“卡西尼”号已用核电池作为能源

未来的月球探索者将背着箱式核电站建立太空基地

箱式核电站

未来的火星探索者将随身背一个箱式核电站

在日本核泄漏的阴影尚未消除的时候,美国科学家发出惊人之语,未来人们可以背一个箱式微型核电站移民外星球。多层外壳的核电站尚不能完全屏蔽核辐射,小小的一个箱子就能让人不受到核辐射吗?美国科学家说可以,因为那不过是一个微型核电站,比大型核电站容易控制。

　　发电功率达40千瓦

　　与大型核电站数10万千瓦以上的发电功率相比,箱式核电站的确很平常,它只有40千瓦的发电功率。美国能源部爱达荷国家实验室科学家詹姆斯·沃纳尔却表示,不要小看这40千瓦的功率,它可以为现有的各种太空探测器提供足够的能量,将是未来太空探测的重要能源之一。国际空间站上有几对长长的翼型太阳能电池阵列,它们产生的功率也不过是30~32千瓦,但是这些功率足够国际空间站的日常用电。如果换成箱式核电站,一个就足够了。

　　当然,箱式核电站听起来很厉害,它实质上还是放大版的核电池。其实,制造核电池并非是什么新鲜技术,目前已经有一些太空探测器用上了核电池。比如,探测土星的卡西尼号探测器用的就是核电池,不过它的核电池功率很小,只有670瓦。如果卡西尼号能安装40千瓦的箱式核电站,那它就比现在威风多了,它就能获得足够的动力驱动更强大的发动机,到更远的深空中去探测。

　　可持续发电8年

　　箱式核电站的高度为76厘米,宽度为46厘米,厚度为30厘米,净重只有10千克,非常适合随身携带。在科学家的设想中,箱式核电站的诱人之处不仅在于可以为太空探测器提供更强大的能量,而且可以让航天员随身携带,为航天员将来探索外星球和建立外星基地提供足够的能量。

　　未来人们要移民外星球,核电将是一种最主要的能源。在多个科学家的设想中,未来的月球基地可能建在月球已有的一些洞穴中,此时箱式核电站将成为月球基地的重要能源。在经常发生沙尘暴的火星上,箱式核电站比太阳能电池更有效。

　　此外,箱式核电站还可以为功率较大的产氧装置提供能量,让航天员源源不断地获得维系生命的氧气。一个箱式核电站可以连续不断地释放能量,而且持续时间长达8年。

　　多种措施保障安全

　　箱式核电站仍然是采用传统的核裂变方式来获得能量,所采用的裂变原料是氧化铀:而没有采用不少人期盼的更加安全的核聚变技术,因为目前的核裂变技术尚不成熟。

　　我们知道,核裂变会不断产生热量,如果不对核燃料棒及时冷却,燃料棒可能熔毁,核电池可能爆炸,放射性物质随之泄露而造成核污染。正因为担心核电池会爆炸,1997年,美国航天局准备发射卡西尼号时,便有数百名示威者在场抗议,他们认为探测器中核电池因为没有冷却系统可能爆裂而产生危机。

　　不能说核电池一点没有泄露危险,但是科学家对核电池的冷却自有一套安全之法应对,最新研制的这种箱式核电站将用钠钾合金作为冷却物质,这种合金会吸收核裂变产生的热量而熔化成液体,并把热量转化为电能输出,然后凝固。这样,就可用钠钾合金形成一个吸热发电的循环冷却系统,既可利用核裂变能,又防止了可能发生的核泄漏。

　　除了冷却物质外,箱式核电站还有多层防辐射物质泄露的壳体。当然,不能说现有的核电池技术就是绝对安全的,科学家正在努力进一步提供核电池的安全性。科学家也表示,核裂变的确不是最佳的核电利用方式,如果未来核聚变技术能够成熟,箱式核电站将采用核聚变技术。

　　研究人员表示,与太阳能电池相比,核电池在太空探测中的优势十分明显:核电池体积小、重量轻,核电池在多种恶劣环境下都可以发电,核电池更便于携带。美国航天局也表示,未来将逐步用微型核电站代表航天器上的太阳能电池板。除了用于太空探索外,箱式核电站还可以作为地球上救灾和野外考察的应急电源。