Generatori Nucleari Elettrici nello Spazio

Un altro settore nel quale l’energia nucleare ha un brillante futuro è quella dell’esplorazione spaziale. In particolare in tutti quegli scenari nei quali lo sfruttamento dell’energia solare diventa insufficiente. Il flusso solare diminuisce con il quadrato della distanza dal sole, quindi per tutte le missioni spaziali (o i programmi di colonizzazione) che guardano verso lo spazio esterno, è necessario considerare altre fonti di energia.

I sistemi nucleari utilizzati finora ricadono in due categorie: quelli destinati alla produzione di elettricità, a bordo dei veicoli spaziali o per le future installazioni spaziali, ed i sistemi per la propulsione.

I sistemi per la produzione elettrica a loro volta sono raggruppabili in due categorie:

Qualche cenno storico: i primi studi sui reattori per produzione di energia elettrica nello spazio risalgono agli anni 60, in concomitanza con la guerra fredda ed i primi lanci spaziali. Il 29 giugno 1961 la Marina Americana (ai tempi i vari corpi militari americani lanciavano ognuno i propri satelliti) mandò in orbita il primo satellite alimentato da RTG (il Transit 4a). Il primo satellite civile con alimentazione nucleare fu invece  il Nimbus 3 della NASA, sempre con un RTG.

Il limite degli RTG è la potenza ottenibile, generalmente intorno al centinaio di watt. Per ottenere potenze superiori sono stati studiati vari reattori a fissione, adattati per le particolari condizioni di funzionamento nello spazio. Gli USA hanno posto in orbita solo un prototipo (almeno a quanto è noto: eventuali sistemi militari non sono ovviamente pubblicizzati…). Lo SNAP 10A era un reattore con 450 kWt capace di produrre 650 W elettrici. Rimase in funzione per un paio di mesi e non fu seguito da altri sistemi, a parte alcuni programmi di ricerca che non furono seguiti da realizzazione concrete.

Molto più intraprendente fu l’URSS, che mandò in orbita molti satelliti militari alimentati da reattori di vario tipo sia RTG che di tipologia differente.
In particolare i reattori Topaz sfruttavano uranio altamente arricchito, raffreddato a NaK e moderato da ZrH. Questo oggetti potevano produrre fino a 40 kW, per una vita stimata di 3-5 anni.

Attualmente sono in corso studi per la realizzazione di una sorgente di energia basata su uranio altamente arricchito in combinazione con un motore sterling (Kilopower project). In sintesi l’obbiettivo è un reattore capace di erogare una potenza di 1kW elettrico (almeno per la fase iniziale)  per periodi 10-15, anni, estremamente compatto, semplice e affidabile. Utilizza uranio metallico altamente arricchito, è raffreddato da metallo liquido e con uno riflettore di lega di berillio.
Un test di un prototipo è stato effettuato a Los Alamos nel 2012 (sotto una figura tratta dalla seguente pubblicazione NASA: Kilowatt-Class Fission Power Systems for Science and
Human Precursor Missions

kilopower

One Response to Generatori Nucleari Elettrici nello Spazio

  1. Pingback: Batterie Nucleari | NUCLEAR PIONEERS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s