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小型核反應堆有望成為太空探索新動力

發布日期:2022-04-26 點擊率:63

       據物理學家組織網報道,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室等機構的科學家首次演示了利用熱管冷卻小型核反應堆,借助平頂裂變實驗產生了24瓦電力,并驅動了內華達國家安全網站設備的斯特林引擎。科學家表示,一個飛行系統或許需要若干個熱管和斯特林引擎組成的模塊才能產生大約1千瓦的電力,這次成功演示證明,可靠的核反應堆有望被用作新型太空飛行動力系統。

       熱管技術是指1963年洛斯阿拉莫斯國家實驗室發明的一種名為熱管的傳熱元件。它充分利用熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質,被廣泛應用在宇航和軍工等行業。透過熱管可將反應堆的熱量迅速傳遞到熱源外而無需運轉部件。斯特林引擎是相對簡單的封閉回路引擎,可利用壓縮氣體移動活塞,將熱能轉化為電力。兩種設備相互配合能形成簡單而可靠的動力供應,并有望應用于太空領域。

       科學家將核裂變實驗配置到現有的平頂實驗中,允許基于水流的熱管從鈾中提取熱量,并將裂變反應產生的熱傳送至斯特林引擎。這是太空核反應系統產生電力的首次演示,實驗中的核特性和熱功率水平與空間反應堆飛行的理念十分相似,兩者最大的區別在于斯特林引擎的輸入溫度還需要進一步提升,才能達到航天任務所需效能和功率輸出。

       現今的太空任務通常會采用與一至二戶家庭照明用電等量的電力供應,而更充足的動力源能有效提升任務采集數據傳回地球的速度,并能為飛行器裝載更多的儀器設備提供支持。科研人員也表示,小型、簡單、輕便的核裂變動力系統或能增強未來的空間探索能力。而更值得一提的是,此次研究從開始構思到實驗最后完成僅用了6個月,總花費也未超過100萬美元。

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