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Military版 - 中国自研月球车迈大步:装载核动力装置
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话题: 电池话题: 月球车话题: 238话题: 自远话题: 欧阳
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w*********g
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自研月球车迈出大步:将装载核动力装置
来源: tttw 于 2012-08-12 18:12:11 [档案] [博客] [旧帖] [转至博客] [给我悄悄
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自研月球车迈出大步:将装载核动力装置
论坛出处:西陆中国军事
作者:猛禽之痕
时间:2012-08-12 09:52:12
本周登陆火星的“好奇号”探测器此刻正在遥远的红色土地上张望。对“非专业航天爱
好者”来说,要从外形上区分“好奇号”和它的前辈、比如“勇气号”“机遇号”,其
实远比想象来得简单:
“好奇号”身上,那对早已被视为太空飞行器标志的“翅膀”——太阳能电池翼片——
消失了。
收起惯常的“翅膀”,正是为了飞得更远。“好奇号”是人类建造的首辆核动力火星车
。而且,随着人类不断走向深空,航天器对核能的依赖也会越来越大。
事实上,将于明年随“嫦娥三号”登月的我国首辆月球车,也将装载核动力装置。这将
使我国成为继美俄之后,第三个将核动力应用于太空探测的国家。
核能利用也可以“微型化”
普通人也许惯于将核能与核电站、核潜艇等“大家伙”联系在一起,但中国探月工程首
席科学家、中国科学院院士欧阳自远告诉记者,在航天器上,核能是以另一种“微型化
”的方式被利用的。“好奇号”上搭载的核动力装置,是一枚重约45公斤、发电功率
140瓦的核电池。
原理并不难解释:电池中的放射性核燃料不断进行衰变,释放出热量;经过温差热电转
换器的作用,最终形成电流。
与核反应堆靠的是裂变反应发电不同,核电池基于衰变反应,能量释放远不如裂变剧烈
(不加控制的裂变就是核爆炸)。
但衰变释放的能量也不容忽视。日本福岛核事故中,抢险人员之所以要迅速重建被破坏
的堆芯冷却系统,就是为了导出核燃料衰变产生的热量。否则,高温会熔解金属保护壳
,导致严重核泄漏。
欧阳自远告诉记者,无论是“好奇号”,还是中国的月球车,核电池中使用的燃料都是
钚238。钚238的半衰期有80多年。这个时间足够长,使钚238能支撑电池持续工作几十
年。
上海空间电源研究所研究员李国欣告诉记者,钚238衰变时,表面温度可以达到五六百
摄氏度,足以让钚金属块呈现出炽热的红色。在核电池中,它相当于一个热源。这种核
电池,更规范的名称是“放射性同位素温差电池”。它的能力虽不足以让火箭升空,却
可以用于小规模供电,比如,让火星车以低速移动,并与地球通话。
让飞行器对恶劣环境“免疫”
李国欣告诉记者,对深空探测来说,核电池意义重大。在太空中,飞船能依靠的只有太
阳能与核能。飞船距离太阳越远,阳光越是微弱,太阳能电池板的发电能力就越低;为
保证飞行器的能量供应,就需要应用核电源。
欧阳自远表示,“好奇号”火星车自重近1吨,大约是2004年登陆火星的“机遇号”和
“勇气号”的5倍,对能量的需求也更大。核电池不仅不受光照影响,对其他恶劣的外
部环境,比如真空、极冷、极热、宇宙辐射等,也基本“免疫”。
欧阳自远告诉记者,我国的月球车实际上同时使用太阳能和核能作为能源。月球的自转
一周是28天,等于说一个“月球夜”会持续14天。黑暗中的月面,温度骤降到零下100
多摄氏度,为防止车载仪器被冻坏,休眠中的月球车就得靠核电池的能量来保温,并维
持与地面的通讯。而一旦新一个白昼来临,太阳能电池就能重新驱动月球车工作。据了
解,从上世纪中叶起,核电池就在太空领域应用。但随着美苏太空竞赛的冷却,人类探
索深空的脚步放缓。而在近地轨道,核电池的性价比不及太阳能发电。此外,目前全球
钚238主要产自俄罗斯,燃料来源的局限也拖累了核电池的应用。
中国自主研发迈出大步
据欧阳自远介绍,我国月球车搭载的核电池,是由中国原子能科学研究院牵头研发的。
记者没能采访到中国原子能科学研究院的相关负责人。但从该院官方网站上,同样可以
收获不少信息。综合该网站过去几年陆续刊登的文章,从2004 年开始,该院正式启动
航天用同位素电池的研发;到2006年,研制出我国第一颗钚238同位素电池;2008年通
过了专家组的鉴定。这颗电池的研制成功,填补了我国长期以来在该研究领域的空白,
标志着我国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。
-
据原子能院的官网文章介绍,第一颗“国产”同位素电池的各项指标均超过了预期要求
,研制全过程安全无误,功率为百毫瓦级。
虽然功率与“好奇号”电池的140瓦左右的功率还有距离,但据欧阳自远介绍,只要研
发成功第一颗电池,就可以说突破了同位素发电的主要技术难点。今后,如果要做大功
率,只需相应地增加核燃料钚238的使用量。他表示,在我国未来的深空探测计划——
比如火星探测中,核电池可能发挥越来越大的作用。(记者 张懿)
N4
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吹牛

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【在 w*********g 的大作中提到】
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s****r
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把欧阳丢到月亮上做块腊肉更靠得住

自研月球车迈出大步:将装载核动力装置来源: tttw 于 2012-08-12 18:12:11 [档案]
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a**h
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哪位解释一下温差如何产生电能
y*h
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自己搜“热电偶”

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c*****t
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小破熊最近工作热情不高啊。what is wrong? are you ok man?
w*********g
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I was on Olympics BBS, man

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厉害!

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