前段时间看到一份关于反应堆技术的资料,发现新出现了一种微型反应堆:热离子发射转换堆。基本原理是在一个密封管中,用核燃料与金属钨做成阴极,用金属铌做成阳极,然后将密封管抽成真空,再充入铯蒸汽。核燃料裂变产生的热量会将钨加热到1300~2000度高温,此时钨会发射出大量的电子,通过密封管和外电路形成电流。整个反应堆没有任何运动部件,也没有外部管道。而且,这种反应堆可以做的非常小非常轻,甚至可以将重量控制在100公斤以内。目前,在实验室里已经实现的功率是10kW级的,经过改进,预计可以达到1000kW级。而燃料可使用数个月到数年不等。


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看到这个,我突然想到,或许这种反应堆的出现会让曾经被放弃的核动力飞机甚至是核动力车辆的构想重新复活。

对于加油机、运输机、预警机、巡逻机、反潜机这些机种来说,由于并不需要高速飞行,所以完全可以采用螺旋桨推进的方式,而利用核反应堆供电驱动电动机获得推进动力也绝不是梦想。以前核动力飞机之所以只局限于试验,是因为以往的核反应堆太大太重,就拿美国测试过的NB-36H核动力远程轰炸机来说(下图),装载的反应堆重达15.9吨,功率不过才1000kW而已!所以飞机也成了超级巨无霸,最终因性能没有很大优势而被放弃。


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但是随着这种小型化的微型反应堆出现,核动力飞机很可能可以在前面说的那些机种上复活。只要功率能够从10kW级提高到100kW级,就有了足够高的实用性了。如果能量密度能够达到1kW/kg以上,甚至可以用来取代坦克的柴油引擎——别忘记了,反应堆的重量里可是包含了燃料的重量,而常规的内燃机、燃气轮机,如果把燃料重量也算上,能量密度其实并不高。

用这样的反应堆来取代引擎、燃料,不仅可以大大增加飞机的荷载,还可以简化设计、提高可靠性(电力驱动的天然优势)以及对后勤保养的依存度,从而提高出勤率。可谓意义重大。

目前唯一的问题是,这种反应堆的成本很高,目前主要是为卫星以及空间站设计的。不过可以想像,如果能够量产,成本一定会大大降低,到时候说不定就能看到核动力全电飞机与核动力全电快艇、全电坦克(使用电热炮或者电磁炮)的出现了。

本文内容于 2008-4-16 23:21:48 被lostlover编辑

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