अंतरिक्ष में परमाणु रिएक्टर बनाने पर नासा और आगे क्या है?

इस साल की शुरुआत में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) ने तीन कंपनियों को तीन अनुबंध दिए, जिनमें से प्रत्येक का मूल्य लगभग $ 5 मिलियन था, एक परमाणु विखंडन सतह बिजली प्रणाली के लिए डिजाइन प्रस्तावों के लिए जिसे चंद्रमा पर तैनात किया जा सकता है। नासा के मुताबिक, इस तरह की तकनीक को दशक के अंत तक चांद पर तैनात किया जा सकता है।

डीओई अनुबंधों द्वारा प्रदान की गई धनराशि का उपयोग 40-किलोवाट विखंडन शक्ति प्रणाली के लिए प्रारंभिक डिजाइन अवधारणाओं के विकास के लिए किया जाना है, जिसे चंद्रमा के कठोर वातावरण में कम से कम 10 वर्षों तक चलने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। लॉकहीड मार्टिन, वेस्टिंगहाउस और IX अनुबंध के लिए चुनी गई कंपनियां थीं और तीनों डिजाइन विकास के लिए अन्य कंपनियों के साथ साझेदारी करेंगे।

चूंकि परमाणु विखंडन प्रणालियां अपेक्षाकृत छोटी और हल्की होती हैं, इसलिए वे चंद्र वातावरण के लिए आदर्श होती हैं। वे स्थान, उपलब्ध धूप और अन्य प्राकृतिक परिस्थितियों पर निर्भरता के बिना भी मज़बूती से बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। यदि इस तरह की तकनीक को सफलतापूर्वक विकसित और तैनात किया जाता है, तो यह चंद्रमा, मंगल और उससे आगे के लिए लंबी अवधि के मिशन का मार्ग प्रशस्त कर सकता है।

नासा के ग्लेन रिसर्च सेंटर में विखंडन सरफेस पावर प्रोजेक्ट मैनेजर टॉड टोफिल ने ईमेल पर indianexpress.com के साथ बातचीत की।

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प्र. स्थलीय परमाणु रिएक्टरों को आम तौर पर बड़े नियंत्रण भवनों के भीतर रखा जाता है लेकिन चंद्रमा पर रिएक्टर के कलाकार के चित्रण में ऐसी संरचना नहीं होती है। इसका क्या कारण है?

टोफिल: चंद्रमा के लिए रिएक्टर में नियंत्रण होता है, लेकिन यह स्थलीय रिएक्टर के लिए आवश्यक की तुलना में बहुत छोटा है। एक विशिष्ट स्थलीय परमाणु रिएक्टर 1000 मेगावाट बिजली उत्पन्न करता है, जबकि चंद्र रिएक्टर 40 किलोवाट, या 0.04 मेगावाट का उत्पादन करेगा। चूंकि चंद्र रिएक्टर में बहुत कम परमाणु सामग्री होती है, संरचना (रोकथाम और परिरक्षण सहित) एक विशिष्ट स्थलीय रिएक्टर के लिए आवश्यक की तुलना में बहुत छोटी होती है।

सुरक्षा हर गतिविधि के लिए एक मुख्य सिद्धांत है जो नासा पृथ्वी पर और अंतरिक्ष में आयोजित करता है, और सुरक्षा अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा प्रणालियों के डिजाइन, परीक्षण, निर्माण और संचालन के प्रत्येक चरण में एकीकृत होती है। चंद्र प्रणाली का डिज़ाइन सुरक्षा और सुरक्षा के समान मानक प्रदान करेगा जो स्थलीय प्रणालियों पर लागू होते हैं।

प्र. इस तरह के रिएक्टर को चंद्रमा पर तैनात किए जाने से पहले किन सबसे बड़ी चुनौतियों को दूर करने की आवश्यकता है?

टोफिल: एक चुनौती यह है कि चंद्रमा के प्रक्षेपण और चढ़ाई में मजबूत कंपन और झटके होते हैं क्योंकि रॉकेट अपने ईंधन को जलाने के बाद अलग हो जाते हैं। एक अंतरिक्ष रिएक्टर में प्रक्षेपण के माहौल में जीवित रहने के लिए संरचना, इलेक्ट्रॉनिक्स, संचार उपकरण और बिजली रूपांतरण उपकरण के लिए एक मजबूत और मजबूत डिजाइन होना चाहिए। चंद्रमा की सतह पर संचालन के लिए एक और चुनौती रिएक्टर द्वारा उत्पादित बिजली प्रसंस्करण गर्मी को अस्वीकार करना है। पृथ्वी पर उपयोग किए जाने वाले जल या वायु शीतलन प्रणाली चंद्रमा पर संभव नहीं हैं।

इसके बजाय, नासा को अंतरिक्ष में अपशिष्ट गर्मी को खारिज करके रिएक्टर को ठंडा करने के लिए थर्मल रेडिएटर्स की आवश्यकता होगी। यह वही प्रक्रिया है जिसका उपयोग अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर गर्मी का प्रबंधन करने के लिए किया जाता है। अंत में, एक और चुनौती पृथ्वी से 250,000 मील की दूरी पर बिजली संयंत्र का संचालन कर रही है। सुरक्षित संचालन और गलती का पता लगाने के लिए स्वायत्त नियंत्रण प्रणाली विकसित और परीक्षण की जानी चाहिए। इन सभी चुनौतियों को हल किया जा सकता है और विस्तृत डिजाइन और परीक्षण गतिविधियों के माध्यम से दूर किया जाएगा।

प्र. अंतरिक्ष में एक परमाणु मंदी से निपटने के लिए पृथ्वी पर एक की तुलना में कितना अधिक कठिन होगा?

टोफिल: ऐसी घटना की संभावना बेहद कम है। सुरक्षा विश्लेषण में सिस्टम के सामान्य और ऑफ-नॉर्मल दोनों चरणों के सभी पहलुओं को शामिल किया जाएगा। नासा सुरक्षा पर एक बहुत ही उच्च प्राथमिकता रखता है, और अंतरिक्ष परमाणु ऊर्जा प्रणालियों के डिजाइन, परीक्षण, निर्माण और संचालन के प्रत्येक चरण में सुरक्षा को एकीकृत किया गया है।

इसमें एक पावर सिस्टम के भीतर सुरक्षात्मक सुविधाओं की कई परतें शामिल हैं जो ऑपरेशन के दौरान एक गलती की संभावना को कम करती हैं और साथ ही स्टैंडबाय सुरक्षा नियंत्रण एक गलती होने पर। उदाहरण के लिए, चंद्र सतह विखंडन शक्ति प्रणाली में एक गलती का पता लगाने के लिए अनावश्यक नियंत्रण उपाय होंगे और इसके संचालन के महत्वपूर्ण होने से पहले रिएक्टर को अच्छी तरह से बंद कर दिया जाएगा। नियंत्रण उप-प्रणालियों में यह सुनिश्चित करने के लिए सक्रिय और निष्क्रिय उपाय होंगे कि रिएक्टर कोर को एक उप-महत्वपूर्ण स्थिति में वापस किया जा सकता है और यह कि रिएक्टर ईंधन हर समय स्थिर तापमान पर संचालित होता है।

प्र. ऐसे रिएक्टर के काम करने पर चंद्रमा पर उतार-चढ़ाव वाले परिवेश के तापमान का क्या प्रभाव पड़ेगा?

टोफिल: सिस्टम थर्मल प्रबंधन डिजाइन चंद्र सतह पर परिवेश के तापमान में उतार-चढ़ाव के लिए जिम्मेदार है। परिचालन तापमान की पूरी श्रृंखला पर अंतरिक्ष में अपशिष्ट गर्मी को अस्वीकार करने के लिए रेडिएटर पैनलों का उपयोग किया जाता है। थर्मल रेडिएटर पैनल के आकार को सबसे चरम चंद्र स्थितियों को भी संभालने के लिए डिज़ाइन किया जाएगा।