Главная » Лунная миссия

Атомный реактор для Луны

Миниатюрный ядерный реактор, помещающийся в рюкзаке, станет ...

В самом ближайшем времени люди вряд ли смогут долго жить на поверхности Марса или Луны. Это обусловлено несколькими трудностями и препятствиями различного плана, одним из которых является проблема снабжения будущих поселений людей электрической энергией. Ученые из Национальной лаборатории в Айдахо, принадлежащей американскому Министерству энергетики, спроектировали миниатюрную ядерную энергетическую установку, размером с чемодан. Благодаря размерам, выходной мощности и длительности эксплуатации такая установка может стать идеальным источником энергии на Земле, на Луне или на Марсе, одним словом везде, где будет требоваться компактный источник энергии.

Большинство атомных электростанций, возведенных в настоящее время, имеет мощности, исчисляющиеся сотнями и тысячами мегаватт, а портативная ядерная станция может обеспечить порядка 40 киловатт мощности. Но, как показали проведенные исследования, именно такая мощность является оптимальным решением для использования в условиях космоса. Благодаря малым габаритам этот генератор без труда может быть размещен в полостях пещер, в кратерах и в других укрытиях, которые защитят его от неблагоприятных условий на поверхности космических тел. Конструкция генератора сделана таким образом, что он может функционировать даже в условиях открытого космоса.

В настоящее время основным источником энергии в космосе являются солнечные батареи, которые преобразуют в энергию свет. Но использование света в качестве источника энергии имеет некоторые недостатки, солнечные батареи могут засориться и покрыться слоем пыли, как это произошло с многострадальным марсоходом Spirit. На любых космических объектах или планетах, вращающихся вокруг своей оси, происходит смена дня и ночи, что приводит к перерывам в энергоснабжении и, наконец, на большом удалении от Солнца становится просто невозможным получить достаточное количество энергии. Поэтому атомная электростанция может обеспечить стабильное и надежное энергоснабжение.

Ядерная энергетика является в настоящий момент на Земле весьма скользким и спорным вопросом благодаря произошедшим в Чернобыле и Фукусиме масштабным катастрофам. Однако, со слов разработчиков портативного реактора нового типа, жизни астронавтов, использующих такой реактор, угрожать ничего не будет. "В новой конструкции реактора отсутствует сама возможность выхода процесса из-под контроля и расплавления рабочей зоны. Если в действительности будет иметь место какая-то внештатная ситуация, то реактор просто тихо погаснет".

НАСА уже имеет планы насчет применения новых портативных ядерных электростанций. Они будут приводить в действие генераторы кислорода и водорода. Используя энергию этих генераторов, смогут передвигаться управляемые и беспилотные исследовательские транспортные средства и летательные аппараты.

Первый ядерный реактор для поселенцев на Луне и Марсе

Первая атомная электростанция, которая будет использоваться в качестве источника энергии в колониях на Луне, Марсе и других планетах, выглядит как что-то инопланетное. Руководитель проекта, Джеймс Уэрнер, рассказал об этом устройстве на 22 национальном собрании американского химического сообщества .

По его словам, эта инновационная ядерная технология в значительной степени отличается от знакомых нам наземных ядерных электростанций, которые занимают широкие участки земли и требуют наличия больших построек, таких как охлаждающие башни.

"Увидев разработанную нами ядерную энергетическую систему, люди никогда бы не признали в ней ядерный реактор", - сказал Уэрнер. "Размеры реактора составляют всего полметра в высоту и полметра в ширину, примерно как чемодан. Нет охлаждающих башен. Эта ядерная энергетическая система является компактным, надежным и безопасным устройством, которое может оказаться критически необходимым элементом для поселений на других планетах. Эта технология может применяться для генерации энергии на Земле, Луне, Марсе или где бы то ни было еще". Это совместный проект НАСА и Департамента энергетики США.

В прошлом, солнечный свет и топливные ячейки рассматривались в качестве основных кандидатов для генерации электричества в ходе космических миссий, но инженеры пришли к выводу, что солнечная энергия накладывает определенные ограничения.

"Ядерные реакторы отличаются от солнечных панелей тем, что могут генерировать энергию при любых условиях окружающей среды", - пояснил Уэрнер. "Ядерным реакторам не требуется солнечный свет, что позволяет производить энергию в больших количествах и без ночных перерывов, даже на Луне или Марсе.  Ядерная энергетическая система на Луне может генерировать 40 киловатт или больше электрической энергии, примерно столько же, сколько потребляют 80 домов на Земле". Он добавил, что эта система может функционировать в различных закрытых от света областях, таких как кратеры, глубокие ущелья или пещеры.

Ядерный реактор: принцип работы

Устройство и принцип действия ядерного реактора основаны на инициализации и контроле самоподдерживающейся ядерной реакции. Его используют в качестве исследовательского инструмента, для производства радиоактивных изотопов и в качестве источника энергии для атомных электростанций.

Здесь используется процесс деления ядер, при котором тяжелое ядро ​​распадается на два более мелких фрагмента. Эти осколки находятся в очень возбужденном состоянии и испускают нейтроны, другие субатомные частицы и фотоны. Нейтроны могут вызвать новые деления, в результате которых их излучается еще больше, и так далее. Такой непрерывный самоподдерживающийся ряд расщеплений называется цепной реакцией. При этом выделяется большое количество энергии, производство которой является целью использования АЭС.

Принцип работы ядерного реактора и атомной электростанции таков, что коло 85% энергии расщепления высвобождается в течение очень короткого промежутка времени после начала реакции. Остальная часть вырабатывается в результате радиоактивного распада продуктов деления, после того как они излучили нейтроны. Радиоактивный распад является процессом, при котором атом достигает более стабильного состояния. Он продолжается и после завершения деления.

В атомной бомбе цепная реакция увеличивает свою интенсивность, пока не будет расщеплена большая часть материала. Это происходит очень быстро, производя чрезвычайно мощные взрывы, характерные для таких бомб. Устройство и принцип действия ядерного реактора основаны на поддержании цепной реакции на регулируемом, почти постоянном уровне. Он сконструирован таким образом, что взорваться, как атомная бомба, не может.

Ядерный реактор для Луны и Марса

Агентство NASA завершило тестирование ключевых компонентов миниатюрного ядерного реактора, который в будущем должен будет обеспечить энергией наши космические базы на Луне и на Марсе, а также может служить источником энергии для ионных двигателей нового типа .

Реактор NASA сделан по оригинальной технологии: он совмещает в себе маленькую установку по расщеплению атомов и два двигателя Стирлинга, принцип работы которых показан на иллюстрации справа - это тепловая машина, в которой есть горячая и холодная камеры, а газ непрерывно перемещается между ними, попеременно то нагреваясь/расширяясь, то остывая/сжимаясь. Процесс идёт самостоятельно, если сохранять температуру камер.

понятно, что самая удобная энергия для ...

В исследовательском центре NASA Glenn Research Center протестировали двигатели Стирлинга и радиаторы по отдельности, а вместо реактора поставили пока что симулятор. Все части в сборе протестируют в 2014 году, а подготовить к запуску реактор должны к 2020 году. Как известно, именно к этой дате NASA обещает вернуть человека на Луну.

Во время эксперимента установка стабильно выдавала 2,3 кВт энергии, и показала себя даже лучше, чем ожидали учёные. Потенциально она может работать на мощности 40 кВт, этого будет вполне достаточно для жизнеобеспечения будущих лунной и марсианских баз.

В создании ядерной установки инженеры применили одну инновацию. Для передачи тепла от реактора к машине Стирлинга они использовали жидкую металлическую прослойку из калийно-натриевого сплава. Такой материал впервые используется с машиной Стирлинга. По первым прикидкам, получившаяся конструкция сможет работать без какого-либо внешнего вмешательства как минимум восемь лет.

Кроме того, были протестированы панели радиатора, который должен рассеивать тепло от водяной системы охлаждения реактора. Радиаторы неплохо показали себя в безвоздушном пространстве при суточных перепадах температур от -100°С до +100°С, как на Луне. Программа по созданию миниатюрных ядерных реакторов Fission Surface Power в НАСА стартовала в 2006 году.

Россия построит атомный реактор на Луне

Перспективная лунная база будет получать энергию от атомного реактора, сообщает ТАСС со ссылкой на заявление президента Российской академии космонавтики Игоря Бармина.

Он отметил, что академия рассматривает все аспекты перспективного строительства лунной базы. При создании основного сооружения рассматриваются различные варианты модулей, от надувных до подземных и трансформируемых.

Пока решение склоняется в пользу модулей высокой заводской готовности. Кроме того, основным источником энергии для лунной базы должен стать ядерный реактор.

Напоминаем, Россия планирует создать лунную базу в 30-х годах этого века. До того периода также планируется предпринять несколько автоматизированных полетов на естественный спутник Земли.

Источники: dailytechinfo.org, globalscience.ru, fb.ru, onua.org, prostonauka.com, selena-luna.ru, kildekode.ru

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения


Это интересно

Верховный суд США: гиганты существовали

Споры о людях-гигантах, высота которых превышала 3 метра, последние десятилетия возникал все чаще. И если вначале голос ...


Культура Средневековья

Средневековье - период в истории Европы от падения Римской империи до эпохи Возрождения. Основные черты культуры средних ...


Настоящая чупакабра

Тысячи коз, овец, цыплят, кроликов и уток были найдены мертвыми. На шеи каждого убитого животного обнаружены колотые ...


Птица-великан

После бурлящего потопа, обрушившегося на землю, прошло какое-то время. И вот на ней поселился попугай-великан по имени Вукуб-Какиш. ...


Лондон в истории стран и городов

Наша планета уникальна, так как только на ней, по мнению ученых, есть жизнь, причем разумная жизнь. ...


Новые технологии освещения – светодиоды

В наше время технологии стали развиваться очень стремительно. Таким образом, всем известные старые осветительные приборы немного ...


Цивилизация Древней Японии

Уникальным и отличным от других японскую историю и культуру, мировосприятие, искусство и литературу, делает ее большая, ...


 

Самые читаемые

Ремесленники в Древнем Египте

Уже в раннем бронзовом периоде ремесленники Древнего Египта и Месопотамии производили весьма ... Далее

Орошение полей в Древнем Египте

Земледелие в Древнем Египте начиналось с того, что в долине Нила кочевники ... Далее

12 подвигов Геракла

Легенды Греции донесли до нас 12 подвигов Геракла, каждый из которых является ... Далее

Причины раздробленности Руси

Киевская Русь в годы своего расцвета была одним из самых мощных государств ... Далее


© 2010-2017 Объектив-N: Предания и легенды