Podczas gdy rywalizacja o dominację w przestrzeni kosmicznej XXI wieku intensyfikuje się, wiele krajów i sojuszy dąży do osiągnięcia postępu technologicznego. NASA jest jednym z wielu podmiotów, które zwiększają swoje wysiłki w tym zakresie. Jednak stawienie czoła wyzwaniom związanym z życiem na Księżycu, takim jak 14-dniowa noc księżycowa z ekstremalnie niskimi temperaturami osiągającymi -130°C, wymaga innowacyjnych rozwiązań energetycznych.

Jednym z podejść do zagwarantowania nieprzerwanego dostawca energii w takich warunkach jest wykorzystanie energii jądrowej. Małe fabryczne reaktory jądrowe, korzystające z frakcjonowanego paliwa izotropowego TRi (TRISO), są rozwijane jako odpowiedź na te wyzwania.

Paliwo TRISO, które jest alternatywą dla tradycyjnych prętów paliwowych, składa się z kulek paliwa o wielkości kuli do bilarda. Badania prowadzone na Uniwersytecie w Bangor w Walii pod kierunkiem profesora Simona Middleburga, wykorzystują nowoczesne technologie druku 3D, by zmniejszyć cząsteczki paliwa do wielkości ziaren maku. Te mikroskopijne cząsteczki są kompozycją wzbogaconego uranu, węgla i tlenu. W rdzeniu z uranu otaczają je warstwy węgla i ceramiki, które zapewniają szczelność oraz wytrzymałość w ekstremalnych warunkach, takich jak wysokie temperatury, promieniowanie neutronowe, korozja i procesy utleniania.

Prace na Uniwersytecie w Bangor koncentrują się na dostosowywaniu paliwa TRISO do mikroreaktorów, które są aktualnie w fazie projektowania przez firmę Rolls-Royce oraz inne podmioty. Istnieje potencjał zastosowania tego paliwa nie tylko w reaktorach do wytwarzania energii, ale również w przyszłych systemach napędu jądrowego.

Co więcej, reaktory oparte na paliwie TRISO wyróżniają się przez swoją uproszczoną budowę i zdolność do chłodzenia za pomocą gazów. Funkcjonując w wyższych temperaturach, te reaktory oferują wyższą efektywność w porównaniu z konwencjonalnymi reaktorami wodnymi ciśnieniowymi. Cząsteczki paliwa są wprowadzane do reaktora od góry i z czasem przemieszczają się do dolnej części reaktora, skąd wypalone paliwo jest usuwane. System ten oferuje również samoistną regulację, ponieważ zbyt duża intensywność reakcji prowadzi do wzrostu temperatury, która z kolei hamuje reakcję, zapewniając bezpieczeństwo reaktora.

Znalezienie efektywnego i trwałego paliwa jądrowego ma kluczowe znaczenie dla realizacji długoterminowych misji na Księżycu. Możliwość przetrwania w trudnych warunkach księżycowej nocy oraz wydajna produkcja energii sprawiają, że reaktory zasilane paliwem TRISO stają się obiecującą technologią dla przyszłości eksploracji kosmicznej.