В США строится ядерный реактор размером с футбольный мяч

Плутоний-238 долгое время оставался единственным практичным источником энергии для космических кораблей за пределами орбиты Марса, где солнечное излучение слишком слабо. Теперь его запасы, накопленные в годы холодной войны, подходят к концу. Заново же развертывать производство плутония-238 только для космических целей слишком дорого.

Концепция новой мини-лаборатории проста: цилиндр из 22,5 килограмма урана диаметром примерно в 10 сантиметров снабжён выемкой для стержня замедлителя из карбида бора.

Теплоотвод планируется при помощи тепловых трубок, использующихся, например, в ноутбуках. Внутри трубок находится жидкость, обеспечивающая теплоотвод без использования каких-либо движущихся частей. Таких трубок (только больше и длиннее) в маленьком ядерном реакторе будет восемь.

Активная зона помещается в головную часть зонда, окружённую бериллиевым отражателем диаметром всего 25 сантиметров. В высоту активная зона не превосходит 30 смантиметров. Тепло, эвакуируемое с помощью трубок, приводит в действие восемь микростирлингов (по числу тепловых трубок), обеспечивающих до 500 Вт энергии на протяжении очень долгого времени, связанного с периодом полураспада урана. Вес каждого микростирлинга составит 1,35 кг.

Защитное зеркало будет служить экраном для хвостовых компонентов (электроники и приборов) космического аппарата, защищая их от радиации из головной части. При выводе на орбиту стержень замедлителя будет задвинут до упора, так что даже в случае аварии расплавление активной зоне угрожать не будет. Лишь после активации АМС стержень выдвинется из активной зоны, запустив реактор.

По сообщению лаборатории, её специалисты уже испытали прототип мощностью в 24 Вт на опытном производстве Ядерного полигона в Неваде, где раньше собирали экспериментальные ядерные боеприпасы.

Главным преимуществом такой схемы является то, что уран, в отличие от плутония-238, в США есть, и в больших количествах. Кроме того, рассматриваемая компоновка может быть масштабирована до очень больших размеров, которые можно использовать для энергоснабжения марсианской базы или в иных удалённых от Солнца районах.

«Возможно один из самых важных аспектов этого эксперимента — то, что его реализация от концепта до завершения заняла всего шесть месяцев и стоила менее миллиона долларов», — отмечает Дэвид Диксон (David Dixon), один из инженеров Лос-Аламосской лаборатории.