NASA začala zkoušet „kapesní“ reaktor

^ZAJÍMAVOSTI - V listopadu 2017 začaly v Nevadě zkoušky prvního prototypu nové generace malých štěpných reaktorů pro vesmírný výzkum. Pod patronátem NASA se tu má své schopnosti ukázat „minireaktor“ Kilopower.

Jak jeho název napovídá, reaktor má výkon jednoho kilowattu. Výhledově by mohli jeho následovníci sloužit jako zdroje energie pro dlouhé vesmírné lety, a být schopní nepřetržitě dodávat výkon řádově jednotky či desítky kilowattů elektrického výkonu po dobu nejméně deseti let.

Takto malé reaktory se nikdy v praxi nepoužívaly především proto, že by byly v pozemských podmínkách nepraktické. V poměru k podávanému výkonu jsou veliké (Kilopower má na výšku dva metry a váží 400 kg), navíc se u nich musí řešit nepříjemné problémy jako možná krádež paliva atp. Pro dlouhé kosmické lety především do oblastí, kde je svit slunce již slabý, se ovšem hodí báječně.

Dnes se při takových letech používají radioizotopové termoelektrické generátory, tedy jednodušší zdroje, ve kterých se pomalu a zcela neřízeně rozpadá radioaktivní materiál, obvykle slitina plutonia. Záření zahřívá materiál kolem paliva, a z tohoto tepla termočlánek vyrábí stejnosměrný proud. Je to robustní a spolehlivý systém, ale má své nevýhody.Jde o poměrně slabé zdroje, s výkonem řádově stovek wattů. Výroba z generátoru také postupně klesá, jak se rozpadá v něm obsažený materiál, a obecně nelze množství vyrobené energie nijak řídit.

1 kW je výkon nového reaktoru, který by mohl létat do vesmíru

Miniaturní reaktor využívající řízené štěpné reakce by byl podstatně lépe řiditelný a navíc by mohl pracovat na plný výkon až do úplného vyčerpání paliva. Dnes už by také mělo být možné (alespoň to konstruktéři tvrdí) sestrojit a naprogramovat malé reaktory tak, aby pracovaly spolehlivě po velmi dlouhou dobu a nehoda přitom byla prakticky vyloučena.

Palivo tvoří mírně obohacený uran 235, stejně jako u běžných komerčních reaktorů. Ovšem jeho „jádro“ (aktivní zóna) vypadá samozřejmě jinak, tvoří ji velké odlévané bloky uranové slitiny, ne duté tyče s palivem. Teplo z reaktoru odvádí okruh s kapalným sodíkem do tepelného Stirlingova motoru, který z něj vyrábí elektřinu. Tedy měl by vyrábět – tyto motory u prototypu chybějí, aby se ušetřilo. 

(spe)

Úvodní fotografie: prototyp reaktoru Kilopower před zahájením zkoušek v Nevadě. Jeho „jádro“, váleček uranového paliva o průměru zhruba 15 cm a výšce zhruba 40 centimetrů, je skrytý v tubusu uprostřed. Obklopuje ho vrstva oxidu berylnatého, který dobře odráží neutrony vzniklé rozpadem uranu zpět do paliva, aby se štěpná reakce udržela v chodu. Autor: NASA Glenn Research Center