Odkud bude čerpat elektřinu budoucí základna na Měsíci, či Marsu? Fotovoltaické panely jsou sice spolehlivá a ozkoušená možnost, ale s tím, jak porostou nároky základny, přijde chvíle, kdy jediným rozumným řešením budou jaderné reaktory. A kdo ví, možná u toho bude i technologie z České republiky. Společnost Stellar Nuclear totiž obdržela grant na vývoj takového jaderného mikroreaktoru, který by kromě zmíněných základen mohl zásobovat elektřinou i kosmické lodě. Projekt dostal název RAVEN a a má se jednat o univerzální jaderný reaktor pro raketový pohon a povrchové aplikace. V zásadě se jedná o malý modulární reaktor využitelný s drobnými obměnami v kosmickém prostoru i na pevných površích kosmických těles, který by kromě elektřiny mohl dodávat i teplo. Vývoj projektu podpořila Technologická agentura České republiky v rámci programu Theta 2 na podporu aplikovaného výzkumu a inovací v energetice, který má za cíl přispět k transformaci a modernizaci energetického sektoru.

Společnost Stellar Nuclear v tomto projektu není sama. Díky spolupráci s ÚJP PRAHA a ČVUT si nemusí klást malé cíle. Má v plánu navrhnou a otestovat nový typ jaderného paliva a zároveň prověřit možnosti využití revolučních kovových pěn pro odlehčení klíčových částí reaktoru. To, že mají jaderné reaktory v kosmonautice budoucnost, potvrzuje i rozhodnutí Evropské kosmické agentury rozvíjet studii jaderného elektrického pohonu NEP, ve které se analyzoval potenciál využití jaderné energie pro kolonizaci Sluneční soustavy. Na projektu se v minulosti podíleli i členové týmu Stellar Nuclear.

Jedná se o mladou a dynamickou českou firmu, která se zabývá celou řadou kosmických aplikací. Pracuje třeba na vývoji radiačně odolné elektroniky, radioizotopových energetických systémů, dodává komponenty pro evropské i světové družice, vyvíjí nové typy kosmických pohonů, či zaměstnává špičkové odborníky na radiačně-bezpečnostní analýzu. Pomáhá také rozvíjet celý český průmysl, vědu a výzkum díky spolupráci s českými firmami, např. UJP Praha nebo ČVUT. Kromě grantu na vývoj mikroreaktoru RAVEN se nyní rozbíhá i spolupráce s ESA BIC na vývoj radioizotopových energetických systémů recyklujících vysloužilé medicínské zářiče.

„Stellar Nuclear ukazuje celému světu, že je pořád co vymýšlet, když máte motivaci a šikovné lidi. Obojí v Česku máme a je radost vidět, že česká invence nekončí u Dukovan a Temelína,“ říká Ing. Jiří Tyc, dlouholetý ředitel divize Temelín firmy ČEZ Energoservis a dodává: „Zabývám se energetikou téměř čtyřicet let a jsem hrdý na to, že jsou v naší zemi pokračovatelé, kteří posouvají dál a dál hranice možného.“ Jaderný reaktor je pro kosmické mise výhodný třeba tím, že dokáže dodávat energii po celé roky, čímž se stává jedinečným zdrojem pro dlouhé kosmické lety. Pro rozvoj kolonizace Sluneční soustavy je tak vývoj jaderného mikroreaktoru naprosto nezbytný. Jaderná energie je totiž spolehlivý a dlouhodobý zdroj elektřiny a tepla všude tam, kde nestačí fotovoltaika a kam se nedá dopravit extrémní množství chemického paliva.

Na Zemi už jaderné štěpení dodává bezpečnou, spolehlivou a ekologickou energii už 71 let. Vývoj jaderného reaktoru pro Mars bude mít pozitivní dopad i na pozemskou energetiku, průmysl a ekonomiku. Přinese nové objevy a technologie, které najdou využití v celé řadě odvětví, například v pokročilých malých modulárních reaktorech, jaderných medicínských aplikacích nebo v projektech pro hlubokomořské průzkumy. Jaderný mikroreaktor RAVEN, vyvíjený českou firmou Stellar Nuclear, se má vyznačovat modularitou. Tato klíčová vlastnost zlevní a zjednoduší jeho výrobu a umožní jeho využití pro rozličné účely. Reaktor napájející kosmickou loď se v mnohém liší od reaktoru dodávajícího energii marsovské základně, ale řadu prvků mají společných. Díky modularitě není třeba navrhovat a vyrábět dva zcela odlišné reaktory, ale využije se jednotných prvků, které se doplní o moduly specifické pro danou situaci.

Aby mohl být reaktor co nejmenší a zároveň dosahoval co největší účinnosti, chce se Stellar Nuclear zaměřit na vývoj nového typu paliva na bázi tricarbidu. Tato keramická sloučeninu uhlíku a uranu se vyznačuje značnou tvrdostí, vysokým bodem tání, velkou hustotou uranu a vynikající tepelnou vodivostí, což jsou vlastnosti předurčující tricarbid jako palivo pro kompaktní jaderný reaktor pracující s vysokou účinností. V navrhovaném palivu pro mikroreaktor RAVEN bude tricarbid uspořádán do buňkové struktury, aby se maximálně využilo teplo vznikající při štěpení. Následně bude překryt ochrannými vrstvami dalších sloučenin. Stellar Nuclear navrhne technické zařízení pro výrobu karbidu uranu a vyrobí simulátor paliva, aby mohly být otestovány jeho vlastnosti. V simulovaném palivu bude tricarbid nahrazen jiným materiálem s podobnými vlastnostmi, ale neobsahujícím uran.

Při kosmických letech je nutno šetřit bez přehánění každý gram, a proto se Stellar Nuclear výrazně zaměří na otázku, jak udělat celý vesmírný reaktor co nejlehčí. V hledáčku zájmu expertů jsou unikátní kovové pěny, které v sobě kombinují pevnost kovu s lehkostí pěny. Stellar Nuclear je plánuje otestovat pro použití v biologickém stínění,  které spolehlivě ochrání náklad kosmické lodi před zářením vznikajícím během provozu reaktoru. Štít představuje nezbytnou součást reaktoru, ale zároveň velkou zátěž. Použití kovových pěn by mohlo snížit hmotnost stínění na přijatelnou míru a zároveň zachovat potřebnou úroveň radiační ochrany. V neposlední řadě Stellar Nuclear ověří možnost využití kovových pěn v tepelném výměníku, který bude z jaderného mikroreaktoru odebírat využitelné teplo. Jak podoba paliva, tak štítu a tepelného výměníku z kovových pěn, by měly být v první fázi vývoje dotaženy do podoby chráněné formou užitného vzoru. Česká republika tak bude mít nakročeno k patentu na vlastní typ modulárního jaderného reaktoru se širokým spektrem použití v kosmu i na površích jiných těles.

Zdroje informací:
Tisková zpráva Stellar Nuclear

Zdroje obrázků:
Stellar Nuclear