Ходячие АЭС: как советские и российские ученые разработали ядерные «энергоходы»
Атомная станция, своим ходом доезжающая до дальних городов и поселков: с 1960-х советские ученые и инженеры разрабатывали минимум три проекта самоходных АЭС, и два из них были реализованы. Как ученые пытались совместить космические и земные технологии — в материале «Энергии+».
ТЭС-3: самая первая
Идея мобильных атомных станций появилась в середине 1950-х. Впервые ее озвучил руководитель Министерства среднего машиностроения (Минсредмаша) Ефим Славский: во время визита на Кировский завод он предложил разработать передвижную АЭС, которая могла бы питать военные и гражданские объекты на Крайнем Севере и в Сибири.
Вариантов было много: АЭС на гусеницах, на пневматическом ходу, на железнодорожной платформе. В итоге остановились на концепте гусеничной установки на усиленном шасси танка Т-10 — на него хотели водрузить водо-водяной реактор, выдающий 1,5 мегаватта электрической мощности. Этого с избытком хватило бы для питания энергией городка на тысячу семей.
Установка получила название ТЭС-3. К июню 1959 года она была готова. ТЭС-3 представляла собой четыре гусеничные самоходки: две несли реактор, третья — паровую турбину, четвертая — пульт управления и вспомогательные системы. Особое внимание уделялось радиационной безопасности. Инженеры спроектировали реакторные модули по принципу матрешки. Внутри них помещался бак, залитый раствором борной кислоты, препятствующей распространению излучения вовне. Внутри бака — герметичный свинцовый «стакан», а уже в нем — сам реактор.
В августе 1959-го ТЭС-3 доставили на площадку в Подмосковье, рядом с Обнинской АЭС. Испытания прошли успешно — самоходная станция успела поработать в системе Мосэнерго в опытном режиме. Специалисты наметили пути для ее улучшения, но в 1964-м работы по проекту были заморожены. После консервации реактора установку разобрали и отправили один из блоков — тот, на котором помещалась паровая турбина, — на Камчатку.
— Предполагалось, что турбина войдет в состав геотермальной электростанции, которая проектировалась в районе Мутновского месторождения парогидротермальных источников, — вспоминает генеральный директор компании «Энергозащита» Дмитрий Зорин, которому в те годы довелось поработать с ТЭС-3. — Увы, выяснилось, что спроектированная под чистый пар с атомного реактора турбина не годится для пара из естественных источников. На ее лопатках быстро образовывались солевые отложения.
«Памир»: самая инновационная
Идеи и концепции, заложенные в ТЭС-3, развились в установке «Памир» (аббревиатура от «передвижной атомный малый исследовательский реактор»). Она вышла еще крупнее и мощнее. Шасси танка сменила платформа белорусского ракетного тягача МАЗ-537 длиной почти девять метров и массой в 21 тонну.
— Вместо водо-водяного реактора в «Памире» использовался реактор на основе газа тетраoксида азота (N₂O₄). В разных состояниях он поглощает и выделяет тепло, выступая поочередно теплоносителем и охладителем. За счет этого реактор получился мощным, относительно простым и компактным, — рассказывает бывший главный конструктор Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники имени Доллежаля Владимир Сметанников. — Тетраоксид азота очень агрессивен и вызывает интенсивную коррозию — этот момент нивелировали, спроектировав активную зону с многократным запасом прочности.
В отличие от ТЭС-3 на «Памире» оборудование уместилось в три модуля: один нес реактор, второй — блок системы управления, третий — вспомогательное оборудование. Шасси ракетного тягача отличалось повышенной проходимостью: установку допускалось использовать даже в горных районах.
Под «Памир» спроектировали специальные перегрузочные устройства — модифицированные автокраны для выгрузки отработанного топлива и загрузки нового. Благодаря им «перезаряжать» реактор можно было прямо на месте всего за полдня.
Владимир Сметанников
Бывший главный конструктор Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники имени Доллежаля
Установку успешно испытали, но в 1986 году произошли катастрофические события на Чернобыльской АЭС, на их фоне остановили работу по многим проектам, в том числе и «Памиру».
ГРЭМ: самая секретная
На рубеже 2010-х появился новый проект — передвижная ядерная энергоустановка малой мощности ГРЭМ на базе ракетного тягача «Ураган». В сборнике РАН от 2011 года опубликовали доклад, посвященный атомным электростанциям малой мощности. Там говорится, что ГРЭМ была попыткой адаптировать космические технологии для земных нужд. «На установке предполагается использовать реактор на смеси ксенона и гелия. Это классическая смесь инертных газов, применяемая для космических ядерных энергоустановок, для которых обеспечение минимальных массогабаритных характеристик является приоритетной задачей, — рассказывал в интервью порталу Atominfo заместитель директора Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники имени Доллежаля Владимир Емельянов. — Гелий обеспечивает максимальный теплосъем с тепловыделяющих элементов газоохлаждаемого реактора, а ксенон, тяжелый инертный газ, позволяет использовать одноступенчатую турбину минимальных габаритов».
Планировалось, что ГРЭМ будет работать без перегрузки топлива не менее 20 лет и выдавать один мегаватт электрической мощности, при этом источники воды для охлаждения не понадобятся. Установка должна была состоять из четырех модулей: с реактором, электротехническим хозяйством, системой управления и «мастерской» с комплектом трубопроводов и запасными частями.
На 2011 год ГРЭМ находилась на стадии концептуального проекта. Как говорилось в докладе, на изготовление одной установки от технического задания до запуска требуется шесть-семь лет.
