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美國航空航天局網站5月3日報道,美國航空航天局(NASA)和美國能源部(DOE)國家核軍工管理局(NNSA)宣布,采用斯特林技術的Kilopower反應堆(KRUSTY)已通過初步示範測試,這對未來執行的行星任務來講是一大喜訊。
在太空探索中利用核能早已不是什麼新鮮事。事實上,“好奇號”火huo星xing漫man遊you車che以yi及ji外wai太tai陽yang係xi的de每mei一yi次ci太tai空kong任ren務wu都dou需xu要yao使shi用yong核he能neng。但dan問wen題ti是shi隨sui著zhe太tai空kong任ren務wu計ji劃hua變bian得de越yue來lai越yue宏hong偉wei,用yong於yu太tai空kong探tan索suo的de鈈bu的de庫ku存cun量liang幾ji乎hu耗hao盡jin,現xian有you的de各ge種zhong係xi統tong難nan以yi滿man足zu不bu斷duan增zeng長chang的de需xu求qiu。
為應對此挑戰,美國航空航天局正在研製Kilopower係統。它是一種10千瓦級的動力反應堆,可以連續運行10年而不用換料。該反應堆采用了直徑為6英寸實心鑄造的周圍被氧化鈹反射層包裹的鈾-235堆(dui)芯(xin)。從(cong)反(fan)應(ying)堆(dui)一(yi)端(duan)插(cha)入(ru)並(bing)移(yi)動(dong)碳(tan)化(hua)硼(peng)單(dan)棒(bang)來(lai)控(kong)製(zhi)反(fan)應(ying)堆(dui)的(de)啟(qi)停(ting),反(fan)射(she)層(ceng)俘(fu)獲(huo)逃(tao)逸(yi)的(de)中(zhong)子(zi)並(bing)把(ba)它(ta)們(men)彈(dan)回(hui)堆(dui)芯(xin),提(ti)高(gao)了(le)自(zi)調(tiao)節(jie)裂(lie)變(bian)反(fan)應(ying)的(de)效(xiao)率(lv)。直(zhi)到(dao)被(bei)活(huo)化(hua)之(zhi)前(qian),堆(dui)芯(xin)僅(jin)具(ju)輕(qing)微(wei)放(fang)射(she)性(xing)。
Kilopower係統采用模塊化設計,因此,自持式反應堆裝置及其斯特林發電機可以結合在一起,為太空探測器或火星前哨站供電。僅需4個這樣的反應堆裝置就能滿足火星前哨站的電力需求。
這種反應堆可不依賴於其環境獨立工作,因此可以得到廣泛應用。與太陽能發電係統不同的是,黑暗對Kilopower係統沒有任何影響,因此,這對執行月球探測任務是非常理想的,因為月球上的夜晚持續時間相當於地球的14天。
對Kilopower係統的測試從2017年11月到2018年3月在內華達國家安全場區內進行。核軍工局洛斯阿拉莫斯國家實驗室的反應堆首席設計師David Poston稱(cheng),在(zai)內(nei)華(hua)達(da)進(jin)行(xing)的(de)測(ce)試(shi)目(mu)的(de)是(shi)驗(yan)證(zheng)這(zhe)種(zhong)反(fan)應(ying)堆(dui)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)及(ji)其(qi)在(zai)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。在(zai)反(fan)應(ying)堆(dui)不(bu)發(fa)電(dian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),進(jin)行(xing)了(le)兩(liang)次(ci)設(she)備(bei)測(ce)試(shi),第(di)三(san)次(ci)試(shi)驗(yan)測(ce)試(shi)了(le)逐(zhu)級(ji)提(ti)升(sheng)功(gong)率(lv)。最(zui)後(hou)一(yi)次(ci)測(ce)試(shi)持(chi)續(xu)了(le)28個小時,滿功率任務模擬包括反應堆啟動、逐步達到滿功率、穩態運行和停堆。
從目前看,該項目在很大程度上仍是概念性的,但希望通過其成功示範將推動把該係統納入到2020財年的技術示範任務計劃中。
航空航天局格倫研究中心的Kilopower首席工程師Marc Gibson表示:“我wo們men已yi對dui該gai係xi統tong進jin行xing了le一yi些xie測ce試shi,並bing證zheng明ming了le該gai係xi統tong正zheng如ru我wo們men設she計ji的de那na樣yang是shi可ke行xing的de。不bu論lun我wo們men把ba這zhe種zhong反fan應ying堆dui置zhi於yu任ren何he環huan境jing中zhong,它ta都dou表biao現xian良liang好hao。”

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