據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了一種核燃料來(lái)源,其顆粒不比植物種子大,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)將在未來(lái)的探月任務(wù)中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
英國(guó)科學(xué)家制造出相當(dāng)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(yīng)堆提供動(dòng)力。
由英國(guó)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(jié)構(gòu)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(jiān)硬的陶瓷狀外殼。這種電池比傳統(tǒng)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(yīng)堆提供動(dòng)力。這是英國(guó)羅爾斯-羅伊斯公司設(shè)計(jì)的概念性聚變反應(yīng)堆,如一輛轎車大小。
反應(yīng)堆資金來(lái)源已在今年3月初敲定,該項(xiàng)設(shè)計(jì)是為作為NASA阿耳忒彌斯登月計(jì)劃一部分的未來(lái)月球基地提供電力的主要候選設(shè)計(jì)之一。
阿耳忒彌斯登月計(jì)劃預(yù)計(jì)到2030年在月球建立永久性基地。研究人員認(rèn)為,一粒這種燃料可以為一座微反應(yīng)堆供電長(zhǎng)達(dá)15年。
據(jù)英國(guó)廣播公司報(bào)道,這些燃料電池現(xiàn)已被送往NASA進(jìn)行模擬的火箭發(fā)射測(cè)試,并檢驗(yàn)它們是否像研究人員所說的那樣高效。
可靠的電力來(lái)源對(duì)于未來(lái)的月球基地至關(guān)重要,因?yàn)橐归g無(wú)法依賴太陽(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(qū)和重要基礎(chǔ)設(shè)施供暖。
該項(xiàng)目研究人員、班戈大學(xué)核材料專家西蒙·米德爾伯格在一份聲明中說:“在有晝夜的月球和行星天體上,我們不能再依賴太陽(yáng)獲得能源,因此必須設(shè)計(jì)一些系統(tǒng)——比如小型微反應(yīng)堆——來(lái)維持生命。”
米德爾伯格說,核反應(yīng)堆是在如此短時(shí)間內(nèi)建立可靠電力來(lái)源的唯一現(xiàn)有可行選項(xiàng)。不過,他補(bǔ)充說:“燃料必須極為堅(jiān)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(jù)美國(guó)能源部說,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(xiàn)。
除了足夠堅(jiān)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,盡管微反應(yīng)堆主要是為太空探索設(shè)計(jì)的,但它也可以在受地震、海嘯和熱帶風(fēng)暴等自然災(zāi)害影響的地區(qū)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(jī)構(gòu)。8月23日,印度的“月船三號(hào)”探測(cè)器在月球南極附近著陸,為未來(lái)的月球基地尋找資源。2021年,中國(guó)和俄羅斯宣布計(jì)劃在月球建立聯(lián)合基地。