Есть ещё один вариант оформления тепловыделяющих сборок — в виде графитовых шаров диаметром около 60 миллиметров, внутри которых находятся таблетки из расщепляющегося материала. В этом случае шары подаются в реактор непрерывно, проходят через активную зону, охлаждаются, проходят неразрушающую диагностику и снова подаются в реактор. В этом случае предполагается использование до 10 циклов прохода.
— Рабочим телом для турбины и теплоносителем для охлаждения реактора является гелий. Он подвергается двухступенчатому сжатию в компрессоре и промежуточному охлаждению, — рассказал Лейпунский. — Предварительный нагрев гелия высокого давления перед входом в реактор происходит в рекуператоре, который использует энергию гелия на выходе из турбины. В реакторе осуществляется ввод тепловой энергии в цикл и нагрев гелия до рабочей температуры. Горячий гелий высокого давления затем расширяется в турбине, которая приводит в действие компрессор и электрогенератор. Гелий низкого давления с выхода турбины направляется в рекуператор, где подогревает гелий высокого давления после компрессора. Сбросное тепло из цикла отводится в концевом холодильнике контуром оборотной воды.
Станция получается значительно проще по конструкции, чем обычная АЭС, и за счёт этого дешевле. В ней используется авиационная газовая турбина, как рассчитанная на высокие температуры, и прямотрубные теплообменники с пластинчатым оребрением. Нет никаких промежуточных межфазных переходов теплоносителя, из пара в воду, на которых теряется тепло и снижается коэффициент полезного действия. Гелий разогревается до 850 градусов, при этом в активной зоне нет металлических деталей, то есть, плавиться там нечему. Вся установка полностью располагается под землёй, всё капсулировано. При этом даже отказ системы управления не ведёт к расплавлению топлива. Всё автоматически затухает и медленно остывает за счёт рассеивания тепла в грунт, окружающий станцию.
Никита Сергеевич озабоченно почесал нос:
— Товарищи, я не специалист, конечно, но вы ранее сами упоминали в разговорах, что графит при облучении и высокой температуре ещё и распухает со временем? А тут вы собираетесь в реакторе какие-то шарики катать? А ну как графит у вас распухнет, канал сузится, и застрянет ваш шарик внутри реактора? Оно, конечно, может, и не ё#нет, раз воды нет, но и работоспособность дорогостоящей установки нарушится. А как её под землёй чинить?
Вы поймите, я не против важных научных экспериментов. Я вам специально мои дилетантские сомнения высказываю, потому что сталкивался уже с ситуациями, когда разработчики углубляются в решение узкоспециальных проблем, и не замечают других трудностей, которые им кажутся несущественными именно потому, что «лежат на поверхности».
— Тут, Никита Сергеич, есть объективная трудность, — пояснил Александров. — Дешёвых и доступных материалов — замедлителей нейтронов не так много, я бы сказал — раз-два и обчёлся. В прямом смысле раз-два. Графит и вода. Лёгкая или тяжёлая. Всё остальное сильно дороже. Тут или на быстрые нейтроны переходить, но это — совсем другое, более дорогое топливо высокого обогащения, или графит, без вариантов.
— Понимаю. Эксперимент, безусловно, провести надо, это вы правильную работу затеяли, — одобрил Первый секретарь. — Но вот строительство полноразмерного реактора, да ещё и на космодроме, как мне представляется, надо затевать тогда, когда основные проблемы будут решены, и будет полная уверенность, что установка проработает достаточно долго, чтобы окупить расходы. А для получения водорода что нужно?
— Нужен будет трубопровод от Каспия, для подачи воды, — ответил Лейпунский. — Сейчас на опытном образце проводятся плановые эксперименты для изучения особенностей его конструкции и поведения под нагрузкой. Также необходимо отработать критически важную технологию изготовления электромагнитных подшипников для компрессора турбины, это поможет значительно продлить срок её эксплуатации. Технология совершенно новая, непростая, и востребованная также для гироскопов.
— Вот это правильно, — похвалил Никита Сергеевич. — Сразу думаете о всех возможных применениях.
— Именно так, — подтвердил Лейпунский. — В этой работе ещё одно важно — постепенно поднимая температуру газового теплоносителя, теоретически можно выйти на температуры плавления некоторых металлов. Я не говорю, что это будет просто, так как всё упирается в высокотемпературные конструкционные материалы для самого реактора и ТВЭЛов, но в принципе, если в активную зону не поступает кислород, то графит вполне будет держать такие температуры.
— Это вы к чему ведёте? — недоверчиво осведомился Никита Сергеевич.
— К тому, что в некоторых отдельных случаях такой реактор может даже использоваться в металлургии, — пояснил академик. — Я не имею в виду, что мы в ближайшие годы сможем перевести всю металлургию на атомную энергетику, но в перспективе, возможно, какая-то её часть могла бы использовать в качестве высокотемпературного источника энергии не кокс или электричество, а непосредственно поток горячего гелия из реактора.
