در شرح داشتن ری‌اکتور هسته‌ای تولید برق در فضا و مصائب آن

اگر روزی ناگهان برق خانه‌ی شما برود، شما بدون هیچ نگرانی با یک شمعدان یا یک چراغ قوه و شاید یک کتاب دلچسب منتظر بازگشت آن خواهید بود، به خاطر اینکه شما مطمئن هستید که این یک مشکل کوتاه مدت است و به سرعت رفع خواهد شد اما…

اما اگر شما کره‌ی مریخ را به عنوان منزل خود به سکونت گزیده باشید، وظیفه الکتریسیته تنها این نیست که باعث روشن ماندن وسایل الکتریکی شما شود، الکتریسته در این کره مهم تر از همه شما را زنده نگه خواهد داشت. در این صورت، رفتن برق چیزی نیست که بتوان آن را با یک کتاب خوب، حل و فصل کرد.

دانشمندان ناسا به دنبال راهی برای حل این مشکل هستند و به طرز جالبی راهی نیز پیدا کرده‌اند: ساختن ری‌آکتور هسته‌ای. این ری‌آکتور هسته‌ای، که  با نام کیلوپاور (Kilopower) شناخته می‌شود، تقریبا به اندازه‌ی یک یخچال است و قابلیبت فرستاده شدن به فضا به همراه هر تعداد از فضانوردان را دارد، فضانوردان می‌توانند به هنگامی که هنوز در فضا هستند و یا بعد از فرود آمدن فضا‌پیما بر هر کره‌ی فرا زمینی مورد نظر خود، آن را روشن کنند.

نا کنون نسخه‌های محدود و آزمایشی کیلوپاور، در صحرای نوادا (Nevada)، در حالتی که شرایط یک ماموریت برای آن شبیه سازی شده است تنها تعدادی از آزمایشات بر روی آن انجام شده که شامل تعدادی اشتباهات نیز می شود که می‌توانست مسائل امنیتی را به خطر بیاندازد (ولی به خطر نیانداخت.)

این ری‌اکتور هسته‌ای نقش یک «ورق برگردان» را برای کاشفان در سطح مریخ خواهد داشت. لی میسون (Lee Mason) ،مدیر اجرایی ماموریت‌های تکنولوژی محور فضایی ناسا (STMD) و تکنسین اصلی برای ذخیره سازی انرژی و نیرو، در ماه نوامبر سال ۲۰۱۷ میلادی در طول کنفرانس مطبوعاتی ناسا  ذکر کرد:

 تنها یک دستگاه توانایی فراهم کردن انرژی کافی برای تغذیه‌ی یک پایگاه فرازمینی به مدت ۱۰ سال را خواهد داشت، و همچنین این دستگاه بامشکلات و چالش‌های طبیعی منظومه‌ی شمسی همانند غیر فعال شدن در زمان شب و یا بلاک شدن در طی طوفان‌های بزرگ کره‌ی مریخ برای هفته‌ها و یا حتی ماه‌ها، وفق داده شده است و آمادگی مقابله با آن‌ها را دارد.

این دستگاه قابلیت حل چنین مشکلاتی را دارد، و بدون در نظر گرفتن این حقیقت که در کجای کره‌ی مریخ حضور دارید برای شما انرژی مورد نیازتان را فراهم می‌کند.

میسون سخنان اخیر را در کنفرانس مطبوعاتی ذکر کرد و همچنین به این نکته اشاره کرد که یک پایگاه فضایی که به وسیله‌ی نیروی هسته‌ای تغذیه می‌شود می‌تواند به معنی این باشد که انسان‌ها می‌توانند با تعداد بیشتر و مساحت بزرگتری در سطح کره‌ی مریخ زندگی کنند، این شرایط شامل مناطق جغرافیایی مرتفع‌تر نیز می‌شود که همچنان نور زیادی در آن وجود ندارد ولی امکان وجود یخ برای مصرف فضانوردان در آن‌ها بسیار بالاست.

ری‌اکتور‌های هسته‌ای امکاناتی، غیر معمول برای فضانوردان در سفر های فضایی نیستند، در فضاپیما‌های سفیر ۱ و ۲ (Voyager 1 and 2) که هم اکنون ویزویز کنان از منظومه‌ی شمسی ما خارج می‌شوند، به هنگام پرتاب در دهه‌ی ۷۰ میلادی، بر پایه‌ی انرژی هسته ای کار می‌کردند. چنین شرایطی برای مریخ پیمایی که در سال ۲۰۱۲ بر سطح این سیاره‌ی سرخ فرود آمد نیز فراهم و به کار رفته بود.

اما در حقیقت ما به ری‌اکتور‌های بیشتری برای کلنی سازی در سیاره‌های فرازمینی نیاز داریم. و این عامل می‌تواند چالشی در زیر لایه‌های خود داشته باشد که چگونه مشکل زباله‌های تولید شده توسط این ری‌اکتورها را حل کنیم.

برداشت مفهومی یک طراح از تعدادی ری‌اکتور کیلوپاور، که به طور همزمان انرژی یک ایستگاه فرا زمینی را فراهم می‌کنند. (عکسی که از سوی ناسا منتشر شده است)

بر اساس مقاله‌ای که به تازگی منتشر شده است، ریاکتور کیلوپاور بر پایه شکست هسته‌ای فعال،که بر اساس آن هسته یک اتم از هم متلاشی می‌شود تا انرژی‌اش آزاد شود، نیروی الکتریکی تولید می‌کند. برای انجام این عمل نیاز به اورانیوم ۲۳۵ (uranium-235) است، این ماده‌ در مرکزیت ری‌ا‌کتور که به اندازه یک جعبه‌ی دستمال کاغذی است قرار می‌گیرد. و نهایتا این اونیوم ۲۳۵، همانند سوختی فسیلی که در زمین تولید می‌شود به مصرف ریاکتور می‌رسد و باعث به خطر افتادن جان انسان هایی می‌شود که در نزدیکی آن قرار دارند.

وقتی چنین اتفاقی به وقوع بپیوندد، هسته‌ی اورانیوم شکافته شده باید در جایی امن و خارج از محل سکونت انسان‌ها قرار بگیرد. این سوخت مصرف شده‌ی ری‌اکتور بعد از مصرف هم همچنان به طرز خطرناکی بسیار پرتوزا می‌باشد. ما در زمین اغلب این سوخت‌های مصرف شده را در استخر‌هایی که از آب پر شده‌اند که باعث سرد شدن مواد رادیواکتیو می‌شوند، نگه داری می‌کنیم. این استخر‌ها از مشتعل شدن آن‌ها و تشعشعات رادیواکتیویته‌ی ان‌ها جلوگیری می‌کنند. اما در سیاره‌ای دیگر شرایط متفاوت است، ما به آب، اول از همه برای رفع نیاز‌های انسان‌ها نیاز داریم و از این رو در سیاره های غریبه این ماده، ترکیبی به شدت مهم تر برای بشر به شمار می‌آید و استفاده از آن به عنوان یک زباله دان برای سوخت های مصرف شده، ایده ی مناسبی به نظر نمی‌رسد.

پس به این دلیل ما نیاز به عملی کردن نقشه‌ی مناسب تری برای خنک کردن سوخت‌های پرتو زای مصرف شده داریم. این امکان وجود دارد که بتوان این سوخت‌های مصرف شده را در بشکه‌هایی حفاظت شده و قرار گرفته در لوله‌های حمل گدازه ذخیره سازی کرد و یا اینکه این مواد را در مناطقی تعیین شده در سطح کره‌ی مورد نظر ذخیره سازی کرد اما با توجه به سرد بودن و پایین بودن دمای کلی ماه و کره‌ی مریخ، در صورت رها سازی این مواد در این مناطق به دلیل اینکه دمای هوا از اکتیویته‌ی این مواد می‌کاهد این خطر را به وجود می‌آورد که افرادی قصد دست اندازی به ان‌ها را داشته باشند.

در حال حاضر، تمام آنچه که ما قادر به انجام آن هستیم تصور کردن و نظریه پردازی است، تا آنجایی که رسانه‌های خبری اطلاع دارند، دانشمندان ناسا هیچ نقشه‌ی روی میزی که رسمی شده باشد برای اینکه با سوخت‌های به مصرف رسیده در طی ماموریت‌های فرا زمینی چه باید کرد ندارند. شاید این به آن خاطر باشد که دستگاه کیلوپاور تا این مرحله تنها به اسباط خود رسیده است و ممکن پذیر بودن خود را سابط کرده است و دانشمندان در واقع به مراحل پس از آن هنوز نیاندیشیده‌اند. اما از آنجایی که ناسا قصد پرتاب سفینه‌هایی فضایی و بازگشت مجدد به ماه و سپس رفتن به مریخ را تا اوائل دهه‌ی ۲۰۳۰ دارد، ندانستن در مورد این مشکل که چگونه می توان از شر زباله سوخت های هسته ای خلاص شد  یک مسئله‌ی کمتر اهمیت داده شده و نیازمند توجه و نظریه پردازی بیشتر به نظر می آید.

و اگر با خود فکر می‌کنید که آیا می‌شود زباله‌های تولید شده توسط سوخت‌های هسته‌ای را به سادگی به فضای بیکران پرتاب کنیم باید به شما بگوییم که دانشمندان ناسا در این مورد که آیا می‌شود زباله‌های هسته‌ای را به فضا یا حتی خورشید برای از بین رفتن آن‌ها ، در دهه‌ی ۷۰ میلادی، مطالعه کرده‌اند و باید بگوییم که این به نظر ایده‌ی به شدت فاجعه باری می‌آید.