Trung Quốc và Nga đã nhất trí hợp tác cùng xây một lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng vào năm 2036. Đáp lại, NASA thông báo sẽ đẩy nhanh chương trình năng lượng hạt nhân trên Mặt Trăng của Mỹ để có một lò phản ứng sẵn sàng vào năm 2030, đồng thời tăng công suất mục tiêu từ 40 kW lên 100 kW.
Cuộc chạy đua này nhằm thiết lập sự hiện diện bền vững của con người trên mặt trăng cho các hoạt động khám phá khoa học và khai thác tài nguyên như heli-3, một loại nhiên liệu tổng hợp. Các căn cứ trên Mặt Trăng sẽ cần năng lượng hạt nhân vì năng lượng tái tạo quá gián đoạn và mật độ năng lượng không tương xứng của phân hạch uranium là yếu tố then chốt, do chi phí vận chuyển lên không gian phụ thuộc vào khối lượng sẽ dẫn tới quá tốn kém.
Cuộc đua ngày càng gấp rút xuất phát từ lo ngại rằng quốc gia đầu tiên thiết lập nhà máy điện trên mặt trăng có thể "tuyên bố một vùng cấm trên thực tế", hạn chế khả năng của các quốc gia khác trong việc tiếp cận các khu vực có băng nước. Mỹ đặt mục tiêu đến đó trước Trung Quốc và Nga để giành quyền kiểm soát các khu vực này.
Theo các chuyên gia, thiết kế lò phản ứng trên Mặt Trăng cần xem xét môi trường trọng lực thấp vốn ảnh hưởng đến quá trình tuần hoàn chất làm mát, biến động nhiệt độ lớn yêu cầu hệ thống cách nhiệt và thiếu các nguồn hấp thụ nhiệt ổn định để thải nhiệt thải. NASA dự kiến chọn một trong ba thiết kế đã được trao giải trước đó với các điều chỉnh cho công suất 100 kW.
Lò phản ứng có khả năng sẽ sử dụng nhiên liệu TRISO, một loại nhiên liệu uranium có độ bền cao. Chất làm mát được dự đoán là khí như heli, thay vì nước hoặc muối lỏng. Chu trình Brayton kín là yêu cầu bắt buộc cho việc chuyển đổi năng lượng.
Lò phản ứng sẽ được chế tạo hoàn chỉnh trên Trái đất với nhiên liệu đã được đặt sẵn và các thanh điều khiển được lắp đầy đủ để ngăn chặn phản ứng dây chuyền trong quá trình vận chuyển. Khi đến Mặt Trăng, quá trình trình tự khởi động sẽ được kích hoạt từ xa hoặc bởi các phi hành gia.
Thách thức về thời gian cho năm 2030 được coi là đầy tham vọng, ngay cả đối với một nguyên mẫu trên mặt đất. Tuy nhiên, rủi ro khi phóng thấp vì nhiên liệu uranium tươi không gây nguy hiểm phóng xạ đáng kể trước khi hoạt động. Các giao thức an toàn phóng xạ đã được thiết lập. Trong trường hợp xảy ra va chạm thiên thạch trực tiếp trên Mặt Trăng, nhiên liệu TRISO có khả năng chống chịu cực cao, có thể giữ các sản phẩm phân hạch bên trong ngay cả khi vật liệu phân tán.
Nguồn: Spectrum
Cuộc chạy đua này nhằm thiết lập sự hiện diện bền vững của con người trên mặt trăng cho các hoạt động khám phá khoa học và khai thác tài nguyên như heli-3, một loại nhiên liệu tổng hợp. Các căn cứ trên Mặt Trăng sẽ cần năng lượng hạt nhân vì năng lượng tái tạo quá gián đoạn và mật độ năng lượng không tương xứng của phân hạch uranium là yếu tố then chốt, do chi phí vận chuyển lên không gian phụ thuộc vào khối lượng sẽ dẫn tới quá tốn kém.
Cuộc đua ngày càng gấp rút xuất phát từ lo ngại rằng quốc gia đầu tiên thiết lập nhà máy điện trên mặt trăng có thể "tuyên bố một vùng cấm trên thực tế", hạn chế khả năng của các quốc gia khác trong việc tiếp cận các khu vực có băng nước. Mỹ đặt mục tiêu đến đó trước Trung Quốc và Nga để giành quyền kiểm soát các khu vực này.
Theo các chuyên gia, thiết kế lò phản ứng trên Mặt Trăng cần xem xét môi trường trọng lực thấp vốn ảnh hưởng đến quá trình tuần hoàn chất làm mát, biến động nhiệt độ lớn yêu cầu hệ thống cách nhiệt và thiếu các nguồn hấp thụ nhiệt ổn định để thải nhiệt thải. NASA dự kiến chọn một trong ba thiết kế đã được trao giải trước đó với các điều chỉnh cho công suất 100 kW.
Lò phản ứng có khả năng sẽ sử dụng nhiên liệu TRISO, một loại nhiên liệu uranium có độ bền cao. Chất làm mát được dự đoán là khí như heli, thay vì nước hoặc muối lỏng. Chu trình Brayton kín là yêu cầu bắt buộc cho việc chuyển đổi năng lượng.
Lò phản ứng sẽ được chế tạo hoàn chỉnh trên Trái đất với nhiên liệu đã được đặt sẵn và các thanh điều khiển được lắp đầy đủ để ngăn chặn phản ứng dây chuyền trong quá trình vận chuyển. Khi đến Mặt Trăng, quá trình trình tự khởi động sẽ được kích hoạt từ xa hoặc bởi các phi hành gia.
Thách thức về thời gian cho năm 2030 được coi là đầy tham vọng, ngay cả đối với một nguyên mẫu trên mặt đất. Tuy nhiên, rủi ro khi phóng thấp vì nhiên liệu uranium tươi không gây nguy hiểm phóng xạ đáng kể trước khi hoạt động. Các giao thức an toàn phóng xạ đã được thiết lập. Trong trường hợp xảy ra va chạm thiên thạch trực tiếp trên Mặt Trăng, nhiên liệu TRISO có khả năng chống chịu cực cao, có thể giữ các sản phẩm phân hạch bên trong ngay cả khi vật liệu phân tán.
Nguồn: Spectrum
