DARPA希望为太空和基地开发智能核反应堆

DARPA wants smart nuclear reactor for space and bases
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五角大楼的顶级研究机构希望开发一种能够自我运行的核反应堆,并已聘请了美国最后一座太空反应堆的建造团队来证明这一目标是可行的。国防高级研究计划局(DARPA)已与位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的小型公司Space Nuclear Power Corporation(简称SpaceNukes)签署协议,建设一座具有自我调节控制棒的千瓦级反应堆,并在全面的核地面测试中启动该反应堆,该公司于10月21日宣布。

DARPA成立于1958年,旨在确保美国不会再因竞争对手的技术而措手不及,此举是在苏联发射斯普特尼克卫星后进行的。该机构不直接制造武器,而是资助军事服务和工业认为风险过高而不愿支付的高风险创意,其投资包括发展成互联网的ARPANET网络和早期隐形飞机研究。新项目属于DARPA的一个名为快速电容(Fast Capacitance,或称Fat Cat)的计划,由项目经理塔比莎·道森在该机构的国防科学办公室负责,旨在寻找让反应堆自主运行的方法,以支持国家安全任务。

该项目中心的反应堆已经成功运行过一次。在2017年11月至2018年3月期间,洛斯阿拉莫斯国家实验室和NASA的工程师在内华达国家安全区进行了名为KRUSTY的测试,KRUSTY是“使用斯特林技术的千瓦级反应堆”(Kilopower Reactor Using Stirling Technology)的缩写,测试中使用了一个围绕固体铀-235核心构建的反应堆,核心大小约为纸巾卷的大小。钠热管将热量从核心传递到斯特林发动机,将其转化为电力,反应堆在工程师故意切断电源、关闭发动机和禁用热管的情况下,仍以满功率运行了约28小时,证明其能够持续工作。

该测试采用了被动设计,反应堆的物理特性使其在没有移动部件调整反应的情况下保持稳定。新版本将增加主动控制棒,能够移动以提高或降低反应堆的输出,使其具备按需调整功率和快速响应变化需求的能力,SpaceNukes表示,这使得该技术能够适用于更广泛的任务。在无法快速到达的地方,例如航天器、月球基地或偏远军事前哨,能够自我管理的反应堆尤为重要,因为这些地方的电力需求可能会突然变化,而人类可能需要几分钟或几小时才能到达。

“在美国国家安全目标受到威胁时,没有什么能替代经过验证的技术,”SpaceNukes首席执行官安迪·菲尔普斯表示。“这一奖项使我们能够推进KRUSTY计划中开始的工作,并为国家带来另一项经过测试的能力。”

SpaceNukes本质上是KRUSTY团队重新组建的公司。首席技术官大卫·波斯顿和首席运营官帕特里克·麦克卢尔在洛斯阿拉莫斯领导反应堆工作,首席工程师马克·吉布森在NASA的格伦研究中心负责该项目,公司持有洛斯阿拉莫斯的千瓦级设计许可证。吉布森将负责在公司位于俄亥俄州梅迪纳的车间整合新的测试硬件,该项目将在反应堆与洛斯阿拉莫斯进行联合测试之前,经历设计、采购和整合阶段。

“这一奖项认可了设计、建造和测试KRUSTY团队在2018年的成熟性和连续性,”SpaceNukes首席运营官帕特里克·麦克卢尔表示。

该项目的推进正值华盛顿大力推动将反应堆送入太空和军事基地。白宫在四月份的一份政策备忘录中指示五角大楼和NASA竞争太空反应堆的设计,计划在2028年尽早进行轨道演示,并在2030年尽早在月球上部署反应堆,而在地面上,美国陆军已承诺投入高达22亿美元用于在五个军事基地建设核微反应堆。KRUSTY反应堆设计能够持续提供1到10千瓦的电力,至少十年,而DARPA的测试将产生与飞行相关的硬件,这些硬件实际上已经在核能下运行,并为能够自我控制的反应堆提供工程基础。

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分类信息
地区
北美, 欧洲
分析域
战役级
主要分类 / 次要分类
武器装备 / 政军关系
子分类
新型武器系统
SALUTE 报告
规模
未指定
活动
DARPA与太空核能公司签署合同,开发用于军事和太空应用的自操作核反应堆。
地点
洛斯阿拉莫斯 · 内华达国家安全区 · 月球
单位
DARPA,太空核能公司
时间
2023年10月21日
装备
Kilopower反应堆自调节控制棒铀-235核心钠热管斯特林发动机
摘要

DARPA与太空核能公司签署合同,开发自操作的Kilopower核反应堆,测试计划在内华达国家安全区进行。这项技术旨在增强在偏远地区的军事行动,包括月球,并且是在KRUSTY反应堆成功测试之后进行的。该项目与美国推进国家安全核能力的努力相一致。

关键事实
  • DARPA与太空核能公司签署合同,开发自操作的核反应堆。
  • 该反应堆将在内华达国家安全区进行测试。
  • 该项目旨在支持在月球和偏远地区的军事行动。
  • 该反应堆技术基于之前KRUSTY反应堆的成功测试。
  • 美国陆军已承诺为军事基地的核微反应堆提供资金。