Южная Корея - подкритическая батарейка для космоса

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 23.06.2025

Ядерное общество Южной Кореи провело весеннюю сессию в мае 2025 года. В одном из представленных докладов была рассмотрена ядерная батарейка, основанная на подкритическом реакторе с теплоносителем свинец-висмут.

Название доклада - Conceptual Design of LBE-Cooled Subcritical Reactor-Based Nuclear Battery.

Авторы - Sungbeen Park, Eunsung Kim, Miras Kairolla, Jeehyun Seong. Часть авторов из института передовых технологий KAIST, часть из университета Кёнки.

Источники энергии для космоса

Авторы отмечают, что для дальних космических полётов в качестве источника энергии в настоящее время преимущественно используются радиационные источники тепла (РИТ) и РИТЭГи.

Однако возрастающая сложность космических полётов требует более высоких уровней мощности, которые невозможно получить с помощью изотопных источников.

Выйти на новые уровни энергообеспеченности космических миссий могут помочь ядерные реакторы. Авторы полагают, что слабым местом реакторов за пределами Земли станет необходимость разработки сложных систем управления и защиты, а также возможные проблемы при чрезвычайных ситуациях.

С точки зрения южнокорейских реакторов на следующем шаге освоения космоса целесообразнее использовать подкритические реакторы с внешними источниками нейтронов.

На Земле подкритические реакторы принято рассматривать в составе ADS-систем, то есть систем, в которых цепную реакцию поддерживает ускоритель. В космосе представить себе такую систему пока сложно, поэтому авторы предлагают применить в качестве источника радиоизотопы.

Основные данные о батарейке

Концепция ядерной батарейки, предложенная авторским коллективом, выглядит следующим образом.

В качестве источника нейтронов выбран источник ²³²U-Be. Имеет цилиндрическую форму, диаметр и высота равны 14 см.

Выбор типа источника обусловлен относительно большим периодом полураспада урана-232 (68,9 лет) при относительно высоком выходе нейтронов (3,1×10⁸ нейтронов с грамма за секунду).

Топливом в подкритическом реакторе выступает нитрид урана UN, обогащение - 19,75%. В качестве замедлителя выбран гидрид циркония ZrH₂. С торцов реактор прикрыт отражателями из оксида бериллия толщиной по 20 см каждый.

Отвод тепла осуществляется жидкой эвтектикой свинец-висмут, обтекающей активную зону с источником. Одновременно теплоноситель играет роль биологической защиты при использовании батарейки в местах присутствия человека.

Циркуляция теплоносителя естественная, тепло он передаёт термоэлектрическому генератору, у которого, в свою очередь, предусмотрена структура для охлаждения (cooling fin на рисунке ниже).

Прим. AtomInfo.Ru. - В этом месте авторы были вынуждены оговориться, что, приняв требование о естественной циркуляции теплоносителя, они ограничили область применения предлагаемой батарейки напланетными базами.

Вопрос о применимости предлагаемой концепции для энергообеспечения космических кораблей остался в докладе нераскрытым.

Также авторы не стали определяться с тепловой мощностью батарейки, отметив, что она будет зависеть от толщины слоя теплоносителя. В поисковых расчётах тепловая мощность получалась от 566 Вт(т) до 1,227 кВт(т).

Схема предлагаемой ядерной батарейки показана на рисунке ниже.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра

В заключительной части доклада авторы привели результаты нейтронно-физических и теплофизических расчётов ядерной батарейки и отметили, что предлагаемая система сможет оставаться работоспособной на заданных уровнях мощности на протяжении примерно 10 лет.

Ключевые слова: Космические реакторы, Радиоизотопы, Южная Корея, Азия, Статьи

---

Другие новости:

СNNC станет лидером консорциума по строительству ещё одной АЭС в Казахстане

С китайской стороной будут проведены соответствующие переговоры.

Нововоронеж-6 - загружена первая партия ТВС-5

Партия простоит три 18-месячные кампании.

В корпорации CNNC сменился председатель

Новый руководитель - Шэнь Яньфэн (Shen Yanfeng).

---

---

---

---

Поиск по сайту: