团队致力于核动力太空飞行的概念

该研究小组最近在拉斯维加斯附近的内华达州国家安全基地的设备组装设施首次展示了使用热管冷却小型核反应堆并为斯特林发动机提供动力。

使用平顶裂变(DUFF)的演示实验据说产生了24W的电力。来自洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)、美国宇航局格伦研究中心和国家安全技术有限责任公司(NSTec)的工程师团队进行了这项实验。

热管是一种带有内部流体的密封管道，它可以传递没有活动部件的反应堆产生的热量，而斯特林发动机则使用加压气体来移动活塞，将热能转化为电能。根据LANL的说法，将这两种设备串联使用可以产生一种可用于空间应用的电力供应。

研究人员在一个名为Flattop的现有实验上配置DUFF，以允许水基热管从铀中提取热量。裂变反应产生的热量被转移到一对自由活塞斯特林发动机上，该发动机由位于俄亥俄州阿森斯的Sunpower公司制造。来自美国宇航局格伦的工程师们设计并制造了热管和斯特林组件，并在实验期间操作了发动机。洛斯阿拉莫斯的核工程师在国家核安全管理局(NNSA)的授权下操作了Flattop组件。

DUFF是自1965年以来美国首次展示的太空核反应堆发电系统，该实验证实了一个简单、可靠的太空电力系统的基本核反应堆物理和传热。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的工程师波斯顿(David Poston)在一份声明中说，这次实验的核特性和热能水平与我们的太空反应堆飞行概念非常相似。“DUFF和一个可能的飞行系统之间最大的区别是斯特林输入温度需要更高，才能达到太空任务所需的效率和功率输出。”

“这次测试中使用的热管和斯特林发动机是为了代表一个可以在太空系统中使用的模块，”美国宇航局格伦的马克吉布森说。“一个飞行系统可能使用几个模块来产生大约一千瓦的电力。”

目前的太空任务通常使用的电源产生的电量相当于一两个家用灯泡的电量。更多电力的可用性可能会提高任务数据传回地球的速度，或者增加可以在航天器上同时操作的仪器数量。

洛斯阿拉莫斯项目负责人帕特里克·麦克卢尔说:“一个小型、简单、轻便的裂变动力系统可以为空间科学和探索带来新的增强能力。”“我们希望这个概念的验证能很快把我们从内华达州的旧边疆带到外太空的新边疆。”