核动力发动机运行原理图,核动力轮船发动机原理

首页 > 汽车 > 作者:YD1662023-04-25 00:12:16

压水堆中,核燃料芯块是装入一根有几层金属的管子中,构成核燃料棒

而在钍基熔盐堆中,由于核燃料自身就是熔融状态,所以也就无需专门制作固体燃料组件,这节约了成本

既然这么多优势,为何没见商用?

实际上,熔盐堆的研究是很早的,上世纪40年代末,美国空军为了研制能持续在天上飞行数天的核动力轰炸机, 1946年5月28日,美国空军启动核动力轰炸机NEPA计划,1951年5月,NEPA计划被ANP计划取代,研究方向同样还是核动力飞行,而其动力之源就是熔盐堆。

核动力发动机运行原理图,核动力轮船发动机原理(5)

飞机上的核动力发动机基本原理

冷空气从右下方抽入,通过上图的绿色管道,经过熔盐堆,被强力加热后,从红色管子流向发动机尾部,向后高速喷出,以提供推力。

美国橡树岭国家实验室承担了ANP计划中核能发动机的研发任务,他们于1954年建成第一个小型熔盐堆实验装置,运行最高温度达到 871℃,美国核物理学家阿尔文·温伯格,他在《第一核纪元》一书中说,这在当时是人类首次将核反应堆运行到如此赤热的状态

1954年建的这个熔盐堆虽然没有使用钍,但它证明了熔盐堆的可行性。1966年初,另一个设计功率10兆瓦的熔盐堆建成并成功运行,这时,钍成为了其中的核燃料,这个钍基熔盐实验堆运行很平稳,除了必要的维护而临时停堆外,它一直运行到了1969年12月,后因经费问题才彻底停堆。

之后,远程轰炸机的作用逐渐被战略弹道导弹满足,另一个原因是,当时还是冷战期间,而钍基熔盐堆不像重水堆那样,既能发电,还能从中提取核燃料造原子弹。所以,钍基熔盐堆逐渐受到美国冷落。

温伯格参与了美国熔盐堆的研究,他对此当然耿耿于怀。有一次他说:“这个国家现在一意孤行的要发展快增殖堆,这让其他堆型的发展变得不可能,特别是熔盐堆,希望联合委员会能改正这个错误。”

如今,时代变了,从冷战时期的要大力造核武器,变成了现在的要努力防止核扩散。

因此,钍基熔盐堆正在被越来越多的国家所重视

核动力发动机运行原理图,核动力轮船发动机原理(6)

中科院经过7年多的研究和攻关,已突破熔盐堆各项关键技术,2017年11月7日,中国科学院与甘肃省共同签署“钍基熔盐堆”项目合作框架协议,预计两年后,也就是2020年左右,甘肃的钍基熔盐实验堆将有望建成。

出品:科普中国

制作:寒木钓萌

监制:中国科学院计算机网络信息中心

核动力发动机运行原理图,核动力轮船发动机原理(7)

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