“กิโลเพาเวอร์” พลังงานใหม่เพื่อสำรวจอวกาศ

NASA

องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (นาซา) ของสหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่สำหรับให้พลังงานไฟฟ้าในการสำรวจอวกาศระยะไกลหรือในส่วนที่ไม่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้ ระบุเป็นเตาปฏิกรณ์ระบบฟิชชันตัวแรกของสหรัฐอเมริกาในรอบ 40 ปี

ยานสำรวจอวกาศระยะไกลอย่างเช่น วอยยาเจอร์ 1 และ 2 ซึ่งปฏิบัติภารกิจอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์นับเป็นหลายพันล้านไมล์ หรือยานเพื่อการสำรวจบริเวณขั้วของดวงจันทร์ หรือด้านมืดของดวงจันทร์ ที่ไม่มีแสงอาทิตย์ จำเป็นต้องใช้พลังงานนิวเคลียร์เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าจ่ายให้กับระบบของยาน ที่ผ่านมา วอยยาเจอร์ 1-2 และ ยานสำรวจพื้นผิวดาวอังคารอย่าง มาร์ส คิวริออสซิตี ล้วนต้องพึ่งพาไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์จากอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เรียกว่า “เรดิโอไอโซโทป เทอร์โมอิเลคทริค เจเนอเรเตอร์” หรือ “อาร์ทีจี” ที่อาศัยระบบเทอร์โมคัพเพิล เปลี่ยนความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี ซึ่งในกรณีนี้คือ พลูโตเนียม ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแม้จะมีประสิทธิภาพไม่สูงมากนักแต่ไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหวทำให้ไม่จำเป็นต้องซ่อมบำรุง ซึ่งเหมาะสำหรับภารกิจดังกล่าวเหล่านั้น

แต่ในหลายภารกิจในอนาคต โดยเฉพาะในส่วนที่เป็นภารกิจซึ่งมีนักบินอวกาศรวมอยู่ด้วย พลังงานที่ใช้ในภารกิจจำเป็นต้องสูงกว่าที่อาร์ทีจีผลิตได้อยู่มาก ทำให้นาซาและกระทรวงพลังงาน (ดีโออี) ของสหรัฐต้องร่วมมือกันพัฒนาเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใหม่ขึ้นเรียกว่า “กิโลเพาเวอร์ รีแอ๊กเตอร์ ยูสซิง สเตียร์ลิง เทคโนโลยี” หรือเรียกย่อๆ ว่า “ครัสตี” ขึ้น

NASA

โดยทีมวิจัยขององค์การเพื่อความมั่นคงทางนิวเคลียร์แห่งชาติ (เอ็นเอ็นเอสเอ) ในสังกัดห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ลอส อลามอส กับ ทีมวิศวกรจากศูนย์วิจัยเกล็นน์ ของนาซา

Advertisement

มาร์ค กิบสัน หัวหน้าทีมวิศวกรของศูนย์วิจัยเกล็นน์ ระบุว่า “กิโลเพาเวอร์” เตาปฏิกรณ์ใหม่นี้ถือเป็นเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันตัวแรกที่ใช้งานได้ในรอบ 40 ปีของสหรัฐอเมริกา หลังจากที่โครงการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ฟิชชันจำนวนมากต้องเลิกล้มไปเพราะค่าใช้จ่ายสูงและต้องใช้เวลานานในการวิจัย กิโลเพาเวอร์ มีข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติเมื่อเทียบกับอาร์ทีจีหลายประการ ตั้งแต่สามารถขยายขีดความสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึง 1,000 วัตต์ เทียบกับอาร์ทีจีที่ได้เพียงแค่ 200-300 วัตต์ ดังกล่าว กิโลเพาเวอร์เพียง 4 ตัวก็สามารถจ่ายพลังงานให้กับสถานีวิจัยในต่างดาวได้เลย

นอกจากนั้น กิโลเพาเวอร์ยังสามารถกำหนดให้ทำงานได้ตามต้องการ ต่างกับอาร์ทีจีที่ต้องทำงานอยู่ตลอดเวลา ซึ่งทำให้กิโลเพาเวอร์ไม่จำเป็นต้องทำงานในตอนที่ยานอยู่กับจรวดส่งหรือตอนที่เดินทาง แต่สามารถเปิดใช้งานได้เมื่อถึงจุดหมายปลายทางแล้ว ทำให้สามารถคงศักยภาพผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ได้นานนับ 10 ปี ทั้งยังมีระบบตัดหรือเปิดทำงานอัตโนมัติ ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีวิศวกรนิวเคลียร์เฝ้าตลอดเวลาอีกด้วย

ระบบเปิด-ปิดการทำงานอัตโนมัตินั้น ทำงานในลักษณะเดียวกับเทอร์โมสตัท กล่าวคือ ถ้าหากความร้อนของแกนยูเรเนียมของเตาสูงเกินไป สเตียร์ลิง เอนจิน ซึ่งทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจะดึงความร้อนออกจากแกนเตามากขึ้น แต่หากเย็นเกินไป แกนปฏิกรณ์ก็จะหดตัวลงโดยธรรมชาติ กักเก็บนิวตรอนอิสระไว้มากขึ้น ซึ่งเท่ากับเป็นการเพิ่มอัตราการเกิดฟิชชันมากขึ้นด้วยนั่นเอง

Advertisement

ระบบดังกล่าวจะไม่มีสารหล่อเย็น ดังนั้นจึงไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงของการรั่วไหลออกมาปนเปื้อน นอกจากนั้น ทีมวิจัยกำลังอยู่ระหว่างการออกแบบเกราะป้องกันกัมมันตภาพรังสีที่อาจแผ่ออกมาจากเตา

รวมทั้งชุดอุปกรณ์สำหรับป้องกันตัวเตาและใช้สำหรับกลบฝังโดยปลอดภัยอีกด้วย

QR Code
เกาะติดทุกสถานการณ์จาก Line@matichon ได้ที่นี่
Line Image