在探索宇宙的征程中，能源供應一直是制約人類深入太空的關鍵因素。比如月球開發，首先就要解決在月球上的電能供應問題。月球上沒有空氣，沒有液態水，地球上的常規發電裝置在月球上是沒法使用的，除了太陽能之外，只有核能發電裝置可以使用。

據觀察者網3月18日的報道：我國科學家成功設計出一種新型月球核電反應堆，在核能利用領域取得了重大突破，這一成果不僅展現了中國在航天科技領域的強大實力，更為未來的月球探索和開發提供了堅實的能源保障。

新型月球核電反應堆誕生背景

隨著全球航天探索的深入，月球成為了各國競相角逐的戰略高地。我國計劃在2030年前實施載人登月任務，并探索建造月球科研試驗站。然而，在月球或火星等外天體上，傳統的能源供應方式面臨諸多挑戰，如太陽能受光照條件限制，化學電池能量密度有限等。因此，尋找一種高效、穩定、持久的能源解決方案迫在眉睫。

空間核反應堆電源，簡稱星表核電源，因其結構緊湊、比功率大、壽命長、不依賴光照以及環境適應性強等優點，成為了星表基地最理想的能源選擇。在此背景下，中國核工業集團有限公司首席專家趙守智領導的研究團隊，對標美國NASA的裂變表面動力項目（FSP）反應堆，并參考借鑒美國和蘇聯此前的設計，開展了新型月球核電反應堆的研究工作。

新型反應堆的卓越性能

趙守智團隊的研究成果令人矚目。該新型月球核電反應堆以電功率40kW、壽期10年作為方案的基本指標，在多個方面展現出了卓越的性能。

高效燃料利用

通過采用氫化釔慢化劑，中國的設計方案只需約18.5公斤（合37斤）的鈾 - 235即可實現持續鏈式反應，這約是NASA裂變表面動力項目（FSP）反應堆所需70公斤鈾 - 235的四分之一。氫化釔慢化劑在極端溫度下保持穩定，最大限度地減少了早期氫化鋯系統因氫泄漏而導致的不穩定風險。這意味著在相同的能量輸出需求下，中國的反應堆所需的核燃料更少，大大降低了能源成本和運輸難度。

創新結構設計

利用環形燃料棒和氫化釔慢化劑塊克服了傳統設計的局限性。雙面環形燃料棒將環形燃料芯塊封裝在不銹鋼包殼中，允許在內外表面同時進行中子慢化和散熱，提高了反應效率。同時，中國的反應堆只需要一層薄薄的鈹反射層來捕獲逃逸的中子，進一步提高了效率。雙冷卻通道使NaK - 78液態金屬流過內外燃料間隙，將核心溫度保持在600攝氏度以下，確保了反應堆的安全穩定運行。

可靠安全保障

三根碳化硼安全棒和八個旋轉控制鼓提供了冗余的關閉機制，增強了反應堆的安全性。相比之下，美國FSP反應堆依賴單路徑控制鼓進行反應性調整，缺乏中國的雙重關閉保護機制。這種多重安全保障設計使得中國的反應堆在面對突發情況時能夠更加可靠地停止運行，降低了事故風險。

超越美俄的先進性體現

與美國和俄國的同類核電反應堆相比，中國的新型月球核電反應堆具有明顯的先進性。

與美國FSP反應堆對比

美國FSP反應堆依賴于沒有慢化劑的快中子譜，其圓柱形鈾燃料棒需要高濃縮水平和厚厚的鈹屏蔽層來管理強中子通量。這種設計不僅增加了燃料的成本和復雜性，還限制了反應堆的壽命。美國反應堆的使用壽命上限為八年，受限于燃料膨脹問題。而中國的反應堆通過創新的設計和優化的燃料利用方式，將壽期延長至10年，同時降低了對燃料濃縮水平的要求，提高了反應堆的經濟性和可持續性。

借鑒蘇聯經驗并超越

研究團隊在設計中也借鑒了蘇聯TOPAZ - Ⅱ反應堆的堆芯結構，但并非簡單的模仿。通過集成創新，中國的反應堆在保留蘇聯設計優點的基礎上，克服了其存在的不足，實現了性能的提升。例如，在燃料利用效率和安全保障方面，我國的月球核反應堆都有了顯著的改進。

對我國月球探索和開發的重要意義

新型月球核電反應堆的誕生，將為我國未來的月球探索和開發帶來多方面的幫助和影響。

保障能源供應

在月球表面建立科研試驗站和開展長期的科學探索需要穩定的能源供應。新型反應堆能夠提供持續、高效的電力支持，滿足月球基地的各種用電需求，如生命保障系統、科研設備、通信設備等。這將為我國的月球探索活動提供堅實的能源保障，確保各項任務的順利進行。

降低探索成本

由于該反應堆燃料利用效率高，所需的核燃料更少，這將大大降低能源運輸成本。同時，反應堆的長壽命設計減少了更換燃料的頻率，進一步降低了探索成本。這使得我國在月球探察領域能夠更加經濟、高效地開展活動，提高資源利用效率。

提升國際競爭力

在全球航天競爭日益激烈的今天，我國在核能利用領域的這一重大突破，將顯著提升我國的國際競爭力。它展示了我國在航天科技和核能技術方面的強大實力，為我國在國際航天合作中贏得了更多的話語權。同時，也將激勵更多的科研人員投身于航天探索事業，推動我國航天科技的不斷進步。

推動相關產業發展

新型月球核電反應堆的研發和應用將帶動一系列相關產業的發展，如核燃料加工、反應堆制造、航天運輸等。這將促進我國航天產業鏈的完善和升級，形成新的經濟增長點，推動我國經濟的可持續發展。

盡管我國在新型月球核電反應堆領域取得了重大突破，但未來的月球探索和開發仍面臨諸多挑戰。隨著研究的深入和技術的不斷進步，我們有理由相信，中國的科研團隊將繼續攻克難關，不斷優化反應堆的性能，提高其可靠性和安全性。

同時，我國也將加強與國際社會的合作與交流，共同推動月球探索事業的發展。通過分享技術和經驗，促進全球航天科技的共同進步，為人類探索宇宙的征程做出更大的貢獻。

我國科學家設計出的新型月球核電反應堆是我國航天科技和核能技術領域的一項重大成果。它不僅在性能上超越了美國和俄國的同類反應堆，更為我國未來的月球探索和開發提供了強大的能源支持。在這一成果的推動下，我國有望在月球探索領域取得更多的突破和成就，為人類探索宇宙的征程書寫新的輝煌篇章。

消息來源：觀察者網3月18日報道《我國科研團隊發現NASA問題缺陷，并設計出更高效、更持久的月球反應堆》