Группа исследователей под руководством Бангорского университета в Уэльсе разрабатывает ядерное топливо для микрореакторов Rolls-Royce, которые будут питать лунные базы. В отличие от традиционных топливных стержней, используемых на Земле, частицы такого топлива не превышают по размеру маковое зерно.
Реакторы для лунных баз не будут похожи на большие традиционные реакторы, используемые на Земле, объясняют ученые. Вместо этого это разрабатываются маленькие конструкции, в которых будет использоваться трехструктурное изотропное топливо (TRISO).
TRISO — это вариант реакторного топлива с галечным слоем, в котором стержни заменены топливными шарами размером с бильярдный шар. Для лунного проекта шарики сжимаются до размеров маковых зерен. Частицы топлива создают с помощью 3D-печати. Они состоят из обогащенного урана, углерода и кислорода. Радиоактивная «начинка» запечатана внутри слоев углерода и керамики.
В отличие от топливных стержней, такие частицы чрезвычайно прочны и выдерживают очень высокие температуры, а также устойчивы к повреждениям от нейтронного облучения, коррозии и окисления. Лунному топливу предстоит путешествие через космическое пространство и суровые условия на спутнике, где температура днем поднимается выше 120 °C, а ночью падает ниже — 170 °С.
Важная особенность реактора, работающего на топливе TRISO, заключается в том, что это относительно простая конструкция. Ее можно охлаждать газом, размещая реактор в тени зонтика радиаторов, прикрепленных к системе теплоносителя. Работая при более высоких температурах, они эффективнее, чем водо-водяные реакторы.
В процессе работы частицы топлива подаются в верхнюю часть реактора. По мере выработки топлива шарики мигрируют на дно, откуда отработанное топливо удаляется. Если реакция становится слишком сильной, повышение температуры замедляет реакцию, заставляя реактор вернуться к безопасному уровню.
Исследователи завершают разработку и планируют протестировать работу реакторов с новым топливом в течение «следующих нескольких месяцев»
