Scienziati cinesi iniziano a testare il reattore nucleare raffreddato a litio che andrà su Marte

Una collaborazione di oltre 10 istituti di ricerca e università in tutta la Cina ha fatto passi da gigante verso i viaggi interplanetari con lo sviluppo di una tecnologia di fissione nucleare che potrebbe alimentare l’esplorazione su larga scala di Marte.

In un articolo pubblicato dalla rivista Scientia Sinica Technologica dell’Accademia Cinese delle Scienze, riportata da SCMP, il team di ricerca ha dichiarato che il suo prototipo di reattore nucleare raffreddato al litio ha superato alcuni test iniziali a terra. I risultati hanno confermato alcune delle soluzioni tecnologiche chiave inventate dagli scienziati e dagli ingegneri cinesi per ridurre un reattore in grado di produrre un  Megawatt o più di energia e in rado di essere facilmente spedito nello spazio.

Quando sarà completamente installato nello spazio, il reattore da 1,5 megawatt – compreso il suo dissipatore di calore – potrebbe svettare come un edificio di 20 piani. Ma a terra, si ripiegherà ordinatamente in un volume grande come un container, con un peso inferiore alle otto tonnellate, secondo il documento. Il design rende il sistema di reattori “facile da caricare e lanciare con un razzo”, hanno scritto i ricercatori, guidati da Wu Yican dell’Accademia. Sarà anche in grado di mantenere un funzionamento stabile negli ambienti difficili dello spazio per periodi prolungati, hanno detto.

Secondo il giornale, la potente fonte di energia renderà possibile il trasporto di massa elevata, andata e ritorno, sia per i voli spaziali con equipaggio che per quelli cargo – aprendo la strada all’esplorazione su larga scala della Luna e di Marte da parte della Cina. Alcuni scienziati stimano che un veicolo spaziale a propulsione nucleare potrebbe completare un viaggio di andata e ritorno tra la Terra e Marte in soli tre mesi. L’attuale consenso scientifico mainstream è che la tecnologia sarà fondamentale per le missioni interplanetarie.

“Innovare o morire. Non ci sono scuse”, recita uno slogan appeso sopra il prototipo di reattore cinese – un’indicazione della determinazione della Cina a guidare la corsa ai viaggi spaziali a propulsione nucleare che è in corso.
Il programma Artemis della Nasa prevede di inviare un reattore nucleare sulla Luna e di utilizzare una tecnologia simile per costruire una flotta di veicoli spaziali che colonizzino Marte. L’Unione Europea ha avviato tre ambiziosi progetti per sviluppare tecnologie spaziali legate al nucleare. E la Russia ha riavviato il suo progetto di navicella spaziale a propulsione nucleare risalente alla Guerra Fredda. Il mese scorso, il governo degli Stati Uniti ha espresso preoccupazione per i tentativi della Russia di lanciare una piattaforma di armi a propulsione nucleare nell’orbita terrestre bassa.

Struttura del mtore spaziale a raffreddato a litio fuso

I ricercatori hanno detto che il reattore cinese genererà fino a 1.276 gradi Celsius attraverso la fissione del combustibile di uranio, superando di gran lunga la temperatura operativa della maggior parte degli impianti nucleari commerciali.
Il calore intenso espanderà le forme liquide degli elementi inerti elio e xeno in gas, azionando un generatore. La reazione a catena produce neutroni veloci che consentiranno un’alimentazione efficiente e continua per almeno 10 anni, si legge nel documento.

Il litio come mezzo di raffreddamento è stato scelto perché la sua alta conduttività termica permette un sistema di raffreddamento più efficiente e quindi di realizzare un reattore più piccolo e leggeo, fattore importante per la spedizione nello spazio. Nello stesso tempo l’infiammabilità del litio non costituisce un problema nel vuoto.

Tradizionalmente, uno scambiatore di calore e uno scudo antiradiazioni occupano una quantità significativa di spazio nei progetti di reattori, ma Wu e i suoi colleghi hanno detto di aver sviluppato una tecnologia che combina questi due componenti in uno solo.
Secondo il documento, lo scambiatore di calore del reattore è realizzato in lega di tungsteno, che può ottenere uno scambio di calore efficiente nel ciclo, bloccando al contempo le radiazioni nocive. Altre nuove tecnologie includono materiali resistenti alla corrosione ad alta temperatura.

In questa fase, la fonte di calore del prototipo è un’alimentazione esterna, con l’intenzione di aggiungere barre di combustibile nucleare per raggiungere il pieno funzionamento nelle prossime fasi del programma di test, hanno detto i ricercatori. Questo è un passaggio ovvio: sarebbe stato troppo pericoloso testare un nuovo sistema di raffreddamento con barre di combustibile nucleare reale.  Quindi i reattori nucleari spaziali saranno un elemento essenziale nello sviluppo dell’esplorazione del cosmo  cinese e, in questo, sono all’avanguardia.