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Dem Forscherteam ist es erstmals gelungen, einen Stirling-Motor über Wärmerohre mit einem kleinen, uranbetriebenen Kernreaktor anzutreiben. Beim Experiment mit dem Namen Demonstration Using Flattop Fissions (Duff) wurden so mit einer Leistung von 24 W elektrische Energie erzeugt. Den Versuch führten Ingenieure des LANL, des Glenn Research Center der Nasa sowie der National Security Technologies LLC durch. Die Stirling-Motoren stellte die Sunpower Inc. her. Den nuklearen Teil der Einrichtung betreuten LANL-Kerntechniker unter der Aufsicht der National Nuclear Security Administration.
Bei den Wärmerohren handelt es sich um geschlossene Rohre, die zur besseren Wärmeübertragung eine Flüssigkeit mit hoher Verdampfungswärme enthalten. Mit dieser vom LANL 1963 erfundenen Technologie kann Wärme ohne bewegte Teile effizient transportiert werden. In PCs und Laptops beispielsweise werden so Bauteile gekühlt. Beim Duff-Experiment wurde Wasser verwendet und ein mit Uran betriebener Reaktor eingesetzt. Ziel ist, ein für Weltraummissionen geeignetes, modulares Energiesystem zu entwickeln, das bis zu 1 kW elektrisch leistet. LANL-Projektleiter Patrick McGlure meint, dass ein kleines, fissionsreaktorbetriebenes Energiesystem unseren Horizont zur Erforschung des Weltraums erweitern kann.
Die Nasa setzt bei heutigen Missionen Solarzellen ein und – da die Versorgung über Solarzellen jenseits des Mars kaum zu bewerkstelligen ist – auch sogenannte thermoelektrische Generatoren. Diese benötigen zur Wärmeerzeugung Pu-238, das jedoch aufwendig herzustellen ist, und haben einen schlechten Wirkungsgrad. Die Nasa ist deshalb an der Entwicklung neuer Energiekonzepte für Weltraummissionen interessiert, so an Systemen mit Uran als Wärmequelle, das wesentlich einfacher zu beschaffen ist. Nach heutigen Plänen besteht das neue Energiesystem aus einem 23 kg schweren, angereichertem Urankern, einem Reflektor, einem einfachen Steuerstabsystem, einem Strahlenschutzschild und acht Wärmerohren, die zu acht Stirling-Motoren führen.
Quelle
M.B. nach LANL, Medienmitteilung, 26. November 2012