Kilopower

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
1KWe prototip realizat de NASA în scopuri de testare

Kilopower (sau Krusty, Kilopower reactorului la Stirling Technology) este un proiect experimental care vizează producerea unui nou concept pentru reactoare nucleare folosite în explorarea spațială [1] . Proiectul a început în octombrie 2015, sub conducerea NASA și a Administrației Naționale a Securității Nucleare (NNSA) a Departamentului Energiei. Reactoarele Kilopower vor fi disponibile în 4 dimensiuni capabile să producă între 1 și 10 kilowați de putere electrică (1-10 kW e ), continuu timp de 12-15 ani. Reactorul de fisiune folosește uraniul 235 pentru a genera căldură care este transportată la convertoarele Stirling prin conducte de căldură pasive de sodiu .

Aplicațiile potențiale includ propulsia electrică nucleară și o alimentare constantă de energie electrică pentru misiuni spațiale cu echipaj sau robotizate care necesită cantități mari de energie, mai ales atunci când lumina soarelui este limitată sau indisponibilă.

Descriere

Un reactor de fisiune care utilizează uraniu-235 într-un aliaj de molibden a fost ales pentru practicabilitatea și simplitatea proiectării sale [2] . Un nucleu de uraniu are avantajul suplimentar de a evita incertitudinea în aprovizionarea pe care ar avea-o plutoniul [3] . Miezul reactorului va fi realizat din aliaj de uraniu-235 înconjurat de pereți de oxid de beriliu , care deviază emisiile de neutroni și le returnează energia către miez pentru a minimiza radiațiile gamma care ar putea compromite electronica de la bord.

Prototipul reactorului KRUSTY Kilopower 1 kW și cântărește 134 kg și conține 28 kg U235. Kiloputerea de 10 kW și proiectată pentru Marte ar trebui să aibă o masă de 226 kg și să conțină 43,7 kg de U235 [4] .

Controlul reacției nucleare este asigurat de o singură tijă de carbură de bor, care este un absorbant de neutroni care este introdus inițial pentru a dezinhiba radiația înainte ca aceasta să ajungă la destinația de producție. Odată ce reactorul ajunge la destinație, această tijă, numită otravă neutronică în jargon, este îndepărtată pentru a permite declanșarea reacției nucleare în lanț. Odată ce reacția a început, aceasta nu mai poate fi oprită complet, deși adâncimea de inserție oferă un mecanism de reglare a căldurii emise din miezul reactorului.

Țevile de căldură pasive umplute cu sodiu lichid transferă apoi căldura de la miezul reactorului la unul sau mai multe motoare Stirling , care transformă căldura într-o mișcare rotativă care acționează un generator electric convențional. Punctul de topire al sodiului este de 98 ° C , ceea ce înseamnă că sodiul lichid poate curge liber la temperaturi ridicate între aproximativ 400 și 700 ° C. Nucleii de fisiune nucleară funcționează de obicei la aproximativ 600 ° C.

Reactorul este proiectat pentru a fi sigur într-o gamă largă de medii și scenarii. Sunt utilizate mai multe mecanisme de feedback pentru a atenua o topire a nucleului. Principala metodă este răcirea pasivă, care nu necesită mecanisme mecanice pentru a circula lichidul de răcire.

Test

A fost construit un reactor de testare numit KRUSTY , proiectat pentru a produce până la 1 kilowat de energie electrică și aproximativ 2 metri înălțime. Scopul experimentului KRUSTY este de a simula parametrii operaționali care ar fi necesari în misiunile spațiului profund ale NASA. Prototipul Kilopower folosește un miez de uraniu-235, similar cu dimensiunea unei role de prosop de hârtie. Căldura din reactor este transferată prin conducte de căldură pasive de sodiu, căldura transformată în energie electrică de către motoarele Stirling. Testele pentru realizarea TRL 5 au început în noiembrie 2017 și au continuat în 2018. Testul KRUSTY reprezintă prima dată când SUA a efectuat teste la sol pe orice reactor spațial din 1965, când reactorul experimental a fost testat pentru satelitul SNAP-10A [5] .

În noiembrie 2017 până în martie 2018, testele KRUSTY au fost efectuate la site-ul de securitate națională din Nevada . Testarea a inclus validarea materialelor și componentelor termice, testarea puterii complete și testarea simulată a recuperării defecțiunilor.

Reactorul KRUSTY a fost utilizat la capacitate maximă pe 20 martie 2018 în timpul unui test de 28 de ore folosind un miez de 28 kg. O temperatură de 850 ° C a fost atinsă, producând aproximativ 5,5 kW de fisiune putere . Testul a evaluat scenariile de avarie, inclusiv oprirea motorului stirling, reglarea tijei de control, ciclarea termică și dezactivarea sistemului de eliminare a căldurii. Un test SCRAM a încheiat experimentul . Testul a fost considerat o demonstrație foarte reușită.

Notă

  1. ^ (EN) Sean Potter, Demonstration Proves Nuclear Fission Can Furnish Power Exploration , NASA, 2 mai 2018. Adus pe 2 noiembrie 2018.
  2. ^ (EN) Lee Mason, NASA Kilopower prezentare generală și aplicații de misiune (PDF) pe nasa.gov. Adus pe 2 noiembrie 2018 .
  3. ^ (EN) Misiunile de aprovizionare cu plutoniu pentru NASA se confruntă cu provocări pe termen lung - SpaceNews.com în SpaceNews.com, 10 octombrie 2017. Adus pe 2 noiembrie 2018.
  4. ^ NASA va testa puterea fisiunii pentru viitoarea colonie de pe Marte , în Space.com . Adus pe 2 noiembrie 2018 .
  5. ^ (EN) Marc A. Gibson; Steven R. Oleson; David I. Poston; Patrick McClure, Dezvoltarea reactorului Kilopower al NASA și Calea către misiuni de putere superioară ( PDF ), la ntrs.nasa.gov . Adus pe 2 noiembrie 2018 .

Alte proiecte

Știință și tehnică Portal știință și tehnologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu știința și tehnologia
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilopower&oldid=110816936 ”