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第一座太空核电站只有一个手提箱大小

这第一座太空核电站,考虑要生产电力供应月球、火星和其他星球上的载人或无人基地,这座核电站看起来真的像是来自外太空,这是这一项目的领导说的,是在美国化学协会(ACS)第242次全国会议暨博览会(242nd National Meeting & Exposition)上讲的。


詹姆斯 E。沃纳(James E. Werner)说,表面电力应用的创新裂变技术远不同于熟悉的地面核电站,地面核电站要占据大片土地,而且有冷却塔等大型建筑。


沃纳说:“人们总不会把裂变电力系统当作核反应堆。反应堆本身约11/2英尺宽,21/2英尺高,大约有一个随身携带的手提箱大小。没有冷却塔。裂变动力系统是一个紧凑、可靠、安全的系统,这是至关重要的,可用于在其他行星上建立前哨基地或常驻地。裂变发电技术适用于地球和月球上、火星上或美国宇航局认为需要持续供电的其他地方。”


这一研究小组计划在2012年制成一个技术示范机组。这是美国国家航空航天局(NASA)和能源部(DOE)的一个合作项目。沃纳领导能源部的爱达荷国家实验室(Idaho National Laboratory),参与这一工作,其中包括参与反应堆设计和建模团队,燃料开发和制备,还要开发一台小型电动泵,用于液态金属冷却系统。


在过去,阳光和燃料电池是太空飞行任务发电的重要支柱,但工程师们意识到,太阳能有它的局限性。在近地轨道和星载设备供电上,太阳能电池非常出色,但核能发电具有一些独特的功能,可以支持在其他行星或卫星上的载人前哨基地。


“太阳能和核反应堆之间最大的区别是,核反应堆可以在任何环境下发电,”沃纳解释说。 “裂变发电技术不依赖阳光,这使它能够生产大量稳定的电力,适用于夜间或恶劣的环境,比如月球或火星上所见的环境。在月球上的裂变电力系统可产生40千瓦以上的电力,大约相当于供应地球上8个家庭所需的电力。”此外,他说,裂变电力系统可以运行在不同的地点,如陨石坑,峡谷或洞穴都可以。


沃纳说:“主要的一点是,核电有能力提供一种电力丰富的环境,服务于宇航员或我们太阳系中任何地方的科学综合工程,而且这项技术很成熟,价格适中,可安全使用。”


裂变发电系统依靠的能量产生于核裂变。核裂变运行,会分裂铀原子以产生热量,然后将热量转换成电力。裂变电力系统的主要组成部分,类似于目前使用的商业反应堆中所见的那些:热源,功率转换,散热以及功率调节和配电。


沃纳补充说,尽管组件上有类似的地方,但是,太空用的裂变发电系统的功能,与商业反应堆相比还是有大量不同之处。


“虽然物理原理是相同的,但是,它的低功耗水平,反应堆控制,以及把中子反射回堆心所用的材料都是完全不同的,”沃纳说。“重量也是一个重要因素,在太空反应堆中必须最小化,但商业反应堆就不考虑。”


沃纳争辩说,一旦这项技术得到开发和验证,它可能会证明是最经济实惠和多功能的选择之一,可为常驻基地供电,用于太空探索工程。

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