किलोपावर स्पेस रिएक्टर ग्राउंड टेस्ट पास करता है

नासा ने किलावर स्पेस रिएक्टर के विकास में प्रगति पर एक प्रेस कॉन्फ्रेंस आयोजित की। एक साल पहले, मैंने इस परियोजना का विस्तार से वर्णन किया और फिर विकास को गर्मी में बिजली में परिवर्तित करने के लिए एक प्रणाली के परीक्षण के लिए लाया गया था। खैर, यह कहा जा सकता है कि परियोजना की शानदार प्रगति और भी बेहतर हो गई है।


चंद्रमा पर किलोपावर रिएक्टर (रेंडर)।

2017 में, उनके केंद्र में। ग्लेन नासा ने एक घटिया यूरेनियम कोर सिम्युलेटर के अंदर विद्युत क्षय गर्मी सिम्युलेटर का उपयोग करते हुए एक प्रोटोटाइप रिएक्टर का पूर्ण पैमाने पर थर्मल वैक्यूम परीक्षण किया। सामान्य तौर पर, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हीट पाइप का उपयोग कर स्टर्लिंग इंजन (इसके बाद - जीडीएस) पर आधारित कोर से जनरेटर को गर्मी स्थानांतरित करने के लिए एक तंत्र का विकास परियोजना का सबसे कठिन और महत्वपूर्ण हिस्सा था, इसलिए इसे 3 साल तक देरी हो गई थी। विशेष रूप से, सोडियम हीट पाइप को शुरू करने की चुनौती है, जिसमें सोडियम के हिस्से को पिघलाया जाना चाहिए और वाष्पीकृत किया जाना चाहिए ताकि पर्याप्त गर्मी प्रवाह का गठन हो, लेकिन गर्म न हो। रिएक्टर की "स्व-शासन" प्रकृति को देखते हुए, यह इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से इतना सरल नहीं है। खाली यूरेनियम-मोलिब्डेनम मिश्र धातु के रिक्त के साथ अंतिम परीक्षण चक्र का उद्देश्य कोर (AZ) और गर्मी पाइप के बीच थर्मल संक्रमण का परीक्षण करना था।



सिस्टम स्टार्टअप पर किलोपावर हीट पाइप का तापमान। AZ सिम्युलेटर से हीट रिसीवर (GDS के गर्म अंत) तक आरोही क्रम में थर्मोक्यूएंस की व्यवस्था की जाती है।

हालांकि, हालांकि उच्च तापमान वाले हीट पाइप और जीडीएस दिलचस्प चीजें हैं, इन सभी का किलोपावर के परमाणु हिस्से से बहुत कम लेना-देना था। परमाणु ताप स्रोत के साथ एक पूर्ण-विकसित प्रयोग KRUSTY (किलोपावर रिएक्टर द स्टर्लिंग टेक्नोलोजी का उपयोग) नाम दिया गया और इसे नेवादा परमाणु परीक्षण स्थल में स्थित DAF प्रयोगशाला में शरद ऋतु 2017 से मार्च 2018 तक चलाया गया। इस प्रयोगशाला में (जो परीक्षण स्थल पर परीक्षण विस्फोटों के लिए परमाणु प्रभारियों की सभा का स्थान हुआ करता था), अब चार महत्वपूर्ण विधानसभाएं स्थित हैं (न्यूट्रॉन गणनाओं को सत्यापित करने के लिए उपयोग की जाने वाली महत्वपूर्ण विधानसभाओं को शून्य या कम-शक्ति वाले परमाणु रिएक्टर कहा जाता है) जो विभिन्न प्रयोगों के लिए अमेरिका के परमाणु प्रयोगशालाओं में उपयोग की जाती हैं (सहित) काफी शांतिपूर्ण - उदाहरण के लिए, डॉसिमीटर स्थिरांक को मापने के लिए)। वैसे, यह इस प्रयोगशाला में था कि किलोपावर का इतिहास शुरू हुआ, क्योंकि यह यहां है कि फ़्लैटॉप क्रिटिकल असेंबली स्थित है, जिस पर 2011 में रिएक्टर के वैचारिक प्रोटोटाइप का परीक्षण किया गया था।


क्रिटिकल असेंबली एक दाता है। KRUTSY के लिए, फ्रेम और निचले मोबाइल सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

KRUSTY प्रयोग के लिए, धूमकेतु मशीन ली गई थी, जो यूरेनियम के रिक्त स्थान और परावर्तकों की एक लंबवत शिफ्ट हुआ करती थी। अब, एक निर्वात कक्ष के साथ वास्तविक किलोपावर शीर्ष पर रखा गया था, और एक बेरिलियम ऑक्साइड रिफ्लेक्टर को एक मोबाइल सिस्टम के साथ समृद्ध यूरेनियम रिक्त पर धकेल दिया गया था।


केमस्टी प्रयोग में प्रयुक्त एक धूमकेतु मशीन और एक किलोपावर रिएक्टर से असेंबली। रिएक्टर कोर पर बेरिलियम ऑक्साइड साइड रिफ्लेक्टर को स्लाइड करके लॉन्च किया गया है

कोर को इकट्ठा करने के बाद (जो, वैसे, एक अलग उपश्रेणी है - कई लोगों और सामग्रियों की उपस्थिति पर प्रतिबंधों के एक समूह के साथ), विभिन्न प्रणालियों की विफलता के मामले में सिस्टम का परीक्षण किया गया था। नासा यहां "बिना शक्ति के संचालित" लिखता है, लेकिन प्रयोगों की योजना से थोड़ी अलग तस्वीर उभरती है।



एक प्रोटोटाइप अंतरिक्ष रिएक्टर के मूल कोडांतरण। महत्वपूर्ण असेंबली के साथ काम करते समय सबसे आम प्रतिबंधों में से एक है आस-पास के लोगों की उपस्थिति पर प्रतिबंध (2 मीटर के दायरे में 2 से अधिक लोगों को नहीं कहना), ताकि हथियार सामग्री के आसपास बड़ी संख्या में पानी के रिफ्लेक्टर की उपस्थिति से भाग्य को लुभा न सकें। इंजीनियरों द्वारा इकट्ठे किए गए तत्वों को नीचे दी गई तस्वीर में वर्णित किया गया है:



फिर एक रूपांतरण प्रणाली के बिना रिएक्टर का एक भौतिक स्टार्ट-अप परावर्तक की प्रतिक्रियात्मक विशेषताओं और प्रणाली के प्रचार गुणों के माप के साथ किया गया था और, योजनाओं को देखते हुए, एक स्टार्ट-अप अवशोषित बोरिंग कार्बाइड से बना रॉड, जो कोर के केंद्र में डिज़ाइन किया गया है और यह सुनिश्चित करता है कि रिएक्टर आपातकालीन स्थिति में शुरू नहीं होता है। कक्षा में प्रवेश करना।



नियोजित प्रयोगों में रिएक्टिविटी इनपुट शामिल थे, जब रिएक्टर $ 0.8 और $ 3 पर ठंडा था ($ 1 का अर्थ है विलंबित न्यूट्रॉन के अंश के बराबर महत्वपूर्णता की अधिकता, जिसके बाद रिएक्टर का त्वरण दर तेजी से बढ़ जाता है)। इस मामले में, न्यूट्रॉन शक्ति बढ़ जाती है ($ 3 - तेज में प्रवेश करने के मामले में) जब तक कि ईंधन का हीटिंग और विस्तार नकारात्मक प्रतिक्रियाशीलता का परिचय देता है और रिएक्टर एक निश्चित शक्ति स्तर पर "शांत" होता है।



उपरोक्त स्लाइड से योजनाओं के अनुसार, विभिन्न तापमानों पर विभिन्न विधानसभा तत्वों के प्रसार गुणों को मापा जाना था।

यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नासा / डीओई प्रेस विज्ञप्ति विवरण के साथ बहुत कंजूस है, वास्तव में क्या किया गया था, लेकिन मुझे 99% यकीन है कि ये माप सर्दियों में किए गए थे। रिएक्टर के प्रजनन गुणों के प्रयोगात्मक सत्यापन के बिना, वह हमेशा कागज के बने रहने के लिए किस्मत में होगा और इसे शुरू करने की अनुमति नहीं दी जाएगी।


शीतकालीन परीक्षणों के दौरान किलावर "रूपांतरण भाग" पर एक निर्वात कक्ष की स्थापना।

अंत में, रिएक्टर के स्टार्ट-अप और रूपांतरण प्रणाली, नाममात्र के आउटपुट और सत्ता में चलने के साथ सिस्टम के व्यापक परीक्षण किए गए। पूरे परीक्षण में 28 घंटे लग गए, ऊपर ऊष्मा पाइपों के हीटिंग के ग्राफ से, हम यह मान सकते हैं कि अनुभव "4 घंटे + 24 घंटे के ऑपरेशन में अंकित मूल्य पर शुरू" जैसा दिखता था। क्या रिएक्टर के आत्म-नियंत्रण पर परीक्षण किए गए थे (भार में परिवर्तन होने पर थर्मल पावर में बदलाव), यह रिपोर्ट नहीं की गई है, लेकिन प्रेस विज्ञप्ति में से एक तस्वीर से पता चलता है कि हां, निम्नलिखित किए गए थे:


अत्यधिक क्लिक करने योग्य

बैकग्राउंड में GODIVA IV और कॉमेट क्रिटिकल असेंबली कंट्रोल रैक हैं, स्क्रीन पर आप Comet से Kilopower के साथ स्टैंड देख सकते हैं, रिफ्लेक्टर "स्टार्ट" मोड में है और कैमरा स्क्रीन पर बर्फ भी संकेत देती है कि यह लंबे समय तक चलने वाला क्षण है। बैक टेबल पर स्क्रीन पर, हमें कुछ प्रकार के परमाणु असेंबली मापदंडों को मानना ​​चाहिए, हमारे करीब स्क्रीन पर थर्मोकॉल के साथ तापमान ग्राफ और सिस्टम और इंस्ट्रूमेंटेशन की स्थिति होती है। तापमान के ग्राफ पर दांतों को अतिरिक्त भार सहित कल्पना की जा सकती है। इस रन के लिए योजनाएं भी इन विचारों की पुष्टि करती हैं:



एक संवाददाता सम्मेलन में, नासा के एक इंजीनियर ने यह भी कहा कि "टीम ने स्टार्टअप अनुक्रम, नाममात्र मूल्य पर संचालन के दौरान मापदंडों और दक्षता का परीक्षण किया - और सिस्टम सभी मापा मापदंडों के लिए आवश्यकताओं को पूरा करता है।"

नासा / डो के लिए एक रास्ता या दूसरा, यह एक महत्वपूर्ण कदम है। पिछले 40 वर्षों में, एक भी नागरिक अंतरिक्ष रिएक्टर परियोजना भौतिक लॉन्च तक नहीं पहुंची है, हालांकि विकास और थर्मल वैक्यूम परीक्षण के कई चरण बीत चुके हैं। कम सैन्य परियोजनाओं के बारे में जाना जाता है, कम से कम एसपी -100 रिएक्टर के लिए परीक्षण बहुत दूर चले गए - यह संभव है कि इसे शून्य शक्ति के मानदंड के रूप में परीक्षण किया गया था। यह सफलता दशकों की पृष्ठभूमि के खिलाफ अविश्वसनीय है कि पिछली परियोजनाएं जो खर्च किए गए पूर्ण जमीनी परीक्षणों तक नहीं पहुंची थीं। हालांकि, उत्कृष्ट अवधारणा और सफल जमीनी विकास के बावजूद, किलोपावर का भविष्य अस्पष्ट है।


वाहनों के लिए कर्षण प्रदान करने के लिए किलोपावर के 10-किलोवाट संस्करण का उपयोग करके कुइपर बेल्ट में लक्ष्य के लिए मिशन अवधारणाएं।

इस तरह के एक रिएक्टर का दायरा, हालांकि अपेक्षाकृत बड़ा नहीं है, यह भी इतना बड़ा नहीं है: 10 kW संस्करण विकसित करने के मामले में, बृहस्पति की कक्षा से परे स्वचालित इंटरप्लैनेटरी स्टेशनों के मिशन में RTG की जगह, यह चंद्रमा को मानव मिशन के लिए बिजली की आपूर्ति करता है (हालांकि चंद्र ध्रुव मिशन के बारे में सवाल) विवादास्पद ) और सबसे महत्वपूर्ण बात - सौर मंडल के सुदूर निकायों को ईआरडी मिशनों की बिजली आपूर्ति। अंतिम विकल्प, जिसे न्यूक्लियर इलेक्ट्रिकल प्रोपल्शन कहा जाता है, अंतरिक्ष यान की क्षमताओं में सुधार करने के मामले में सबसे अधिक उत्पादक है और आपको ऐसे लक्ष्य प्राप्त करने की अनुमति देता है जो रासायनिक रॉकेट इंजनों पर प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं, जैसे कि चारोन, प्लूटो और कुइपर बेल्ट के अन्य निकाय।

हालांकि, 10 किलोवाट संस्करण को अभी भी विकसित करने की आवश्यकता है। 380 वॉट के ताप पाइप का उपयोग करना, जो कि प्रोटोटाइप पर है, यह असंभव है, और सामान्य तौर पर एक चलती शीतलक के बिना यूरेनियम के अपेक्षाकृत छोटे खाली से 40 किलोवाट गर्मी निकालने का कार्य मुश्किल दिखता है। यह संभव है कि 10-किलोवाट रिएक्टर का विकास लंबे समय तक चलेगा, और 1-किलोवाट संस्करण के लिए उपभोक्ताओं को ढूंढना अच्छा होगा, ताकि रिएक्टर उड़ जाए।

आरटीजी (विशेषकर जीडीएस के साथ उनके संस्करण) को बदलना, किलोपावर के स्वयं के वजन के कारण बहुत कम देता है, संभावित सस्ते उपकरणों के अलावा (आरटीजीएस की लागत नासा के बारे में $ 100 मिलियन प्रति किलोवाट है, स्पष्ट रूप से किलोपावर की तुलना में अधिक महंगा है)। मुख्यधारा नासा अंतरिक्ष यान डिजाइन प्लूटोनियम RTGs का उपयोग कर अनुमान लगाने के लिए जारी है!


नेपच्यून और यूरेनस के लिए नासा के नियोजित मिशन अभी भी बोर्ड पर आरटीजीएस ले जा रहे हैं - क्यूरोसिटी का ऑन-बोर्ड पावर स्रोत का विकास।

चंद्रमा या मंगल पर कहीं-कहीं मानवयुक्त ठिकाने / दीर्घकालिक मिशन कई दशकों से वैचारिक चरण में बने हुए हैं, और ऐसा नहीं लगता कि यह वह घोड़ा है जो किलोपावर को अंतरिक्ष में खींच सकता है। वास्तव में, यहां तक ​​कि दूर के एम्स हर 10 साल में एक बार या उससे भी कम की लॉन्च दर के लिए प्रदान करते हैं। ऐसा लगता है कि नासा को अगला कदम उठाना चाहिए, किलोपावर के लिए एक योग्य मिशन की तलाश करना चाहिए और इसे जल्द से जल्द बनाना चाहिए। हमें उम्मीद है कि आने वाले वर्ष में हम एक ऐसा विकल्प देखेंगे जो अंतरिक्ष में एक नए परमाणु रिएक्टर का सबसे अच्छा मौका देगा, जिसे हमने बहुत लंबे समय से नहीं देखा है।