В условиях обострения борьбы за постоянное присутствие человека на Луне страны и альянсы всего мира стремятся к признанию себя крупнейшими космическими державами XXI века.
В частности, NASA наращивает усилия по достижению этой цели. Однако одной из главных проблем долгосрочных лунных миссий или создания постоянных станций является 14-дневная лунная ночь, во время которой температура опускается до -208 °F (-130 °C). Для обеспечения выживаемости и работоспособности аппаратов и аванпостов в этот период решающее значение имеют ядерные энергетические системы. Это привело к разработке небольших ядерных реакторов заводского изготовления, использующих частичное топливо TRi-structural ISOtropic (TRISO).
Топливо TRISO - вариант топлива для реакторов с галечным слоем - заменяет традиционные топливные стержни на топливные шары размером с бильярдный шар. В топливе TRISO, разрабатываемом в Бангорском университете (Уэльс), эта концепция получила дальнейшее развитие за счет уменьшения частиц топлива до размеров макового зерна с помощью технологии 3D-печати. Эти частицы состоят из обогащенного урана, углерода и кислорода, причем урановый сердечник запаян внутри слоев углерода и керамики. В отличие от топливных стержней, частицы TRISO обладают высокой прочностью и способны выдерживать экстремальные температуры, нейтронное облучение, коррозию и окисление.
Университет Бангора под руководством профессора Саймона Миддлбурга работает над созданием топлива TRISO, пригодного для микрореакторов, разрабатываемых компанией Rolls-Royce и другими компаниями для будущих лунных аванпостов с экипажем. Это топливо может найти применение не только в энергетических реакторах, но и в будущих ядерных двигательных установках.
Преимущество реакторов на топливе TRISO заключается в относительно простой конструкции и возможности газового охлаждения через систему радиаторов. Работая при более высоких температурах, эти реакторы более эффективны, чем обычные водяные реакторы под давлением. Топливные частицы вводятся в реактор сверху и по мере расходования мигрируют в нижнюю часть, откуда удаляется отработанное топливо. Если реакция становится слишком сильной, повышение температуры автоматически регулирует ее, обеспечивая безопасность реактора.
Разработка нового ядерного топлива является важным шагом на пути к созданию устойчивых и функциональных лунных форпостов. Благодаря способности выдерживать суровые условия лунной ночи и обеспечивать эффективную выработку энергии, реакторы на топливе TRISO имеют большие перспективы для будущих космических исследований.
