美通用原子能公布用于空間推進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)

【美國(guó)通用原子能公司網(wǎng)站2020年9月9日?qǐng)?bào)道】 2020年9月9日，美國(guó)通用原子能電磁系統(tǒng)公司(GA-EMS)公布了可用于為未來(lái)火星探索提供動(dòng)力的核熱推進(jìn)(NTP)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)方案，其主要特點(diǎn)是采用高豐度低濃鈾燃料，堆芯布置緊湊，并解決了過(guò)去設(shè)計(jì)中存在的燃料元件腐蝕等問(wèn)題。

NTP技術(shù)使用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量加熱液體推進(jìn)劑(例如氫)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，然后經(jīng)噴嘴噴出，產(chǎn)生動(dòng)力。美國(guó)能源部表示，相對(duì)于傳統(tǒng)化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，NTP火箭發(fā)動(dòng)機(jī)能量密度更高，其效率也是前者的2倍。此外，NTP可為空間探索任務(wù)提供更大的靈活性，并將飛往火星所需的時(shí)間縮短25%。

通用原子能表示，這種設(shè)計(jì)利用了現(xiàn)代核材料和先進(jìn)制造領(lǐng)域的研發(fā)成果，以及該公司在20世紀(jì)60年代參與美國(guó)NTP研究項(xiàng)目期間的寶貴經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，通用原子能提供了約6噸燃料芯核，并直接參加SNAP-10反應(yīng)堆燃料的測(cè)試和表征。SNAP-10是美國(guó)迄今為止唯一一座發(fā)射進(jìn)入空間的核反應(yīng)堆。

根據(jù)世界核協(xié)會(huì)(WNA)公布的信息，SNAP-10A于1965年發(fā)射，為衛(wèi)星提供了43天動(dòng)力，然后因與反應(yīng)堆無(wú)關(guān)的設(shè)備故障而停堆，目前仍然在軌道上。俄羅斯已向空間發(fā)射30多座裂變反應(yīng)堆。

該設(shè)計(jì)擁有新的特性，解決了過(guò)去設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題(如燃料元件腐蝕)，用高豐度低濃鈾取代高濃鈾，并實(shí)現(xiàn)了緊湊的堆芯設(shè)計(jì)。