坦克底盤上的核電站：蘇聯移動核能充電寶ТЭС-3（TES-3）

在遙遠的1950年代，剛剛崛起的蘇聯開始考慮積極開發極北地區。極北地區位于副北極和北極氣候帶。

正如你所理解的，這些地區的氣候條件極為嚴酷，有時氣溫會降至零下70攝氏度，這使得在該地區的任何生活活動都非常困難。

正是因此，出現了建造可移動核電站的設想，這種核電站能夠為世界上任何角落提供熱量和電力，即便是在像極北這樣嚴酷的環境中。

TЭС-3 模塊在試驗中

20 世紀 50 年代中期。蘇聯開始開發西伯利亞和遠北地區，而傳統能源根本“夠不到”這些地方。在原子能工業部長葉菲姆·斯拉夫斯基的辦公室里，一個大膽的想法誕生了：制造一座能夠依靠自身動力抵達國家最偏遠角落的發電站。于是，1957 年，TЭС-3 項目啟動——一種可運輸的核電站，直到今天在世界上仍無真正的同類。

需要立即說明的是，這一構想不僅源于經濟需求。TЭС-3 從一開始就被設想為一種雙用途裝置——為北極地區的戰略航空機場、防空系統節點以及可能處于放射性污染區域內的設施提供能源。

重型坦克 T-10

ТЭС-3：世界上第一座移動式核電站

在20世紀50-60年代，蘇聯積極發展核技術，不僅用于固定式核電站，還用于移動式裝置，這些裝置旨在為極北地區、西伯利亞偏遠區域和軍事設施提供電力。其中最具雄心勃勃的項目之一便是ТЭС-3（可運輸電站-3）——世界上第一座履帶式移動核電站。該項目由“В實驗室”（現為奧布寧斯克物理能源研究所）開發，在奧布寧斯克原子能研究所專家的指導下進行。底盤（代號27）由列寧格勒基洛夫工廠設計局基于T-10重型坦克創建。

為了承受巨大負載，T-10的基本底盤被加長，每側支重輪數量增加至10個，并加寬履帶以降低地面單位壓力。曾考慮使用重型火炮牽引車АТ-Т的底盤方案，但由于其在原始雪地和沼澤地帶的通過性較差而被放棄。整個系統置于四輛自行履帶式平臺上，總重量約310噸：

• 第一和第二輛車：雙回路水-水反應堆（第一輛為反應堆本身，第二輛為蒸汽發生器）。
• 第三輛車：渦輪機和發電機。
• 第四輛車：控制臺、輔助設備和系統。

奧布寧斯克的 TЭС-3

反應堆熱功率為8.8兆瓦，電功率為1.5兆瓦（足以供應一個小城鎮）。反應堆為壓水式（VVER類型），一回路壓力高達130個大氣壓，這使得水在約300°C的高溫下仍保持液態。相當大一部分重量用于生物防護：多層結構包括鋼、鉛（厚度達190毫米）、硼化水、橡膠和其他材料。這種方法后來應用于艦用和大型商用VVER反應堆。對于那個時代來說，ТЭС-3的技術方案極具大膽性：

• 在行軍模式下，乏燃料組件通過空氣散熱器冷卻。
• 在野外條件下可使用25噸起重機更換燃料。
• 部分操作可遠程進行——這是反應堆遠程控制的早期原型。
• 配備去污區，并有“營地”模式，以300–400千瓦的降低功率運行以節省燃料。

除了履帶運輸方式外，該電站還可通過鐵路平臺運輸。ТЭС-3于1961年投入試驗運行。該裝置在能源模式下運行約1300小時，沒有發生輻射事故，證實了其可靠性和安全性。反應堆的許多解決方案成為未來大型VVER的原型。

奧布寧斯克的 TЭС-3

1961 年至 1965 年間，該電站在奧布寧斯克進行了試運行，表現出令人印象深刻的性能。它能夠穩定輸出設計功率 1500 千瓦，在一次燃料裝載下可連續運行 250 天。在某一時期，TЭС-3 接入了奧布寧斯克市的電網，實際上為市區居民供電——這是世界歷史上唯一一次由移動反應堆為城市供電的案例。

報告顯示，該電站能夠承受低至 –40℃ 的嚴寒而性能不受影響。同時，還進行了獨特的熱溝實驗：利用雪和冰作為應急散熱的儲熱介質。1964 年，《原子能》行業期刊總結道：“建造具有水-水反應堆的大型可移動電站的試驗取得了相當成功。”

然而，到 1967 年，該項目被終止。原因之一是浮動核電站“北方號”的出現，軍方更傾向于在水上使用固定設施，而非陸地移動電站。但項目關閉的原因不僅如此。四個總重超過 300 噸的模塊在陸地移動數十公里會嚴重磨損底盤，后勤支撐極其復雜（從特種燃料到化學防護），而行進中發生事故的風險被認為不可接受，其后果在空曠地區無法局限。盡管 TЭС-3 已被證明可行，但最終未能被實際應用。

奧布寧斯克的 TЭС-3

盡管如此，TЭС-3 項目證明了核反應堆可以實現移動化，但同時也展示了這種移動性的極限。它的技術遺產直接延續到了 TЭС-7 和“帕米爾-630D”項目——兩者在切爾諾貝利事故后均被終止，但均遵循了相同的理念。同時，許多 TЭС-3 的技術積累也被應用到北極艦載反應堆中。進入 21 世紀，這一理念以浮動核電站“阿卡德米克·洛蒙諾索夫號”的形式重現——它可以被視為蘇聯電站的概念繼承者。

但更重要的是：TЭС-3 的歷史首先體現了一種工程思維方式，這種思維在核工業中幸運地并未消失。蘇聯的“移動核電”展示了反應堆物理可運輸性的極限，但同時奠定了在極端復雜、高風險、高技術系統中工作的文化。這種文化——在可能性的邊界上工作，將基礎科學與應用工程結合——成為該項目的主要遺產。

例如，一條由 35 個超冷鐿離子組成的鏈，每個離子編碼兩個量子比特，形成 70 量子比特的量子寄存器。

正是這種思維邏輯催生了現代“羅斯原子能”的技術體系，在該體系中，核能早已不再是唯一方向。量子技術成為新的“遠北”，是經典計算無法覆蓋的領域。2025 年，俄羅斯科學家基于鐿離子在國家量子計算路線圖框架下（由“羅斯原子能”協調）成功研制出 70 量子比特原型量子計算機，這正是 TЭС-3 思路的直接延續。

這一性能強大且操作精度高的俄羅斯量子計算機，是該行業長期系統性工作成果的體現——幾十年來，它將基礎理念不斷發展成可運行的工程裝置。

“移動式核電站 ТЭС-3”模型，比例 1:10。

可移動核電站的最初項目：TЭС-1 和 TЭС-2

最初開發了 TЭС-1 和 TЭС-2 項目。這兩個項目存在一些小的差異：TЭС-1 計劃采用單回路反應堆，配備獨立的燃氣輪機裝置；而 TЭС-2 則打算利用機車自身的蒸汽輪機裝置。它們都是基于鐵路機車開發的，但很快被否決，因為在極北地區鋪設鐵路需要大量資金和資源，這使得項目極不經濟。

平臺更換與 ТЭС-3 項目的實現

當時決定將移動核電站轉移到另一種更合適的平臺——履帶式平臺上。為什么選擇履帶式？因為與輪式平臺相比，履帶具有更高的通過性和牽引力。作為 ТЭС-3 的初步基礎，選擇了重型坦克 T-10 的底盤，但進行了部分改進。

T-10 履帶

為了實現 ТЭС-3，原本就不小的 T-10 底盤被大幅加長。支撐輪的數量增加到 10 個，同時履帶的寬度也加大，以保持對地面的單位壓力。

底盤面臨的任務非常艱巨——要承受超過 200 噸的總重量，這也說明了這些改進的必要性。

1957 年，在 ТЭС-3 項目模型成功實現后，開始建設試驗樣機。最終在 1961 年，所有必要的 ТЭС-3 設備安裝在四個改進過的 T-10 坦克底盤上。

在第一輛底盤上安裝了雙回路水—水核反應堆；第二輛底盤安裝了泵、蒸汽發生器及其他初級放射性回路設備；第三輛底盤為渦輪和發電機；第四輛底盤為控制與監測臺。

雙回路水—水核反應堆工作原理示意圖

反應堆的工作原理與當代核電站類似，只是反應堆本身尺寸更小，產能較低。預計 ТЭС-3 可自主運行約 250 天，每日發電 1.5 兆瓦，這對于小型定居點或科考隊來說已經足夠。

ТЭС-3 的運輸平臺之一

ТЭС-3 的輻射防護實現方式

ТЭС-3 實際上采用了三級防護。第一級是放置反應堆的鉛罐；第二級是填充有硼酸的容器；第三級則是普通土壤。

在反應堆啟動前，ТЭС-3 的前兩輛底盤會被埋入土中，并盡可能用鋼筋混凝土板包裹。這一切都能可靠地保護環境免受輻射影響。

是否存在發展前景？

遺憾的是，直到今天，世界上仍有許多未通電地區。ТЭС-3 或其后續型號本可以在提高當地生活水平方面發揮重要作用，尤其對于那些無法建造完整核電站的國家政府而言更是如此。或許，該項目的成本效益太低，因此放棄了批量生產，最終被送入了蘇聯未實現項目的“廢棄庫”，就像 Ан-218 一樣。