手提式核電站研發(fā)背景

人類(lèi)將在不久的將來(lái)重返月球，并且登上火星。飛往月球或者火星在宇航技術(shù)上或許并不是太大的問(wèn)題，科學(xué)家認(rèn)為人類(lèi)要在其他行星或者月球上建立基地或者定居，關(guān)鍵的問(wèn)題是電力。宇航員在太空?qǐng)?zhí)行任務(wù)，都是使用太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的能量，將光能轉(zhuǎn)化為電能，為各種設(shè)備供電。但是，太陽(yáng)能在太空中并不一定是穩(wěn)定可靠的能源補(bǔ)給，如果在軌道上的探測(cè)器，運(yùn)行到行星背朝太陽(yáng)的一面，就無(wú)法繼續(xù)吸收太陽(yáng)能了，這時(shí)候就是使用儲(chǔ)備起來(lái)的電力。然而，如果在行星表面登陸，遇到塵暴等現(xiàn)象，沙塵會(huì)覆蓋太陽(yáng)能電池板，這樣效能就會(huì)下降。

2011年夏，美國(guó)能源部下屬的愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家設(shè)計(jì)了該小型便攜式核電站，外觀(guān)小巧，只有一個(gè)手提箱大小的核電站。首席研究員是詹姆斯沃納（James Werner）。

負(fù)責(zé)研發(fā)便攜式核電站的研究小組，計(jì)劃在2012年制造出一個(gè)示范樣機(jī)，并進(jìn)行各種測(cè)試。

手提式核電站是由美國(guó)能源部下屬的愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家設(shè)計(jì)的一個(gè)手提箱大小的核電站，產(chǎn)生的功率可供給八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)住宅的正常使用。由于其具有“可攜帶”的優(yōu)越性以及耐久性，該小型核電站不僅可以在地球上使用，也可以在月球或者火星任務(wù)上使用。便攜式核電站具有極為廣闊的應(yīng)用前景，可以保證可靠且持續(xù)的電力供應(yīng)。

手提箱核電站使用的原理與大多數(shù)的核電站類(lèi)似，也是通過(guò)裂變反應(yīng)產(chǎn)生能量，而現(xiàn)今大多數(shù)的核電站功率都在數(shù)百或者數(shù)千兆瓦，這種便攜式的核電站僅有40千瓦的功率。雖然它功率小，但是這個(gè)尺寸在太空中卻會(huì)發(fā)揮極大的作用。

雖然手提箱核電站使用核裂變的方式產(chǎn)生能量，但它的安全性能極強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生核泄漏等災(zāi)難性事故。由于其是出于低功耗水平上運(yùn)行，并不是發(fā)生堆體崩潰的問(wèn)題，使用這種便攜式反應(yīng)堆不會(huì)對(duì)宇航員構(gòu)成威脅。如果有外力作用導(dǎo)致其受損，反應(yīng)堆就會(huì)自動(dòng)停堆。

1、在未來(lái)的行星登陸計(jì)劃中，可以攜帶這種手提式核電站進(jìn)行供電，雖然功率不是非常大，但卻是恰到好處，可以靈活使用。

2、如果人類(lèi)計(jì)劃登上小行星，可以將這個(gè)小型核電站放置在小型隕石坑或者洞穴中，一來(lái)可以保證留下的科學(xué)儀器正常工作，二來(lái)可借助洞穴等的天然外星環(huán)境對(duì)核電站進(jìn)行保護(hù)。

3、可以作為氧氣或者氫氣發(fā)生器的電力源，也可以作為一種充電設(shè)備，用來(lái)給未來(lái)的有人/無(wú)人月球車(chē)或者火星車(chē)充電。

4、該手提箱式的核電站也可以用于其他的運(yùn)載火箭所執(zhí)行的任務(wù)。如被發(fā)射到太空（國(guó)際空間站），測(cè)試在太空環(huán)境下的情況，未來(lái)也會(huì)將裝置應(yīng)用到實(shí)際太空飛行任務(wù)中。 2100433B

利用核能進(jìn)行發(fā)電的電站稱(chēng)為核電站，當(dāng)今世界上只能利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電。

核電站就是利用一座或若干座動(dòng)力反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來(lái)發(fā)電，或發(fā)電兼供熱的動(dòng)力設(shè)施。反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)換成熱能，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)施，通常稱(chēng)為核電站。

世界上核電站常用的反應(yīng)堆有輕水堆、重水堆和改進(jìn)型氣冷堆及快堆等，但使用最廣泛的是輕水堆。按產(chǎn)生蒸汽的過(guò)程不同，輕水堆可分成沸水堆核電站和壓水堆核電站兩類(lèi)。壓水堆是以普通水作冷卻劑和慢化劑，它是從軍用堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的最成熟、最成功的動(dòng)力堆堆型。壓水堆核電站占全世界核電總?cè)萘康?0%以上。

核電站用的燃料是鈾。用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)，并通過(guò)電網(wǎng)送到四面八方。