Conjunto DOE ea Nasa equipe de pesquisadores demonstrou recentemente a primeira utilização de um tubo de calor para esfriar um reator nuclear pequeno e poder de um motor Stirling.
O sistema de energia é simples, o protótipo do reator de fissão robusta - um novo conceito para um reator nuclear de confiança que poderia ser usado em vôos espaciais.
A equipe de pesquisa demonstrou recentemente a primeira utilização de um tubo de calor para esfriar um reator nuclear pequeno e poder de um motor Stirling, no Nevada Nacional de Segurança do site linha de montagem de dispositivos perto de Las Vegas.
A demonstração Usando fissões Flattop (Duff) experimento produziu 24 watts de eletricidade. Uma equipe de engenheiros de Los Alamos, o NASA Glenn Research Center e Segurança Nacional Technologies LLC (NSTec) realizou o experimento.
Tecnologia de tubo de calor foi inventada em Los Alamos em 1963. Um tubo de calor é um tubo selado com um fluido interno que pode transferir eficientemente o calor gerado por um reactor, sem peças móveis.
Um motor de Stirling é um motor relativamente simples de ciclo fechado, que converte energia térmica em energia eléctrica através de um gás sob pressão para mover um pistão. Usando os dois dispositivos em conjunto permitidos para a criação de um simples fornecimento de energia, eléctrica fiável que pode ser adaptado para as aplicações espaciais.
Pesquisadores DUFF configurado em um experimento existente, conhecida como Flattop, para permitir a um tubo de calor à base de água para extrair o calor de urânio. O calor da reacção de cisão foi transferido para um par de motores de êmbolos livres Stirling fabricados por Sunpower Inc., com sede em Atenas Ohio.
Engenheiros da NASA Glenn projetou e construiu o tubos de calor e Stirling montagem e operado os motores durante o experimento. Engenheiros nucleares de Los Alamos operado a montagem Flattop sob autorização do National Nuclear Security Administration (NNSA).
DUFF é a primeira demonstração de um sistema de reator nuclear espacial para produzir eletricidade nos Estados Unidos desde 1965, e que a experiência confirma física reator nuclear básica e transferência de calor para um simples sistema de energia, de confiança espaço.
"As características nucleares e nível de potência térmica do experimento são muito semelhantes ao nosso conceito de vôo espacial do reator", disse o engenheiro de Los Alamos David Poston.
"A maior diferença entre DUFF e um sistema de voo possível é que a temperatura de entrada de Stirling teria de ser mais quente para atingir a eficácia desejada e potência necessários para missões espaciais."
John Bounds da Divisão de Los Alamos National Laboratory de Tecnologia Avançada Nuclear faz ajustes finais sobre o experimento DUFF, uma demonstração de um protótipo de reator simples, robusto de fissão, que poderia ser usado como um sistema de energia para a viagem espacial. DUFF é a primeira demonstração de um sistema de reator nuclear espacial para produzir eletricidade nos Estados Unidos desde 1965.
"O tubo de calor e do motor Stirling utilizada neste teste destinam-se a representar um módulo que pode ser utilizado em um sistema de espaço", disse Marc Gibson da NASA Glenn. "Um sistema de vôo pode usar vários módulos para produzir cerca de um quilowatt de eletricidade."
Missões espaciais atuais tipicamente usam fontes de energia que geram a mesma quantidade de eletricidade que uma ou duas lâmpadas domésticas. A disponibilidade de mais poder poderia potencialmente aumentar a velocidade com que os dados de missão é transmitida para a Terra, ou aumentar o número de instrumentos que poderiam ser operados ao mesmo tempo, a bordo de uma nave espacial.
"Um pequeno, simples, sistema de energia de fissão leve pode levar a uma nova capacidade e melhor para a ciência espacial e exploração", disse líder do projeto de Los Alamos Patrick McClure. "Esperamos que esta prova de conceito em breve nos mover do velho-fronteira de Nevada para a fronteira nova do espaço exterior".
Los Alamos pesquisa sobre o projeto foi possível através de Laboratório de Pesquisa-Dirigido Los Alamos e Desenvolvimento (LDRD), que é financiado por uma pequena percentagem do orçamento global do Laboratório de investir em novos ou pesquisas de ponta. NASA Glenn e NSTec também utilizado suporte interno para financiar suas contribuições para o experimento.
"Talvez um dos aspectos mais importantes deste experimento é que ela foi tirada do conceito à conclusão em 6 meses por menos de um milhão de dólares", disse o engenheiro de Los Alamos David Dixon. "Queríamos mostrar que com uma equipe fortemente unido e focado, é possível realizar com sucesso o teste do reator prático."
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