Proyecto Pele: un reactor que siempre está contigo
El sombrío futuro de la minicentral nuclear de Pele. Fuente: pipedot.org
El artilugio perfecto
La idea de domesticar un reactor nuclear para fines militares y convertirlo en un equipo técnico de campo ha estado en la mente de los ingenieros durante mucho tiempo.
Los primeros fueron diseñadores soviéticos con una central nuclear de oruga TES-3 a finales de los años 50. No se puede llamar compacto: el reactor nuclear con infraestructura se colocó en cuatro chasis de pesado tanques. La estación funcionó a la perfección, tuvo una larga vida útil y bien podría suministrar electricidad y calor a una guarnición remota. Pero las dimensiones y el peso exorbitante de TPP-3 no permitieron una mayor mejora del diseño.
En un nuevo nivel, el concepto de estación nuclear móvil continuó a principios de los años 80, cuando la industria soviética ofreció el producto Pamir-630D a la serie. Si TPP-3 se fabricó de acuerdo con el esquema clásico de un reactor de agua a presión, entonces en Pamir el refrigerante era el compuesto de nitrina basado en tetróxido de dinitrógeno. Esto permitió reducir las dimensiones del reactor y elevar la temperatura a la salida de la zona caliente a 500 grados centígrados. La estación se colocó en dos redes de arrastre pesadas, cuyos tractores eran MAZ bielorrusos en un diseño especial. A diferencia del TES-3, un par de semirremolques podrían moverse por la vía pública y fuera de la carretera bastante decente.
Simplemente resultó como resultado de una mezcla explosiva real sobre ruedas. No solo había casi veinte kilogramos de dióxido de uranio altamente enriquecido en el reactor, sino que también el refrigerante resultó ser sorprendentemente tóxico. Se alega que durante el rodaje de los procesos de trabajo del reactor, uno de los desarrolladores fue envenenado por Nitrin hasta la muerte. Después del accidente de Chernobyl, el proyecto se cerró y desde entonces no se ha vuelto a saber nada sobre proyectos domésticos de reactores nucleares móviles.
Pero no se abandonó la idea de suministro de energía para guarniciones militares separadas de plantas de energía nuclear de pequeño tamaño. Especialmente a la luz del desarrollo de la Ruta del Mar del Norte.
En Estados Unidos, las primeras experiencias con estaciones móviles se remontan a principios de los años 60. Fue el sistema de energía móvil ML-1 el que iba a revolucionar la industria.
Primero, para reducir el tamaño, los ingenieros se arriesgaron mucho y bombearon el reactor con nitrógeno. En teoría, se suponía que debía desempeñar el papel de refrigerante, y en cuyo caso sus reservas podrían reponerse rápidamente del aire circundante. Pero el enfriamiento por gas de la zona caliente del reactor requería soluciones no triviales para sellar el circuito. Los estadounidenses nunca pudieron resolver este problema: el gas se escapaba de las tuberías e incluso transportaba muchas partículas radiactivas.
La segunda característica única del ML-1 fue su capacidad de transporte aéreo: fue el primero en historias precedente de este tipo. La estación se colocó en cuatro contenedores estándar y se transportó por aire al C-130.
Como ya está claro, la revolución no sucedió: el diseño resultó ser tan crudo que ni siquiera llegó a la operación de prueba en las tropas.
Proyecto Pelé
Los estadounidenses utilizan el complejo Advanced Medium Mobile Power Source como principal fuente de energía móvil, que incluye cinco generadores eléctricos multicombustible con una capacidad de 2,5 kW a 2,5 MW. Los desarrolladores afirman que, en comparación con sus predecesores, retirados del servicio en 2011, los generadores son un 21 por ciento más económicos, además de más confiables y seguros.
Sin embargo, las leyes de la física y la química no se pueden engañar: las guarniciones de las centrales eléctricas tienen que suministrar continuamente combustible y consumibles. Esto es, en primer lugar, problemático y, en segundo lugar, aumenta la vulnerabilidad de cualquier base estadounidense aislada frente a los ataques. Vale la pena bloquear las caravanas con combustible, y la tan cacareada tecnología estadounidense no durará mucho. El número de bases militares en el ejército estadounidense ha superado las ochocientas, lo que crea enormes problemas con el suministro de combustible.
Al mismo tiempo, el Pentágono aumenta constantemente el número de consumidores de electricidad en el ejército. Los estadounidenses planean transferir vehículos ligeros de ruedas a tracción eléctrica en 25 a 30 años. Y en el futuro, está previsto que esta tendencia se extienda a todos los vehículos blindados, hasta los tanques. Al mismo tiempo, Estados Unidos sueña con una defensa antimisiles láser y un montón de artilugios que multiplican la necesidad de electricidad. Por tanto, si no existiera el proyecto de una central nuclear de pequeño tamaño con fines militares, habría que inventarlo.
Y los estadounidenses están alimentando a los contribuyentes con una historia sobre la reducción de la notoria "huella de carbono" de la infraestructura militar. Según el Pentágono, solo en 2020, el Ejército "utilizó casi 78 millones de barriles de combustible para propulsar barcos, aviones, vehículos de combate y bases de reserva, por un total de 9,2 millones de dólares".
Parece ser una cifra impresionante, que sin embargo parece insignificante en el contexto del presupuesto de defensa de $ 750 mil millones del Pentágono. Y en el contexto de las emisiones que arrojan anualmente a la atmósfera de los Estados Unidos, la participación de los militares apenas alcanza un dos por ciento. Los investigadores han calculado que durante los últimos tres años, el ejército estadounidense ha emitido más de cincuenta millones de toneladas de dióxido de carbono cada doce meses. La mayoría de los países del mundo no son capaces, en principio, de generar tal masa de gases de efecto invernadero.
Así es como se vería Pelé. Fuente: atomic-energy.ru
La respuesta a todas las preguntas anteriores, los estadounidenses consideraron el proyecto de un reactor nuclear de tamaño pequeño de cuarta generación llamado Pele.
El programa de desarrollo comenzó en marzo de 2022 y debería culminar para los estadounidenses con la creación de una central nuclear en serie de tamaño pequeño con una capacidad de 1 a 5 MW. Al mismo tiempo, está previsto cargar combustible nuclear en el reactor no más de una vez cada tres años. Curiosamente, Pele debería ser el primer reactor de cuarta generación en los Estados Unidos.
Por segunda vez en la historia, el Pentágono está tratando de revolucionar la energía nuclear: ML-1 hace sesenta años también se basó en soluciones no probadas. Se planea crear el primer prototipo en el Laboratorio Nacional en Idaho. La CN de IV generación es un concepto amplio que incluye varios esquemas diferentes que difieren tanto en el tipo de refrigeración como en el combustible utilizado. Los estadounidenses para Pele eligieron refrigeración por gas (hola del nitrógeno ML-1) y un combustible muy específico: TRISO (triestructural-isotrópico).
Triso comprimidos. Fuente: www.naukatehnika.com
Una bola de dióxido de uranio con un diámetro de 0,5 mm se envuelve en una capa de grafito, seguida de una capa de pirografito, carburo de silicio, y encima todo se cubre con otra capa de pirografito. El grafito que rodea el núcleo de dióxido es responsable de contener los productos de fisión. De lo contrario, Pele es un reactor típico: el combustible se carga en las barras y el calor de la zona caliente se transfiere al generador de vapor mediante un gas aún sin nombre. Puede ser helio, nitrógeno o incluso hidrógeno: durante más de medio siglo, los estadounidenses han aprendido a construir tuberías selladas y duraderas para cualquier refrigerante.
El desarrollador principal de la planta de energía nuclear compacta es BWX Technologies, que gana dinero con el suministro de combustible nuclear. El contrato para la construcción del prototipo de Pele se firmó el año pasado e implica $300 millones para este fin. El producto terminado se espera para 2024. BWX comenzó la producción del combustible TRISO de "tres capas" adaptado para el nuevo reactor en diciembre de 2022.
En las instalaciones de BWX Technologies en Lynchburg, Virginia. Fuente: atomic-energy.ru
A pesar de la seguridad declarada de Pele, los estadounidenses son muy conscientes de que incluso en caso de disturbios locales, una mini central nuclear no puede sobrevivir ni siquiera unos días. La muerte de incluso la planta de energía nuclear más ultramoderna de una mina o proyectil banal hará que el territorio cercano quede inutilizable durante mucho tiempo. Así como los soldados circundantes. Por eso, el Pentágono propone utilizar a Pele hasta ahora solo en bases insulares y en el Ártico. En caso de colapso, la muerte de varias plantas de energía nuclear, América continental sobrevivirá fácilmente. No se puede decir lo mismo de los posibles adversarios.
El programa Pele indica indirectamente que los estadounidenses tienen la intención de crear una competencia significativa para Rusia por el control de la Ruta del Mar del Norte. Las minicentrales nucleares son una herramienta para aumentar las fuerzas en el norte y aumentar la autonomía de las unidades individuales. Y todo el mundo tendrá que tener esto en cuenta en el futuro. Si Pelé sigue jugando como se debe.
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