微型核动力汽车

微型核动力汽车 以现在的技术,能制造核动力汽车吗?

以现在的技术,能制造核动力汽车吗?

以现在的技术,能制造核动力汽车吗?

已经有核动力汽车了,更不用说现在的技术了。早在1958年和1959年,就出现了Simca Fulgur、Abel Symetric和福特Nucl以现在的技术,能制造核动力汽车吗?

目前我们用的是核电的工艺,可控链式核反应的核燃料安装在反应堆里。核反应产生的热能作为电站的热源,蒸发水分后带动汽轮机,汽轮机带动发电机,发电机发电。

其实核反应的原理很简单。原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成。

当铀-235的原子核受到外部中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子,成两个质量更小的原子核,同时释放2-3个中子。这种裂变产生的中子会轰击周围的铀-235原子核,引发新的裂变。这样下去,就是裂变的连锁反应,会产生大量的热能。只有用循环水(或其他物质)带走热量,才能防止反应堆因过热而烧毁。衍生出来的热量可以把水变成蒸汽,推动汽轮机发电。

所以这是它需要足够的水来循环,所以核电站基本都建在水资源方便获取的河流和海滩上。

因为高速中子会散射,为了增加和减少中子轰击原子核的几率,需要有控制设定来控制反应过程,调节反应速度。一般用硼、碳化硼、镉、银、铟、镉(能吸收中子)制成的控制棒来控制反应堆中的中子数,是核反应堆的控制设施。控制棒插入时可以吸收辐射中子,完全插入时可以终止其裂变反应。

铀及其裂变产物具有很强的放射性,会对环境和生物造成很大的危害,应采取可靠的防护措施。例如,密封的燃料包裹的外壳应该能够抵抗高压和高温腐蚀以及闭环系统。防护措施既要防止辐射泄漏,又要有冗余的防护安全设施,如硼水紧急停堆系统、高压注水系统、消氢系统等。反应器外围还应设置安全壳,避免反应器泄漏,直接暴露于外界环境造成污染。(切尔诺贝利事故是为了节约成本,外面没有安全壳,导致放射性污染物直接进入环境,造成数百公里的污染。)

因此,我们知道核能发电系统需要:

核燃料、冷却系统、水循环系统、控制设施、保护设施、安全冗余设施、蒸汽循环系统、汽轮机和发电机。

如果要将核燃料安全地用作动力,这些设施是必要的,这意味着整个核电系统的小型化在实践中非常困难。

以核潜艇为例。这是目前最小的实用核动力航母。它的核动力舱所需的水资源可以很容易地从海里提取,但体积仍然不小。

例如, 标准普尔长征一号 "2013年退役的核潜艇后来被改建成核潜艇展览馆,在青岛海军博物馆正式向公众展出,其核反应堆有一辆公交车那么大。

当然,如果只是想造核弹,只需要核材料,一个外壳和中子激发装置,其他什么都不需要,不需要冷却,不需要水,不需要控制和安全设备,所以可以做得很小。

美国在冷战时期研制的W54核弹头,直径27cm,长40cm,重23KG,可以背包携带。

回到正文,小型车辆可以用核电吗?

答案是肯定的,如果你不怕核污染的话。

历史上,曼哈顿计划于1942年启动。仅仅经过三年的研究,1945年7月16日成功测得第一次核爆炸。

爆炸后的第六年,在第一 "问号会议及1950年,美国陆军提出了TV1核动力坦克计划。

核动力坦克的设计目标和新能源汽车一样,都是为了长续航,不用加油。以至于核动力坦克也能在后勤薄弱的地区发动钢铁洪流。

那时候,还没有核电辐射多少令人肃然起敬的军人甚至在坦克上加装了咖啡机等高能耗设备来提高士兵的舒适度,因为核能可以解决一切能源问题。

这种类型的坦克也有常规能源版本。TV1的兼容版本——TV8 tank最初搭载的是克莱斯勒V8发动机。如果配备微型核反应堆,可以解决续航问题,不加燃料行驶数万公里。

然而,坦克可以 不要像军舰和潜艇那样使用厚保护层来隔离辐射。坦克里的核反应堆无时无刻不在辐射内部成员,水源也是个问题。在强辐射下,即使不考虑船员的生命健康,也必须每两个小时更换一次船员,但这样会大大增加后勤压力。另外,如果坦克被摧毁,必然会发生大规模的核泄漏,对周围的士兵和环境都是有害的。

在多重因素的叠加下,该项目最终被否决。

除了核动力坦克,实际历史上也出现过核动力汽车。早在1957年,福特就推出了概念车Nucleon。

这辆车还用水冷却反应堆,用热蒸汽驱动车辆,甚至提出了在加铀站加油的想法。看到这里,是不是很熟悉,就像现在的加氢站...

但在当时的核春时代,人们以为找到了真正无害的能源,从上到下都没有考虑核辐射的严重性。

1950年甚至出现了一个叫吉尔伯特U-238原子能实验室的玩具,里面装的是辐射很强的真铀矿石。

孩子们可以玩由铅210和钋210组成的α粒子,由钌106组成的β粒子和由锌65组成的γ射线,它们被简单地包装在一个透明的玻璃罩中,没有任何保护。那时,孩子们可以在家里观察到真正的核裂变。

两千年后,凯迪拉克和奥迪也推出了核动力的概念车型。

奥迪Mesarthim F-Tron Quattro是一款核动力超跑。虽然是核能驱动,但是是新能源车。因为车辆是由核能转化的电能驱动的。堪称续航时间最长的新能源车,一克燃油可以连续跑两年。

最重要的是,奥迪甚至完成了反应堆的操作,成功产生了能量!

凯迪拉克WTF是2009年送给凯迪拉克的百年礼物。使用钍燃料,英文全称是世界钍燃料,缩写是WTF。

这个WTF一个燃料续航里程161万公里,真的是WTF的意思。你知道,我 恐怕许多燃油汽车可以 在报废之前,我不会跑这么长的里程。然而,尽管奥迪 美国的核动力汽车可以提供动力,它遇到了与TV8坦克同样的问题,它可以 不要把核辐射隔离到它的成员或解决水源问题。

所以这两款车最后都在图纸上讨论过,或者说也造出了概念车的结构,进行了核反应堆的小型化设计,但是最后,仍然没有变成可以上路的车。

总体而言,根据现有的安全技术,考虑到临界质量和辐射防护,以及潜在的高强度辐射泄漏的危险,现阶段不可能在新能源汽车这种小型载体上使用传统核电,尤其是采用传统的利用水蒸气将核能转化为电能的,对水资源的依赖性极大。而车辆在路上行驶,一路上不可能得到大量的水来发电。