달의 원자로를 구축하려는 경주가 가열됩니다

음력 원자로 설계

달의 원자로를 설계하기위한 고려 사항은 무엇입니까?

성냄: 중력이 매우 낮 으면 유체는 지구에서와 같이 정확히 행동하지 않습니다. 따라서 반응기의 유체 냉각제의 순환 패턴을 다시 계산해야합니다. 그리고 달의 큰 온도 스윙은 매일 매일 음력에서 수백도를 달성하기 위해서는 반응기가 필요합니다. 그 스윙에서 더 분리 된 시스템을 사용하십시오. 지구상에서는 수역과 같은 열적으로 안정적인 방열판이 있기 때문에 폐 열을 쉽게 배출합니다.

NASA는 어떤 종류의 원자로를 선택할 것으로 기대합니까?

Katy Huff는 이전에 미국 에너지 부 (DOE)의 원자력 에너지 부서로 근무했습니다.케이티 허프

성냄: NASA가 처음부터 시작하기보다는 핵분열 표면 전력 프로그램에 대해 이전에 선택한 세 가지 디자인 중 하나를 선택한 경우에 합리적입니다. 그러나 40kW에서 100kW까지의 목표 용량의 과다 배정으로 인해 손잡이 만 켜지 않기 때문에 약간의 재 설계가 포함됩니다. 3 개의상은 Lockheed Martin/Bwxt, Westinghouse/Aerojet Rocketdyne 및 X-Energy/Boeing으로 갔다. 그들 중 일부는 삼각장 등방성을 기반으로하는 미세 반응기를 개발하고 있습니다. [TRISO] 매우 강력한 우라늄 연료의 한 유형 인 연료이므로 음력 반응기를 사용하여 설계 할 것으로 기대합니다. 냉각수의 경우 물의 열적 특성으로 인해 물을 선택할 것으로 기대하지 않습니다. 왜냐하면 물의 열 특성으로 인해 효과적으로 냉각 할 수있는 온도의 범위를 제한하여 반응기 효율을 제한합니다. 그리고 나는 그것이 부식성 일 수 있기 때문에 액체 소금이 될 것으로 기대하지 않으며,이 음력 반응기는 개입없이 10 년 동안 작동해야합니다. 그래서 나는 그들이 헬륨과 같은 가스를 선택할 것이라고 생각합니다. 그리고 전력 변환을 위해 NASA의 지침은 폐쇄 된 Brayton 사이클이 요구 사항이 될 것입니다.

운송 및 스타트 업은 어떻게 생겼습니까?

성냄: 원자로는 지구상에 완전히 구성되어 연료를 제자리에 놓고 갈 준비가되었습니다. 내 기대는 전송 중에 연쇄 반응이 시작되는 것을 방지하기 위해 반응기에 완전히 삽입 된 제어 요소로 전달 될 것으로 기대합니다. 달이되면 스타트 업 시퀀스는 원격으로 또는 우주 비행사들에 의해 시작될 것입니다. 그런 다음 제어로드는 반응기로부터 탈퇴하고 Californium-252와 같은 작은 중성자 소스가 반응을 시작합니다.

2030 년 마감일은 미국이 원자로에 대한 최종 설계가 없거나 달의 기지에 대한 확고한 계획을 가지고 있지 않다는 점을 고려하면 꽤 서두르고 있다고 생각합니다.

성냄: 오른쪽. 그 타임 라인은 야심 찬 것처럼 보입니다. 향후 4 년 반 내에이 스케일의 원자로를 프로토 타입으로 배치하는 데 어려움을 겪게됩니다. 그때까지 한 번의 발사 준비와 달에 올라가는 것은 결국 우리가 그 타임 라인을 충족시키지 못한 이유를 설명 해야하는 레시피입니다. 그리고 사람들이 NASA를 좋아하기 때문에 우주 탐사보다 원자력에 대해 명성을 얻을 수있는 문제가 될 수 있습니다. 어린 아이들과 어른 모두 NASA 티셔츠를 입습니다. 아무도 도어 티셔츠를 입지 않습니다.

달 반응기 발사의 위험

출시 중에 문제가 발생하면 위험은 무엇입니까?

성냄: 아름답게, 신선한 우라늄 연료는 우라늄을 소비하는 방식에 방사선 위험이 없습니다. 그것이 핵분열 생성물이 된 후에 만 ​​크게 방사성입니다. 따라서 반응기가 발사 전에 작동하지 않는 한 위험이 매우 낮습니다. 연료가 지구에 분산되어 있더라도 주변 사람들에게 큰 위험을 초래하지 않을 것입니다. 나는 문자 그대로 책상 옆에 ​​우라늄 샘플을 가지고 있습니다. 또한 방사선 객체에 대해 이미 확립 된 강력한 발사 안전 프로토콜이 있습니다. NASA는 이전 임무를 위해 원자력 배터리와 비슷한 플루토늄 열전 발전기를 보내는 데 많은 경험이 있습니다.

이전에 우주로 발사 된 핵분열 반응기 중 일부는 문제가 발생했습니다. 그것들은 어떻게 되었습니까?

성냄: 누구나 우주로 발사 한 가장 큰 핵분열 원자로는 소비에트 프로그램의 일부인 5kW 전기 Topaz-I 반응기였습니다. 그들 중 하나는 심각한 사건이 있었고 분리되었습니다. 그것은 일부 나트륨 냉각수를 포함하여 궤도가 높은 궤도에 있습니다. 그러나 지구에서 놀라운 거리에있는 작은 방사선 소스 재료이기 때문에 지구에 영향을 미치지 않습니다. 더 불행한 사건은 소비에트 코스 모스 954 반응기에서 발생했으며, 궤도에서 작동 한 후 통제되지 않은 재진입을 경험하고 600km 떨어진 캐나다 영토의 스 스스 (Swath)에 걸쳐 붕괴되었습니다.

소행성이 달에 부딪 치거나 달의 원자로에 직접 부딪히면 어떻게됩니까?

성냄: 직접 파업은 원자로를 손상시키고 연료의 국소 분산을 유발할 수 있습니다. 이것은 Triso 연료를 사용하려는 동기 일 수 있습니다. 연료 및 핵분열 제품은 실리콘 카바이드로 코팅 된 수천 개의 구형 치아 종자 크기 입자에 수용되어 있기 때문에 매우 강력합니다. 용암의 온도를 넘어서 놀라운 영향과 열을 견딜 수 있습니다. 테스트에 따르면 300 시간 동안 1,700 ° C 열이 발생하더라도 Triso는 고장없이 핵분열 제품을 유지합니다. 따라서 반응기 부위에 큰 소행성과의 사망자 충돌이있을 가능성이 거의 없을 때, 반응기의 잔해물은 달의 먼지에 분포 될 수 있지만, 그 작은 트리 소 입자는 모두 그대로 남아있을 것입니다.