Σελήνη: Νέα σφαιρίδια καυσίμου μεγέθους σπόρου για πυρηνικούς αντιδραστήρες

Επιστήμονες στο Ηνωμένο Βασίλειο δημιούργησαν μίνι πυρηνικές κυψέλες καυσίμου μεγέθους σπόρων που θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν φουτουριστικούς αντιδραστήρες σε σχήμα λουλουδιών στο φεγγάρι μόλις το 2030.

Οι μικροσκοπικές νέες κυψέλες καυσίμου, που αναπτύχθηκαν από ερευνητές στο Nuclear Futures Instituteστο Πανεπιστήμιο Bangor στην Ουαλία, έχουν περίπου το μέγεθος των σπόρων παπαρούνας, οι οποίοι έχουν διάμετρο περίπου 1 χιλιοστό. Τα mini pellets είναι ένας τύπος καυσίμου τριών δομικών ισοτροπικών σωματιδίων (TRISO), το οποίο είναι κατασκευασμένο από ουράνιο, άνθρακα και οξυγόνο που περιβάλλεται από ένα σκληρό κέλυφος που παρομοιάζει σε κεραμικό. Οι κυψέλες είναι πολύ πιο ανθεκτικές και αποδοτικές από τα παραδοσιακά πυρηνικά καύσιμα, γεγονός που τις καθιστά ιδανικές για εξερεύνηση του διαστήματος.

NASA: Πράσινο φως για το πρώτο πυρηνοκίνητο σκάφος – Από τη Γη στον Άρη σε λίγες εβδομάδες

Μίνι κυψέλες

Οι κυψέλες καυσίμου έχουν σχεδιαστεί για να τροφοδοτούν τον Space Flower Moon Micro Reactor, έναν αντιδραστήρα σύντηξης μεγέθους αυτοκινήτου που σχεδιάστηκε από τη Rolls-Royce. Η χρηματοδότηση για τον αντιδραστήρα εξασφαλίστηκε στις αρχές Μαρτίου και στοχεύει στην τροφοδοσία μελλοντικών βάσεων στο φεγγάρι ως μέρος του προγράμματος Artemis της NASA, το οποίο σκοπεύει να δημιουργήσει μια μόνιμη βάση μέχρι το 2030. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ένα από τα ανθεκτικά πέλετ θα μπορούσε να τροφοδοτήσει έναν μόνο αντιδραστήρα για έως και 15 χρόνια.

Οι κυψέλες καυσίμου έχουν σταλεί στη NASA για δοκιμή, η οποία θα προσομοιώσει τον τρόπο με τον οποίο τα πυρηνικά σφαιρίδια αντιμετωπίζουν τις δυνάμεις μιας εκτόξευσης πυραύλων και το εάν είναι τόσο αποτελεσματικά όσο ισχυρίζονται οι ερευνητές, σύμφωνα με το BBC.

Οι αξιόπιστες πηγές ενέργειας θα είναι ζωτικής σημασίας για τις μελλοντικές σεληνιακές βάσεις, επειδή δεν μπορούμε να βασιστούμε στην ηλιακή ενέργεια τη νύχτα, όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από τους μείον μείον 129 βαθμούς Κελσίου και θα απαιτούνται τεράστιες ποσότητες ενέργειας για τη θέρμανση των χώρων διαβίωσης και των ζωτικών υποδομών.

Απεικόνιση της NASA για την αποστολή Artemis

«Στο φεγγάρι και σε πλανητικά σώματα που έχουν μέρα και νύχτα, δεν μπορούμε πλέον να βασιζόμαστε στον Ήλιο για ενέργεια και επομένως πρέπει να σχεδιάσουμε συστήματα όπως ο μικρός αντιδραστήρας για να διατηρήσουμε τη ζωή»,  σημείωσε ο ερευνητής του έργου Σάιμον Μίντλμπουργκ, ειδικός σε πυρηνικά υλικά. στο Πανεπιστήμιο Μπάνγκορ.

Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες είναι η μόνη τρέχουσα βιώσιμη επιλογή για τη δημιουργία μιας αξιόπιστης πηγής ενέργειας σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, σημείωσε ο Μίντλμπουργκ. Ωστόσο, «το καύσιμο πρέπει να είναι εξαιρετικά στιβαρό και να επιβιώνει από τις δυνάμεις εκτόξευσης και στη συνέχεια να είναι αξιόπιστο για πολλά χρόνια», πρόσθεσε.

Τα καύσιμα TRISO

Τα κελύφη των καυσίμων TRISO αντέχουν στη διάβρωση, την οξείδωση και τις υψηλές θερμοκρασίες και εμποδίζουν τη διαρροή ακτινοβολίας από το καύσιμο, η οποία μπορεί να προκύψει στο διάστημα, σύμφωνα με το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.

Εκτός από το ότι είναι αρκετά ανθεκτικά για να επιβιώσουν στο ταξίδι στο φεγγάρι, ένα κύριο πλεονέκτημα των καυσίμων TRISO είναι ότι είναι εξαιρετικά μικρά, γεγονός που τα καθιστά πολύ πιο οικονομικά για την εκτόξευση στο διάστημα.

Αν και ο μίνι αντιδραστήρας έχει σχεδιαστεί κυρίως για εξερεύνηση του διαστήματος, θα μπορούσε επίσης να παρέχει μια προσωρινή πηγή  ενέργειας σε περιοχές που επηρεάζονται από φυσικές καταστροφές όπως σεισμοί, τσουνάμι και τροπικές καταιγίδες, είπαν οι ερευνητές.

Η NASA δεν είναι η μόνη υπηρεσία που κοιτάζει προς το φεγγάρι. Στις 23 Αυγούστου, το διαστημόπλοιο Chandrayaan-3 της Ινδίας προσγειώθηκε κοντά στον νότιο πόλο της Σελήνης σε αναζήτηση πόρων για μια μελλοντική σεληνιακή βάση. Και το 2021, η Κίνα και η Ρωσία ανακοίνωσαν σχέδια για την ανάπτυξη μιας κοινής βάσης στο φεγγάρι, αν και αυτό το έργο υπέστη πρόσφατη οπισθοδρόμηση μετά τη συντριβή του ρωσικού οχήματος προσελήνωσης Luna 25 στη Σελήνη τον περασμένο μήνα.