Гонка по строительству лунного ядерного реактора нагревается

Проектирование лунных ядерных реакторов

Каковы соображения для проектирования ядерный реактор на луну?

Заседание: В очень низком уровне гравитацияжидкости не будут вести себя точно так же, как на земле. Таким образом, схемы циркуляции для жидкости реактора должны быть пересчитаны. И большие температуры луны, которые варьируются сотни градусов от лунного дня до ночи, потребуют реактора Используйте системы, которые более изолированы от этих колебаний. На земле мы изгнаем тепло отходов легко, потому что существуют термически стабильные радиаторы Как водоемы доступны.

Какой реактор вы ожидаете, что НАСА выберет?

Кэти Хафф Ранее служил помощником секретаря по ядерной энергии в Министерстве энергетики США (DOE).Кэти Хафф

Заседание: Было бы иметь смысл, если бы НАСА выбрало один из трех конструкций, ранее выбранных для программы мощности поверхности деления, а не начнется с нуля. Но с чрезмерной ослаблением целевой емкости, от 40 кВт до 100 кВт, будет немного перепроектирование, потому что вы не просто поднимаете ручку. Три награды пошли в Локхид Мартин/BwxtВ Вестингаус/Aerojet Rocketdyneи X-Energy/BoeingПолем Некоторые из них развиваются Микрореакторы которые основаны на Тристурная изотропная [TRISO] топливокоторый является типом очень надежного уранового топлива, поэтому я ожидаю, что лунный реактор будет спроектирован с использованием этого. Для охлаждающей жидкости я не ожидаю, что они выберут воду, потому что тепловые свойства воды ограничивают диапазон температур, которые она может эффективно охлаждать, что ограничивает эффективность реактора. И я также не ожидаю, что это будет жидкая соль, потому что она может быть коррозийной, и этот лунный реактор должен работать в течение 10 лет без вмешательства. Поэтому я подозреваю, что они выберут газ, такой как гелий. А затем для преобразования власти, директива НАСА прямо заявила, что закрыто Брэйтон цикл было бы требованием.

Как будет выглядеть транспорт и стартап?

Заседание: Реактор будет полностью построен на Земле и готов к работе, с топливом на месте. Я ожидаю, что он будет транспортироваться с контрольными элементами, полностью вставленными в реактор, чтобы предотвратить запуск цепной реакции во время транзита. Оказавшись на Луне, последовательность запуска будет инициирована удаленно или астронавтами там. Затем управляющие стержни выйдут из реактора, а небольшой нейтронный источник, такой как Californium-252, начнет реакцию.

Крайний срок 2030 года чувствует себя довольно спешным, учитывая, что у Соединенных Штатов нет окончательного дизайна для реактора, ни твердых планов Лунная базаПолем

Заседание: Верно. Эта временная шкала действительно кажется амбициозной. У нас будет достаточно тяжелое время, когда в ближайшие четыре с половиной года будет развернуть реактор такого масштаба в качестве прототипа в ближайшие четыре с половиной года. Получение одного готового запуска и на Луну к тому времени-это рецепт, который в конечном итоге объясняет, почему мы не встречались с этой временной шкалой. И это может быть проблемой, в репутации, для ядерной энергии больше, чем исследование космоса, потому что люди любят НАСА. Маленькие дети и взрослые носят футболки НАСА. Никто не носит футболки DOE.

Риски запуска лунного реактора

Каковы риски, если что -то пойдет не так с запуском?

Заседание: Достаточно красиво, свежее урановое топливо не представляет рентгенологической опасности, как урана. Только после того, как он станет продуктами деления, это значительно радиоактивно. Поэтому, пока реактор не работает до запуска, опасность довольно низкая. Даже если бы топливо рассеялось по земле, оно не представило бы значительную опасность для окружающих людей. У меня буквально есть образец урана, сидящий у моего стола. Кроме того, для любого радиологического объекта уже установлен надежный протокол безопасности запуска. НАСА имеет большой опыт работы с отправкой термоэлектрических генераторов плутония, которые больше похожи на ядерную батарею для предыдущих миссий.

Вещи пошли не так с некоторыми реакторами деления, ранее запущенными в космос; Что случилось с ними?

Заседание: Самыми большими реакторами деления, которые каждый из них запустил в космос, были электронные реакторы 5 кВт, которые были частью советской программы. У одного из них был серьезный инцидент и развалился. Сейчас он находится на высокой орбите по частям, в том числе, в том числе некоторые из ее охлаждающей жидкости, которая просто плавает вокруг в виде жидких металлических сфер. Но это не влияет на землю, потому что это крошечное количество радиологического исходного материала на невероятном расстоянии от Земли. Более неудачный инцидент произошел с советским реактором Kosmos 954, который после работы на орбите испытывал неконтролируемый повторный вход и распадался на 600-километровом полосе канадской территории.

Что произойдет, если астероид поражает луну или непосредственно попадает в лунный ядерный реактор?

Заседание: Прямой удар может повредить реактору и вызвать локализованную дисперсию топлива. Это может быть мотивацией использовать Triso Fuel. Это настолько надежно, потому что продукты топлива и деления размещены в тысячах сферических частиц, которые покрыты семенами чиа, которые покрыты в Силиконовый карбидПолем Он может выдержать невероятные воздействия и тепла – вы не за пределами температуры лавы. Тестирование показало, что даже при подверженности 1700 ° C тепло в течение 300 часовTRISO сохраняет свои продукты деления без сбоев. Таким образом, в маловероятном случае, что на участке реактора существует мертвое столкновение с большим астероидом, мусор реактора может быть распределен в пыли Луны, но все эти маленькие частицы тризо, надеюсь, останутся неповрежденными.