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日期:2022-10-02 07:02:05 | 来源:火狐体育入口 作者:火狐体育客户端

  詹姆斯沃纳是美国能源部爱达荷国家实验室太空核能系统反应堆项目的负责人,该实验室主要负责核反应堆的设计和研发,主要是燃料和小型发电机的研发。沃纳表示:“目前,地球上核电站的发电量都在数百上千兆瓦,但是这种可携带式的迷你核电站的发电量只有40千瓦。这种迷你型的设计很适合太空中的情况。”他认为,将核电站设计得很小型,是因这种迷你核电站更为灵活,而且能放置到无人居住的星球,是适合在太空中工作的理想核电站。

  据沃纳介绍,这个核电站宽度只有约1.5英尺(约合0.46米),高度只有约2.5英尺(约合0.76米),只有一个方便携带的手提箱那么大,而且它也无需建造冷却塔。与普通核电站原理一样,该手提箱核电站也是通过裂变反应产生能量。核裂变发电系统是一个紧凑型系统并且安全可靠,可能是在其他行星上建造前哨或者栖息地的关键。核裂变发电技术可用于月球、火星或者美国宇航局需要获得连续电力的任何地方。像这种新型的可以在月球上使用的小型核裂变系统可以生产40千瓦或更多的电力,这相当于地球上8个标准住宅的用电量。

  沃纳表示,虽然迷你核电站功率小,但是这个尺寸在太空中却会发挥极大的作用。在未来的行星登陆计划中,可以携带这种手提式核电站进行供电。如果人类计划登上小行星,将这个小型核电站放置在小型陨石坑或者洞穴中,除了可以保证留下的科学仪器正常工作外,还可借助洞穴等的天然外星环境对核电站进行保护。在宇航任务中,有一个手提箱核电站是必不可少的,尽管它比标准的核电站设施小得非常多。

  美国宇航局已经为这种新的核电站预设了几个潜在的应用领域。它们可以为氧气或者氢气发生器提供能源,同时,也可以作为一种充电设备,为载人或者无人的宇宙飞船充电。该项目组计划在月球建造一个技术验证装置。这一项目涉及反应堆的设计和建模,燃料研发和装配以及为液态金属冷却系统研发小型电泵。他们计划在2012年对此进行具体示范,以测试这种新核电站的具体性能。

  沃纳表示,太空反应堆必须做到小型化,这一点与商业反应堆不同。一旦研发出这项技术并得到验证,它可能成为为太空探索计划长期供电的最经济、用途最多的一种方式。

  目前宇航员主要是使用太阳能电池,通过将光能转换为电能来为宇宙飞船和装置供电。但是,在外太空环境下,光能不能随时存在,并且不稳定。

  虽然太阳光和燃料电池通常是太空任务的主要发电装置,但是现在工程师发现了太阳能和燃料电池的局限性。太阳能电池在近地轨道供电方面表现出色,满足卫星搭载的仪器设备的用电需求,但太阳能和燃料电池都不能维持人类在宇宙中长时间停留所需电力。燃料电池会耗尽,太阳能非常严重依赖周围条件。如果在轨探测器运行到行星背朝太阳的一面,就无法继续吸收太阳能了。而如果在行星表面登陆,遇到尘暴等现象,沙尘会覆盖太阳能电池板,这样效能就会下降。相比之下,核能发电拥有太阳能无法比拟的优势,它不依赖这些外部条件,能在月球或者火星等地发电,也能够满足在其他星球的发电需求。

  沃纳说:“太阳能与核反应堆之间的最大差异是,核反应堆能够在任何环境下发电。裂变发电系统不依赖阳光,能够在夜间或者恶劣环境下产生大量而稳定的电量。”除此之外,核裂变发电系统能够应用于很多地区,例如陨坑、峡谷或者洞穴。因此,这种小型核电站将成为未来太空发展的首选。

  科学家认为,人类或在不久的将来重返月球,并且可能登上火星。飞往月球或者火星在宇航技术上并不是太大的问题,但既然人类要在月球或者像火星那样的行星上建立基地甚至定居,那么电力是一个重要问题,迷你核电站自然就必不可少了。