核电站怎样在太空运行？

早在1965年，美国发射了一颗装有核反应堆的人造卫星，首次将其送入太空。

1978年1月，苏联军用卫星“宇宙”254因其控制机制失灵而坠入大气层，成为散落在加拿大西北部的许多小碎片。

由于碎片污染环境，影响人类健康和生物生存，加拿大*提出*，并要求赔偿损失。

核反应堆安装在人造卫星上，主要用于提供重量轻、性能可靠、寿命长、成本低的电能。

卫星通常配备有各种电子设备，包括电子计算机、自动控制装置、通信链路、电视摄像机和传输系统等。，这需要大量电能。对于用来探测火星、木星和其他恒星的星际飞船来说，电子设备越来越复杂，往返需要几年到十多年的时间。在此期间，我们将与地球保持持续的联系。因此，用于这种航天器的电源要求更大的容量和更可靠的性能。

人们首先在人造卫星和宇宙飞船上使用燃料电池。虽然这种电池工作稳定可靠，能够提供所需的电能，但成本高，使用寿命短，不能满足长期使用的要求。

后来，人们使用太阳能电池作为人造卫星和宇宙飞船的能源。然而，当卫星在地球背面或月球上运行了一个漫长的夜晚(一个“月夜”相当于地球上的14天14夜)，或者飞向远离太阳的其他行星时，太阳能电池根本无法工作。

此外，即使在阳光条件下使用太阳能电池，当需要提供大容量电能时，仅电池的集光板就有数千平方米之大，这在太空飞行中显然是很难做到的。

因此，人们终于找到了人造卫星和太空飞行器的理想动力源——太空核反应堆。

在核反应堆被用作宇宙飞船的能源之前，核电池也被广泛使用。

迄今为止，这种核动力源已被世界各国的一些航天器广泛使用。

核电池的使用寿命一般可达5-10年以上，容量可达数十至数百瓦。然而，与空间核反应堆相比，它的电容微不足道。

太空核反应堆的容量可以达到500瓦到几千瓦，甚至高达100万瓦。这样，对于一些需要越来越多能量的航天器来说，选择核反应堆作为能源是很自然的。

空间核反应堆的工作原理基本上与地面核反应堆的工作原理相同，只是前者由于用于空间飞行而需要小尺寸、便携性和实用性。

为此，用于太空核反应堆的燃料是纯铀235。核反应堆及其控制装置大约有2公斤西瓜那么大。在反应堆运行期间，将产生热能。含有液态金属(如汞或钾钠合金溶液)的管子将穿过反应堆，液态金属将吸收热量并变成蒸汽，驱动涡轮发电机组发电。它的能量转化率很高，达到30%左右。

然而，涡轮发电机具有非常高的转速，这使得在没有空中维护的情况下很难长时间安全运行。因此，这种方法还没有在实践中得到应用。

后来，一种新的能量转换方法出现了，这就是热离子能量转换。它使用热离子二极管来完成能量转换。

空间核反应堆不仅是航天器和人造卫星的主要能源，也是未来探索和开发月球矿藏的理想能源。