洛斯阿拉莫斯國家實驗室成功完成新型千瓦級裂變動力系統試驗

原標題：洛斯阿拉莫斯國家實驗室成功完成新型千瓦級裂變動力系統試驗

近日，美國國家航空航天局（NASA）洛斯阿拉莫斯國家實驗室在內華達沙漠成功完成新型核動力系統試驗。該系統可實現長航時載人月球、火星以及其他目的地探測任務。

研究背景

NASA格倫研究中心首席Kilopower項目工程師馬克·吉布森表示，Kilopower使NASA能夠開展對動力需求更高的太空任務，如探索月球上見不到陽光的隕石坑。宇航員如果想長時間駐留在月球和其他行星上就需要一種以前從不需要的新型能量。

千瓦級裂變動力系統

Kilopower是一個小型輕便的裂變動力系統，可提供高達10千瓦的電力，足夠幾個普通家庭至少持續使用10年的時間。四個Kilopower單元可提供建立一個前哨所需的動力。

該原型動力系統使用固體鑄鈾-235反應堆堆芯，大小類似於捲紙。被動式鈉熱管將反應堆熱量傳遞給高效斯特林發動機，後者再將熱量轉化為電能。

Kilopower項目由格倫研究中心領導，與NASA馬歇爾太空飛行中心以及NNSA洛斯阿拉莫斯國家實驗室等機構、內華達國家安全試驗場以及Y-12國家安全中心合作開展。

試驗情況

此次試驗由NASA和能源部國家核安全管理局（NNSA）於2017年11月至今年3月在內華達國家安全試驗場聯合舉行。NASA於5月2日在克利夫蘭格倫研究中心舉行新聞發布會上公布了此次「使用斯特林技術的千瓦級動力反應堆」（KRUSTY）演示驗證試驗的結果，即該系統可以利用裂變能發電，並在任何環境下都非常穩定和安全。

Kilopower團隊分四個階段開展試驗。前兩個階段在沒有動力的情況下進行，確認系統的每個組成部分都按預期運行。在第三階段，研究團隊逐步增加動力來加熱堆芯，然後進入最終階段。此次試驗耗時28小時，開展了全功率模擬任務，包括反應堆啟動、攀升到全功率、穩定運行和停機。

在整個試驗過程中，團隊模擬了功率降低、發動機故障和加熱管故障，結果顯示系統可以繼續運行並成功應對多種故障。

下一步工作

目前，Kilopower項目正在制定任務概念並開展更多的風險降低活動，為未來可能的飛行演示驗證做準備。該項目仍屬於空間技術任務理事會「改變遊戲規則發展」項目，目標是於2020財年轉變為「技術演示驗證任務」項目。

潛在應用

吉布森表示，該動力系統非常適合月球，因為月球的夜晚時長相當於地球的14天，因此很難依靠太陽能發電。該演示驗證可為未來的Kilopower系統奠定基礎，為開展月球和火星探測任務的人類前哨提供動力。

NASA空間技術任務理事會代理副局長吉姆·羅伊特表示，安全、高效和豐富的能源將是未來機器人以及人類探索的關鍵。他希望該Kilopower項目能夠成為月球和火星探測任務能源體系結構的一個重要組成部分。

來源：洛斯阿拉莫斯國家實驗室網站/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心 申淼

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