26 октября 2020

USNC-Tech разрабатывает ядерную двигательную установку для дальнего космоса на низкообогащенном уране

Atomic-Energy.ru

Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) - дочерняя компания Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) - разработала концепцию дизайна в рамках финансируемых NASA исследований ядерных тепловых двигательных систем (NTP) для потенциального использования в дальних космических путешествиях. В этой концепции используется специализированная разновидность полностью керамического микрокапсулированного трехструктурного изотропного топлива USNC, разработанного для использования в энергетических реакторах.

Ядерные системы для космических полетов имеют ряд преимуществ по сравнению с конструкциями на химической основе, в первую очередь, обеспечивая более высокую эффективность и большую удельную мощность, что приводит к снижению веса двигательной установки. Это будет способствовать сокращению времени полета и снижению воздействия космического излучения на астронавтов, что позволит выполнять миссии в дальний космос, такие как миссии с экипажем на Луну и Марс.

Компания USNC-Tech из Сиэтла заявила, что достижения в области разработки ядерного топлива и мер пассивной безопасности, впервые примененные материнской компанией USNC с ее полностью керамическим микрокапсулированным (FCM) топливом, позволили USNC-Tech создать новую концепцию NTP со специальными характеристиками. В нем говорится, что улучшенные характеристики безопасности и гибкость конструкции концепции USNC-Tech являются «критическим шагом вперед в достижении расширяемости систем NTP для полетов в дальний космос».

«Ключом к дизайну USNC-Tech является сознательное сочетание технологий наземных и космических реакторов», - сказал CEA USNC-Tech Паоло Веннери, - «Это позволяет нам использовать достижения в ядерных технологиях и инфраструктуре наземных систем и применять их в наших космических реакторах».

USNC описывает FCM как топливную конструкцию с трехструктурными изотропными частицами оксикарбида урана (TRISO) следующего поколения, заменяющую графитовую матрицу традиционного топлива TRISO 50-летней давности на карбид кремния (SiC). В нем говорится, что в результате получается более безопасное ядерное топливо, способное выдерживать более высокие температуры и большее количество излучения. Матрица SiC в топливе из FCM обеспечивает плотный газонепроницаемый барьер, предотвращающий утечку продуктов деления, даже если частица TRISO может разорваться во время эксплуатации.

Новая матрица улучшает структурные характеристики и характеристики удержания частиц TRISO, улавливая и герметизируя радиоактивные продукты деления надолго, предотвращая загрязнение окружающей среды. Более высокая теплопроводность топлива из FCM позволяет топливной таблетке иметь более плоский температурный профиль, что снижает пиковые температуры в ядерных реакторах.

В концепции USNC-Tech NTP используется специализированная разновидность топлива USNC FCM, что позволяет создать «новое семейство безопасных по своей природе реакторов, оптимизированных для космоса, которые обеспечивают безопасность космонавтов и защиту окружающей среды».

В заявлении говорится, что при использовании малых количеств низкообогащенного урана (HALEU) эта уникальная концепция NTP обеспечивает высокую тягу и удельный импульс, ранее достижимые только при использовании высокообогащенного урана. Кроме того, использование топлива FCM «усиливает уже существующие цепочки поставок и производственные мощности, используемые разработчиками наземных ядерных реакторов, снижая производственные риски и обеспечивая устойчивое участие отрасли».

«Мы хотим возглавить усилия по открытию новых границ в космосе, причем сделать это быстро и безопасно», - сказал Майкл Идс, главный инженер USNC-Tech, - «В нашем двигателе максимально используется проверенная технология, исключаются виды отказов, характерные для предыдущих концепций NTP, а удельный импульс более чем в два раза выше, чем у химических систем».

USNC-Tech, основанная в 2019 году, является независимой дочерней компанией USNC.