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月球上的核子動力:NASA完成反應爐計畫第一階段設計

2024-02-06科學

NASA正在完成一個旨在開發小型、發電的核分裂反應爐概念計畫的設計階段,該反應爐以後將用於月球。


分裂表面動力計畫(The Fission Surface Power Project)旨在月球上開發安全、清潔、可靠的能源,月球的每一個夜晚大約持續14.5個地球日。 這樣一個系統可能在該機構的艾爾忒彌斯(Artemis)月球探索計劃中扮演重要角色。


NASA和美國能源部在2022年宣布與三家公司,洛克希德·馬丁,西屋(Westinghouse)和IX(直覺機器(Intuitive Machines)和X-能源(X-Energy)的合資企業)簽訂了初始階段的合約。


這三家公司的任務是送出一個反應爐和子系統的初步設計、預估成本以及一個發展時間表,這可能為在月球表面持續人類存在至少10年鋪平道路。


特魯迪·科特斯(Trudy Kortes),NASA空間技術任務指揮部技術示範任務的計畫主任,在1月31日的聲明中說, 月夜從技術角度來看具有挑戰性,因此擁有像這樣的核子反應爐作為能源來源,它不依賴太陽就能執行,是長期探索和在月球上進行科學研究的一個使能選擇。 反應爐在月球南極可能特別有用,那裏永久陰影區域被認為困住了水冰和其他揮發物。


NASA接下來計劃擴充套件第一階段合約,以精細化第二階段計畫的方向,第二階段涉及月球示範的最終反應爐設計。預計在2025年開放第二階段的公開征集。


NASA葛倫研究中心的分裂表面動力計畫經理琳賽·卡爾登(Lindsay Kaldon)在克里夫蘭說,我們從三個合作夥伴那裏獲得了很多資訊。我們需要花些時間來處理所有這些資訊,看看進入第二階段什麽是有意義的,並且利用第一階段的最佳成果來設定設計一個風險較低系統的要求。


在第二階段之後, NASA表示,將反應爐送往發射台的目標日期是在2030年代初 。該機構為一個使用低濃縮鈾的40千瓦反應爐設定了要求,重量不超過13,200磅(6,000千克)。除了特定的限制外,該機構允許靈活性,允許公司為技術審查帶來創意和多樣化的方法。根據NASA的數據,在美國,40千瓦平均可以為33戶家庭提供電力。


反應爐計劃是一系列新的太空核計劃之一,包括最早在2026年初發射一個核子動力航天器,名為DRACO。NASA還最近授予合約,用於開發更高效的布雷頓(Brayton)動力轉換器,這對於將核分裂的熱能轉換為電能至關重要 ,合約授予了羅爾斯·羅伊斯北美技術公司(Rolls Royce North American Technologies),布雷頓能源(Brayton Energy)和奇異。