我叫mt4星升金边材料 > 財經 > 能源 > > 正文

我叫mt4职业:從不同維度認識有趣的小型核反應堆

我叫mt4星升金边材料 www.vaydj.icu 還有為人類健康保駕護航的醫用同位素生產堆、各類研究堆以及探索階段的聚變堆等。隨著時代發展以及科技工作者們的不懈努力,相信核能將在陸、海、空、天有更為廣闊的應用,更好地為人類服務。

  對外展出的國產核動力航母模型。(資料圖片)

  核能作為人類歷史上的一項偉大發現,應用領域非常廣泛,其中最常見的形式就是核能發電——核電提供了全球約10%的電力供應。核能能量密度高,1千克鈾235全部裂變釋放出的能量相當于2700噸標準煤燃燒釋放的能量,并且高效清潔。但我們所熟知的核電站占地面積大,有的相當于上百個足球場大小。其實,還有很多不同類型的核能應用與人們生活相關,“體型”更小的反應堆就是一類。下面就帶您從陸、海、空、天不同維度來認識一些有趣的小型核反應堆。

  有一類小型核反應堆被稱為小型??榛從Χ?。所謂??榛?,指的是部件??榛ㄔ?。??榛齔У牟考梢允狗從Χ訓慕ㄉ樅繽罨?,能大大縮短核設施的建造周期以及檢修過程。更小的體積、更快的建設周期以及更簡易的運行,使這種反應堆的靈活性得到極大提高。按照需要,這種小型反應堆可快速部署在偏遠地區、海島等地,提供電力、取暖、海水淡化、制氫等用途。

  當反應堆的體積縮小至一定程度,還可用大型車載或船載,以實現移動化。其中最典型的是核動力航母與核動力潛艇上的核動力堆,核能提供的持久強勁動力可使其航行持續能力成數量級增加。1954年,世界上第一艘核動力潛艇“鸚鵡螺”號建成,將凡爾納的幻想變為現實,開啟了核動力艦船發展的新紀元。如今,艦船小型反應堆的發展步入多功能民用時代,如俄羅斯KLT-40s型船舶用小型堆,不僅可為船舶提供動力、電力供應,還可進行海水淡化,甚至破冰等。其中,僅破冰這一項便極具商業前景。如果北極航路能夠打通,船運航程將大為縮短,對我國發展具有重要戰略意義。

  在空、天領域的應用中,小型核反應堆同樣大顯身手。

  上世紀的美國、蘇聯軍備競賽,將小型核反應堆的應用拓展到了核動力飛機。當時,美國改裝了當時世界上最大的B36戰略轟炸機,而蘇聯改裝了圖95M大型轟炸機,兩者都裝載了核動力裝置,并進行了相應實驗。但因實戰性價比不足以及技術問題,該類研究沒有深入進行。

  而在航天領域,人類正在對小型化的核反應堆開展更多范圍、更深層面的應用研究。首先是太空核電源。航天器上的電源多采用太陽能或化學能,無法完全滿足深空探索的需要,只有核能可以勝任此任務。最常見的太空核電源為同位素(如钚-238)熱/電源,以及核反應堆電源。同位素熱/電源形式多樣,都是通過衰變放熱轉換或產生電能。而空間反應堆電源較早的類型有美國的SNAP-10A和蘇聯的BUK和TOPAZ。其中,較成功的BUK反應堆電源采用鈾鉬快堆,電功率約為3千瓦,使用液態金屬冷卻。1970年至1988年間,蘇聯共發射了32個攜帶BUK的海洋監視衛星。2012年,美國洛斯阿拉莫斯實驗室提出了Kilopower項目,用以開發新一代更加小型的空間反應堆。Kilopower采用鈾-235堆芯,利用高效斯特林發動機轉換輸出千瓦級別電力,體積僅有紙簍大小,但幾臺Kilopower即可為一座空間站提供所需電力供給。

  我們的目標是星辰大海,探索浩瀚宇宙,進入無垠深空,這其中少不了核動力推進器的一席之地。早期核動力推進以核熱推進為主,利用核裂變釋放能量加熱工質,加熱的工質高速噴出噴管產生推動力,如美國早期的NERVA,以及蘇聯的RD-0410發動機。但由于化學火箭可滿足當時需求,熱核推進技術一度得到擱置。

  進入21世紀,為推進載人登陸火星任務,美國、歐盟及俄羅斯開展了大功率電推進技術研究,推出了核動力搭配電推進系統。它的工作原理是,利用核反應堆及熱電轉換系統產生電能,使工質電離化,產生帶電粒子,在電場或電磁場作用下高速噴出噴管,產生反推力。與當前化學推進器相比,它的比沖提高了1個數量級以上??杉?,核動力推進將幫助人類真正揭開星際遠征時代。

  此外,還有為人類健康保駕護航的醫用同位素生產堆、各類研究堆以及探索階段的聚變堆等。隨著時代發展以及科技工作者們的不懈努力,相信核能將在陸、海、空、天有更為廣闊的應用,更好地為人類服務。

  (作者劉達 王茜 系中國核科技信息與經濟研究院工程師)

  原標題:小型核反應堆應用趣談

  免責聲明:

  凡本網注明“來源:XXX(非經濟視野網)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和立場。