Sistemas espaciales de energía eléctrica por fisión nuclear

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Título original:

Space Nuclear Fission Electric Power Systems

Contenido del libro:

Las ventajas de los sistemas espaciales de energía nuclear de fisión pueden resumirse en: tamaño compacto.

Masa de baja a moderada.

Larga vida útil.

Capacidad para funcionar en entornos extremadamente hostiles.

Funcionamiento independiente de la distancia al Sol o de la orientación al Sol.

Y una gran fiabilidad y autonomía del sistema. De hecho, a medida que las necesidades de potencia se acercan a las decenas de kilovatios y megavatios, la energía nuclear de fisión parece ser la única opción energética realista. Los componentes básicos de los sistemas espaciales de energía eléctrica nuclear de fisión incluyen el reactor como fuente de calor, el equipo de generación de energía para convertir la energía térmica en energía eléctrica, los radiadores de rechazo del calor residual y el blindaje para proteger la carga útil de la nave espacial. El equipo de generación de energía puede adoptar la forma de elementos de conversión eléctrica estáticos que no tienen partes móviles (por ejemplo, termoeléctricos o termoiónicos) o componentes de conversión dinámicos (por ejemplo, el ciclo Rankine, Brayton o Stirling). EE.UU. sólo ha demostrado en el espacio, o incluso en sistemas completos en un entorno terrestre simulado, centrales eléctricas de reactor de uranio-circonio-hidruro. Estas centrales se diseñaron para una vida útil limitada a un año y la masa de las centrales a escala probablemente sería inaceptable para satisfacer las necesidades futuras de las misiones. Se llevó a cabo un amplio desarrollo de los sistemas de energía SP-100 refrigerados por metal líquido y los componentes estaban en camino de ser probados en un entorno relevante. Se completó el diseño de un sistema de vuelo genérico para una central eléctrica con una vida útil de siete años, pero no se construyó ni probó. La antigua URSS utilizó ampliamente los reactores espaciales como fuente de energía para los satélites de reconocimiento oceánico por radar.

Lanzaron unas 31 misiones utilizando reactores con sistemas de conversión de energía termoeléctrica y dos con convertidores termoiónicos. Las actividades actuales se centran en la energía de fisión en superficie para aplicaciones lunares. Las actividades se están concentrando en demostrar la preparación de los componentes. Este libro tratará de los componentes que constituyen un sistema de energía nuclear de fisión, los principales requisitos y cuestiones de seguridad, diversos programas de desarrollo, el estado de los avances y los problemas de desarrollo.