Новости от российских атомщиков. Тепловыделяющие элементы для космических кораблей. Способ получения радиоизотопа никель-63 для компактных источников питания

За последние дни появились сразу две новости от российских атомщиков о разработке ими новых технологий. Предлагаю ознакомиться.

Проект по созданию российской "ядерной батарейки" представили в Москве

Разработанный российскими специалистами способ получения высокообогащенного радиоизотопа никель-63 является связующим "мостиком" между идеей создания так называемых бета-вольтаических источников питания и ее практическим воплощением, объяснил заместитель начальника технического отдела Горно-химического комбината Дмитрий Друзь.

Предприятие госкорпорации "Росатом" Горно-химический комбинат (ГХК, Железногорск, Красноярский край) представило в Москве на международном салоне изобретений и инновационных технологий "Архимед" проект получения высокообогащенного изотопа никель-63 для источников питания, которые могут использоваться в труднодоступных районах, в том числе в Арктике."На салоне "Архимед" мы представляем способ получения высокообогащенного, не менее 80%, радиоизотопа никель-63 для так называемых бета-вольтаических источников питания. Это изобретение является связующим "мостиком" между идеей создания этих источников и ее практическим воплощением", — пояснил РИА Новости заместитель начальника технического отдела ГХК Дмитрий Друзь.

Преимущества российского метода

Свойства никеля-63 (Ni-63) делают его очень удобной основой миниатюрных, безопасных и не требующих обслуживания бета-вольтаических источников питания с длительным (не менее 50 лет) сроком службы и высокой, до 100 микроватт на кубический сантиметр, удельной мощностью. Такие источники питания можно использовать в труднодоступных районах и в экстремальных условиях.

"С точки зрения безопасности преимущество никеля-63 в том, что это так называемый "мягкий" бета-излучатель, здесь нет ни гамма-излучения, ни нейтронного излучения. Бета-излучение полностью экранируется корпусом элемента питания", — отметил Друзь.

Никеля-63 в природе не существует, поэтому его получают путем облучения нейтронами природного изотопа никель-62 в ядерном реакторе с дальнейшей радиохимической переработкой и разделением на газовых центрифугах.

"Наше изобретение направлено на то, чтобы значительно удешевить получение высокообогащенного никеля-63, что в свою очередь позволит уменьшить стоимость изготовления источников питания", — сказал представитель ГХК.

Производства высокообогащенного Ni-63 нет больше ни в одной стране, кроме России.

"Поэтому речь идет о том, чтобы впервые в мире создать элемент питания на основе высокообогащенного никеля-63. Существующие за рубежом источники питания используют никель-63 низкого обогащения, что не позволяет достигать результатов, нужных заказчикам", — отметил Друзь.

По его словам, планируется "организовать промышленное производство источников питания, конкурентоспособное не только в России, но и в мире". Друзь подчеркнул, что можно говорить о формировании технологической платформы по созданию источников различной формы в зависимости от потребностей заказчика.

Основа для технологического прорыва

Специалисты отмечают, что использование источников питания на основе Ni-63 создаст предпосылки для технологического прорыва во многих областях. В промышленности – в датчиках контроля состояния зданий, трубопроводов, в медицине – в кардиостимуляторах и нейроимплантах.

Эти элементы питания пригодятся для обеспечения работы электротехнического оборудования, в том числе для проектов по освоению Арктики, а также для обеспечения работы космической техники и робототехники.

Серийное производство новых источников позволит создать новую линейку устройств в микроэлектронике – автономные микропроцессорные цифровые устройства со встроенным источником питания.

Проект по источникам питания на высокообогащенном никеле-63 выполняется в рамках создания инновационного кластера ядерно-космических технологий в Железногорске. В число участников проекта, помимо ГХК, входят предприятия Росатома "Электрохимический завод" (Зеленогорск, Красноярский край) и Радиевый институт имени Хлопина (Санкт-Петербург). Также в проекте участвует Сибирский государственный аэрокосмический университет имени Решетнева (Красноярск). "Отраслевые компетенции госкорпорации "Росатом" являются определяющими в проекте", — подчеркнул Друзь.

Ранее сообщалось, что первый прототип источника питания на высокообогащенном никеле-63 появится к 2017 году.

Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" имеет статус федеральной ядерной организации, входит в дивизион ядерной и радиационной безопасности Росатома. ГХК — ключевое предприятие Росатома по созданию технологического комплекса замкнутого ядерного топливного цикла на основе инновационных технологий нового поколения. На ГХК впервые в мире сосредоточены сразу три высокотехнологичных передела — хранение отработавшего ядерного топлива реакторов АЭС, его переработка и производство нового ядерного МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах.

РИА Новости http://ria.ru/atomtec/20160330...

© Фото: http://ria.ru/atomtec/20151225... официальный аккаунт ROSATOM на Facebook

Росатом изготовил тепловыделяющие элементы для ядерного реактора космического корабля

На предприятии ТВЭЛ «Машиностроительный завод» (ПАО «МСЗ», Электросталь) прошла приёмка первой опытной партии тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерной энергодвигательной установки для дальних космических полётов. Во время приёмки проверили документацию и состояние самих твэлов — размеры, внешний вид, герметичность и т.д.

Разработка энергодвигательной установки мегаваттного класса началась в 2010 году, причём конструкция позволяет по этой технологии изготовлять и двигатели на 10 МВт. Опытный образец не имеющей аналогов в мире ядерной энергодвигательной установки Росатом рассчитывает представить в 2018 году.

Новый участок для изготовления «космических» твэлов в МСЗ создан всего за полтора года. «Теперь можно смело утверждать, что новый участок позволяет изготавливать уникальные по своей конструкции и технологии твэлы для опытной активной зоны РУГК [реакторной установки газовой космической]», — сказал инженер-технолог ПАО «МСЗ» Андрей Фролов.

Российские специалисты уверены, что ядерный двигатель лучше всего подходит для отправки космических аппаратов на Марс и к другим планетам, а также для орбитальных миссий и др.

Ядерный реактор транспортно-энергетической установки нагревает газ, тот крутит турбину, вырабатывая электричество для двигателя с удельной тягой в 20 раз выше химической. В состав энергодвигательной установки входят энергоблок с турбомашинным преобразованием энергии на основе газодинамического цикла Брайтона и связка электрореактивных двигателей. Энергоблок представляет собой одноконтурную ядерную энергоустановку на основе высокотемпературного газоохлаждаемого реактора.

Использование в качестве источника энергии ядерного реактора в 30 раз увеличивает энерговооруженность космических аппаратов и на порядок снижает расход топлива на единицу веса, рассказал генеральный директор «Центра Келдыша» Анатолий Коротеев.

Раньше предполагалось выпустить опытный образец в 2017 года. «Росатом сейчас разрабатывает ядерный реактор, мы (Роскосмос) — всю остальную часть. Думаю, что на опытный образец выйдем в 2017 году, и там уже надо будет принимать решение — делать лётную машину или нет. Но пока надо сделать опытный образец и отработать его на земле», — говорил в 2012 году глава Роскосмоса Владимир Поповкин. — Россия здесь лидер, несмотря на то, что был застой, но много было сделано в советское время. Это, например, энергоустановки "Топаз"».

В 1970-е СССР запустил три десятка спутников, оснащённых ядерными энергетическими установками малой мощности. Одновременно в Семипалатинске проводились испытания ядерного реактора большой мощности — ИВГ-1.

Реактор ИВГ-1 и системы подачи компонентов

Сейчас работы в этом направлении возобновляются. В России впервые в мире разработана технология создания монокристаллических длинномерных трубок из высокотемпературных сплавов, для уникального двигателя разработаны и другие оригинальные элементы. Главным конструктором ядерной энергетической установки выступает Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники (НИКИЭТ) им. Н.А.Доллежаля.

22 марта в 21:23 https://geektimes.ru/post/2731...

См обзорный пост: Пульс Российского космоса. В преддверии 55 летнего юбилея полета Гагарина. Новости за последние дни марта. https://cont.ws/post/236579