NASA и Национальное управление ядерной безопасности (NNSA) объявили об успехе испытаний ядерной энергетической установки Kilopower, которую предполагается использовать для обеспечения энергией баз на Луне, на Марсе, а также космических аппаратов для миссий к окраинам Солнечной системы.
Итоги тестов показали, что установка ведет себя в точности, как ожидалось, и способна справиться даже с множественными отказами, говорится в сообщении аэрокосмического агентства.
Обычно для космических миссий используют в качестве источника энергии солнечные панели. Но в случае миссий к далеким от Солнца планетам солнечной энергии может быть недостаточно, поэтому на таких аппаратах почти всегда применяются термоэлектрические генераторы. Мощность таких реакторов не зависит от Солнца, но обычно она невелика и составляет около сотен ватт, при этом большинство таких генераторов работают на дорогом плутонии 238Pu, что заставляет инженеров искать другие решения. Кроме того, ядерные установки необходимы для энергоснабжения баз на Луне, которые будут оставаться без Солнца во время 14-дневной лунной ночи.
В конце 2017 года NASA запустила проект Kilopower, в рамках которого предполагается создать простые и надежные ядерные установки. В качестве топлива в реакторах KRUSTY (Kilopower Reactor Using Stirling Technology) используется обогащенный уран (235U), а их мощность, в зависимости от модификации, может составлять от одного до десяти киловатт. В каждой установке установлен один цилиндрический пустотелый топливный стержень, похожий по форме и размеру на рулон с бумажным полотенцем. Внутри него находится стержень-замедлитель, а снаружи — отражатель нейтронов из оксида бериллия. Вместо термоэлектрических или термоэмиссионных преобразователей инженеры NASA решили использовать двигатель Стирлинга. В нем тепло от распада урана переносится с помощью натриевого теплоносителя, расширяет рабочее тело, которое толкает поршень, подключенный к электрическому генератору. Над реактором установлены похожие на зонтик элементы системы охлаждения.
Задачей экспериментов, которые проводились на полигоне в штате Невада, было показать, что установка действительно способна генерировать электроэнергию, а кроме того, удостовериться, что система стабильна и безопасна вне зависимости от внешних условий. Ученые провели несколько фаз испытаний, в завершение которых установка за 28 часов прошла полный цикл от запуска, набора мощности, стабильной работы, снижения мощности и остановки. Кроме того, были проиграны сценарии с отказом различных систем реактора, в частности, разрушения тепловых труб, остановки двигателей. Все тесты показали, что система остается управляемой даже в ситуации множественных отказов.
Источник: N+1