NASA资助1880万美元用于核动力堆（热堆）燃料制造和测试

【导言】美国宇航局与BWXT公司签署了一项合同，用于未来太阳系探索的核热动力发动机核燃料的制造和测试研究。“因NASA现在寻求具有创新性的、经济效益好的传统推进技术的替代技术，以便为未来探索太阳系建立新路径，所以热堆推进技术比以往任何时候都更有希望，”NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔（NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama）的马歇尔太空飞行中心的研究人员表示，“NASA已经与位于弗吉尼亚州林奇堡的BWXT核能公司进行合作，以共同推动热堆推进技术概念的发展。”

作为NASA“游戏变革发展计划”的一部分，核热推进项目（Nuclear Thermal Propulsion ，NTP）可以对太空旅行显著地加以改进，主要因为可用更高效、更高推力的发动机以极高的速度对火箭加速。相比之下，核热火箭的推进效率是近四十年来效率最高的化学燃料推动力两倍之多。这种能力使得核热推进器是探索更远的宇宙空间大型自动化设备的最佳动力配置。马歇尔核热项目推进项目经理Sonny Mitchell表示：“随着我们对太阳系的进一步探索，核推进可能是将人类探索范围扩展至火星之外的太阳系的唯一可行的推进动力技术选择，我们很高兴能够为人类开发打开更深层次太空探索大门的技术。” 

NTP系统可以将地球至火星的飞行时间由六个月缩减至四个月，并通过降低宇航员暴露在外太空辐射的时间来更安全的运送这些探索者，并且还可以降低飞船的质量，使得在执行太空探索任务时可以运送更多的有效载荷。 

鉴于在为美国海军开发核燃料和运输方面的经验，BWXT公司将协助NASA设计开发和测试一种有希望的、基于低浓铀核热动力概念的金属陶瓷（陶瓷金属）燃料元件技术。在这项为期3年的1880万美元的合同中，该公司将负责原型核燃料元件的制造和测试，并帮助NASA妥善处理和解决核许可证和监管方面的要求。BWXT公司将帮助NASA提高核热动力发动机的可行性和可承受性，并向其提供未来几年实施这一有希望的技术所需要的技术和程序数据。NASA与该公司的合同预计将截至于2019年9月30日。 

核动力火箭并不是一种新概念，在1955年至1972年间，美国对核动力火箭进行了研究和地面试验，以便确定该系统的可行性，但是当计划中的火星探索任务推迟时，对该系统的测试也随之停止了。此后，在概念任务研究和一些技术可行性项目中，核热推进被重新考察若干次。幸亏近几十年来对火星这颗红色星球的探索兴趣重燃，NASA认识到核热推进动力对火星以及其他星球研究的潜在价值后，重新开始了对核热推进动力的研究。9月下旬，核热推进项目将确定使用低浓铀燃料的可行性，随后该项目计划花费一年时间来对金属陶瓷燃料元件进行测试和制造技术方面的提高。全尺寸燃料棒的测试将在马歇尔测试设施中进行。 

到目前为止，所有的核推进系统设计都源于以高浓铀为燃料的反应堆，材料技术最近的进展可为开发核动力火箭发动机提供更为经济的方法，低浓铀（U-235浓度低于20%）为核热动力发展计划提供了几个优势：对于低浓铀系统而言，安全条例对项目预算和日程安排压力没有那么大；处理低浓铀源的规定与处理大学研究堆的规定相似，打开了工业和学术界合作开发技术的新大门。开发用于使用低浓铀的NTP系统的金属陶瓷燃料，需要有一定生产纯钨核素的能力。这种潜在的“游戏变革”技术是开发基于低浓铀NTP推进系统的关键，该发动机将来也可以用于火星之外的太空探索，不过开发者需要具备在可承担的预算水平范围之内开发这些系统的能力。该项“游戏变革技术”项目的总目标是在一定成本范围和时间范围内确定基于低浓铀的NTP推进系统的可行性和可承受性。项目的初始目标是证明可以得到纯度90%以上的钨，并确定在该纯度水平下的生产成本；确定一个NTP发动机在人类火星任务范围内的技术和程序可行性；并确定低浓铀NTP系统的项目成本和主要成本要素的置信水平。

BWXT公司有丰富的核反应堆设计、组件制造、燃料制造和开发经验，可以协助其他的小型模块化反应堆（SMR）和先进反应堆制造商进行设计开发和部署。