Diseño conceptual de micro-reactores de potencia

En el presente trabajo se desarrolla el diseño conceptual de un micro-reactor de potencia, orientado al abastecimiento energético de misiones espaciales. Los micro-reactores de potencia son compactos, confiables y resilientes, capaces de suministrar grandes cantidades de energía, por largos perío...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Ruiz, Kevin S.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2020
Materias:
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/925/1/1Ruiz.pdf
Aporte de:Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (CNEA) de CAB - CNEA - Biblioteca Leo Falicov Ver origen
Descripción
Sumario:En el presente trabajo se desarrolla el diseño conceptual de un micro-reactor de potencia, orientado al abastecimiento energético de misiones espaciales. Los micro-reactores de potencia son compactos, confiables y resilientes, capaces de suministrar grandes cantidades de energía, por largos períodos de tiempo. El desarrollo de esta tecnología permitirá extender el alcance de la exploración espacial a niveles nunca antes alcanzados. Las potenciales aplicaciones de estos reactores incluyen: abastecimiento de rovers de exploración, sondas interestelares, colonias en Marte, puestos de avanzada en la Luna, entre otros. En lo que respecta a los aspectos técnicos, el núcleo se compone de un bloque cilíndrico de un material moderador con múltiples penetraciones para alojar barras combustibles y heat pipes refrigerantes. El moderador elegido es Hidruro de Circonio y como combustible se utilizó una aleación metálica de Uranio-Molibdeno. A diferencia de la gran mayoría de los diseños de micro-reactores espaciales, se optó por utilizar un enriquecimiento bajo, en particular 19.75 %. Esto permitiría evitar cualquier inconveniente político y normativo, en caso de querer adquirir un reactor de estas características. Durante el proceso de diseño, el reactor fue optimizado para priorizar la minimizaci ón del peso y una alta confiabilidad de los sistemas. La refrigeración se lleva a cabo mediante heat pipes de sodio o potasio, y la conversión de energía se efectúa utilizando generadores termoeléctricos, acoplados a un radiador. Esta combinación proporciona un alto nivel de confiabilidad, debido a que ambos sistemas son pasivos y con un elevado grado de redundancia. La potencia térmica del reactor se fijó en 50 KW y el ciclo de operación en 30 años. Se estima que la potencia eléctrica de salida alcanzará unos 5 KW, lo cual se considera suficiente como para alimentar un pequeño hábitat en Marte o un robot de exploración espacial.