ناسا: ماذا تعرف عن مشاريع الكيلوباور النووية

مشروع Kilopower هو جزء من برنامج تطوير تغيير اللعبة التابع لإدارة مهام تكنولوجيا الفضاء التابع لناسا. كان الهدف الأساسي للمشروع هو تطوير نظام للطاقة النووية الانشطاري ميسور التكلفة لأداء طويل الأمد في الفضاء وعلى أسطح الكواكب.

ماهو مشروع Kilopower كيلو باور التابع لناسا :

قال جيمس رويتر ، القائم بأعمال المدير المساعد لمديرية مهام تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا: "عندما نذهب إلى القمر وننتقل إلى المريخ في النهاية ، سنحتاج على الأرجح إلى مصادر طاقة كبيرة لا تعتمد على الشمس". "خاصة إذا كنا نريد أن نعيش على الأرض. إن ت
صميم Kilopower الذي اختبرناه بارع في طريقة تصميمه ، من أجل بساطة العمليات ، ولكن أيضًا لقابلية التوسع. بينما اختبرناها لإنتاج طاقة تبلغ 1 كيلو وات ، إلا أنها قابلة للتطوير إلى 10 كيلووات دون أي تأثير كبير على حجمها الكلي. وهذا يجعل لبنة بناء رائعة ونحن نمضي قدمًا ".

نظام الانشطار KRUSTY في مشروع كيلو باورKilopower: يستخدم نظام الانشطار KRUSTY قلب مفاعل مصبوب من اليورانيوم -235 ، بحجم لفة مناديل ورقية ، مع ثمانية شقوق حول محيطها ، ومثبتة في أنابيب حرارة الصوديوم السلبية التي تنقل حرارة المفاعل إلى محركات ستيرلينغ عالية الكفاءة ، والتي تحول الحرارة للكهرباء.

وحدة مفاعل KRUSTY صغيرة ، بحجم مصباح أرضي كبير الحجم ، ولكنها قادرة على توفير طاقة كهربائية كافية لتشغيل العديد من المنازل المتوسطة بشكل مستمر لمدة 10 سنوات على الأقل.

يتوقع مطوروها أن توفر أربع وحدات من كيلوباور طاقة أكثر من كافية لقمر مستقبلي أو بؤرة استيطانية على المريخ.

تم الانتهاء من المشروع عام 2018 كموعد نهائي للاختبار بحيث أصبحت طاقة الانشطار خيارًا قابلاً للتطبيق لمخططي المهام أثناء قيامهم بتطوير البنى المستقبلية لاستكشاف الكواكب واحتياجات نظام الطاقة السطحية.

الفرق بيننظام الانشطار KRUSTY ونظام التوليد RTG الكهروحراري:

يختلف تصميم نظام الانشطارKRUSTY في مشروع كيلوباور تمامًا عن مولدات النظائر المشعة الكهروحرارية (RTG) التي تم استخدامها في تحقيقات الفضاء السحيق السابقة مثل نيو هورايزونز وجاليليو وكاسيني.

قال مارك جيبسون ، مهندس كيلوباور الرائد في وكالة ناسا ، لـموقع Spaceflight Insider: "إنهما مختلفان تمامًا في طريقة إنتاجهما للحرارة".

"أحد الأشياء التي نجدها مثيرة جدًا للاهتمام حول جانب الانشطار هو أنه يمكننا بدء تشغيل المفاعل في أي وقت أثناء المهمة. لذا ، إذا كان لدينا مهمة لمدة خمسة عشر عامًا لجسم حزام كايبر أو شيء ما واستغرق الأمر وقتًا طويلاً للوصول ، فلن تضطر في الواقع لبدء المفاعل حتى نصل إلى هناك. لذلك نحن لا نبدأ حياة نظام الطاقة حتى نريده. نحن أيضًا قادرون على خفض الطاقة ورفع الطاقة. يمكننا الانتقال من 1000 واط إلى 50 أو 40 واط ، اعتمادًا على متطلبات المركبة الفضائية ، وهذا يقلل من كمية الوقود التي نستخدمها ".

الية عمل نظام الانشطارKRUSTY في مشروع كيلوباور:

لتشغيل النظام وإيقاف تشغيله ، يستخدم تصميم Kilopower قضيبًا من كربيد البورون يمتص النيوترونات. عندما يتم سحب القضيب ، يتم تشغيل المفاعل حيث تبدأ النيوترونات في التحرك بحرية والانشطار مع الذرات الأخرى في تفاعل متسلسل. عندما يعود القضيب إلى قلب المفاعل ، يتوقف التفاعل المتسلسل.

قال جيبسون لـلموقع المذكور: "الشيء الآخر الذي أجده مثيرًا للاهتمام هو أن الأمر يتطلب قدرًا معينًا من الكتلة الحرجة لتشغيل هذا المفاعل وتشغيله". "على الجانب الأصغر ، هذا يمنحنا وقودًا أكثر بكثير مما نحتاجه بالفعل.
لذا من الناحية النظرية ، بمجرد بدء تشغيل المفاعل ، قمنا بتصميمه بما يكفي من النشاط الإشعاعي الزائد بحيث يكون هناك وقودًا كافيًا يمكنه البقاء في درجة الحرارة هذه لمئات السنين. يصبح التحدي بعد ذلك هو تصميم بقية النظام بحيث يستمر لفترة طويلة ".

كان الغرض من التجربة الأخيرة في نيفادا هو إثبات أن النظام يمكنه توليد الكهرباء بقوة الانشطار ، وإظهار أن النموذج الأولي لـ KRUSTY مستقر وآمن بغض النظر عن البيئة التي يعمل فيها.
قال ديفيد بوستون ، كبير مصممي المفاعلات في مختبر لوس ألاموس الوطني التابع لوكالة الأمن القومي الأمريكية: "لقد ألقينا بكل ما في وسعنا في هذا المفاعل ، من حيث سيناريوهات التشغيل الاسمية وغير العادية ، ومرر KRUSTY بألوان متطايرة".
تقدمت التجربة على مراحل ، مما أدى إلى زيادة القدرة على تسخين اللب بشكل تدريجي قبل الانتقال إلى المرحلة النهائية من مهمة محاكاة. تضمنت تلك المحاكاة بدء تشغيل المفاعل ، ومنحدر إلى الطاقة الكاملة ، وتشغيل اسمي ثابت ، وإغلاق. خلال التجربة ، قام المهندسون بمحاكاة سلسلة من المشكلات لتحدي أداء التصميم بشكل أكبر. وشملت هذه المحاكاة الحد من الطاقة ، وفشل واحد أو أكثر من محركات "ستيرلنغ" ، وأنابيب الحرارة الفاشلة ، مما يدل على أن النظام يمكن أن يستمر في العمل بنجاح على الرغم من الأعطال المتعددة.
قال جيبسون: "نضع النظام في خطواته". "نحن نفهم المفاعل جيدًا ، وقد أثبت هذا الاختبار أن النظام يعمل بالطريقة التي صممناها ليعمل. بغض النظر عن البيئة التي نعرضها لها ، يعمل المفاعل بشكل جيد للغاية ".

ناسا: ماذا تعرف عن نظام الانشطار KRUSTY في مشاريع الكيلوباور النووية

النموذج الأولي لـ KRUSTY كان ناجحًا وبتكلفة منخفضة نسبيًا لوكالة ناسا.

قال بوستون: "كان هناك الكثير من الناس الذين اعتقدوا أن تطوير هذه المفاعلات سيكلف ناسا مليارات الدولارات". "أظهرنا أنه يمكننا تصميم وبناء واختبار المفاعل بأقل من 20 مليون دولار."
نظام Kilopower الجديد هو أول مفاعل نووي جديد من أي نوع يتم إنتاجه في الولايات المتحدة في السنوات الأربعين الماضية. ينتظر فريق التصميم موافقة وكالة ناسا nasa لبدء المزيد من الاختبارات على إصدارات موسعة من كيلوباور لرحلات الفضاء والعمليات السطحية في نهاية المطاف. تم تناقل الخبر نقلا عن موقع Spaceflight Insider.

الكلمات الدليلية:

نظام Kilopower ،وكالة ناسا و NNSA،Kilopower كيلو باور التابع لناسا Kilopower KRUSTY RTG 1000 watt الشمس وكالة الفضاء نظام التوليد RTG الكهروحراري،الصفحة الرسمية لوكالة ناسا علماء وكالة ناسا شروط العمل في وكالة ناسا ماهي ناسا موقع وكالة ناسا الفضائية باللغة العربية تحذير وكالة ناسا اليوم رواتب وكالة ناسا وكالة ناسا في مصرموقع ناسا مباشر كيفية التواصل مع وكالة ناسا موقع ناسا للصور الفضائية علماء وكالة ناسا ناسا - ويكيبيديا NASA news تلفزيون ناسا nasa.gov send your name موقع ناسا الرسمي ناسا ايرث مباشر موقع ناسا للصور الفضائية ISS Live تلفزيون ناسا Live Earth رقم ناسا Space.