(!LANG: מנוע רקטות גרעיני ומטוס סילוני גרעיני. טיל שיוט עם מנוע גרעיני. עקרון הפעולה, צילום

מנוע רקטי גרעיני - מנוע רקטי, שעיקרו מבוסס על תגובה גרעינית או התפרקות רדיואקטיבית, תוך שחרור אנרגיה המחממת את נוזל העבודה, שיכול להיות תוצרי תגובה או חומר אחר, כמו מימן. ישנם מספר סוגים של מנועי רקטות המשתמשים בעקרון הפעולה הנ"ל: גרעיני, רדיואיזוטופ, תרמו-גרעיני. באמצעות מנועי רקטות גרעיניות, ניתן לקבל ערכי דחף ספציפיים גבוהים בהרבה מאלה שמנועי רקטות כימיות יכולים לתת. ערך גבוהדחף ספציפי עקב המהירות הגבוהה של פקיעת נוזל העבודה - כ 8-50 קמ"ש. כוח הדחף של מנוע גרעיני דומה לזה של מנועים כימיים, שיאפשרו בעתיד להחליף את כל המנועים הכימיים בגרעיניים.

המכשול העיקרי להחלפה מלאה הוא זיהום רדיואקטיבי. סביבהנגרם על ידי מנועי רקטות גרעיניות.

הם מחולקים לשני סוגים - פאזי מוצק ופאזי גז. בסוג הראשון של המנועים מניחים חומר בקיע במכלולי מוטות עם משטח מפותח. זה מאפשר לחמם ביעילות את נוזל העבודה הגזי, בדרך כלל מימן משמש כנוזל העבודה. קצב היציאה מוגבל על ידי הטמפרטורה המקסימלית של נוזל העבודה, אשר, בתורו, תלוי ישירות במקסימום טמפרטורה מותרתאלמנטים מבניים, והוא אינו עולה על 3000 K. במנועי רקטות גרעיניות בשלבי גז, החומר הבקיע נמצא במצב גז. השמירה שלו באזור העבודה מתבצעת על ידי חשיפה לשדה אלקטרומגנטי. עבור סוג זה של מנועי רקטות גרעיניים, אלמנטים מבניים אינם מהווים גורם מרתיע, ולכן מהירות פקיעת נוזל העבודה יכולה לעלות על 30 קמ"ש. הם יכולים לשמש כמנועי שלב ראשון, למרות דליפת חומר בקיע.

בשנות ה-70. המאה ה -20 בארצות הברית ובברית המועצות נבדקו באופן פעיל מנועי רקטות גרעיניות עם חומר בקיע בשלב המוצק. בארצות הברית פותחה תוכנית ליצירת מנוע רקטי גרעיני ניסיוני כחלק מתוכנית NERVA.

האמריקנים פיתחו כור גרפיט מקורר במימן נוזלי, שחומם, התאדה ונפלט דרך פיית רקטה. הבחירה בגרפיט נבעה מההתנגדות שלו לטמפרטורה. על פי פרויקט זה, הדחף הספציפי של המנוע שנוצר היה להיות פי שניים מהמחוון המקביל המאפיין של מנועים כימיים, עם דחף של 1100 קילו-ניין. כור ה-Nerva היה אמור לפעול כחלק מהשלב השלישי של רכב השיגור שבתאי V, אך בשל סגירת תוכנית הירח והיעדר משימות אחרות למנועי רקטות מסוג זה, הכור מעולם לא נבדק בפועל.

נכון לעכשיו, מנוע רקטי גרעיני בשלב גז נמצא בשלב של פיתוח תיאורטי. במנוע גרעיני בשלבי גז, הוא מיועד להשתמש בפלוטוניום, שסילון הגז הנע באיטיות שלו מוקף בזרימה מהירה יותר של מימן קירור. על מסלול תחנות חלל MIR ו-ISS ערכו ניסויים שיכולים לתת תנופה פיתוח עתידימנועי פאזת גז.

כיום ניתן לומר שרוסיה "הקפאה" מעט את המחקר שלה בתחום מערכות ההנעה הגרעינית. עבודתם של מדענים רוסים מתמקדת יותר בפיתוח ושיפור הרכיבים והמכלולים הבסיסיים של מערכות הנעה גרעיניות, כמו גם איחודם. כיוון עדיפות למחקר נוסף בתחום זה הוא יצירת תחנות כוח גרעיניות המסוגלות לפעול בשני מצבים. הראשון הוא מצבו של מנוע רקטי גרעיני, והשני הוא אופן התקנת הפקת חשמל להנעת הציוד המותקן על סיפון החללית.

רוסיה בדקה את מערכת הקירור לתחנת כוח גרעינית (NPP) - אחד ממרכיבי המפתח של חללית העתיד, שתהיה מסוגלת לבצע טיסות בין-כוכביות. מדוע יש צורך במנוע גרעיני בחלל, כיצד הוא פועל ומדוע רוסקוסמוס מחשיב את הפיתוח הזה כקלף המנצח העיקרי של החלל הרוסי, אומר איזבסטיה.

היסטוריה של האטום

אם אתה שם את היד על הלב שלך, אז מאז תקופת קורולב, רכבי השיגור ששימשו לטיסות לחלל לא עברו שינויים מהותיים. עיקרון כלליעבודה - כימיקל, המבוסס על שריפה של דלק עם מחמצן, נשאר זהה. מנועים, מערכת בקרה, סוגי דלק משתנים. הבסיס למסע בחלל נשאר זהה - הנעת סילון דוחפת רקטה או חללית קדימה.

לא פעם נשמע שדרושה פריצת דרך גדולה, פיתוח שיכול להחליף את מנוע הסילון על מנת להגביר את היעילות ולהפוך את הטיסות לירח ולמאדים למציאותיות יותר. העובדה היא שכיום, כמעט רוב המסה של חלליות בין-פלנטריות היא דלק ומחמצן. אבל מה אם נוטש את המנוע הכימי לגמרי ונתחיל להשתמש באנרגיה של המנוע הגרעיני?

הרעיון של יצירת מערכת הנעה גרעינית אינו חדש. בברית המועצות נחתם כבר בשנת 1958 צו ממשלתי מפורט בבעיית יצירת מנוע רקטי גרעיני. כבר אז בוצעו מחקרים שהראו שבאמצעות מנוע רקטי גרעיני בעל הספק מספיק, ניתן להגיע לפלוטו (שעדיין לא איבד את מעמדו הפלנטרי) ובחזרה תוך שישה חודשים (שניים לשם וארבעה אחורה), ולהוציא 75 טונות של דלק במסע.

הם עסקו בפיתוח של מנוע רקטי גרעיני בברית המועצות, אבל מדענים החלו להתקרב לאב הטיפוס האמיתי רק עכשיו. לא מדובר בכסף, הנושא התברר כל כך מסובך שאף אחת מהמדינות לא הצליחה ליצור אב טיפוס עובד עד כה, וברוב המקרים הכל הסתיים בתוכניות ובשרטוטים. בארצות הברית נוסתה מערכת ההנעה לקראת טיסה למאדים בינואר 1965. אבל פרויקט NERVA לכיבוש מאדים על מנוע גרעיני לא עבר מעבר לניסויי KIWI, והוא היה הרבה יותר פשוט מהנוכחי. פיתוח רוסי. סין כללה בתוכניות פיתוח החלל שלה יצירת מנוע גרעיני קרוב יותר לשנת 2045, וזה גם מאוד מאוד לא בקרוב.

ברוסיה, החל ב-2010 סבב עבודה חדש על פרויקט מערכת הנעה חשמלית גרעינית (NPP) בדרגת מגוואט למערכות תחבורה בחלל. הפרויקט נוצר במשותף על ידי Roscosmos ו-Rosatom, והוא יכול להיקרא אחד מפרויקטי החלל הרציניים והשאפתניים ביותר בתקופה האחרונה. הקבלן הראשי של תחנות כוח גרעיניות הוא מרכז המחקר. M.V. קלדיש.

תנועה גרעינית

לאורך כל תקופת הפיתוח דולפות לעיתונות חדשות על מוכנותו של חלק זה או אחר של המנוע הגרעיני העתידי. יחד עם זאת, באופן כללי, למעט מומחים, מעט אנשים מדמיינים כיצד ובשל מה זה יעבוד. למעשה, המהות של מנוע גרעיני בחלל היא בערך כמו על כדור הארץ. האנרגיה של התגובה הגרעינית משמשת לחימום והפעלת הטורבוגנרטור-מדחס. בפשטות, ריאקציה גרעינית משמשת לייצור חשמל, כמעט בדיוק כמו בתחנת כוח גרעינית קונבנציונלית. ובעזרת החשמל פועלים מנועי טילים חשמליים. בהתקנה זו, מדובר בדחפי יונים בעלי הספק גבוה.

במנועי יון, דחף נוצר על ידי יצירת דחף סילון המבוסס על גז מיונן המואץ ל מהירויות גבוהותבשדה חשמלי. מנועי יונים עדיין שם, הם נבדקים בחלל. עד כה, יש להם רק בעיה אחת - כמעט לכולם יש מעט מאוד דחף, למרות שהם צורכים מעט מאוד דלק. ל מסע בחללמנועים כאלה הם אופציה מצוינת, במיוחד אם אתה פותר את הבעיה של השגת חשמל בחלל, מה שהתקנה גרעינית תעשה. בנוסף, מנועי יונים יכולים לעבוד במשך זמן רב, התקופה המקסימלית של פעולה רציפה של הדגימות המודרניות ביותר של מנועי יונים היא יותר משלוש שנים.

אם אתה מסתכל על הדיאגרמה, אתה יכול לראות שאנרגיה גרעינית מתחילה את שלה עבודה שימושיתבכלל לא מיד. ראשית, מחליף החום מחומם, ואז נוצר חשמל, הוא כבר משמש ליצירת דחף למנוע היונים. אבוי, יותר פשוט ו בצורה יעילההאנושות עדיין לא למדה להשתמש במתקנים גרעיניים לתנועה.

בברית המועצות שוגרו לוויינים עם מתקן גרעיני במסגרת מתחם ייעוד מטרות Legend לתעופה נושאת טילים ימית, אך אלו היו כורים קטנים מאוד, ועבודתם הספיקה רק להפקת חשמל עבור המכשירים שנתלו על הלוויין. לחללית הסובייטית הייתה כושר התקנה של שלושה קילוואט, אך כעת עובדים מומחים רוסים על יצירת מתקן בהספק של יותר ממגה וואט.

בעיות קוסמיות

מטבע הדברים, למתקן גרעיני בחלל יש הרבה יותר בעיות מאשר בכדור הארץ, והחשובה שבהן היא קירור. בתנאים רגילים משתמשים לכך במים שסופגים את חום המנוע ביעילות רבה. בחלל אי ​​אפשר לעשות את זה, ומנועים גרעיניים דורשים מערכת קירור יעילה - ויש להוציא את החום מהם לחלל החיצון, כלומר אפשר לעשות זאת רק בצורת קרינה. בדרך כלל, לשם כך, משתמשים ברדיאטורים של פאנלים בחללית - עשויים מתכת, כשנוזל קירור מסתובב דרכם. אבוי, רדיאטורים כאלה, ככלל, יש משקל גדולוממדים, בנוסף, הם אינם מוגנים מפני מטאוריטים בשום אופן.

באוגוסט 2015, בתערוכה האווירית MAKS, הוצג דגם של קירור טיפה של מערכות הנעה גרעיניות. בו הנוזל, המפוזר בצורה של טיפות, עף בחלל פתוח, מתקרר ואז נאסף שוב במיצב. רק תארו לעצמכם ספינת חלל ענקית, שבמרכזה מתקן מקלחת ענק, שממנו פורצות מיליארדי טיפות מיקרוסקופיות של מים, עפות בחלל, ואז נשאבות לתוך הפה העצום של שואב חלל.

לאחרונה נודע כי מערכת טפטוףקירור מערכת ההנעה הגרעינית נבדק בתנאים יבשתיים. יחד עם זאת, מערכת הקירור היא השלב החשוב ביותר ביצירת המתקן.

כעת מדובר בבדיקת ביצועיו בתנאים חסרי משקל, ורק לאחר מכן ניתן יהיה לנסות ליצור מערכת קירור במידות הנדרשות להתקנה. כל ניסוי מוצלח כזה מקרב מומחים רוסים קצת יותר ליצירת מתקן גרעיני. מדענים ממהרים, כי מאמינים ששיגור מנוע גרעיני לחלל יכול לעזור לרוסיה להחזיר את מעמדה המנהיגותי בחלל.

עידן החלל הגרעיני

נניח שזה יצליח, ובעוד כמה שנים יתחיל מנוע גרעיני לעבוד בחלל. איך זה יעזור, איך אפשר להשתמש בו? מלכתחילה, כדאי להבהיר שבצורה שבה קיימת כיום מערכת הנעה גרעינית, היא יכולה לעבוד רק בחלל החיצון. הוא לא יכול להמריא מכדור הארץ ולנחות בצורה זו בשום אופן, עד כה אי אפשר להסתדר בלי רקטות כימיות מסורתיות.

למה בחלל? ובכן, האנושות טסה למאדים ולירח במהירות, וזהו? לא בוודאי בצורה כזו. נכון לעכשיו, כל הפרויקטים של מפעלי מסלול ומפעלים הפועלים במסלול כדור הארץ תקועים עקב מחסור בחומרי גלם לעבודה. זה לא הגיוני לבנות משהו בחלל עד שתימצא דרך להכניס אותו למסלול. מספר גדול שלחומרי גלם נדרשים, כגון עפרות מתכת.

אבל למה להעלות אותם מכדור הארץ, אם, להיפך, אתה יכול להביא אותם מהחלל. באותה חגורת אסטרואידים במערכת השמש, יש פשוט עתודות עצומות של מתכות שונות, כולל יקרות. ובמקרה הזה, יצירת גוררת גרעינית תהפוך רק להצלת חיים.

הביאו אסטרואיד ענק מפלטינה או זהב למסלול והתחילו לגלף אותו ממש בחלל. לדברי מומחים, ייצור כזה, בהתחשב בנפח, עשוי להתברר כאחד הרווחיים ביותר.

האם יש שימוש פחות פנטסטי לגוררת גרעינית? לדוגמה, ניתן להשתמש בו כדי להעביר לוויינים במסלולים הנדרשים או להביא אותם אליהם נקודה רצויהחלליות חללית, כגון מסלול ירח. נכון לעכשיו, השלבים העליונים משמשים לכך, למשל, הפרגאט הרוסי. הם יקרים, מורכבים וחד פעמיים. גוררת גרעינית תוכל לאסוף אותם במסלול נמוך על כדור הארץ ולמסור אותם בכל מקום שצריך.

הדבר נכון גם לגבי מסע בין כוכבי לכת. בלי דרך מהירה להעביר מטען ואנשים למסלול מאדים, פשוט אין סיכוי להתנחלות. רכבי השקה מהדור הנוכחי יעשו זאת ביוקר רב ולאורך זמן. עד כה, משך הטיסה נותר אחד מהגבוהים ביותר בעיות רציניותכאשר טסים לכוכבי לכת אחרים. לשרוד חודשים של טיסה למאדים ובחזרה בקפסולת חללית סגורה זו משימה לא פשוטה. גוררת גרעינית יכולה לעזור גם כאן, ולצמצם משמעותית את הזמן הזה.

הכרחי ומספיק

נכון לעכשיו, כל זה נראה כמו מדע בדיוני, אבל על פי מדענים, נותרו רק שנים ספורות לפני בדיקת אב הטיפוס. הדבר העיקרי שנדרש הוא לא רק להשלים את הפיתוח, אלא גם לשמור על רמת האסטרונאוטיקה הנדרשת בארץ. גם עם ירידה במימון, רקטות צריכות להמשיך להמריא, יש לבנות חלליות, והמומחים היקרים ביותר צריכים לעבוד.

אחד אחר מנוע אטומיללא התשתית המתאימה, זה לא יעזור במקרה, ליעילות מירבית, הפיתוח יהיה חשוב מאוד לא רק למכור, אלא להשתמש בו בעצמך, מראה את כל היכולות של רכב החלל החדש.

בינתיים, כל תושבי המדינה שאינם קשורים לעבודה יכולים רק להסתכל לשמיים ולקוות שהקוסמונאוטיקה הרוסית תצליח. וגוררת גרעינית, ושימור היכולות הנוכחיות. אני לא רוצה להאמין בתוצאות אחרות.

רוסיה הייתה ועודנה מובילה בתחום אנרגיית החלל הגרעינית. לארגונים כמו RSC Energia ו-Roskosmos יש ניסיון בתכנון, בנייה, שיגור והפעלת חלליות המצוידות במקור כוח גרעיני. מנוע גרעיני מאפשר להפעיל מטוסים לאורך שנים רבות, מה שמגדיל מאוד את התאמתם המעשית.

כרוניקה היסטורית

במקביל, מסירת מנגנון המחקר למסלולים של כוכבי לכת מרוחקים מערכת השמשדורש הגדלת המשאב של מתקן גרעיני כזה עד 5-7 שנים. הוכח כי מתחם בעל מערכת הנעה גרעינית בהספק של כ-1 MW כחלק מחללית מחקר יאפשר אספקה ​​מואצת של לוויינים מלאכותיים של כוכבי הלכת הרחוקים ביותר, רוברים פלנטריים אל פני השטח של לוויינים טבעיים של כוכבי הלכת הללו. ומסירת אדמה משביטים, אסטרואידים, מרקורי ולוויינים של צדק ושבתאי.

משיכה לשימוש חוזר (MB)

אחת הדרכים החשובות ביותר להגביר את היעילות של פעולות התחבורה בחלל היא שימוש רב פעמי באלמנטים של מערכת התחבורה. מנוע גרעיני עבור חלליותעם הספק של לפחות 500 קילוואט מאפשר לך ליצור גורר רב פעמי ובכך להגדיל משמעותית את היעילות של מערכת הובלת חלל מרובת קישורים. מערכת כזו שימושית במיוחד בתוכנית להבטחת זרימת מטען שנתית גדולה. דוגמה לכך תהיה תוכנית חקר הירח עם יצירה ותחזוקה של בסיס ראוי למגורים הגדל כל הזמן ומתחמים טכנולוגיים ותעשייתיים ניסיוניים.

חישוב מחזור מטענים

על פי מחקרי התכנון של RSC Energia, במהלך בניית הבסיס, יש להעביר מודולים במשקל של כ-10 טון אל פני הירח, עד 30 טון למסלול הירח. ואת זרימת המטען השנתית כדי להבטיח את התפקוד והפיתוח. של הבסיס הוא 400-500 טון.

עם זאת, עקרון הפעולה של מנוע גרעיני אינו מאפשר לפזר את הטרנספורטר במהירות מספקת. בשל זמן ההובלה הארוך, ובהתאם, הזמן המשמעותי שמבלה המטען בחגורות הקרינה של כדור הארץ, לא ניתן להעביר את כל המטען באמצעות גוררות עם מנוע גרעיני. לכן, זרימת המטען שניתן להבטיח על בסיס NEP נאמדת ב-100-300 טון בלבד לשנה.

יעילות כלכלית

כקריטריון ליעילות הכלכלית של מערכת התחבורה הבין-מסלולית, רצוי להשתמש בערך עלות היחידה של הובלת יחידת מסה של מטען (PG) משטח כדור הארץ למסלול המטרה. RSC Energia פיתחה מודל כלכלי ומתמטי שלוקח בחשבון את מרכיבי העלות העיקריים במערכת התחבורה:

• ליצירה ושיגור של מודולי משיכה למסלול;
• לרכישת מתקן גרעיני עובד;
• עלויות תפעול, כמו גם עלויות מו"פ ועלויות הון אפשריות.

מחווני עלות תלויים בפרמטרים האופטימליים של ה-MB. באמצעות מודל זה, השוואה יעילות כלכליתשימוש בגררת רב פעמית המבוססת על מערכות הנעה גרעיניות בהספק של כ-1 MW וגוררת חד פעמית המבוססת על חומרי הנעה נוזליים מתקדמים בתוכנית על מנת להבטיח אספקת מטען בעל מסה כוללת של 100 ט' לשנה מכדור הארץ למסלול הירח בגובה של 100 ק"מ. כאשר משתמשים באותו רכב שיגור בעל כושר נשיאה השווה ליכולת הנשיאה של רכב השיגור Proton-M ותכנית דו-שיגור לבניית מערכת הובלה, עלות היחידה של אספקת מסה יחידה של מטען באמצעות גוררת המבוססת על א. המנוע הגרעיני יהיה נמוך פי שלושה מאשר בשימוש בסירות גוררות חד פעמיות המבוססות על רקטות עם מנועים נוזליים מסוג DM-3.

סיכום

מנוע גרעיני יעיל לחלל תורם לפתרון נושאים סביבתייםכדור הארץ, טיסה מאוישת למאדים, יצירת מערכת לשידור אלחוטי של אנרגיה בחלל, יישום סילוק בטיחותי בחלל של פסולת רדיואקטיבית קרקעית מסוכנת ביותר אנרגיה גרעינית, יצירת בסיס ירח ראוי למגורים ותחילת הפיתוח התעשייתי של הירח, מה שמבטיח את ההגנה על כדור הארץ מפני מפגע אסטרואיד-שביט.

הרעיון של זריקת פצצות אטום אחורה התברר כאכזרי מדי, אבל כמות האנרגיה שתגובת ביקוע גרעיני נותנת, שלא לדבר על היתוך, אטרקטיבית ביותר עבור האסטרונאוטיקה. לכן נוצרו מערכות רבות שאינן דופקות, שנפטרו מהבעיות של אחסון מאות פצצות גרעיניות על הסיפון ובולמי זעזועים ציקלופיים. נדבר עליהם היום.

פיזיקה גרעינית בקצות אצבעותיך

מהי תגובה גרעינית? אם להסביר בצורה פשוטה מאוד, התמונה תהיה בערך הבאה. מ מערכת של ביהסאנו זוכרים שחומר מורכב ממולקולות, מולקולות עשויות מאטומים, ואטומים עשויים מפרוטונים, אלקטרונים וניוטרונים (יש רמות נמוכות יותר, אבל זה מספיק לנו). לחלק מהאטומים הכבדים יש תכונה מעניינת - אם נויטרון פוגע בהם, הם מתפרקים לאטומים קלים יותר ומשחררים כמה נויטרונים. אם הנייטרונים המשוחררים הללו יפגעו באטומים כבדים אחרים בקרבת מקום, ההתפרקות תחזור ונקבל תגובת שרשרת גרעינית. תנועת נויטרונים במהירות גבוהה פירושה שתנועה זו מומרת לחום כאשר הנייטרונים מאטים. לכן, כור גרעיני הוא מחמם חזק מאוד. הם יכולים להרתיח מים, לשלוח את הקיטור שנוצר לטורבינה ולקבל תחנת כוח גרעינית. ואתה יכול לחמם מימן ולזרוק אותו החוצה, לקבל מנוע סילון גרעיני. מהרעיון הזה נולדו המנועים הראשונים - NERVA ו-RD-0410.

NERVA

היסטוריית הפרויקט

המחבר הפורמלי (פטנט) להמצאת מנוע הטילים האטומי שייך לריצ'רד פיינמן, על פי זיכרונותיו "אתה, כמובן, מתבדח, מר פיינמן". אגב, הספר מומלץ מאוד לקריאה. לוס אלאמוס החלה לפתח מנועי רקטות גרעיניות ב-1952. ב-1955 החל פרויקט רובר. בשלב הראשון של הפרויקט, KIWI, נבנו 8 כורים ניסיוניים ובשנים 1959 עד 1964 נחקרה נשיפת נוזל העבודה דרך ליבת הכור. לצורך התייחסות זמן, פרויקט אוריון היה קיים מ-1958 עד 1965. לרובר היו שלבים שניים ושלישי חקר כורים גדולים יותר, אבל NERVA התבססה ב-KIWI בגלל תוכניות לשיגור ניסוי ראשון בחלל ב-1964 - לא היה זמן לחשב אפשרויות מתקדמות יותר. המועדים ירדו בהדרגה והשיגור הקרקעי הראשון של מנוע NERVA NRX / EST (EST - Engine System Test - מבחן מערכת ההנעה) התרחש ב-1966. המנוע פעל בהצלחה במשך שעתיים, מתוכן 28 דקות בדחף מלא. המנוע השני של NERVA XE הופעל 28 פעמים ופעל במשך 115 דקות בסך הכל. המנוע נחשב מתאים ליישומי חלל ומתקן הבדיקה היה מוכן לבדוק את המנועים החדשים שהורכבו. נראה היה של-NERVA יש עתיד מזהיר - טיסה למאדים ב-1978, בסיס קבוע על הירח ב-1981, משיכות מסלוליות. אבל הצלחת הפרויקט גרמה לבהלה בקונגרס – תוכנית הירח התבררה כיקרה מאוד עבור ארצות הברית, תוכנית מאדים הייתה יקרה עוד יותר. ב-1969 וב-1970 צומצם ברצינות מימון החלל - אפולו 18, 19 ו-20 בוטלו, ואף אחד לא יקצה סכומי כסף אדירים לתוכנית מאדים. כתוצאה מכך, העבודה על הפרויקט בוצעה ללא מימון רציני של כסף, והוא נסגר ב-1972.

לְעַצֵב

מימן מהמיכל נכנס לכור, התחמם שם ונזרק החוצה, ויצר דחף סילון. מימן נבחר כנוזל העבודה מכיוון שיש לו אטומים קלים, וקל יותר לפזר אותם במהירות גבוהה. ככל שמהירות פליטת הסילון גדולה יותר, כך מנוע הרקטה יעיל יותר.
מחזיר הנייטרונים שימש כדי להבטיח שהנייטרונים יחזרו בחזרה לכור כדי לשמור על תגובת השרשרת הגרעינית.
מוטות בקרה שימשו לשליטה בכור. כל מוט כזה היה מורכב משני חצאים - רפלקטור ובולם נויטרונים. כשהמוט הופנה על ידי רפלקטור נויטרונים, השטף שלהם בכור גדל והכור הגביר את העברת החום. כשהמוט הופנה על ידי בולם הנייטרונים, השטף שלהם בכור ירד, והכור הוריד את העברת החום.
מימן שימש גם לקירור הזרבובית, ומימן חם ממערכת הקירור של הזרבובית סובב את משאבת הטורבו כדי לספק מימן נוסף.

המנוע עובד. מימן הוצת במיוחד במוצא הזרבובית כדי למנוע איום של פיצוץ; לא תהיה שריפה בחלל.

מנוע ה-NERVA הפיק 34 טון של דחף, קטן פי אחד וחצי ממנוע ה-J-2 שהניע את השלב השני והשלישי של רקטת Saturn-V. הדחף הספציפי היה 800-900 שניות, שהיה פי שניים ממנועי החמצן-מימן הטובים ביותר, אך פחות ממנוע ERE או אוריון.

קצת על אבטחה

כור גרעיני שזה עתה הורכב ולא הושק, עם מכלולי דלק חדשים שעדיין לא פעלו, נקי מספיק. אורניום הוא רעיל, ולכן יש צורך לעבוד עם כפפות, אבל לא יותר. אין צורך במניפולטורים מרחוק, קירות עופרת ודברים אחרים. כל הלכלוך המקרין מופיע לאחר שיגור הכור עקב נויטרונים מעופפים ה"מקלקלים" את אטומי הכלי, נוזל הקירור וכו'. לכן, במקרה של תאונת רקטה עם מנוע כזה, זיהום הקרינה של האטמוספירה והמשטח יהיה קטן, וכמובן, הוא יהיה הרבה פחות מהשיגור הרגיל של האוריון. במקרה של שיגור מוצלח, לעומת זאת, הזיהום יהיה מינימלי או לא קיים, כי המנוע יצטרך להיות משוגר באטמוספירה העליונה או כבר בחלל.

RD-0410

למנוע הסובייטי RD-0410 יש היסטוריה דומה. הרעיון של המנוע נולד בסוף שנות ה-40 בין חלוצי הטילים והטכנולוגיה הגרעינית. כמו בפרויקט רובר, הרעיון הראשוני היה מנוע סילון אוויר אטומי לשלב הראשון של טיל בליסטי, ואז הפיתוח עבר לתעשיית החלל. RD-0410 פותח לאט יותר, מפתחים מקומיים נסחפו על ידי הרעיון של NRE שלב גז (על זה נדון להלן). הפרויקט החל בשנת 1966 ונמשך עד אמצע שנות ה-80. המטרה למנוע הייתה המשימה "מאדים-94" - טיסה מאוישת למאדים ב-1994.
ערכת RD-0410 דומה ל-NERVA - מימן עובר דרך הזרבובית והמחזירים, מקררים אותם, מוזנים לליבת הכור, מחומם שם ונזרק החוצה.
על פי המאפיינים שלו, ה-RD-0410 היה טוב יותר מ-NERVA - הטמפרטורה של ליבת הכור הייתה 3000 K במקום 2000 K עבור NERVA, והדחף הספציפי עלה על 900 שניות. RD-0410 היה קל וקומפקטי יותר מ-NERVA ופיתח פי עשרה פחות דחף.

בדיקת מנוע. הלפיד הצד בצד שמאל למטה מצית את המימן כדי למנוע פיצוץ.

פיתוח של NRE שלב מוצק

אנו זוכרים שככל שהטמפרטורה בכור גבוהה יותר, כך מהירות יציאת נוזל העבודה גבוהה יותר והדחף הספציפי של המנוע גבוה יותר. מה מונע ממך להעלות את הטמפרטורה ב-NERVA או RD-0410? העובדה היא שבשני המנועים אלמנטי הדלק נמצאים במצב מוצק. אם תעלה את הטמפרטורה, הם יימסו ויעופו החוצה יחד עם המימן. לכן, עבור טמפרטורות גבוהות יותר, יש צורך להמציא דרך אחרת לבצע תגובת שרשרת גרעינית.

מנוע מלח דלק גרעיני

בפיזיקה גרעינית יש דבר כזה כמו מסה קריטית. זכרו את תגובת השרשרת הגרעינית בתחילת הפוסט. אם האטומים הבקיעים קרובים מאוד זה לזה (לדוגמה, הם נדחסו בלחץ מפיצוץ מיוחד), אז נקבל פיצוץ גרעיני- הרבה חום בזמן קצר מאוד. אם האטומים לא נדחסים כל כך חזק, אבל שטף הנייטרונים החדשים מהביקוע יגדל, ייגרם פיצוץ תרמי. כור קונבנציונלי ייכשל בתנאים כאלה. עכשיו דמיינו שאנחנו לוקחים פתרון מיםחומר בקיע (לדוגמה, מלחי אורניום) ומזינים אותם ברציפות לתוך תא הבעירה, ומספקים שם מסה גדולה מהקריטית. יתקבל "נר" גרעיני בוער ברציפות, שהחום ממנו מאיץ את הדלק הגרעיני והמים שהגיבו.

הרעיון הוצע בשנת 1991 על ידי רוברט זוברין, ולפי הערכות שונות, מבטיח דחף ספציפי של 1300 עד 6700 שניות עם טונות של דחף. למרבה הצער, לתוכנית זו יש גם חסרונות:

• קושי באחסון דלק – יש להימנע מתגובת שרשרת במיכל על ידי הנחת הדלק למשל בצינורות דקים מבולם נויטרונים, כך שהמכלים יהיו מורכבים, כבדים ויקרים.


• צריכה גדולה של דלק גרעיני - העובדה היא שיעילות התגובה (מספר התפרקות / מספר אטומים מובלים) תהיה נמוכה מאוד. אפילו ב פצצת אטוםחומר בקיע "נשרף" לא לגמרי, מיד רוב הדלק הגרעיני היקר ייזרק.


• מבחני קרקע הם כמעט בלתי אפשריים - הפליטה של ​​מנוע כזה יהיה מלוכלך מאוד, אפילו יותר מלוכלך מהאוריון.


• יש כמה שאלות לגבי שליטה בתגובה גרעינית - זו לא עובדה שתכנית פשוטה בתיאור מילולי תהיה קלה ביישום טכני.

YRD שלב גז

הרעיון הבא: מה אם ניצור מערבולת של הגוף העובד, שבמרכזה תתרחש תגובה גרעינית? במקרה זה, הטמפרטורה הגבוהה של הליבה לא תגיע לדפנות, נספגת בנוזל העבודה, וניתן להעלות אותה לעשרות אלפי מעלות. כך נולד הרעיון של NRE שלב גז במחזור פתוח:

YARD שלב הגז מבטיח דחף ספציפי של עד 3000-5000 שניות. בברית המועצות הושק פרויקט של YARD בשלבי גז (RD-600), אך הוא אפילו לא הגיע לשלב הדמיה.
"מחזור פתוח" פירושו שהדלק הגרעיני ייזרק החוצה, מה שכמובן מוריד מהיעילות. לכן הומצא הרעיון הבא, שחזר באופן דיאלקטי ל-NRE-פאזיות מוצקות – בואו נקיף את אזור התגובה הגרעיני בחומר עמיד מספיק בחום שיעבור את החום המוקרן. קוורץ הוצע כחומר כזה, כי בעשרות אלפי מעלות מועבר חום בקרינה וחומר המיכל חייב להיות שקוף. התוצאה הייתה YARD בשלב גז של מחזור סגור, או "נורה גרעינית":

במקרה זה, המגבלה לטמפרטורת הליבה תהיה החוזק התרמי של מעטפת ה"נורה". טמפרטורת ההיתוך של קוורץ היא 1700 מעלות צלזיוס, עם קירור אקטיבי ניתן להעלות את הטמפרטורה, אך בכל מקרה, הדחף הספציפי יהיה נמוך יותר מהמעגל הפתוח (1300-1500 שניות), אך דלק גרעיני יושקע בצורה חסכונית יותר , והמפלט יהיה נקי יותר.

פרויקטים אלטרנטיביים

בנוסף לפיתוח של NREs מוצק, ישנם גם פרויקטים מקוריים.

מנוע שברים בקיעים

הרעיון של המנוע הזה הוא היעדר נוזל עבודה - זה הדלק הגרעיני המושקע שנפלט. במקרה הראשון, דיסקים תת-קריטיים עשויים מחומרים בקיעים, שאינם מתחילים תגובת שרשרת בעצמם. אבל אם הדיסק ממוקם באזור כור עם מחזירי נויטרונים, תגובת שרשרת תתחיל. וסיבוב הדיסק והיעדר נוזל עבודה יובילו לכך שהאטומים בעלי האנרגיה הגבוהה שנרקבו יעופו לתוך הזרבובית, ויצרו דחף, והאטומים הלא נרקבים יישארו על הדיסק ויקבלו הזדמנות הסיבוב הבא של הדיסק:

אפילו יותר רעיון מענייןמורכב מיצירת פלזמה מאובקת (זכור ב-ISS) מחומרים בקיעים, שבה תוצרי ההתפרקות של ננו-חלקיקי דלק גרעיני מיוננים על ידי שדה חשמלי ונזרקים החוצה, ויוצרים דחף:

הם מבטיחים דחף ספציפי פנטסטי של 1,000,000 שניות. ההתלהבות מתקררת מהעובדה שהפיתוח הוא ברמה של מחקר תיאורטי.

מנועי היתוך גרעיני

בעתיד רחוק עוד יותר, יצירת מנועים המבוססים על היתוך גרעיני. בניגוד לתגובות ביקוע גרעיני, בהן נוצרו כורים גרעיניים כמעט במקביל לפצצה, כורים תרמו-גרעיניים עדיין לא עברו מ"מחר" ל"היום" וניתן להשתמש בתגובות היתוך רק בסגנון אוריון - זריקת פצצות תרמו-גרעיניות.

רקטת פוטון גרעינית

תיאורטית, אפשר לחמם את הליבה עד כדי כך שניתן ליצור דחף על ידי החזרת פוטונים. למרות היעדר מגבלות טכניות, מנועים כאלה ברמת הטכנולוגיה הנוכחית הם חסרי ערך - הדחף יהיה קטן מדי.

רקטה רדיואיזוטופית

הרקטה המחממת את נוזל העבודה מה-RTG תעבוד למדי. אבל ה-RTG פולט מעט חום יחסית, כך שמנוע כזה יהיה מאוד לא יעיל, אם כי פשוט מאוד.

סיכום

ברמת הטכנולוגיה הנוכחית, ניתן להרכיב YRD במצב מוצק בסגנון NERVA או RD-0410 - הטכנולוגיות עברו שליטה. אבל מנוע כזה יפסיד לשילוב "כור גרעיני + הנעה חשמלית" מבחינת דחף ספציפי, מנצח מבחינת דחף. ואפשרויות מתקדמות יותר עדיין נמצאות רק על הנייר. לכן, באופן אישי, צרור "כור + הנעה חשמלית" נראה לי מבטיח יותר.

מקורות מידע

מקור המידע העיקרי הוא ויקיפדיה האנגלית והמשאבים הרשומים בה כקישורים. באופן פרדוקסלי, למסורת יש מאמרים מעניינים על NRE - NRE מוצק ושלב גז. מאמר על מנועים

לעתים קרובות בפרסומים חינוכיים כלליים על אסטרונאוטיקה, ההבדל בין מנוע רקטי גרעיני (NRE) לבין מערכת הנעה חשמלית של רקטות גרעיניות (NRE) אינו מובחן. עם זאת, קיצורים אלה מסתירים לא רק את ההבדל בעקרונות של המרת אנרגיה גרעינית לדחף רקטי, אלא גם היסטוריה דרמטית מאוד של התפתחות האסטרונאוטיקה.

הדרמה של ההיסטוריה נעוצה בעובדה שאם המחקרים על תחנות כוח גרעיניות וגרעוניות ייפסקו בעיקר מסיבות כלכליות הן בברית המועצות והן בארה"ב, אז טיסות אנושיות למאדים היו הופכות מזמן לדבר שבשגרה.

הכל התחיל עם מטוסים אטמוספריים עם מנוע גרעיני Ramjet

מעצבים בארה"ב ובברה"מ שקלו מתקנים גרעיניים "לנשימה" המסוגלים לשאוב אוויר חיצוני ולחמם אותו לטמפרטורות אדירות. ככל הנראה, עיקרון זה של היווצרות דחף הושאל ממנועי Ramjet, רק שבמקום דלק רקטי, נעשה שימוש באנרגיית הביקוע של גרעיני אטום של אורניום דו חמצני 235.

בארה"ב פותח מנוע כזה כחלק מפרויקט פלוטו. האמריקאים הצליחו ליצור שני אבות טיפוס של המנוע החדש - Tory-IIA ו-Tory-IIC, שעליהם אפילו הופעלו הכורים. הספק של המפעל היה אמור להיות 600 מגה וואט.

המנועים שפותחו במסגרת פרויקט פלוטו תוכננו להיות מותקנים על טילי שיוט, שנוצרו בשנות ה-50 תחת הכינוי SLAM (Supersonic Low Altitude Missile, טיל על-קולי בגובה נמוך).

בארצות הברית תכננו לבנות רקטה באורך 26.8 מטרים, קוטר שלושה מטרים ומשקלה של 28 טון. גוף הטיל היה אמור להכיל ראש נפץ גרעיני, וכן מערכת הנעה גרעינית באורך של 1.6 מטרים ובקוטר של 1.5 מטרים. על רקע ממדים אחרים, ההתקנה נראתה קומפקטית מאוד, מה שמסביר את עקרון הפעולה של הזרימה הישירה שלה.

היזמים האמינו שבזכות המנוע הגרעיני, טווח הרקטת SLAM יהיה לפחות 182,000 קילומטרים.

בשנת 1964 סגר משרד ההגנה האמריקאי את הפרויקט. הסיבה הרשמית הייתה שבטיסה, טיל שיוט המונע על ידי גרעיני מזהם את כל מה שמסביב יותר מדי. אבל למעשה, הסיבה הייתה העלויות המשמעותיות של אחזקת טילים כאלה, במיוחד מאז שעד אז התפתח במהירות מדע הרקטות המבוסס על מנועי רקטות המונעים נוזלים, שתחזוקתם הייתה זולה בהרבה.

ברית המועצות נשארה נאמנה לרעיון של יצירת NRE בזרימה ישירה במשך הרבה יותר זמן מאשר ארצות הברית, וסגרה את הפרויקט רק ב-1985. אבל התוצאות היו הרבה יותר משמעותיות. לפיכך, מנוע הרקטה הגרעיני הסובייטי הראשון והיחיד פותח בלשכת התכנון של חימוטומטיקה, וורונז'. זהו RD-0410 (מדד GRAU - 11B91, הידוע גם בשם "אירביט" ו-"IR-100").

ב-RD-0410 נעשה שימוש בכור נויטרונים תרמי הטרוגני, זירקוניום הידריד שימש כמנחה, מחזירי נויטרונים היו עשויים בריליום, דלק גרעיני היה חומר המבוסס על אורניום וטונגסטן קרבידים, המועשר באיזוטופ 235 בכ-80%.

התכנון כלל 37 מכלולי דלק מכוסים בבידוד תרמי המפריד ביניהם מהמנחה. התכנון סיפק שזרימת המימן תחילה עברה דרך המשקף והמנחה, תוך שמירה על הטמפרטורה שלהם בטמפרטורת החדר, ולאחר מכן נכנסה לליבה, שם היא קיררה את מכלולי הדלק, והתחממה עד 3100 K. בעמדה, המשקף והמנחה היו מקורר על ידי זרימת מימן נפרדת.

הכור עבר סדרה משמעותית של בדיקות, אך מעולם לא נבדק במשך כל משך הפעולה. עם זאת, מחוץ לכור יחידות הכור עובדו במלואן.

מפרט RD 0410

דחף בריק: 3.59 tf (35.2 kN)
הספק תרמי של הכור: 196 MW
דחף דחף ספציפי בוואקום: 910 ק"ג לשנייה/ק"ג (8927 מ"ש)
מספר הכלולים: 10
משאב עבודה: שעה
רכיבי דלק: נוזל עבודה - מימן נוזלי, חומר עזר - הפטן
משקל עם מיגון קרינה: 2 טון
מידות מנוע: גובה 3.5 מ', קוטר 1.6 מ'.

מידות ומשקל כלליים קטנים יחסית, טמפרטורה גבוהה של דלק גרעיני (3100 K) ב מערכת יעילהקירור עם זרימת מימן מצביע על כך שה-RD0410 הוא אב טיפוס כמעט אידיאלי של מנוע רקטי גרעיני לטילי שיוט מודרניים. ובהתחשב בטכנולוגיות מודרניות להשגת דלק גרעיני מעצירה עצמית, הגדלת המשאב משעה למספר שעות היא משימה אמיתית מאוד.

עיצובים של מנועי רקטות גרעיניות

מנוע רקטה גרעיני (NRE) הוא מנוע סילון שבו האנרגיה שנוצרת מתגובת ריקבון או היתוך גרעיני מחממת את נוזל העבודה (לרוב מימן או אמוניה).

ישנם שלושה סוגים של NRE בהתאם לסוג הדלק עבור הכור:

• שלב מוצק;
• שלב נוזלי;
• שלב גז.

השלמה ביותר היא גרסת הפאזה המוצקה של המנוע. האיור מציג תרשים של ה-NRE הפשוט ביותר עם כור דלק גרעיני מוצק. נוזל העבודה ממוקם במיכל חיצוני. בעזרת משאבה, הוא מוזן לתוך תא המנוע. בתא, נוזל העבודה מרוסס בעזרת חרירים ובא במגע עם הדלק הגרעיני המייצר חום. כאשר הוא מחומם, הוא מתרחב ועף החוצה מהתא דרך זרבובית במהירות רבה.

במנועי רקטות גרעיניות בשלבי גז, הדלק (לדוגמה, אורניום) ונוזל העבודה נמצאים במצב גזי (בצורת פלזמה) ונשמרים באזור העבודה שדה אלקרומגנטי. מחומם לעשרות אלפי מעלות, פלזמת אורניום מעבירה חום לנוזל העבודה (לדוגמה, מימן), אשר בתורו מחומם ל טמפרטורה גבוההויוצר זרם סילון.

על פי סוג התגובה הגרעינית, מבדילים מנוע רקטי רדיואיזוטופ, מנוע רקטי תרמו-גרעיני ומנוע גרעיני (השימוש באנרגיית הביקוע הגרעיני משמש).

אפשרות מעניינת היא גם NRE דופק - מוצע להשתמש במטען גרעיני כמקור אנרגיה (דלק). התקנות כאלה יכולות להיות מסוגים פנימיים וחיצוניים.

היתרונות העיקריים של ה-YRD הם:

• דחף ספציפי גבוה;
• עתודת אנרגיה משמעותית;
• קומפקטיות של מערכת ההנעה;
• אפשרות להשיג דחף גדול מאוד - עשרות, מאות ואלפי טונות בוואקום.

החיסרון העיקרי הוא סכנת הקרינה הגבוהה של מערכת ההנעה:

• שטפי קרינה חודרת (קרינת גמא, נויטרונים) במהלך תגובות גרעיניות;
• הסרה של תרכובות רדיואקטיביות מאוד של אורניום וסגסוגותיו;
• יציאה של גזים רדיואקטיביים עם נוזל העבודה.

תחנת כוח גרעינית

בהתחשב בכך שכל מידע מהימן על תחנות כוח גרעיניות מפרסומים, לרבות מ מאמרים מדעיים, אי אפשר להשיג, את עקרון הפעולה של מתקנים כאלה מומלץ לשקול בדוגמאות של חומרי פטנט פתוחים, למרות שהם מכילים ידע.

כך, למשל, המדען הרוסי המצטיין אנטולי סזונוביץ' קורוטייב, מחבר ההמצאה תחת פטנט, סיפק פתרון טכני להרכב הציוד לתחנת כוח גרעינית מודרנית. בהמשך אני נותן חלק ממסמך הפטנט שצוין מילה במילה וללא הערות.

המהות של הפתרון הטכני המוצע מומחשת על ידי התרשים המוצג בשרטוט. תחנת הכוח הגרעינית הפועלת במצב הנעה-אנרגיה מכילה מערכת הנעה חשמלית (EPP) (לדוגמה, התרשים מציג שני מנועי רקטות חשמליים 1 ו-2 עם מערכות האספקה ​​המתאימות 3 ו-4), תחנת כור 5, טורבינה 6, מדחס 7, גנרטור 8, מחליף חום-מחזר 9, צינור מערבולת Rank-Hilsch 10, מקרר-פולט 11. במקרה זה, הטורבינה 6, המדחס 7 והגנרטור 8 משולבים ל- יחידה אחת - טורבוגנרטור-מדחס. תחנת הכוח הגרעינית מצוידת בצינורות 12 של נוזל העבודה וקווי חשמל 13 המחברים בין הגנרטור 8 לבין מערכת ההנעה החשמלית. למחליף החום-מחזר 9 יש את מה שנקרא טמפרטורה גבוהה 14 וטמפרטורה נמוכה 15 כניסות של נוזל העבודה, כמו גם יציאות בטמפרטורה גבוהה 16 ובטמפרטורה נמוכה 17 של נוזל העבודה.

היציאה של מפעל הכור 5 מחוברת לכניסת הטורבינה 6, היציאה של הטורבינה 6 מחוברת לכניסת הטמפרטורה הגבוהה 14 של מחליף החום-מחזר 9. מוצא הטמפרטורה הנמוכה 15 של מחליף החום -מחזר 9 מחובר לכניסה לצינור המערבולת של Ranque-Hilsch 10. לצינור המערבולת Ranque-Hilsch 10 יש שתי יציאות, שאחת מהן (דרך נוזל העבודה ה"חם") מחוברת לרדיאטור הקירור 11, ו השני (דרך נוזל העבודה ה"קר") מחובר לכניסה של המדחס 7. היציאה של הצידנית-רדיאטור 11 מחוברת גם היא לכניסה למדחס 7. יציאת המדחס 7 מחוברת לטמפרטורה הנמוכה כניסת 15 למחליף חום-מחזר 9. מוצא הטמפרטורה הגבוהה 16 של מחליף חום-מחזר 9 מחובר לכניסה למפעל הכור 5. לפיכך, האלמנטים העיקריים של תחנת הכוח הגרעינית מחוברים זה לזה באמצעות עבודה אחת מעגל נוזלים.

YaEDU פועל באופן הבא. נוזל העבודה המחומם במפעל הכור 5 נשלח לטורבינה 6, המבטיחה את פעולת המדחס 7 והגנרטור 8 של הטורבוגנרטור-מדחס. גנרטור 8 מייצר אנרגיה חשמלית, הנשלחת דרך קווים חשמליים 13 למנועי טילים חשמליים 1 ו-2 ולמערכות האספקה ​​שלהם 3 ו-4, מה שמבטיח את פעולתם. לאחר עזיבת הטורבינה 6, נוזל העבודה נשלח דרך כניסת הטמפרטורה הגבוהה 14 אל מחליף החום-מחזר 9, שם נוזל העבודה מקורר חלקית.

לאחר מכן, ממוצא הטמפרטורה הנמוכה 17 של מחליף החום-מחזיר 9, נוזל העבודה נשלח לצינור המערבולת Rank-Hilsch 10, שבתוכו זרימת נוזל העבודה מחולקת לרכיבים "חמים" ו"קרים". החלק ה"חם" של נוזל העבודה עובר לאחר מכן אל פולט המקרר 11, שם חלק זה של נוזל העבודה מקורר ביעילות. החלק ה"קר" של נוזל העבודה עוקב אחר הכניסה למדחס 7, ולאחר הקירור, החלק של נוזל העבודה היוצא מהמצנן-רדיאטור 11 מגיע לשם.

המדחס 7 מספק את נוזל העבודה המקורר למחליף חום-מחזיר 9 דרך כניסת הטמפרטורה הנמוכה 15. נוזל עבודה מקורר זה במחליף חום-מחזר 9 מספק קירור חלקי של הזרימה המתקרבת של נוזל העבודה הנכנס למחליף החום- מחזיר 9 מהטורבינה 6 דרך כניסת הטמפרטורה הגבוהה 14. יתר על כן, נוזל העבודה המחומם חלקית (עקב חילופי חום עם הזרימה הנגדית של נוזל העבודה מהטורבינה 6) ממחליף חום-מחזר 9 דרך ה-high- שקע טמפרטורה 16 ​​נכנס שוב למפעל הכור 5, המחזור חוזר שוב.

לפיכך, נוזל עבודה בודד הממוקם בלולאה סגורה מבטיח פעילות רציפה של תחנת הכוח הגרעינית, והשימוש בצינור מערבולת Rank-Hilsch כחלק מתחנת הכוח הגרעינית בהתאם לפתרון הטכני המוצע משפר את מאפייני המשקל והגודל. של תחנת הכוח הגרעינית, מגביר את אמינות פעולתה, מפשט את תכנית התכנון שלה ומאפשר להגביר את היעילות של תחנת הכוח הגרעינית כולה.

קישורים: