несколько лет новая АЭС будет испытана на полигоне.

Смелые планы

Вооружённые силы США постоянно сталкиваются с проблемой энергоснабжения удалённых гарнизонов. Их не всегда можно подключить к существующим сетям, и требуются иные источники энергии. Традиционно для этих целей используются различные генераторы и мобильные электростанции, работающие на жидком топливе.

Уже давно обсуждается идея создания малогабаритной атомной электростанции, которую можно было бы быстро перебрасывать и развёртывать на нужном месте. Ранее её рассматривали только в теории, но в конце прошлого десятилетия Пентагон принял решение воплотить её в жизнь.

В 2019 г. Управление стратегических возможностей Пентагона инициировало программу под названием Project Pele, целью которой было создание АЭС мощностью от 1 до 5 МВт, способной работать не менее трёх лет без замены топлива. Компоненты этой станции должны быть транспортабельными: они должны перевозиться по воздуху, по железной дороге или автомобильным дорогам. Сборка и запуск должны занимать не более трёх суток, а демонтаж — до семи суток.

В 2019-2020 гг. Пентагон принимал заявки на участие в программе. В начале 2020 г. военные рассмотрели предложенные проекты и выбрали два наиболее перспективных. В марте того же контракты на продолжение работ выдали компаниям BWXT Advanced Technologies и X-energy. За продолжение проектирования они должны были получить по 15 млн долларов. Помогать обеим организациям должна была компания Westinghouse Government Services.

Конкурсная разработка проектов «Пеле» заняла около двух лет. В апреле 2022 г. Пентагон выбрал более удачный вариант перспективной АЭС — его создала компания BWXT Advanced Technologies. Победителю выдали новый контракт на продолжение работ, а субподрядчиком, как и ранее, выступила Westinghouse Government Services.

Реакторная установка на прицепе. Графика Национальной лаборатории Айдахо

По условиям контракта, в течение пяти лет компания-исполнитель должна завершить проектирование, а также построить и отправить на полигонные испытания опытную электростанцию. Дальнейшие этапы, такие как запуск серийного производства и развёртывание АЭС в войсках, контрактом не устанавливаются.

Новый этап

Несколько дней назад Пентагон объявил, что компании BWXT и Westinghouse завершили разработку своего проекта Pele и готовы к переходу на следующий этап. Теперь им предстоит изготовить все необходимые компоненты и собрать полноценный прототип новой АЭС.

На производство, испытания и доводку отдельных частей электростанции отводится около полутора лет. Этот процесс начнется в ближайшее время и, по предварительным оценкам, завершится в начале 2026 г. Затем будет произведена окончательная сборка всего комплекса, который передадут на испытания. Если не возникнет проблем и задержек, это должно произойти до конца 2026-го.

На данном этапе к программе Project Pele присоединилась Национальная лаборатория Айдахо из состава министерства энергетики. Её задача заключается в подготовке полигона для проведения испытаний. На выделенной площадке будет построено бетонное укрытие, в котором разместят все элементы опытной АЭС. Эти работы начнутся и будут завершены в следующем году.

В 2026 г. или позднее компания BWXT доставит готовую электростанцию на полигон Лаборатории Айдахо и установит её в подготовленном сооружении. Согласно утвержденному плану, испытания изделия Pele займут не менее трёх лет. Однако, в связи со сложностью проекта, сроки могут быть увеличены. Кроме того, испытания могут быть продлены для проведения дополнительных экспериментов.

После завершения испытаний Управление стратегических возможностей Минобороны проанализирует их результаты и вынесет своё решение. Если АЭС будет соответствовать всем требованиям, то Пентагон закажет серийное производство, а затем начнет развертывание станций в войсках. Прежде всего, они будут направлены в удалённые гарнизоны, которые не имеют доступа к полноценному энергоснабжению.

Модульная архитектура

К настоящему времени заказчик и исполнитель раскрыли основную информацию о мобильной АЭС Pele. Были представлены ключевые характеристики и возможности этого комплекса, а также его примерный внешний вид и основные элементы.

Схема ключевых компонентов АЭС. Графика BWXT

Проект от компании BWXT предполагает создание мобильной электростанции, все компоненты которой помещаются в четырёх стандартных 20-футовых контейнерах. Масса этих контейнеров не уточняется, однако они должны соответствовать ограничениям военно-транспортной авиации ВВС США. Удалось ли выполнить требования по времени развёртывания и разборки, пока не сообщается.

Один из контейнеров будет занимать непосредственно ядерный реактор. BWXT и Westinghouse создали компактную установку типа HTGR — высокотемпературный газовый реактор. Согласно представленным схемам, активная зона этого реактора выполнена в виде призматического блока, через который будет проходить газ-теплоноситель. В качестве замедлителя используются традиционные графитовые стержни, перемещаемые внутри активной зоны.

Теоретически, схема HTGR позволяет разогревать газ до температур около 1000 °C и передавать тепловую энергию на другие компоненты электростанции. Расчетная мощность системы «Пеле» составит 3-5 МВт. В зависимости от режима эксплуатации и других факторов, одного заряда топлива хватит на 3 года или более.

В трёх оставшихся контейнерах будут расположены другие устройства и системы. Это будут средства управления, системы преобразования электроэнергии и её выдачи в сеть и т.д.

Новое поколение

В целом программа Project Pele имеет большое значение для Пентагона и Минэнерго США. В рамках этой программы разрабатывается принципиально новый образец мобильной электростанции, при помощи которого можно будет серьёзно улучшить положение войск.

Прежде всего, следует отметить, что Pele является передовым проектом. Скорее всего, это будет первая американская атомная электростанция с реактором IV поколения. Новое поколение реакторов отличается определённой сложностью, но позволяет получить более высокие эксплуатационные качества, а также снизить технические риски.

Сам факт появления мобильной АЭС тоже имеет огромное значение. В настоящее время ни армия США, ни армии других стран не располагают системами с таким сочетанием мощности и продолжительности работы. С новой электростанцией американские части смогут решить множество проблем и получить ряд преимуществ.

Демонстрация возможностей транспортировки АЭС Pele. Графика Минобороны США

Мощность в 1-5 МВт будет достаточной для одновременного питания множества потребителей. В первую очередь, это будут различные радиоэлектронные системы военного назначения: связь, локаторы, стационарные комплексы вооружений и т.д. Кроме того, останется значительный резерв для энергоснабжения дополнительных систем или для обеспечения бытовых нужд военнослужащих.

Собственная АЭС позволит любому гарнизону отказаться от генераторов или электростанций на жидком топливе или существенно сократить их количество. Это, в свою очередь, снизит потребности части в топливе и значительно упростит логистику.

Однако имеются и существенные недостатки. Проект Pele даже на уровне теории является весьма сложным. Это может негативно сказаться на его перспективах на всех этапах — от сборки опытного образца до полноценного развёртывания в войсках. Армии только предстоит наработать опыт эксплуатации подобных систем.

Несмотря на небольшие размеры реактора и активной зоны, АЭС Project Pele будет достаточно опасной. Возможны различные утечки и аварии с выбросом радиоактивного вещества. Кроме того, станция предназначена для армии, что добавляет дополнительные риски. Любое поражение или повреждение станции, специальное или случайное, может привести к радиологической аварии с понятными негативными последствиями.

Задел на будущее

Таким образом, Пентагон стремится радикально изменить системы энергоснабжения частей и гарнизонов. Для этого разрабатывается специальная мобильная атомная электростанция, способная заменить существующие источники энергии. Она должна иметь высокие технические характеристики и значительные преимущества перед системами на жидком топливе.

Тем не менее на данный момент программа Project Pele успела пройти только этап разработки технического проекта. Сейчас стартует сборка опытной АЭС, а её испытания начнутся только 2027 г. Серийное производство станций планируется начать не ранее 2030-го. Справится ли новая электростанция с испытаниями и будет ли соответствовать требованиям заказчика, станет ясно лишь через несколько лет.

Рябов Кирилл