Die NASA-Weltraumbehörde
kündigte den Beginn des Tests eines neuen Typs von Uran-Kernanlagen an, den die Experten der Organisation auf dem Mars oder anderen Planeten des Sonnensystems vorschlagen. Der tragbare Kernreaktor wurde im Rahmen des
Kilopower- Projekts entwickelt.
Eigentlich heißt das der Reaktor, der zehn Jahre lang bis zu 10 kW Strom erzeugen kann. In einem solchen Reaktor wird metallisches
Uran-235 als Brennstoff verwendet. Das Kühlmittel ist flüssiges Natrium. Die vom Reaktor erzeugte Wärme treibt einen speziellen Kolben durch
den Stirlingmotor . Und schon ist dieser Kolben wiederum an einen Generator angeschlossen, um Strom zu erzeugen.
Die Autoren des Projekts sind Spezialisten des John Glenn Research Center der NASA in Cleveland, USA. Zu den Entwicklern gehört auch ein Expertenteam des Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville. Der Reaktor selbst für die gesamte Anlage wird vom Oakridge National Laboratory unter Beteiligung anderer Behörden des US-Energieministeriums entwickelt. Tests sind in Nevada geplant.
Während der Experimente
schalten die Wissenschaftler
den Reaktor im Dauerbetrieb für bis zu 28 Stunden bei voller Kapazität ein. Patrick McClure, einer der Vertreter des Projektteams, sagte Folgendes: "Dieser Reaktor ermöglicht eine hohe Energiedichte der Stromquelle mit der Fähigkeit, unabhängig von Sonnenenergie oder Ausrichtung zu arbeiten. Er kann unter extremen Bedingungen auf der Oberfläche anderer Planeten, einschließlich des Mars, problemlos funktionieren."
Laut den Vertretern des Projekts kann diese Technologie in einer Vielzahl von Agenturprojekten eingesetzt werden. Letztendlich planen Wissenschaftler, einen Quantensprung in der Weltraumforschung anzuregen. Mit einer neuen Stromquelle benötigen Raumfahrer mehrere Jahre lang keine Energie. Der Hauptvorteil des Systems ist die Einfachheit seines Aufbaus.
Die NASA verwendet derzeit thermoelektrische Radioisotopgeneratoren (RTGs). Diese Energiequelle arbeitet beispielsweise in einem Curiosity-Paket. In RTGs wird jedoch Plutonium-238 verwendet, das, wie bereits bei Geektimes
berichtet , ziemlich selten geworden ist. Darüber hinaus können RTGs nicht mehr als einige hundert Watt liefern. Für die Bedürfnisse von Astronauten, die zu anderen Planeten gehen, reicht dies eindeutig nicht aus.
Es wurde zuvor berichtet, dass die Leistung des Reaktors abhängig von der spezifischen Mission angepasst werden kann. In diesem Fall wird nur der wärmeelektrische Teil modifiziert, das atomare Element ist für alle Konfigurationen ungefähr gleich.
Der Reaktor ist ein Zylinder, dessen Material eine Legierung aus 7% Molybdän und hochangereichertem Uran 235 war. Sein Durchmesser beträgt 11 Zentimeter, Länge - 25 cm, Gewicht - 35 kg. Der einzige Borcarbidreaktorkern befindet sich in einem Kanal mit 3,7 cm Durchmesser.
Vertreter der NASA beschlossen, Molybdän zuzusetzen, um den Phasenübergängen während des Erhitzens mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Uran zu verleihen. Der Stab wird verwendet, um die Reaktivität einzustellen. Um die kritische Masse zu reduzieren, beschlossen sie, den Reaktor mit einem Berylliumoxid-Neutronenreflektor zu umgeben. Heatpipes werden eingeführt. Ein Segmentschutz vor Schichten aus Lithiumhydrid und Wolfram ist ebenfalls vorgesehen.
Der Reaktor wurde bereits 2016 im Zentrum von Glenn getestet. Dann wurden jedoch ein Simulator des Reaktors und 8 Stirlinggeneratoren verwendet.
Ein wesentlicher Vorteil von Kilopower ist, dass es billiger als RTGs ist. Tatsache ist, dass 35 kg hochangereichertes Uran-235 etwa 500.000 US-Dollar kosten. Für RTG wird jedoch Plutonium-238 mit einem Preis von etwa 50 Millionen US-Dollar für 45 kg benötigt. Der Reaktor hat auch Nachteile. Es ist also viel schwerer als die gleichen RTGs. Der Reaktor wiegt mehr als 300 kg, während RTGs selten ein Gewicht von 50 kg überschreiten. Die schwersten Strukturelemente von Kilopower sind der Reaktorbehälter und der Strahlenschutz.
Im Allgemeinen kann ein System dieser Art tatsächlich einer kleinen Kolonie von Menschen Energie liefern. Wenn mehrere Reaktoren installiert sind, reicht der von ihnen erzeugte Strom für eine viel größere Kolonie aus. Außerdem können Sie sich vorstellen, dass die Kolonisten auf anderen Planeten Sonnenkollektoren verwenden können. Was den Mars betrifft, gibt es Wasser, und wenn es fast unerschöpfliche Energie gibt, wird dies viele Probleme für die Bewohner oder Gäste des Roten Planeten lösen.