США хотят отправить на Луну и Марс маленькие ядерные реакторы. Рассказываем зачем
США хотят построить атомные электростанции на Луне и Марсе. На этой неделе Министерство энергетики США опубликовало официальный запрос (Request for Information) на создание ядерной системы энергоснабжения (fission surface power system), которая могла бы позволить людям долгое время жить в суровых космических условиях. Рассказываем, как Америка хочет запустить ядерный реактор в космос.
Кто занимается идеей запуска ядерного реактора в космос?
Идеи по разработке ядерного реактора будут оценивать Национальная лаборатория Айдахо, Министерство энергетики и НАСА.
Национальная лаборатория Айдахо (INL) - ведущий американский центр по разработке усовершенствованных ядерных реакторов, в том числе микрореакторов и реакторов, способных работать без охлаждения водой.
Какой реактор хотя запустить в космос?
Национальная лаборатория Айдахо (INL) - ведущий американский центр по разработке усовершенствованных ядерных реакторов, в том числе микрореакторов и реакторов, способных работать без охлаждения водой.
Ядерные реакторы с водяным охлаждением составляют подавляющее большинство реакторов на Земле.
Небольшие ядерные реакторы могут обеспечить мощность, необходимую для миссий по исследованию космоса, представляющих интерес для федерального правительства.
сообщение Министерства энергетики США
Что такое микрореактор?
По принципу действия он схож с его стандартными аналогами: активную зону охлаждают за счет циркуляции обычной пресной воды. Однако вдобавок к этому он использует гравитацию и плавучесть для естественной циркуляции жидкости. Также новый реактор отличается повышенной эффективностью и современной конструкцией.
Микрореакторы обладают многими преимуществами по сравнению с реакторами обычного масштаба, в том числе значительными улучшениями энергоэффективности, скорости реакции и выхода, безопасности, надежности, масштабируемости, производства на месте/по требованию и гораздо более точной степени управления процессом.
Микрореакторные технологии, разработанные в ЛЛНЛ (Lawrence Livermore National Laboratory или LLNL), используют методы микрообработки для того, чтобы уменьшить конструкцию реактора
Пример проточной реакторной системы
Как пройдет подготовка к запуску?
Первое совещание по нему должно состояться ужу в августе. План, как сообщает Associated Press, состоит из двух этапов. Сначала будет разрабатываться сам реактор, и далее создадут опытный образец.
Затем планируется разработка системы полета и посадочного модуля, который сможет транспортировать реактор на Луну. Министерство энергетики заявило, что, вероятно, потребуется несколько связанных реакторов для удовлетворения потребностей в энергии на Луне или Марсе. Соответственно, помимо самого реактора, предполагается еще и создание специальных космических кораблей и лендеров для доставки реактора на спутник Земли.
Реактор должен иметь возможность генерировать бесперебойную электроэнергию не менее 10 киловатт. По данным Управления энергетической информации США, средний жилой дом в США использует около 11 000 киловатт-часов в год.
Прототип реактора Kilopower
Прототип киловаттного реактора Kilopower на уране-235, который успешно протестировали в 2017-2018 годах
Кроме того, реактор не может весить более 3 500 кг, должен работать в космосе, причем в основном автономно и не менее 10 лет.
По словам представителей министерства энергетики, реактор предназначен для поддержки исследований в области южного полюса Луны. Конкретный регион на поверхности Марса для разведки пока не определен. Официальные лица говорят, что эксплуатация ядерного реактора на Луне станет первым шагом к созданию модифицированной версии для работы в марсианских условиях.
Национальная лаборатория Айдахо играет центральную роль в укреплении глобального лидерства Соединенных Штатов в области ядерных инноваций, с ожидаемой демонстрацией передовых реакторов на площадке INL. Перспектива развертывания современного реактора на лунной поверхности столь же захватывающая, сколь и сложная.
Джон Вагнер, заместитель директора лаборатории центра ядерной науки и технологий INL
Четыре ядерных реактора на Марсе. Источник: NASA
Реакция научного сообщества
Но вместе с тем, в научном сообществе обеспокоены, что такие быстрые сроки реализации и техническая спецификация проекта могут говорить, что в реакторе будет использован высокообогащенный уран, используемый в ядерном оружии.
Эдвин Лайман, директор по ядерной безопасности в некоммерческой организации Union of Concerned Scientists говорит, заявил, что его организация обеспокоена параметрами конструкции и сроками создания наиболее вероятных реакторов, использующих высокообогащенный уран.
Это может спровоцировать или начать международную космическую гонку по созданию и развертыванию новых типов реакторов, требующих высокообогащенного урана.
Эдвин Лайман, директор по ядерной безопасности в некоммерческой организации Union of Concerned Scientists
Когда планируется запуск?
После того, как будет найдена компания, которая и займется реализацией проекта, ей выделят время до 2026 года. На этот период запланирован старт.
Разработчикам ядерных реакторов, которые хотят принять участие в конкурсе, можно обращаться за дополнительной информацией к Аарону Вестону (Aaron Weston) по адресу aaron.weston@inl.gov. Заявки принимаются до 8 сентября 2020 года.