Инженеры предложили создать гибридные реакторы, которые будут использовать как синтез, так и разделение вещества. Их предлагается применять в миссиях, исследующих ледяные спутники планет-гигантов.
Ледяные спутники планет-гигантов
У планет-гигантов Солнечной системы немало спутников, которые почти полностью состоят из водяного льда: Каллисто, Ганимед, Европа, Энцелад, Диона и Тритон. Ученые подозревают, что в глубинах практически каждого из них кроется океан жидкой воды, который они хотели бы изучить.
Миссии по изучению этих небесных тел должны стартовать уже в 2023 и 2024 годах. Речь идет об аппаратах ESA Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) и Europa Clipper от NASA. Они должны добраться до системы Юпитера и начать там свои исследования в начале 2030-х годов.
Однако проблемой миссий является ледяная кора этих спутников, толщина которой может достигать нескольких десятков километров. Ученые продолжают спорить о том, какой метод ее преодоления выбрать: механический бур или расплавление высокой температурой.
В конце концов, зонд, который попытается добраться до подледного океана, должен не только нарушить целостность льда, но и каким-то образом выбросить наружу результат своей работы, а также найденные им ценные образцы. В частности, ученые из Исследовательского центра Гленна в NASA предложили использовать для этой цели тепло от ядерного реактора.
Реактор, плавящий лед
Обычно для того, чтобы растопить лед спутников Юпитера, планируется использовать реакции разделения урана-235 или плутония-238. Но в проекте, выбранном для первого этапа программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), эту работу предлагается возложить на гибридный реактор совершенно нового типа.
По сути, речь идет о термоядерном синтезе, к реализации которого люди пришли недавно. Он является мощным источником энергии, однако его достаточно трудно осуществить. Ученые придумали способ, при котором термоядерная реакция происходит без создания экстремально высоких давления и температуры.
Речь идет о реакциях в дейтерированных материалах. Статья об этом вышла еще в 2020 году. Реактор будет представлять собой кристаллическую решетку, состоящую из соединения радиоактивных материалов с дейтерием — тяжелым изотопом водорода.
Исследователи уже показали, что атомы дейтерия или трития, попадая в такие ячейки и испытывая влияние рентгеновских лучей от разделения дейтерированных урана, тория или эрбия, способны сливаться воедино. В результате реактор продуцирует большое количество энергии, которую можно использовать для того, чтобы растопить лед.
По материалам Рhys.org.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
