22 juli 2018

NASA test prototype Kilopower reactor

NASA zal deze maand beginnen met het testen van uranium-aangedreven Stirling-motoren voor gebruik in mogelijke toekomstige missies naar Mars. De technologie is ontwikkeld als onderdeel van het Kilopower-project.

Prototype Kilopower reactor Bron; NASA

De reactor kan aaneengesloten 1-10 kilowatt aan electriciteit produceren voor tien of meer jaar.  Het prototype maakt gebruikt van een vaste, gegoten uranium-235 kern.  De reactor hitte wordt overgedragen via passieve natriumwarmtepijpen, waarbij de warmte vervolgens wordt omgezet in elektriciteit door zeer efficiënte Stirling-motoren. Dergelijke motoren gebruiken warmte om drukkrachten te creëren die een zuiger verplaatsen, die is gekoppeld aan een dynamo om elektriciteit te produceren. Het Glenn Research Center van NASA in Cleveland heeft alle fasen van het Kilopower Project beheerd, van het ontwerpen en bouwen van de hardware, met bijdragen van NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, en door het uitvoeren van het testplan. Het nationale beveiligingscentrum van de nationale nucleaire beveiliging (NNSA), het Y12 National Security Complex in Oak Ridge, Tennessee, levert de kern van de reactor. NASA werkt samen met de Nevada National Security Site van het Amerikaanse ministerie van energie om de tests uit te voeren, die begin volgend jaar zullen worden voortgezet. De hardware van de Kilopower ondergaat een volledige test van ongeveer 28 uur.

Hoofdonderzoeker Marc Gibson zei: “De aanstaande test in Nevada zal veel technische vragen beantwoorden om de haalbaarheid van deze technologie te bewijzen, met als doel om deze naar een Technology Readiness Level van 5 te brengen.” Hij voegde eraan toe: “Het is een test in een vacuümomgeving, waarbij de apparatuur wordt gebruikt onder de relevante omstandigheden.” Patrick McClure, projectleider op het gebied van Kilopower in het Los Alamos National Laboratory (LANL), zei: “Een ruimte kernreactor kan een krachtige energiedichtheid leveren met de mogelijkheid om onafhankelijk van zonne-energie of oriëntatie te werken en de mogelijkheid om te werken in extreem ruwe omgevingen, zoals het oppervlak van Mars. “

David Poston, hoofd reactorontwerper bij LANL, voegde toe: “De reactortechnologie die we testen kan van toepassing zijn op meerdere NASA-missies, en we hopen uiteindelijk dat dit de eerste stap is voor splijtingsreactoren om een nieuw model van werkelijk ambitieuze en inspirerende ruimteprojecten te creëren Eenvoud is essentieel voor elk eerste technisch project – niet noodzakelijkerwijs het eenvoudigste ontwerp, maar het vinden van de eenvoudigste weg door ontwerp, ontwikkeling, fabricage, veiligheid en testen. ” Lee Mason, de belangrijkste technologie voor energie- en energieopslag bij NASA’s Directoraat voor ruimtetechnologie, zei: “Het Kilopower-testprogramma zal ons vertrouwen geven dat deze technologie klaar is voor ruimtevluchtontwikkeling. We zullen analytische modellen onderweg controleren op verificatie van hoe goed de hardware werkt. “

Ruimtemissies vereisen betrouwbare, langdurige stroombronnen, zowel voor voortstuwing wanneer ze zich in de ruimte bevinden, als voor krachtexperimenten en uitrusting. Radio-isotoop thermo-elektrische generatoren (RTG’s) zijn op grote schaal gebruikt als energiebronnen in satellieten en andere ruimtevoertuigen zoals de Mars rover Curiosity. Vrijwel alle RTG’s worden echter meestal gevoed door plutonium-238, dat nu schaars is. Mason zei: “Wat we proberen te doen, is om ruimtemissies een optie te geven die verder gaat dan RTG’s, die over het algemeen een paar honderd watt leveren. Het grote verschil tussen alle geweldige dingen die we op Mars hebben gedaan en wat we nodig zouden hebben te doen voor een menselijke missie naar die planeet, is kracht. Deze nieuwe technologie kan kilowatt leveren en kan uiteindelijk worden ontwikkeld om honderden kilowatts, of zelfs megawatt stroom te leveren. ” Bron; World Nuclear Association

Reacties

  1. Aangezien het een nieuw soort aandrijving is zou ik het een kilonova reactor genoemd hebben, met het oog op de energie die later nodig is om in een flits naar exoplaneten te reizen.

  2. Nico Wortèl zegt:

    Ik zie steeds vaker dat het Engelse woord ‘heat’ wordt vertaald met ‘hitte’, in plaats van ‘warmte’

  3. Angele van Oosterom zegt:

    Hoi, Kilonova klinkt i.i.g. iets eleganter. Maar met hoofdletter -P- , KiloPower, als in onderstaand artikel, ziet het er ook vernieuwender uit. Hieronder meer: https://www.rdmag.com/article/2017/02/nuclear-reactors-power-space-exploration

    • Ill Matilled zegt:

      Het artikel noemt het huidige programma voor zelf-regulerende reactoren consistent ‘kiloPower’ om de multipliciatie in krachtordes aan te geven in vergelijking met de veel gebruikte RTG’s. Het vervolgprogramma heet dan wel weer ‘MegaPower’ om toch vooral consequent te blijven met de hoofdletters.

      Bezos is enthousiast en is met NASA aan het flirten over volwaardige ruimte reactoren. Het probleem is niet met de technologie persé maar dat er geen alternatief is om reëel aan de krachtvoorziening te komen die gesteld wordt door de vooruitgang, voorlopig althans.

  4. Angele van Oosterom zegt:

    Dank je voor de heldere aanvulling.

  5. Zo’n ding wil ik ook wel voor thuis, alle aansluitingen de deur uit.

  6. In de jaren 50 vloog er al een nucleair aangedreven lancaster rond…de tijd heeft even stilgestaan bij NASA.
    plaatje: https://everestlancaster.files.wordpress.com/2011/03/archibald_energy_security_95.png
    https://www.asme.org/engineering-topics/articles/nuclear/molten-salt-reactors

  7. Angele van Oosterom zegt:

    Folkert; ooit was er zo een idee, genaamd ‘TAPS’, zou uitgevoerd worden door Nirvana, een start-up, en gebaseerd op Stirling technologie; https://www.nasa.gov/press/2013/december/nasa-glenn-technology-may-soon-power-american-households/#.WhdGm3ammM8

    • zo te lezen is dat gewoon de HR-ketel met turbine die er in nederland ook zijn voor de grotere gasverbruikers. maar jah liever van de gasaansluiting af imho.

  8. Was een jaar geleden blij verrast dat ze toch een nieuwe type reactor mochten ontwerpen en testen.
    Deze energiebronnen zijn onmisbaar buiten de aardbaan.
    Helaas is er met de Amerikaanse wetgeving dat ze enkel bestaande element van de vroegere jaren gebruiken mogen.
    Geen test met nieuw gebruik van isotopen of ander medium.
    Hopelijk komt dat weer terug

    De belemmering van energie heeft veel in de weg gezeten, qua gebruik en ontwerp.
    Hiermee kun je ook de duur van de missies en locaties verbreden.
    Wat ook van voorbeeld is, is dat je meerde kunt aansluiten en zo een maanbasis/marsbasis van energie kan voorzien.

    Hopen dat die snel wordt ingezet en meer hier op ons ruimteschip inzien dat kernenergie een logische keuze is.

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.