它看起来像月球上的咖啡桌,但它模拟了克利夫兰美国宇航局格伦研究中心正在开发的新型Kilopower小型核电系统。该装置可连续产生1-10千瓦的功率。
虽然俄亥俄州的核电正在走向夕阳,但克利夫兰的美国宇航局格伦已经开发出一种用于外太空的便携式核能系统。
在本周的Exploradio中,WKSU的Jeff St.Clair研究了该系统如何将新核概念与数百年历史的机械发动机相结合。
在新Kilopower系统的揭幕仪式上,美国宇航局太空技术主管吉姆莱德阐述了为什么需要它。
莱德说:“当我们登月并最终到达火星时,我们可能需要不依赖太阳的大型电源。”
这就是便携式核电进入的地方。
Kilopower是一个小型核反应堆,设计师大卫·波斯顿称之为里程碑。
“这是第一个新的反应堆,不仅仅是太空,不仅仅是美国宇航局,40年来在美国任何一种,”他说。
在美国宇航局格伦研究中心的实验室里,Poston像Kapopower原型一样闪耀着骄傲的爸爸。
“这不是高科技,”他说,“优雅可能是正确的词。”
Poston说:“这就像你制造一个反应堆一样简单,这就是它的优点。这真的让物理学为你做好了工作。“
美国国家航空航天局和辛普森一家碰撞的地方
一个Kilopower模型类似于一个大约5英尺高的圆形基座桌,几乎就像你在宜家可能找到的那样。铀反应堆位于支腿底部,液态钠热管和功率转换器可以支撑圆形冷却风扇。
它很紧凑。一千瓦Kilopower单位重约900磅,一个更大的10千瓦系统重约3,300磅。冷却风扇像伞一样折叠起来,便于运输。
Kilopower是通过一系列实验开发出来的,这些实验的名字与通常没有废话的NASA精神形成鲜明对比。
事实证明,这些家伙是辛普森一家的大粉丝,自从荷马辛普森在核电站工作以来,这是有道理的。
KRUSTy实验,或Kilowatt反应堆使用斯特林技术,是该节目的连锁吸烟Krusty the Clown的诙谐参考。
根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的帕特里克·麦克卢尔(Patrick McClure)的说法,一项名为Duff测试的早期实验 - 为荷马最喜欢的啤酒点头 - 为Krusty铺平了道路。
“达夫实际上说服美国宇航局并给予他们足够的信心,我们可以做更昂贵的Krusty实验,我们实际上有成功的机会,”麦克卢尔说。
那么它是怎样工作的?
就像在荷马辛普森的工厂一样 - 千伏机组运行核裂变。
这是一个核反应,铀原子分裂为两个,产生连锁反应和充足的热量。
Kilopower底部的咖啡罐大小的铀核心稳定在1500华氏度。
利用200多年前发明的位于反应堆顶部的装置,该热量被用于制造电力。
它被称为斯特林发动机,以苏格兰工程师罗伯特斯特林命名。
太空能源的持久解决方案
NASA工程师Wayne Wong负责斯特林研究实验室。
“斯特林转换器基本上是一个热力发动机,它将热能转化为电能,”Wong说。
这看起来很简单。你需要的只是一个热门和一个冷侧。发动机内的活塞在它们之间循环,很快就抽走了很长时间。
Wong指着玻璃柜内的一个单元,他说这个单元已连续运行超过110,000小时,“据我们所知,这是世界纪录。” “这是12年半,”他补充道。
首先是月球,然后是火星
美国宇航局的大卫·波斯顿说,基尔托普尔系统是第一次将斯特林发动机放置在核反应堆上。
该设计提供了计划月球站所需的耐久性,其中它是黑暗的一半时间,或者是火星的任务,沙尘暴可以一次消灭几周的阳光,使太阳能不太可靠。
所有这些太空研究都来自运营商退役俄亥俄州的两座核电站。
事实上,30年来美国没有建造新的大型工厂,尽管可能会开发一些较小的工厂 。
但随着美国宇航局在未来十年内建造月球基地的计划向前发展,核电可能在太空中拥有未来。