09.05.2018

Nasa: Demonstration mit Kilopower-System durchgeführt

Die amerikanische Weltraumbehörde Nasa und die National Nuclear Security Administration (NNSA) haben mit einem Experiment erfolgreich die Funktionstüchtigkeit des kleinen, nuklearbetriebenen Kilopower-Systems demonstriert.

Die Nasa stellte am 2. Mai 2018 in ihrem Glenn Research Center in Cleveland im Bundesstaat Ohio die Resultate des sogenannten Krusty-Experiments (Kilopower Reactor Using Stirling Technology) vor. David Poston, Chef-Reaktorentwickler am Las Alamos National Laboratory, erklärte, dass man zwei Punkte nachweisen wollte: Erstens, dass das System elektrische Energie erzeugen könne und zweitens, dass es unabhängig von den Umgebungsbedingungen stabil und sicher laufe.

Das Kilopower-Team führte dazu von November 2017 bis März 2018 auf der Nevada National Security Site (NNSS) ein in vier Phasen unterteiltes Experiment durch. In den ersten beiden Phasen wurde im noch stromlosen Zustand die Funktion jeder Systemkomponente überprüft. In der dritten Phase fuhren die Entwickler langsam die Reaktorenergie hoch, bevor sie das System in der letzten Phase erfolgreich einem 28-stündigen Volllasttestbetrieb unterzogen. Der Reaktor konnte dabei – wie das bei geplanten Missionen der Fall sein wird – erfolgreich gestartet, hochgefahren, betrieben und wieder heruntergefahren werden, so die Nasa.

Die Entwickler setzten das System im Verlauf des Experiments einer Reihe von Störfeinflüssen aus, wie Ausfall von Stirlingmotoren oder Wärmeleitungen. Das Experiment habe gezeigt, dass das System trotz dieser Einflüsse weiter betrieben werden kann. Marc Gibson, Leitender Ingenieur am Glenn Research Center, sagte: «Wir verstehen den Reaktor sehr gut und die Tests zeigten, dass sich das System wie erwartet verhält. Egal, welchen Umgebungsbedingungen wird den Reaktor aussetzen, er verhält sich sehr gut.»

Beim Prototyp wurde ein mit Uran-235 betriebener, fester Reaktorkern etwa von der Grösse einer Haushaltspapierrolle verwendet. Beim Kilopower-System leiten Wärmerohre die Wärmeenergie vom Reaktor zu Stirlingmotoren, die elektrische Energie erzeugen. Das System kann bis zu 10 kW elektrische Dauerleistung erzeugen – und das für mindestens zehn Jahre. Es ist deshalb unter anderem ideal für Mondmissionen geeignet, wo die Nächte 14 Erdtagen entsprechen.

Ingenieure setzen eine Vakuum-Kammer um den Kilopower-Prototyp, um Weltraumbedingungen simulieren zu können. Das kleine Bild zeigt eine künstlerische Darstellung eines Kilopower-Systems auf der Mondoberfläche.
Quelle: Nasa
Quelle: 
M.B. nach Nasa, Medienmitteilung, 2. Mai 2018