¿Qué tan importante es la penalización masiva por blindaje cuando se usa energía nuclear en misiones espaciales tripuladas?
Además de la radiación solar y cósmica, vivir al lado de un reactor nuclear lo suficientemente grande como para soportar una misión humana y quizás también energía para propulsión, no ayuda. He visto soluciones sugeridas, como mantenerlo alejado en un armazón largo en una nave espacial (¿por qué no en un cable largo?). Simplemente tener suficiente protección para que uno pueda dormir encima no parece ser una opción popular.
¿Podría ser suficiente con una arquitectura inteligente que coloque la masa ya necesaria, como los radiadores de calor, el almacenamiento de agua y suministros y el búnker solar para tormentas, entre los humanos y el reactor?
Hace tan solo tres años se podía ingresar al sitio web de OSTI y descargar gratuitamente muchos estudios sobre este tema producidos por los laboratorios DOE y AEC. Desafortunadamente, hace algunos años, el DOE comenzó a eliminar muchos de los informes de ese sitio web público. Sin embargo, una buena referencia técnica disponible públicamente con respecto a este tema es el libro "Space Nuclear Power", de Buden y Angelo. Dentro del libro, hay un capítulo completo dedicado a diseños de escudos de última generación a partir de la década de 1980 y no ha cambiado mucho desde entonces.
Los materiales preferidos suelen ser capas intermitentes de hidruro de litio (que protege contra los neutrones) y tungsteno (para proteger contra los rayos X y los rayos gamma). El escudo (normalmente llamado escudo de sombra) se coloca entre el reactor y la tripulación con la geometría correcta para proporcionar una sombra de radiación para el compartimiento de la tripulación. Si el compartimiento de la tripulación se coloca lejos del reactor, entonces el tamaño del escudo se puede minimizar, porque los límites angulares de sombra requeridos se reducen y los efectos de la atenuación geométrica también reducen el espesor requerido del escudo. Sin embargo, a medida que aumenta la distancia entre la tripulación y el blindaje, aumenta la masa estructural de la nave. A cierta distancia, hay una masa mínima de nave espacial, pero esta distancia depende del diseño del reactor, el escudo y la nave espacial.
Aunque no puedo proporcionar los recursos para esto en este momento, puedo prometerles que la dosis absorbida neta de la radiación cósmica empequeñecerá la recibida debido al reactor. De hecho, para la propulsión térmica nuclear y algunos diseños de propulsión eléctrica nuclear, el uso de la propulsión nuclear reduce el tiempo en el espacio y reduce la exposición a la radiación esperada en comparación con los diseños de misiones no nucleares. Es irónico, pero la energía nuclear reduce la dosis de radiación en la mayoría de los estudios de misión.
Antzi
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russell borogove