摘要：浩瀚宇宙，星辰大海，自古以来便是人类无尽的向往。随着科技的飞速发展，重返月球，甚至在月球建立永久基地，已经不再是遥不可及的梦想。在这场新时代的“登月竞赛”中，能源保障无疑是至关重要的环节。

近日，来自中国的核科学家团队传来重磅消息，他们声称发现了美国国家航空航天局（NASA）月球核反应堆设计中的关键缺陷，并通过巧妙的结构调整，有望大幅提升反应堆的性能，这无疑为中国在未来的月球探索中赢得了宝贵的先机。

根据《原子能科学技术》期刊上发表的一篇同行评议论文，由中国核工业集团公司（CNNC）首席反应堆科研团队，对NASA正在研发的月球核反应堆设计进行了深入研究。

他们指出，NASA的裂变表面电源（FSP）反应堆虽然设计紧凑，但其采用的快中子谱和圆柱形铀燃料棒，对铀的富集度要求极高，并且需要厚重的铍反射层来控制强烈的中子流。

更为关键的是，中国科学家团队发现，NASA的FSP反应堆存在一个显著的效率问题，这直接导致了其燃料消耗过高，并且限制了反应堆的寿命。

他们认为，通过一些关键的结构性调整，可以显著降低燃料消耗，同时提升功率输出和反应堆的整体寿命。

针对NASA设计的不足，中国科学家团队提出了独具创新的解决方案，并已将其融入到中国自主研发的月球基地核反应堆项目中。

根据他们的研究，中国设计的月球反应堆能够以40千瓦的电力持续运行超过十年。这一性能指标，无疑在未来的月球基地建设中具有巨大的吸引力。

中国方案的核心在于采用了环形燃料棒和氢化钇慢化剂。这种双面环形燃料棒由不锈钢包覆的二氧化铀燃料芯块构成，其独特之处在于能够同时在内外表面进行中子慢化和热量散发。

中国核科学团队表示，这种燃料棒的生产工艺对于包括美国西屋公司在内的主要核工业企业来说并不复杂，这意味着其具备大规模生产的可行性。

在慢化剂的选择上，中国团队摒弃了早期锆氢化物系统容易出现氢泄漏导致不稳定的风险，转而采用在极端温度下更为稳定的氢化钇。

这种新型慢化剂能够有效地将快中子转化为热中子，从而维持核反应的持续进行，并且只需要一层薄薄的铍反射层即可捕获泄漏的中子，进一步提升了反应堆的效率。

除了在燃料棒和慢化剂上的创新，中国设计的月球反应堆在冷却和安全方面也下足了功夫。

该反应堆采用了双冷却通道设计，通过内外燃料间隙流动的NaK-78液态金属来维持堆芯温度低于600摄氏度。这种高效的冷却系统，确保了反应堆在长时间运行下的稳定性和可靠性。

在安全方面，中国团队更是考虑周全，设置了三根碳化硼安全棒和八个旋转控制鼓的双重冗余关闭机制。这种多重保障系统，能够有效地应对各种突发状况，确保反应堆的安全运行。

通过氢化钇将快中子转化为热中子的创新设计，使得中国设计的月球反应堆仅需18.5公斤的铀-235即可实现持续的链式反应。

相比之下，NASA的FSP快堆则需要高达70公斤的铀-235。这意味着，在燃料消耗方面，中国方案仅为NASA方案的四分之一，这无疑将大大降低未来月球基地的运营成本和后勤压力。

此外，中国科学家团队还指出，NASA的FSP反应堆存在一个八年的寿命上限，这主要是由于燃料肿胀的限制。

而中国设计的反应堆，凭借其创新的结构和材料选择，有望实现更长的运行寿命，这对于需要在月球长期运行的基地来说至关重要。

中国核科学团队在论文中明确表示：“我们的目标是与FSP竞争。” 这句话掷地有声，充分展现了中国核科学家在月球能源领域挑战美国领先地位的决心和信心。

值得注意的是，中国取得这一突破性进展之际，正值NASA面临一系列挑战。由于美国政府效率部的劳动力缩减政策，NASA近期关闭了首席科学家办公室。

此外，NASA的阿尔忒弥斯计划也面临着预算不确定性的困境，一些关键任务，例如VIPER月球车项目，甚至被取消。

中国科学家团队也坦诚地表示，他们的月球反应堆设计借鉴了前苏联开发的TOPAZ-II反应堆的一些重要思想。

这表明，中国在航天和核能领域的发展并非一蹴而就，而是建立在对前人经验的深刻理解和吸收的基础之上。正是这种开放学习、不断创新的精神，推动着中国在科技领域不断取得新的突破。

能源是人类在月球生存和发展的基石。一个高效、可靠、长寿命的月球核反应堆，将为未来的月球基地提供强大的电力支持，无论是科研设备的运行，还是宇航员的生活保障，都离不开充足的能源供应。

中国核科学家团队的这一发现，无疑为中国在未来的“登月竞赛”中增添了重要的砝码。

如果中国能够率先在月球上部署其高性能的核反应堆，那么将很有可能在月球资源的开发利用、科研活动的开展以及未来月球基地的建设方面占据领先地位。

中国核科学家在月球核反应堆设计上的这一突破，不仅展现了中国在核能技术领域的强大实力，也预示着中国在未来的月球探索中将扮演越来越重要的角色。

面对新一轮的“登月竞赛”，中国正以其独特的智慧和创新能力，努力争取在太空探索的下一个时代中赢得先机，为人类探索宇宙的伟大事业贡献中国力量。

来源：旋翼飞行器