Лунная ночь длится две недели. Температура в это время опускается до -223°C. Солнечные панели и ветряки здесь бесполезны. Для постоянного поселения нужен источник энергии, который не зависит от погоды и времени суток. Изображение ядерного реактора Kilopower — проекта НАСА по обеспечению лунной поверхности ядерной энергией. Источник: НАСА. Юлиус Мерц и его коллеги из Мюнхенского технического университета опубликовали работу о новом типе ядерного реактора. Проект получил название MULE — микрореактор для лунных исследований. Главная задача реактора — не просто давать электричество. Он должен обеспечить работу установки по переработке лунного грунта. Реголит содержит кислород и полезные металлы. Чтобы их извлечь, грунт растворяют в расплавленной соли и пропускают через нее ток. Этот процесс требует температур выше 900 °C. MULE использует тепло ядерного распада поэтапно. Сначала реактор выдает около 1000 градусов. Этого хватает для переработки грунта. Затем тепло уходит на выработку электричества при 750 градусах. Газ вращает турбину в замкнутом цикле. После турбины остаточное тепло при 150 градусах идет на обогрев жилых модулей. Последние излишки сбрасываются в космос через радиаторы при 75 градусах. В конструкции нет привычных топливных стержней. Вместо них — керамическое ядро из карбида кремния. Внутри 37 шестиугольных сборок лежат частицы TRISO размером с маковое зерно. Каждая частица содержит ядро из урана-карбида в трех оболочках из углерода и керамики. Такая капсула выдерживает высокие температуры и защищает топливо от расплавления. Обогащение урана составляет 93 процента по изотопу U-235. Управление реактором происходит без стержней. Вокруг ядра расположены шесть поворотных барабанов. Одна сторона барабана покрыта карбидом бора, который поглощает нейтроны. Другая сторона покрыта оксидом бериллия и отражает нейтроны. Поворачивая барабаны, можно регулировать интенсивность реакции. Размеры реактора впечатляют. Он весит 2,1 тонны, его длина составляет 2,3 метра, а ширина — 0,78 метра. Такие габариты позволяют доставить его на Луну с помощью тяжелых ракет, например Starship или New Glenn. Прорыв в термоядерном синтезе изменит космические путешествия и откроет путь к звёздам через 10 лет Ученые проверили работу реактора в симуляции. Они использовали программу Serpent 2, которая рассчитывает поведение миллионов нейтронов. Целью было 10 лет работы на одной загрузке топлива. Результат превзошел ожидания. За 10 лет управляющие барабаны повернулись всего на 5,34 градуса. Около 98 процентов урана осталось неизрасходованным. При дальнейшем моделировании выяснилось, что MULE может работать 95 лет без перезаправки. Есть и трудности. Управлять горячим гелием, который переносит тепло, непросто. Керамика может трескаться при резких перепадах температуры. В текущем проекте нет радиационной защиты. Авторы предлагают закапывать реактор в реголит на глубину нескольких метров. Проблема в том, что технологии для того, чтобы вырыть такие углубления на Луне пока не существует.
Источник новости: overclockers.ru
