Китайский лунный реактор оказался мощнее и на 75% эффективнее реактора NASA
В журнале Atomic Energy Science and Technology вышла статья о лунном реакторе, разработанном Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC). Установка может генерировать 40 кВт электроэнергии в течение более десяти лет.
В отличие от традиционных конструкций, в нем используются кольцевые топливные стержни и замедлители из гидрида иттрия. Двусторонние стержни заключают диоксид урана в оболочку из нержавеющей стали, что позволяет одновременно замедлять нейтроны и рассеивать тепло. Замедлитель из гидрида иттрия устойчив к экстремальным температурам и снижает риск утечки водорода, который был проблемой для систем на основе гидрида циркония. Это означает, что китайскому реактору необходим лишь тонкий слой бериллиевых отражателей для улавливания выходящих нейтронов, что повышает эффективность.
Двойные каналы охлаждения пропускают жидкий металл NaK-78 через топливные зазоры, поддерживая температуру активной зоны ниже 600 °С. Три стержня из карбида бора и восемь регулирующих барабанов обеспечивают резервные механизмы остановки.
Благодаря преобразованию быстрых нейтронов в тепловые с помощью гидрида иттрия, реактор поддерживает цепные реакции всего с 18,5 кг урана-235 — это примерно в четыре раза меньше, чем 70 кг, необходимых для реактора FSP от NASA.
Реактор FSP, предложенный в рамках лунной программы при первой администрации Трампа, использует быстрые нейтроны без замедлителей. NASA искало систему, способную автономно работать на лунном посадочном модуле или ровере. Испытать установки планировалось на Луне — они могут работать в любых условиях, включая длинные лунные ночи.
Китайские ученые ставят перед собой цель конкурировать с американской системой. Они признают, что FSP — это хорошая конструкция, которая помогла при разработке их реактора. Однако срок службы реактора NASA ограничен восемью годами из-за расширения ядерного топлива — увеличения объема под воздействием радиации. А для регулировки реактивности используются барабаны одноконтурного управления, без новых механизмов двойного отключения, предложенных китайской командой. Несмотря на компактность, FSP использует цилиндрические урановые стержни с высоким уровнем обогащения и толстую бериллиевую защиту для управления мощным нейтронным потоком.
Китай представил свой реактор на фоне сокращений персонала и финансирования в NASA. Это замедляет реализацию лунных инициатив, в частности, программы «Артемида».