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Cientistas chineses identificaram falhas graves no reator nuclear lunar da NASA, colocando em dúvida a segurança e funcionalidade da tecnologia projetada para abastecer futuras bases na Lua
Engenheiros nucleares da China notaram falhas no projeto do reator nuclear lunar da NASA, conhecido como Fission Surface Power (FSP). Segundo os especialistas da China National Nuclear Corporation (CNNC), ajustes específicos poderiam melhorar a eficiência do sistema em 75%, além de aumentar sua produção de energia e longevidade.
Embora reconheçam a importância do reator FSP da NASA, os engenheiros chineses apontaram melhorias claras. Eles afirmam que essas modificações podem colocar a China em vantagem na corrida para estabelecer bases lunares sustentáveis.
O reator nuclear lunar (FSP) da NASA foi inicialmente proposto durante a istração Trump. O projeto prevê um sistema que funcione autonomamente na superfície lunar, seja a partir de um módulo ou de um rover.
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A proposta original destacou a confiabilidade da fissão nuclear, permitindo operação mesmo durante as longas noites lunares, que podem durar semanas. A NASA definiu um objetivo de 40 quilowatts de potência, suficiente para alimentar cerca de 30 lares terrestres por uma década.
Falhas no projeto do FSP da NASA
O reator nuclear lunar foi concebido para ser compacto e utilizar barras de combustível cilíndricas de urânio. Esse formato requer altos níveis de enriquecimento e uma espessa blindagem de berílio para conter o fluxo de nêutrons.
No entanto, um dos principais desafios enfrentados pelo projeto da NASA é a limitação da vida útil do reator, estimada em oito anos. Isso ocorre devido ao inchaço do combustível nuclear, um efeito natural da exposição prolongada à radiação.
Além disso, o design do FSP da NASA inclui tambores de controle de caminho único para ajustes de reatividade. Entretanto, os engenheiros chineses apontaram que o sistema carece de salvaguardas de desligamento duplo, que foram recentemente sugeridas por sua equipe. “Nosso objetivo é competir com o FSP”, afirmaram Zhao Shouzhi, projetista-chefe de reatores da CNNC, e seus colegas.
Avanços no reator lunar chinês
Os especialistas chineses revelaram que seu reator lunar foi inspirado no TOPAZ-II, um reator desenvolvido pela antiga União Soviética. Segundo um artigo publicado na revista científica chinesa Atomic Energy Science and Technology, o novo reator chinês pode gerar 40 quilowatts de energia elétrica por mais de uma década.
Diferente do design da NASA, o modelo chinês utiliza barras de combustível em formato de anel e moderadores de hidreto de ítrio. Essa abordagem permite superar limitações dos projetos tradicionais.
A barra de combustível anular de dupla face envolve pelotas de dióxido de urânio em revestimento de aço inoxidável. Essa configuração possibilita a moderação simultânea de nêutrons e a dissipação de calor nas superfícies interna e externa.
A equipe de pesquisadores destacou que grandes empresas nucleares, incluindo a norte-americana Westinghouse, já possuem capacidade para fabricar essas hastes rapidamente.
Além disso, o uso do moderador de hidreto de ítrio garante estabilidade em temperaturas extremas, reduzindo os riscos de vazamento de hidrogênio. Isso evita problemas que anteriormente afetavam sistemas baseados em hidreto de zircônio.
Impacto das melhorias
Com esses avanços, o reator chinês precisa de somente uma fina camada de refletores de berílio para capturar nêutrons dispersos. Isso melhora a eficiência energética do sistema.
Os canais de resfriamento duplos permitem que o metal líquido NaK-78 circule tanto dentro quanto fora das hastes de combustível. Esse mecanismo mantém a temperatura do núcleo abaixo de 600 graus Celsius.
O design da China também conta com três hastes de segurança de carboneto de boro e oito tambores de controle rotativos. Esses elementos fornecem redundância nos mecanismos de desligamento do reator.
Os engenheiros afirmam que o sistema pode manter reações em cadeia sustentadas com somente 18,5 kg de urânio-235. Isso representa uma economia significativa, considerando que o projeto da NASA exige 70 kg do mesmo material.
Essas inovações podem acelerar os planos da China para missões lunares. O país busca estabelecer operações sustentáveis na Lua, garantindo fornecimento confiável de energia para futuras bases.
Enquanto isso, a NASA enfrenta cortes orçamentários e redução de pessoal, impactando o ritmo de suas iniciativas lunares, incluindo o programa Artemis.
Com informações de Interesting Engineering.
