作者:宾夕法尼亚州立大学加布里埃尔·斯图尔特
如图所示，热氢测试回路将循环高温氢气进行材料测试
信用:图像由威尔·瑟莱特提供 核热推进利用核反应产生的热量作为燃料，有朝一日可以用于人类航天飞行，甚至可能用于火星任务
然而，它的发展带来了挑战
所用材料必须能够承受高热和高能粒子的定期轰击
宾夕法尼亚州立大学的核工程博士生威尔·瑟莱特正在致力于使这些进展更加可行的研究
他在美国核学会的出版物《聚变科学与技术》上发表了初步设计模拟的发现
为了更好地研究核热推进，Searight模拟了一个被称为氢测试回路的小型实验室实验
这种装置模拟了太空中反应堆的运行，流动的氢气在接近2200华氏度的温度下穿过堆芯推动火箭
Searight利用连接管详图中的尺寸进行了模拟，连接管是构成氢气流过的测试回路的主要部件
行业合作伙伴超安全核公司(USNC)提供了图纸
Searight说:“了解USNC组件在热氢环境中的行为，对于将我们的火箭送上太空至关重要。”
“我们很高兴能与美国宇航局太空核推进项目的主要反应堆承包商之一合作，该项目正寻求在十年内生产一台演示型核热推进发动机
" 在核工程副教授兼本科生项目主持人利·温弗瑞的建议下，Searight利用建模软件Ansys Fluent，用一根外径约2英寸的不锈钢管设计了一个模拟回路
在该模型中，回路连接至氢泵，并使热氢循环通过加热元件附近的测试区
Searight发现，虽然氢气持续加热到2200华氏度是可能的，但有必要在测试部分的正上方包括一个加热元件，以防止热量减少
从建模软件收集的数据显示，通过测试部分的氢气流是平滑和均匀的，减少了通过回路的不均匀热量分布，这可能危及装置的安全和寿命
对结果的分析还证实，不锈钢将允许更方便和更具成本效益的环构造
温弗瑞说:“我们很高兴迈出第一步，在宾夕法尼亚州立大学开发极端环境模拟的独特能力。”
“这项初步工作将使我们能够进行可能对空间探索的未来产生重大影响的研究
" 通过进一步的研究，Searight的初步工作可以扩大材料的测试范围，有朝一日可以利用反应堆燃料火箭实现更快、更高效的太空旅行
最近，瑟莱特收到了乔治·P
舒尔茨和詹姆斯·W
美国国家科学院伯伦斯研究生奖学金
Searight将利用这个奖项来支持他未来在测试环上的工作
3000美元的奖学金授予了舒尔茨和伯伦斯，前者是核不扩散倡导者，也是总统自由勋章获得者，于今年2月去世，后者是美国国家安全局前董事会成员，曾在国家安全部门担任过多个职位
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