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俄为核动力飞船反应堆组装出“热源”

科普小知识2022-08-05 13:21:57
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新华社——为了飞得更远、更快,研究人员一直在为核动力航天器付出艰苦的努力。最近,这一领域的研究和发展取得了实质性进展:俄罗斯研究人员组装了一个“热源”——核燃料放热元件——为未来的核航天器反应堆服务,随后的一系列试验将于今年开始。

几天前,俄罗斯能源技术研究与设计研究院的首席设计师、该组件的主要设计者切雷普宁告诉媒体,未来的星际航天器应该考虑核动力装置。该研究所起草的核电厂计划于2009年获得俄罗斯总统领导的现代化和经济技术发展委员会的批准,核电厂设计草案于2011年底定稿。

根据设计,这个核电站将使用小型气冷快堆。所用的核燃料是浓度高于普通核电厂燃料的高浓缩铀二氧化铀。二氧化铀核裂变后,将产生极高的热能,这些热能将通过反应堆中的放热元件和气态热载体被输送到反应堆外部。这个重要的组成部分是由俄罗斯联邦能源署下属的研发机构在本月早些时候组装的。目前世界上没有类似的组件。

切雷普宁说,俄罗斯最终将生产一座兆瓦级核电站,其运行温度比类似的常规核电站高约1000摄氏度。为了适应这种高温,反应堆放热元件的外壳将由钼制成的难熔金属单晶熔化材料制成。从反应堆获得的热能将驱动涡轮机组发电,所产生的电力将持续供应给喷气发动机使用。

发动机中的氦-氙混合物将通过电离产生离子流,核动力产生的强电场将推动离子流向航天器后部并高速喷出,从而获得喷气推进,使航天器能够在较短的时间内飞往火星等太阳系的行星,或在近地空间飞行较长的时间。在这个过程中,没有辐射会被释放到太空。据估计,这样制造的电喷发动机的单位推进力是化学燃料发动机的20倍。