Инновации ОАО "РЖД"

Вагон «Энергия будущих поколений. Госкорпорация “РОСАТОМ”»

ВАГОН

«ЭНЕРГИЯ БУДУЩИХ ПОКОЛЕНИЙ. ГОСКОРПОРАЦИЯ “РОСАТОМ”»

КРАТКО О СТРОЕНИИ ЯДРА

Все вещества состоят из молекул, а молекулы, в свою очередь из атомов. На сегодня известно около 115 различных типов атомов. В ряде выдающихся открытий ученые выяснили, что абсолютно все атомы состоят только из трех типов частиц – протонов, нейтронов и электронов.

В центре атома находится маленькое ядро. Вокруг ядра расположено пустое пространство, заполненное электронами, которые, вращаясь, формируют электронное облако. В ядре сосредоточено 99,9% массы всего атома. Ядро состоит из протонов, имеющих элементарный положительный заряд, и нейтронов, не имеющих заряда. Электрон является носителем элементарного отрицательного заряда. Заряд ядра, который равен количеству протонов и одновременно количеству электронов определяет принадлежность атома к тому или иному элементу.

Если заряд ядра равен 92, то этот элемент является ураном.

41

ДОБЫЧА УРАНОВОЙ РУДЫ

Существуюттриспособадобычируды–карьерный(открытый),шахтныйиспо- собом подземного выщелачивания. В последнем случае бурится сеть скважин, в которые нагнетается раствор серной кислоты. Он проходит через урановые пласты, насыщается ураном и выходит на поверхность. Этот способ считается наиболее экологически чистым.

Самые большие запасы урана в Австралии, Казахстане, России и Канаде. По объемам добычи мы на пятом месте, а по запасам – на втором.

В России урановую руду добывают в основном шахтным способом. Её поднимают на поверхность на специальных лифтах – клетях. Руду, которую вырывают из породы с помощью взрыва, грузят специальными гидравлическими машинами, а затем на вагонетках доставляют до клетей. Радиация внутри в минимальной дозе, как 1 час полета на пассажирском самолете.

РАБОТА С ДОБЫТОЙ РУДОЙ

Работа с добытой рудой начинается с ее грубой обработки. На гидрометаллургическом заводе происходит ее первичная сортировка при помощи сепаратора, которыйразделяетрудунабогатуюиобедненную.Богатыеураномпопадаютнамель-

42

Вагон «Энергия будущих поколений. Госкорпорация “РОСАТОМ”»

ницы,гдеихрастираютвпесокспомощьюядеризстали.Обедненныежесобирают в штабеля для дальнейшего кучного выщелачивания с помощью серной кислоты.

Превращение урана в металл идет по сложной технологии. Ее конечный результат – порошок черного цвета – закись-окись урана.

ОБОГАЩЕНИЕ УРАНА

Для производства ядерного топлива можно использовать только один сорт атомов – уран 235. К сожалению, именно этого изотопа в уране содержится очень мало – меньше одного процента. Чтобы из урана можно было сделать ядерное топливо, количество этого изотопа нужно довести хотя бы до трех-пяти процентов – то есть обогатить уран.

Существуют2способаобогащенияурана–газодиффузионныйигазоцентрифуж- ный. Именно в СССР появился уникальный ускоренный газоцентрифужный метод, который взяли на вооружение многие страны. Во вращающейся центрифуге разгоня-

43

ютсяпотокиурановогогазагексофторидаурана,приэтомболеетяжелыеизотопыгаза оказываются у стенок, а те, что полегче, скапливаются вокруг оси цилиндра. Именно такпроисходитделениеизотоповуранана235и238.

Обедненный газ с 238 изотопом запаковывают в специальные контейнеры. Такие контейнеры могут храниться на специальном складе до 100 лет. Этот газ нерадиоактивен.Но,каксчитаютученые,этоядерноетопливобудущего.Ономожет использоватьсяватомныхреакторахновогопоколениянабыстрыхнейтронах.Поих мнению, запаса газа с 238 изотопом нам хватит более чем на 200 лет.

ФИНАЛЬНЫЙ ЭТАП

Процессзавершаетсяпереводомгазагексофторидауранавпорошок–диоксид урана. На выходе кристаллы белого цвета, в которых содержание урана 235 достиглонеобходимогоуровнядляполученияядерноготоплива.Порошокперемешивают с пластификатором и получают урановые таблетки. Одна урановая таблетка весом примерно 20 грамм может дать столько же энергии, сколько мы получим от сжигания трех бочек бензина или 700 кг угля.

СХЕМА РАБОТЫ АЭС

Сердцем атомной электростанции является ядерный реактор. Он, как котел, превращает воду в пар. Для нагревания воды используется энергия, высвобождающаяся при делении атомов урана. После загрузки топлива в реакторе начинается цепная реакция, во время которой свободные нейтроны расщепляют ядра атомов урана. При этом высвобождается огромная энергия. Реакция продолжается до тех пор,поканезакончитсявсетопливо.Именнопоэтомуреакцияделенияядраатомов урана называется цепной.

АЭС – это очень сложное инженерное сооружение, которое работает на основе самых современных технологий. Обычно на одной станции работают сразу несколько реакторов.Каждыйреакторспарогенераторомитурбинойобъединяетсявэнергоблок.

Для управления ядерной реакцией используются специальные стержни. Во времяподнятиястержнейвысвобождаетсябольшаятепловаяэнергия.Водапревращается в пар и вращает турбину. Турбина приводит в движение электрогенератор, он и вырабатывает электрический ток.

Через 5-7 лет свежее ядерное топливо превращается в отработанное и его выгружают из реактора. Оно имеет значительную радиоактивность, поэтому прежде

44

Вагон «Энергия будущих поколений. Госкорпорация “РОСАТОМ”»

чем отправить топливо на переработку, его на несколько лет помещают в специальный бассейн, где дают ему остыть.

Затемтопливопомещаютвспециальныйвысокопрочныйконтейнериотправляютнапереработкуилихранениепоособыммаршрутамиподусиленнымконтролем.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Атомная станция излучает радиацию постоянно, но дальше активной зоны реактора радиация распространиться не может. Для того, чтобы не допустить выхода радиации наружу, на атомных станциях создана многослойная защитная система. Защитная оболочка в 6 раз толще обычных монолитных домов, поэтому герметичный купол может выдержать 8-балльное землетрясение. При возникновении опасных ситуаций в реактор с топливом автоматически опускаются специальные стержни, которые прекращают цепную реакцию.

ПЛАВУЧАЯ АЭС И ВОДОРОД

Сегодня ядерную энергию в основномиспользуютдлявыработкиэлектроэнергии. Но на самом деле список возможных способов применения атомной энергетики огромен, например, атомные ледоколы и подводные лодки. Еще, если установить ядерный реактор не на корабль, а на передвижную платформу, то получится плавучая атомная электростанция. Такие станции могут использоваться для выработки электричества и тепла, а также для опреснения морской воды и работать без перезагрузки топлива 10-15 лет подряд. С помощью реактора можно получать водород – эффективное топливо. Ядерные установки также используются в космосе.

45

ВАГОН

«НАНОТЕХНОЛОГИИ. ОАО “РОСНАНО”»

СИСТЕМА РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИЦ VOCORD FACECONTROL (OOO «ВОКОРД СОФТЛАБ»)

Система VOCORD Face Control пред-

назначена для распознавания лиц в местах массового пребывания людей. Работают даже в условиях низкой освещенности, задней засветки и т.п.

Система автоматически находит на видеоизображении лица, сравнивает их с фото, загруженными в базу данных, и уведомляет оператора в случае, если найдено совпадение. Система повышает уровень безопасности и контроля на транс-

портныхузлахидругихобъектах,способствуетпрофилактикеправонарушений. Новейшие алгоритмы гарантируют высокую достоверность распознавания.

НАНОСТРУКТУРИРОВАННАЯ КЕРАМИКА (ЗАО «НЭВЗ-КЕРАМИКС»)

Наноструктурированная керамика предназначена для промышленных потребителей в области энергетики, радиоэлектроники, машиностроения, химической и нефтехимической промышленности, медицины для травматологии и ортопедии, нужд Министерства обороны. Используется для замены традиционных материалов.

46

Вагон «Нанотехнологии. ОАО “РОСНАНО”»

НАНОМОДИФИЦИРОВАННАЯКОМПОЗИТНАЯАРМАТУРА«ROCKBAR» ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ, АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ

(ООО «ГАЛЕН»)

Композитная арматура ROCKBAR представляет собой базальтопластиковые или стеклопластиковые стержни диаметром от 2,5 до 16 мм, длиной до 12 метров с различным финишным покрытием.

Основные свойства композитных материалов – сверхвысокая прочность в сочетании с легкостью, долговечность и возможность эксплуатации в сложных условиях.

Композитная арматура ROCKBAR прошла коррозионные и физико-механиче- ские испытания в различных университетах мира.

Продукция имеет все необходимые документы и сертификаты.

ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ, АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ

Композитная арматура обладает низкой теплопроводностью, коррозионной стойкостью и диэлектрическими свойствами. В четыре раза легче и в три раза прочнее аналогов из металла. Благодаря вышеуказанным свойствам повышается долговечность, прочность

ибезопасность бетонных конструкций, уменьшаются затраты на эксплуатацию

иобслуживание объекта, снижается уровень паразитных токов.

47

СВЕТОДИОДНАЯ ПРОДУКЦИЯ (КОМПАНИИ «LEDART»)

КомпанияLEDARTразрабатываетипроизводит светодиодные светильники, светодиодные фонари и светодиодные линейки для различных сфер применения.

Представлен относительно недорогой светильник для растений, спектральный диапазон которого соответствует типовым биологическим и фотохимическим процессам развития растений.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СТЕКЛОПАКЕТЫ (ГК «СТИС»)

Представлены стеклопакеты и оконные стекла для остекления фасадов зданий, офисов, домов, коттеджей и строительных компаний.

Качество современного окна в равной степени зависит от трех составляющих: стеклопакета, профиля и фурнитуры, каждая из которых несет в себе определенные функции и отвечает за различные потребительские характеристики. Только объединив их в единую светопрозрачную конструкцию, можно предложить потребителю готовый конечный продукт – окно. При этом не стоит забывать, что каждая из составляющих является отдельным продуктом, производится на совершенно разных предприятиях, и может использоваться компаниями-производителями окон во всевозможных сочетаниях.

48

Вагон «Нанотехнологии. ОАО “РОСНАНО”»

МОБИЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ

Мобильные дорожные покрытия МДПМОБИСТЕК – это плиты, изготовленные из полимерных композиционных материалов, соединенныевдорожноеполотноспециальными замковыми соединениями и предназначенные для многократного использования. МДПМОБИСТЕК позволяют быстро возвести временные дороги и строительные площадки на участках со сложными геологическими условиями.

ОсновныепреимуществаМДП–МОБИСТЕК:

•высокая скорость строительства, минимальная предмонтажная подготовка поверхности;

•высокаяпрочностьпрималомвесе;

•высокая оборачиваемость (окупаемостьдостигается уже на 8-йраз применениясогласноТЭОООО«ГазпромВНИИГАЗ»);

•положительнаяплавучесть;

•малый вес плиты (возможность монтажа любыми погрузочно-разгрузочны- мимеханизмами);

•стойкостьквысокимотрицательнымиположительнымтемпературам;

•стойкостьквоздействиюагрессивныхсредикистиранию;

•модульность,возможностьразличныхконфигурацийповерхности;

•экологичность: сохранение растительного покрова и сокращение расхода природныхресурсов.

•Сфераприменения:

•обеспечение быстрого подъезда и доставки техники на строительные объектывусловиях бездорожья,втомчисленаболотах1и2типов;

•строительствовременныхобъездныхдорог;

•устройство технологических проездов и площадок при строительно-монтаж- ныхработахнатрубопроводах;

•сооружениевременныхплощадокипроездовдлязащитытравяногопокрова иверхнегослояпочвыприпроведениистроительно-монтажныхработ;

•строительствопереездовчерезразличныекоммуникации.

Производитель:Группакомпаний«Рускомпозит».

49

ОПОРА ОСВЕЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Применение композиционных материалов в конструкции опоры позволяет исключить проблемы с коррозией, электроизоляцией, снизить затраты на транспортировку и СМР благодаря снижению массы опоры.

Сфераприменения:освещениежелезнодорожнойинфраструктуры, жилых кварталов, пешеходных зон, аллей, бульваров, парков

СВЕТОДИОДНЫЕ МАРКЕРЫ LRM 1 СОЛАР

Светодиодные маркеры монтируются в автодорожное покрытие и предназначены для выделения опасных участков автодорог с целью повышения внимания водителей. Маркеры энергонезависимы, вандалоустойчивы, приспособлены к работе в сложных климатических условиях.

Сфера применения: автодорожная отрасль и транспортное строительство

СИСТЕМА ВНЕШНЕГО АРМИРОВАНИЯ FIBARM

В основе технологии – уникальные свойства материалов из углеродного волокна, прочность которых в 8 раз выше стали, а масса – в 4 раза меньше. Технология по усилению конструкций зданий и сооружений системой внешнего армирования позволяет выполнять работы в полевых условиях в сжатые сроки без привлечения тяжелой строительной техники.

50