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美國核能發電將運用到航天領域

2017-12-19 09:31:16 大云網  點擊量: 評論 (0)
美國航空航天局(NASA)計劃開始對核發動機進行測試,這或許將為宇航員登陸火星并在火星表面開展任務提供能源。 這個發動機項目被稱為Kilopower,將采用一個只有衛生卷紙大小的鈾反應堆來產生熱能。接著,這些熱能

美國航空航天局(NASA)計劃開始對核發動機進行測試,這或許將為宇航員登陸火星并在火星表面開展任務提供能源。

這個發動機項目被稱為“Kilopower”,將采用一個只有衛生卷紙大小的鈾反應堆來產生熱能。接著,這些熱能將由一臺高效率的斯特林發動機轉化為電能,整個系統的工作原理與汽車發動機相似。

NASA的太空技術任務部(STMD)已經為Kilopower項目提供了多年資助。據介紹,這種技術能產生110千瓦的電能,持續時間能達到10年或更長。美國家庭平均用電量在5千瓦左右。

Kilopower項目的測試預計將在11月開始,并一直進行到明年年初。NASA正在與美國能源部內華達國家安全區合作,對核裂變能源技術進行評估。“Kilopower測試項目將給我們帶來信心,證明這項技術已經為太空飛行發展做好了準備,來自NASA總部、擔任太空技術任務部動力和能源儲存首席技術官的李˙梅森(LeeMason)說,我們將不斷地檢查分析模型,確定硬件工作時的最好狀態。

位于田納西州橡樹嶺的Y-12國家安全綜合體(Y12NationalSecurityComplex)將為這套系統的測試提供反應堆堆芯。梅森表示,在探索火星的過程中,擁有太空級別的核裂變動力將是巨大的優勢。宇航員再也不用擔心夜間,或者在日光銳減的塵暴期間出現能源不足的問題。

“它解決了這些問題,無論你身處火星何處,它都能提供持續的能源,”梅森說,“核裂變能源可以擴展火星的可能著陸點,包括北半球高緯度可能有冰存在的地區。”

“太空核反應堆高能量密度的動力來源,并且能夠獨立運行,不受太陽能或方向的影響,還可以在極端惡劣的環境,比如火星表面上運行,”Kilopower項目在洛斯阿拉莫斯國家實驗室的負責人帕特里克˙麥克盧爾(PatrickMcClure)說道。

“我們現在測試的反應堆技術可以應用在多項NASA任務上,而我們最終希望這是核裂變反應堆成功的第一步,即建立一種具有真正野心并激勵太空探索的新范式,洛斯阿拉莫斯國家實驗室首席反應堆設計師大衛˙波斯頓(DavidPoston)說,對于任何首開先例的工程項目,簡約性是最根本的——不一定是最簡單的設計,而是要尋找從設計、開發、制造、安全保障到測試的最簡單路徑。

“我們努力要做的就是為太空任務提供新的選擇,而不是只依賴RTG(放射性同位素熱電機),這種發電機只能提供幾百瓦的電能,梅森說,我們在火星上已經做到的所有偉大成就,與到達那里開展有人任務所需的一切之間,最大的區別就在于能源。這種新技術能提供千瓦級的電能,最終將發展到能提供數百千瓦,甚至百萬千瓦的電能。

由于反應堆體積很小,因此在單個火星登陸器上可以使用多個單元的組合,并能在火星表面任務中獨立運行。

核能在太空任務中的應用

放射性同位素熱電機(RTG)是一種利用放射性衰變獲取能量的發電機。過去50年來,NASA已經利用RTG技術完成了許多太空任務的發射。RTG技術還曾應用在兩艘海盜號(Viking)火星登陸器上,目前仍在火星上工作的好奇號火星車也裝載有RTG

人類登陸月球的阿波羅任務、兩艘旅行者號太空船,以及前往冥王星和更遠地方探索的新視野號探測器,還有剛剛結束使命的卡西尼-惠更斯號探測器,都使用了RTG

感謝冷戰時期的太空競賽,NASA的工程師發現了一種容易獲得的核能來源——-238,這是生產武器級鈾-239時的副產品
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責任編輯:任我行

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