新たな宇宙開発競争が現在進行中で、6、7カ国と同盟が21世紀の宇宙強国として認められるためにしのぎを削っており、月面で新世代の着陸船や探査機の建設を急いでいる。 NASA は、月面に人類の恒久的な存在を確立するという約束を果たすべく準備を進めています。 英国宇宙庁との契約に基づき、ウェールズのバンゴー大学は、2030年までに将来の有人月面前哨基地に電力を供給するロールスロイスのマイクロリアクター用の新しい核燃料を開発している。
月面での長期任務の遂行または建設 恒久的な前哨基地を確立する際の大きな障害は、日中の気温が250°F (120°C) から-208°Fまで低下する14日間の月夜でした。 (-130℃)。この凍てつく寒さと暗闇の組み合わせは、機械や前哨基地が機能することはおろか、生き残るためにも原子力システムに依存しなければならないことを意味します。実際の作業を行う必要があるものとは、ワイヤレス熱発生器ではなく原子炉を意味します。
これらの原子炉は、燃料棒に依存する地球上で使用される従来の大型原子炉とは異なります。その代わりに、いわゆる TRISO 粒子燃料を使用する非常に小型の工場生産型原子炉になります。
TRISO燃料は、燃料棒の代わりにビリヤードボールサイズの燃料ペレットを使用するペブルベッド原子炉燃料のバリエーションです。 Bangor TRISO 燃料が異なるのは、燃料ペレットがケシの実のサイズに縮小されていることです。これらの燃料ペレットは、3D プリンティング技術によって濃縮されたウラン、炭素、酸素から作られ、ウランの核は炭素とセラミックの層で密封されています。
燃料棒とは異なり、これらの燃料粒子は非常に強力で、非常に高温に耐え、中性子照射、腐食、酸化による損傷に耐えることができます。
バンゴー大学の核物質教授で核未来研究所の共同所長であるサイモン・ミドルバーグ氏が率いるバンゴー大学は、ロールス・ロイスなどの企業が開発中の月型原子炉に適したTRISO燃料を開発している。発電炉だけでなく、将来の原子力推進システムにも使用できる可能性があります。
TRISO燃料炉について重要なことは、その設計が比較的単純であり、単にラジエーターの傘の影の下に置くだけで空冷できることです。冷却システム。より高い温度で運転することにより、これらの原子炉は従来の加圧水型原子炉よりも効率が高くなります。
運転中、燃料粒子が反応器の上部に供給されます。燃料が使い果たされると、燃料は底部に移動し、使用済み燃料が除去されます。反応器の温度が高いため、反応が激しすぎると、上昇する熱によって反応が阻害され、反応器が安全なレベルに戻ります。
「このプロジェクトは、原子力未来研究所の核燃料に関する専門知識を活用し、最もエキサイティングな用途の1つである宇宙探査に応用することになる」とミドルバーグ氏は述べた。 「昼夜のある月や惑星では、私たちはエネルギーを太陽に頼ることができなくなり、生命を維持するために小型マイクロリアクターなどのシステムを設計する必要があります。現在、宇宙でこれほど長距離に電力を供給するには原子力が唯一の方法です。燃料は「
」でなければなりません。原子力未来研究所の優れた科学者と技術者がこの課題に取り組んでいますが、今後数年間でさらに多くの科学者と技術者が必要になるでしょう。工学専攻は、これらのエキサイティングな研究開発分野でのキャリアを追求したい学生に、多くのエキサイティングな機会を提供します。」