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美拟在月球火星上建核电站为外星基地供电(图)  

2017-06-04 09:50:54|  分类: 科技环保 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美拟在月球火星上建核电站为外星基地供电(图)

艺术概念图,展示了月球表面的核裂变地面发电系统
艺术概念图,展示了月球表面的核裂变地面发电系统

  据美国物理学家组织网报道,在28日举行的第242届美国化学协会全国大会与博览会上,美国能源部项目负责人詹姆斯-韦尔纳表示,美国宇航局和美国能源部将合作实施一项计划,在月球、火星以及其他行星上建造核电站,为有人或者无人基地提供电量。他指出,用于外星球地面供电的革新性核裂变技术与地球核电站采用的技术截然不同,后者占地面积巨大同时需要建造冷却塔等大型设施。

  韦尔纳说:“人们从未将裂变供电系统视为一座核电站。这种反应堆的宽度大约在1.5英尺(约合45.72厘米)左右,高度大约在2.5英尺(约合76.2厘米)左右,体积与一个手提箱相当。此外,这种核电站也无需建造冷却塔。核裂变发电系统是一个紧凑型系统并且安全可靠,可能是在其他行星上建造前哨或者栖息地的关键。核裂变发电技术可用于月球、火星或者美国宇航局需要获得连续电力的任何地方。”

  项目组将在2012年建造一个技术验证装置。能源部的爱达荷国家实验室为这一项目提供资金,韦尔纳担任项目负责人。这一项目涉及反应堆的设计和建模,燃料研发和装配以及为液态金属冷却系统研发小型电泵。

  过去,阳光和燃料电池是为太空任务提供电力的支柱,但工程师逐渐意识到太阳能发电存在很多局限性。太阳能电池在近地轨道供电方面表现出色,满足卫星搭载的仪器设备的用电需求,相比之下,核能发电拥有太阳能无法比拟的优势,能够满足其他行星或者卫星上的有人基地的用电需求。

  韦尔纳说:“太阳能与核反应堆之间的最大差异是,核反应堆能够在任何环境下发电。裂变发电系统不依赖阳光,能够在夜间或者恶劣环境下产生大量而稳定的电量,例如在月球或者火星上。月球上的核裂变发电系统可产生40千瓦以上的电量,与地球上8座住宅的用电量大致相当。”除此之外,核裂变发电系统能够应用于很多地区,例如陨坑、峡谷或者洞穴。他说:“核电的一个巨大优势是,能够为宇航员或者太阳系任何地区的科学仪器提供一个电量丰富的环境。这项技术非常成熟并具有经济可承受性,可安全使用。”

  核裂变发电系统依靠裂变反应产生的能量,这种反应具体是指铀原子分裂产生巨大热量,热量随后转化成电能。核裂变发电系统的主要构件与当前使用的商业反应堆类似,具体就是指一个热源、能量变换、排热、功率调节以及配电系统。

  韦尔纳指出,尽管构件类似,但用于太空的裂变发电系统还是与商业反应堆存在很多差异。他说:“虽然所采用的物理学原理相同,但低功率水平、反应堆控制以及用于核心中子反射的材料完全不同。重量也是一个重要因素,太空反应堆必须做到小型化,这一点与商业反应堆不同。”韦尔纳指出,一旦研发出这项技术并得到验证,它可能成为为太空探索计划长期供电的最具有经济可承受性和用途最多的一种方式。(秋凌)

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