Will Searight นักศึกษาปริญญาเอกด้านวิศวกรรมนิวเคลียร์ที่ penn State มีส่วนร่วมในการวิจัยที่สามารถทำให้ความก้าวหน้าเหล่านี้เป็นไปได้มากขึ้น เขาตีพิมพ์ผลการวิจัยจากการจำลองการออกแบบเบื้องต้นในFusion Science and Technologyซึ่งเป็นสิ่งพิมพ์ของ American Nuclear Society

เพื่อตรวจสอบการขับเคลื่อนด้วยความร้อนของนิวเคลียร์ได้ดียิ่งขึ้น Searight ได้จำลองการทดลองในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กที่เรียกว่าวงจรทดสอบไฮโดรเจน การตั้งค่าเลียนแบบการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ในอวกาศ โดยที่ไฮโดรเจนไหลผ่านแกนกลางและขับเคลื่อนจรวด ที่อุณหภูมิสูงถึงเกือบ 2,200 องศาฟาเรนไฮต์ Searight พัฒนาการจำลองโดยใช้มิติจากภาพวาดโดยละเอียดของท่อผูก ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นวงจรทดสอบส่วนใหญ่ที่ไฮโดรเจนจะไหลผ่าน พันธมิตรอุตสาหกรรม Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) เป็นผู้จัดทำแบบ

"การทำความเข้าใจว่าส่วนประกอบของ USNC ทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนร้อนจัดเป็นสิ่งสำคัญในการนำจรวดของเราขึ้นสู่อวกาศ" Searight กล่าว "เรารู้สึกตื่นเต้นที่ได้ร่วมงานกับหนึ่งในผู้รับเหมาเครื่องปฏิกรณ์หลักสำหรับโครงการขับเคลื่อนนิวเคลียร์ในอวกาศของ NASA ซึ่งกำลังพยายามผลิตเครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์สาธิตภายในหนึ่งทศวรรษ"

ตามคำแนะนำของ Leigh Winfrey รองศาสตราจารย์และประธานหลักสูตรระดับปริญญาตรีด้านวิศวกรรมนิวเคลียร์ Searight ใช้ Ansys Fluent ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลองเพื่อออกแบบวงจรจำลองจากท่อสแตนเลสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณสองนิ้ว ในแบบจำลอง ลูปเชื่อมต่อกับปั๊มไฮโดรเจนและหมุนเวียนไฮโดรเจนร้อนผ่านส่วนทดสอบที่อยู่ติดกับองค์ประกอบความร้อน

Searight พบว่าในขณะที่ให้ความร้อนสม่ำเสมอของไฮโดรเจนถึง 2,200 องศาฟาเรนไฮต์ได้ แต่จำเป็นต้องรวมองค์ประกอบความร้อนไว้เหนือส่วนทดสอบโดยตรงเพื่อป้องกันความร้อนลดลง ข้อมูลที่รวบรวมจากซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลองแสดงให้เห็นว่าการไหลของไฮโดรเจนผ่านส่วนการทดสอบนั้นราบรื่นและสม่ำเสมอ ลดการกระจายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอผ่านลูปที่อาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของการตั้งค่า การวิเคราะห์ผลลัพธ์ยังยืนยันว่าเหล็กกล้าไร้สนิมช่วยให้สร้างห่วงได้สะดวกและคุ้มทุน

Winfrey กล่าวว่า "เรารู้สึกตื่นเต้นที่ได้ทำตามขั้นตอนแรกในการพัฒนาความสามารถเฉพาะตัวสำหรับการจำลองสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่ Penn State" "งานเบื้องต้นนี้จะช่วยให้เราสามารถดำเนินการวิจัยที่อาจมีผลกระทบสำคัญต่ออนาคตของการสำรวจอวกาศ"

ด้วยการวิจัยเพิ่มเติม งานเบื้องต้นของ Searight สามารถช่วยให้สามารถทดสอบวัสดุได้มากขึ้น ซึ่งอาจนำไปใช้ในวันหนึ่งเพื่อสร้างการเดินทางในอวกาศที่เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้จรวดเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Searight ได้รับทุนการศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ George P. Shultz และ James W. Behrens จาก ANS Searight จะใช้รางวัลนี้เพื่อสนับสนุนงานในอนาคตของเขาในการทดสอบวนรอบ ทุนการศึกษามูลค่า $3,000 มอบให้แก่ Shultz ผู้สนับสนุนการไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์และผู้รับเหรียญแห่งอิสรภาพของประธานาธิบดีที่เสียชีวิตในเดือนกุมภาพันธ์ และ Behrens สมาชิกคณะกรรมการ ANS คนก่อนซึ่งดำรงตำแหน่งหลายตำแหน่งในภาคความมั่นคงแห่งชาติ

สัญญาการวิจัยนวัตกรรมของ NASA Small Business Innovation สนับสนุนงานนี้