加拿大在月球上建设核反应堆的前景

加拿大在月球上建设核反应堆的前景

阿尔忒弥斯II号任务的宇航员将于明年二月从佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射升空，前往月球，绕月一周后返回地球。这是人类在50多年后再次踏上月球的第一步。

这次任务不仅仅是为了插上国旗和收集岩石，正如1960年代太空竞赛期间所做的那样。美国宇航局（NASA）雄心勃勃的阿尔忒弥斯计划旨在实现长期探索月球，并在月球上维持人类的持续存在。而从月球出发，人类的下一个目标将是火星。

为了在月球上维持人类的存在，必然需要能源。那么，如何在这个有着约14天阳光和14天黑暗的地方维持一个人类居住区呢？

答案就是：核能。加拿大希望在这一领域有所作为。

本月早些时候，加拿大航天局（CSA）向加拿大太空矿业公司（CSMC）提供了100万加元的资金，以开发一种低浓缩铀核反应堆，计划在月球上使用。

当我们想到核反应堆时，通常会联想到大型建筑或蒸汽塔，正如《辛普森一家》中所描绘的那样。

但还有小型模块化反应堆，这些反应堆是在工厂组装并运输到指定位置。

而CSMC正在寻求建立的微型模块化反应堆则更小巧。

在月球上使用核反应堆的想法有多不切实际？

“在太空中使用核能的想法并不新鲜。如果我们回顾冷战时期，俄罗斯就曾在太空中进行核反应堆的实验，”安大略科技大学（Ontario Tech University）能源与核工程系的副工业研究主任柯克·阿特金森（Kirk Atkinson）表示。“NASA已经研究这个课题十多年，并且在美国进行了小型反应堆的示范实验，实际表现符合预期。”

加拿大的独特位置

加拿大并不是唯一希望在月球上建设核反应堆的国家。

去年八月，NASA宣布计划在2030年前将核反应堆送上月球，这比中国和俄罗斯联合计划的五年时间要早。

那么，加拿大为何在缺乏从本土发射火箭能力的情况下，还要在月球上建设反应堆呢？

“国际社会正在共同努力，在月球上建立一个永久性的存在，”加拿大太空矿业公司创始人兼首席执行官丹尼尔·萨克斯（Daniel Sax）表示。“杰里米·汉森（Jeremy Hansen）即将乘坐下一次飞往月球的航班，加拿大希望为这一国际努力贡献力量，就像过去一样。”

加拿大在太空探索方面有着悠久而相对低调的历史，包括加拿大臂（Canadarm）和用于探索远方小行星及火星的技术。

最近，制造加拿大臂的MDA Space也获得了CSA提供的50万加元，用于开发月球表面核电系统的算法和自动化植物管理工具。

“加拿大在太空技术领域非常出色，同时在核能方面也有优势，”萨克说。“所以我们一直在努力，试图将这两种技能结合起来。”

萨克表示，这种类型的反应堆并不仅限于月球。该公司计划在偏远和土著社区使用类似技术，许多社区仍在使用柴油发电。

月球挑战

萨克解释说，月球上的核反应堆将在地球上建造，然后送往月球。它将部分自主运行，部分在地球上进行监控。

但阿特金森表示，建造能够在月球上运行的反应堆将面临挑战——月球没有大气，水会结冰，且重力较低。无法使用水或空气来冷却反应堆。

还有废料处理的问题。

“我们必须考虑核废料的处理，我怀疑这可能是他们最后考虑的事情之一，”伦敦西部大学的化学教授杰米·诺埃尔（Jamie Noel）说。“但这应该从反应堆的设计开始。”

还有监管方面的问题。

“法律问题不谈，谁实际上是月球上事物的监管者？在加拿大，是……加拿大核安全委员会（CNSC），”诺埃尔说。“加拿大原子能公司（AECL）曾尝试过设计一个自主反应堆，每月派一名技术人员上去检查情况，而CNSC则对此表示绝对不允许。”

月球上是否会面临同样的情况还有待观察。

萨克的公司也在研究如何从月球获取水，他对人类探索的未来感到兴奋，并希望公司的微型模块化核反应堆不仅能在加拿大，而且在全球的偏远社区中得到应用。

“我相信人类无论如何都会继续探索，”他说。“如果我们能够推动这种探索，同时也能为人们的生活带来实际的经济价值和环境价值，并解决加拿大面临的一些最大问题，这将是一个令人难以置信的工作。”