Lò phản ứng hạt nhân Mặt Trăng

Các nhà nghiên cứu tại NASA và Bộ Năng lượng gần đây đã thử nghiệm các công nghệ quan trọng để phát triển một lò phản ứng phân hạch hạt nhân có thể cung cấp năng lượng cho tiền đồn của con người trên mặt trăng hoặc sao Hỏa. Các cuộc thử nghiệm chứng minh rằng các cơ quan có thể xây dựng một hệ thống an toàn, đáng tin cậy và hiệu quả vào năm 2020, năm NASA có kế hoạch đưa con người trở lại mặt trăng.



Tạo ra sức mạnh: Một bộ chuyển đổi công suất bao gồm hai động cơ Stirling, đặt đối diện nhau, được thiết lập để thử nghiệm tại Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Marshall của NASA. Kim loại lỏng được bơm được sử dụng để truyền nhiệt từ lò phản ứng đến động cơ, nơi nó được biến đổi thành điện năng.

Một lò phản ứng phân hạch hoạt động bằng cách tách các nguyên tử và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, được chuyển hóa thành điện năng. Ý tưởng sử dụng năng lượng hạt nhân trong không gian có từ cuối những năm 1950, khi chúng được xem xét cung cấp động cơ đẩy thông qua Dự án Orion. Vào những năm 1960, một loạt các lò phản ứng hạt nhân trong không gian nhỏ gọn, thử nghiệm đã được NASA phát triển dưới sự Hệ thống năng lượng phụ trợ hạt nhân chương trình. Nhưng những lo ngại về an toàn công cộng và hiệp ước quốc tế cấm vũ khí hạt nhân trong không gian đã ngăn chặn sự phát triển.





Hiện nay, năng lượng hạt nhân đang được xem xét cho các sứ mệnh trên Mặt Trăng và Sao Hỏa bởi vì, không giống như các giải pháp thay thế như năng lượng mặt trời, nó có thể cung cấp năng lượng không đổi, một điều cần thiết cho các hệ thống hỗ trợ sự sống của con người, máy quay sạc và khai thác tài nguyên. Hệ thống năng lượng mặt trời cũng sẽ yêu cầu sử dụng các thiết bị lưu trữ năng lượng như pin hoặc pin nhiên liệu, làm tăng thêm khối lượng không mong muốn cho hệ thống. Năng lượng mặt trời bị hạn chế hơn nữa vì mặt trăng tối đến 14 ngày tại một thời điểm và có những hố sâu có thể che khuất mặt trời. Sao Hỏa ở xa mặt trời hơn Trái đất hoặc mặt trăng, do đó, có thể thu hoạch ít năng lượng mặt trời hơn ở đó.

Hệ thống điện hạt nhân mới là một phần trong dự án của NASA bắt đầu vào năm 2006, được gọi là Năng lượng bề mặt phân hạch , đó là kiểm tra các lò phản ứng nhỏ được thiết kế để sử dụng trên các hành tinh khác. Trong khi năng lượng hạt nhân vẫn còn gây tranh cãi, các nhà nghiên cứu nói rằng lò phản ứng sẽ được thiết kế để hoàn toàn an toàn và sẽ được chôn một khoảng cách an toàn với các phi hành gia để che chắn họ khỏi bất kỳ bức xạ nào mà nó tạo ra.

mặt sau của hình ảnh mặt trăng

Các cuộc thử nghiệm gần đây đã kiểm tra các công nghệ cho thấy một lò phản ứng hạt nhân kết hợp với động cơ Stirling có khả năng tạo ra 40 kilowatt năng lượng - đủ để cung cấp năng lượng cho tiền đồn Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa trong tương lai.



cái gì bảo vệ trái đất khỏi gió mặt trời

Don Palac, giám đốc dự án tại NASA, cho biết chúng tôi không xây dựng một hệ thống cần hàng trăm gigawatt điện như những hệ thống sản xuất điện cho các thành phố của chúng tôi. Trung tâm nghiên cứu Glenn ở Cleveland, OH. Hệ thống cần phải rẻ, an toàn và mạnh mẽ và các thử nghiệm gần đây của chúng tôi đã chứng minh rằng chúng tôi có thể xây dựng thành công hệ thống đó, Palac nói.

Để tạo ra điện, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kim loại lỏng để truyền nhiệt từ lò phản ứng tới động cơ Stirling, động cơ này sử dụng áp suất khí để chuyển nhiệt thành năng lượng cần thiết để tạo ra điện. Đối với các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nguồn nhiệt phi hạt nhân. Palac cho biết, kim loại lỏng là hỗn hợp natri kali đã được sử dụng trong quá khứ để truyền nhiệt từ lò phản ứng sang máy phát điện, nhưng đây là lần đầu tiên hỗn hợp này được sử dụng với động cơ Stirling.

Lee Mason, điều tra viên chính của dự án tại Glenn, cho biết chúng rất hiệu quả và mạnh mẽ, và chúng tôi tin rằng [nó] có thể tồn tại trong tám năm mà không cần giám sát. Palac cho biết hệ thống hoạt động tốt hơn mong đợi, tạo ra 2,3 kilowatt điện với tốc độ ổn định.

Hạ nhiệt: Marc Gibson, một kỹ sư thử nghiệm của NASA, kiểm tra bảng điều khiển tản nhiệt được sử dụng để làm mát hệ thống điện phân hạch đang được thử nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu Glenn. Bảng điều khiển là sáu feet x chín feet. Hai mươi bộ tản nhiệt như vậy sẽ cần thiết cho một hệ thống quy mô đầy đủ.



Các nhà nghiên cứu cũng phát triển một bảng tản nhiệt nhẹ để làm mát hệ thống và tản nhiệt từ lò phản ứng. Bảng điều khiển nguyên mẫu có kích thước xấp xỉ 6 feet x 9 feet – 1/20 kích thước cần thiết cho một hệ thống quy mô đầy đủ. Nhiệt từ hệ thống làm mát bằng nước được luân chuyển đến bộ tản nhiệt để tản nhiệt.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm bảng điều khiển tản nhiệt trong một buồng chân không tại Glenn để tái tạo tình trạng thiếu khí quyển và nhiệt độ khắc nghiệt trên mặt trăng - từ hơn 100 độ C vào ban ngày xuống dưới 100 độ C vào ban đêm. Palac cho biết bảng điều khiển đã tiêu hao sáu kilowatt năng lượng, nhiều hơn mong đợi - một cuộc thử nghiệm rất thành công. Trên mặt trăng, bảng điều khiển cũng phải tồn tại trong môi trường đầy bụi do regolith gây ra.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra hiệu suất của máy phát điện Stirling trong môi trường bức xạ tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia ở Albuquerque, NM. Mục tiêu là để kiểm tra hiệu suất của động cơ, đảm bảo rằng các vật liệu sẽ không bị biến chất. Máy phát điện đã phải chịu lượng bức xạ gấp 20 lần lượng bức xạ mà nó mong đợi sẽ thấy trong suốt thời gian tồn tại của nó và vẫn tồn tại mà không gặp bất kỳ vấn đề gì đáng kể.

Mason nói rằng các thử nghiệm rất quan trọng trong việc cho thấy tính khả thi của hệ thống và bước tiếp theo là các nhà nghiên cứu tiến hành trình diễn toàn bộ hệ thống, bằng cách kết hợp mô phỏng lò phản ứng phi hạt nhân với động cơ Stirling và bảng điều khiển tản nhiệt. Anh ấy nói rằng những thử nghiệm này sẽ được hoàn thành vào năm 2014.

chữa mù lòa

Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu việc truyền tải điện năng và điện tử của hệ thống. Ross Radel, một thành viên cấp cao của nhân viên kỹ thuật và là thành viên của nhóm khái niệm hạt nhân tiên tiến tại Sandia, cho biết: . Nhóm của ông đang nghiên cứu phân tích động lực học của hệ thống, một mô hình máy tính dự đoán lò phản ứng sẽ hoạt động như thế nào trong quá trình thử nghiệm. Radel nói rằng hạt nhân là một bước đệm để tiến xa hơn vào lĩnh vực khám phá không gian có người lái.

Daniel Hollenbach, một nhà nghiên cứu thuộc bộ phận khoa học và công nghệ hạt nhân tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, người không tham gia vào dự án, cho biết đây là một dự án hấp dẫn và là phương pháp duy nhất có thể cung cấp năng lượng cho chuyến du hành có người lái lên sao Hỏa.

Mason nói rằng sự phân hạch hạt nhân là một trong số các khái niệm đang được thử nghiệm như một nguồn năng lượng cho các sứ mệnh của con người lên mặt trăng và sao Hỏa, và nếu được lựa chọn, ông nói rằng công nghệ này có thể được triển khai vào năm 2020.

giấu

Công Nghệ ThựC Tế.

Thể LoạI

Chưa Được Phân Loại

Công Nghệ

Công Nghệ Sinh Học

Chính Sách Công Nghệ

Khí Hậu Thay Đổi

Con Người Và Công Nghệ

Thung Lũng Silicon

Tin Học

Tạp Chí Mit News

Trí Tuệ Nhân Tạo

Khoảng Trống

Những Thành Phố Thông Minh

Chuỗi Khối

Câu Chuyện Nổi Bật

Hồ Sơ Cựu Sinh Viên

Kết Nối Cựu Sinh Viên

Tính Năng Mit News

1865

Quan Điểm Của Tôi

77 Đại Lộ Mass

Gặp Gỡ Tác Giả

Hồ Sơ Hào Phóng

Đã Nhìn Thấy Trong Khuôn Viên Trường

Thư Của Cựu Sinh Viên

Tin Tức

Bầu Cử 2020

Có Chỉ Mục

Dưới Mái Vòm

Vòi Chữa Cháy

Truyện Vô Hạn

Dự Án Công Nghệ Đại Dịch

Từ Tổng Thống

Truyện Bìa

Triển Lãm Ảnh

Tạp Chí Tin Tức Mit

Đề XuấT