據美國趣味科學(xué)網(wǎng)站報道,科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種核燃料來(lái)源,其顆粒不比植物種子大,美國國家航空航天局(NASA)將在未來(lái)的探月任務(wù)中對其進(jìn)行測試。
英國科學(xué)家制造出相當于種子大小的微型核燃料電池,最早可在2030年為月球上的花朵型反應堆提供動(dòng)力。
由英國班戈大學(xué)核未來(lái)研究所的研究人員研制的這種微型新燃料電池直徑約為0.04英寸(約合1毫米)。這種迷你顆粒是一種“三結構同向性型”(TRISO)顆粒燃料,燃料核芯由鈾、碳和氧組成,外面包覆一層堅硬的陶瓷狀外殼。這種電池比傳統的核燃料耐用和高效得多,這使其非常適合用于太空探索。
這種燃料電池旨在為花朵型月球微反應堆提供動(dòng)力。這是英國羅爾斯-羅伊斯公司設計的概念性聚變反應堆,如一輛轎車(chē)大小。
反應堆資金來(lái)源已在今年3月初敲定,該項設計是為作為NASA阿耳忒彌斯登月計劃一部分的未來(lái)月球基地提供電力的主要候選設計之一。
阿耳忒彌斯登月計劃預計到2030年在月球建立永久性基地。研究人員認為,一粒這種燃料可以為一座微反應堆供電長(cháng)達15年。
據英國廣播公司報道,這些燃料電池現已被送往NASA進(jìn)行模擬的火箭發(fā)射測試,并檢驗它們是否像研究人員所說(shuō)的那樣高效。
可靠的電力來(lái)源對于未來(lái)的月球基地至關(guān)重要,因為夜間無(wú)法依賴(lài)太陽(yáng)能,而夜間氣溫驟降至約零下129攝氏度,需要大量能源來(lái)為生活區和重要基礎設施供暖。
該項目研究人員、班戈大學(xué)核材料專(zhuān)家西蒙·米德?tīng)柌裨谝环萋暶髦姓f(shuō):“在有晝夜的月球和行星天體上,我們不能再依賴(lài)太陽(yáng)獲得能源,因此必須設計一些系統——比如小型微反應堆——來(lái)維持生命。”
米德?tīng)柌裾f(shuō),核反應堆是在如此短時(shí)間內建立可靠電力來(lái)源的唯一現有可行選項。不過(guò),他補充說(shuō):“燃料必須極為堅固,可以經(jīng)受住發(fā)射所產(chǎn)生力量的沖擊,然后在多年時(shí)間里靠得住。”
據美國能源部說(shuō),TRISO燃料的外殼可以抵御腐蝕、氧化和高溫,并防止輻射從燃料中泄漏。所有這些情況都可能在太空出現。
除了足夠堅固、在奔月之旅中安然無(wú)恙之外,TRISO燃料還有一個(gè)主要吸引力在于它們極其微小,這使得把它們發(fā)射進(jìn)太空的成本效益高得多。
研究人員說(shuō),盡管微反應堆主要是為太空探索設計的,但它也可以在受地震、海嘯和熱帶風(fēng)暴等自然災害影響的地區臨時(shí)提供可靠能源來(lái)源。
NASA并非唯一把目光投向月球的機構。8月23日,印度的“月船三號”探測器在月球南極附近著(zhù)陸,為未來(lái)的月球基地尋找資源。2021年,中國和俄羅斯宣布計劃在月球建立聯(lián)合基地。