Kineski nuklearni naučnici otkrili nedostatak u NASA-inom dizajnu lunarnog reaktora

Nalazi istraživanja koje je predvodio Zhao Shouzhi, glavni dizajner reaktora u Kineskoj nacionalnoj nuklearnoj korporaciji (CNNC), već su integrisani u kineski program lunarnog reaktora – razvoj koji bi mogao dati Kini prednost u trci za osvajanje Meseca. 

Napredni dizajn kineskog lunarnog reaktora 

Prema radu objavljenom u kineskom časopisu Atomic Energy Science and Technology, kineski lunarni reaktor može proizvoditi 40 kilovata električne energije tokom više od jedne decenije. Njegova prednost leži u upotrebi prstenastih gorivnih šipki i moderatora od hidrida itrijuma, koji prevazilaze ograničenja tradicionalnog dizajna. 

Reaktor koristi dvostrano prstenasto gorivo, gde su uranijum-dioksid peleti obloženi nerđajućim čelikom, omogućavajući istovremenu moderaciju neutrona i disipaciju toplote na unutrašnjim i spoljašnjim površinama. Ovaj tip goriva može lako da proizvede nekoliko velikih nuklearnih kompanija, uključujući američki Westinghouse. 

Moderator od hidrida itrijuma, stabilan je na ekstremnim temperaturama i smanjuje rizik od curenja vodonika,  problem koji je ranije destabilizovao sisteme zasnovane na cirkonijum-hidridu. 

Kineski reaktor zahteva samo tanak sloj reflektora od berilijuma za zadržavanje neutrona, čime se povećava efikasnost. 

Dva kanala za hlađenje omogućavaju da NaK-78 tečni metal cirkuliše kroz unutrašnji i spoljašnji prostor goriva, održavajući temperaturu jezgra ispod 600 °C. Bezbednosni sistem se sastoji od tri sigurnosne šipke od bor-karbida i osam rotirajućih kontrolnih bubnjeva koji omogućavaju višestruke mehanizme gašenja. 

Prednosti u odnosu na NASA FSP reaktor 

Konvertovanjem brzih neutrona u termalne neutrone putem hidrida itrijuma, kineski dizajn može održati lančanu reakciju korišćenjem samo 18,5 kg uranijuma-235, a što je otprilike četvrtina količine potrebne za rad NASA-inog FSP (Fission Surface Power) reaktora, koji zahteva čak 70 kg ovog izotopa. 

FSP reaktor, razvijen tokom prvog mandata Trampove administracije u okviru programa za istraživanje Meseca, koristi brzi spektar neutrona bez moderatora. Iako je kompaktan, njegove cilindrične gorivne šipke zahtevaju visoke nivoe obogaćenja uranijuma i debeo sloj zaštite od berilijuma kako bi se kontrolisao intenzivan tok neutrona. 

Istraživači su priznali da je NASA dizajn prilično kvalitetan i da je pomogao u razvoju kineskog reaktora, ali su istakli njegove ograničene performanse. Američki reaktor ima životni vek od samo osam godina zbog oticanja goriva, a njegov sistem kontrole reaktivnosti oslanja se na jednostruke kontrolne bubnjeve, što ga čini manje pouzdanim u poređenju sa dvostrukim sigurnosnim sistemom kineskog modela. 

NASA pod pritiskom budžetskih rezova 

Kineski napredak dolazi u trenutku kada se NASA suočava sa smanjenjem radne snage zbog mera štednje koje sprovodi Department of Government Efficiency (Doge), što je dovelo i do zatvaranja Kancelarije glavnog NASA naučnika. 

NASA Artemis program takođe se suočava sa finansijskom neizvesnošću, pri čemu su neke ključne misije, poput VIPER rovera, otkazane. 

Pored inspiracije iz NASA-inog FSP dizajna, kineski naučnici su u svom reaktoru iskoristili i neke ideje iz TOPAZ-II reaktora, koji je prvobitno razvijen u bivšem Sovjetskom Savezu, piše Scrop.