能否在月球和火星上安裝核反應堆?

2020-09-09 科技全頻

NASA加快了10kW級「太空反應堆」的開發

在月球上,白天和黑夜分別持續14天。因此,月球探測器在白天著陸並進行探索活動,而在無法進行太陽能發電的夜晚,它傾向於切換到待機狀態。但是,正如阿爾emi彌斯計劃一樣,如果一個人長時間停留在月球上,則需要一直發電。

根據航空航天媒體「太空新聞」 2日的報導,美國宇航局將在下個月初向參加「裂變表面動力」項目第一階段的月球和火星探測公司提供正式建議。我要問。該項目旨在開發一個小型的10kW反應堆,該反應堆將於2027年安裝在月球上。

想像一下安裝在月球上的「千千瓦」反應堆。Ⓒ美國宇航局

自2015年以來,美國國家航空航天局(NASA)與美國能源部(DOE)一直在推動一項名為「千千瓦」的太空核電項目。2018年3月,KiloPower在內華達州的測試現場成功進行了首次技術演示,當時揭幕的&39;反應堆設計為使用高濃縮鈾(HEU)產生高達1kW的功率。

在即將到來的競爭項目中,將基於Crusty技術開發功率達10倍的反應堆。NASA計劃在未來的火星定居點安裝四個或更多10kW級反應堆,以產生所需的最低功率。

第一個利用誘發核裂變的空間反應堆

深空探測器將配備一種稱為「放射性同位素熱電發生器(RTG)」的核裝置。這是因為離太陽越遠,僅靠太陽能電池板獲取足夠的電力就越困難。登陸火星的維京人1號和2號以及好奇號火星車也使用了RTG。

RTG主要利用from238的自發放射性衰變產生的熱量。但是,under核協議限制了production的生產。另外,存在僅數百瓦的輸出逐漸減少的缺點。配備三個RTG的旅行者1號和旅行者2號的初始輸出為470瓦,但到2011年,降至270瓦以下。

技術人員正在努力展示飛速。Ⓒ美國宇航局

Kilo Power是使用預活塞式斯特林發動機的成熟的感應式核裂變電廠。與一般的核反應堆相似,碳化硼棒用作控制棒,而金屬鈉用作冷卻劑,以便於安裝和運輸。

美國宇航局太空技術任務核系統組合經理安東尼·卡洛米諾(Anthony Calomino)說:「千億美元幫助我們在登月之夜,特別是登月之夜生存。」它提供了開發和測試的機會。」

太空反應堆真的安全嗎?

公眾對空間反應堆的不信任感很深。這個想法是,如果運輸火箭在空中爆炸,那麼這個想法就是在大面積上噴灑放射性物質。

對此,KiloPower研究人員表示,即使發生事故,也是非常安全的。這是因為與地球上大多數核反應堆不同,它不使用液體冷卻劑,例如水。如果水變得太熱,可能會引起蒸汽爆炸,這是一個問題,因為它更容易擴散汙染物。另一方面,KiloPower的熱管中的鈉保持固態,直到被熱量溶解為止。

想像一下在華城住宅中安裝四個10千瓦千瓦的電能。它還連接到遠程太陽能設施。Ⓒ美國宇航局

與普遍的成見相反,據說用作燃料的鈾235的風險也很低。KiloPower項目總監洛斯阿拉莫斯研究所首席研究員派屈克·麥克盧爾(Patrick McClure)表示:「如果在發射臺發生火箭爆炸或起火之類的事故,則一公裡距離處的輻射測量值將大大低於自然輻射劑量。」顯露了。

最危險的情況是反應堆意外運行,但是由於千瓦的設計,實際上是不可能的。研究人員說,即使在最壞的情況下,反應堆也不太可能在發射期間運行。

裝在火星車上的千瓦。鎢散熱器可以摺疊或展開,就像批量生產一樣。Ⓒ美國宇航局

但是,Kilo Power使用高度濃縮的鈾作為減輕重量的燃料。高濃縮鈾的引入,也可用於核武器,引起了核不擴散界的關注。由於存在這樣的問題,還正在認真考慮使用低濃鈾(LEU)。

美國宇航局和美國能源部將在該項目的第一階段中選擇一個參與公司,並從2022年開始該項目的第二階段。眾所周知,還正在考慮通過與公司分擔項目成本來減少預算的方法。

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