美國核能發電將運用到航天領域

2017-12-05 15:58:16 來源：金投網　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

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1到10千瓦的電能，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——鈾-238，這是生產武器級鈾-239時的副產品。