嫦娥五号返回器携带土壤 月球上造核电站还远吗?

2020-12-18 09:19  来源:核闻天下     核能利用  氦-3  核聚变  核燃料

月壤中富含氦-3,目前已探明储量约为100万吨。氦-3是一种清洁、安全、高效的核聚变燃料。如果能解决应用问题,便有可能引发一场能源革命。


今日凌晨传来好消息:

17日1时59分,

嫦娥五号返回器携带月球样品,

在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,

探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功!

紧接着,返回舱身上贴满暖宝宝的图片迅速火上热搜!

并且嫦娥五号任务创造了五项中国首次:一是在地外天体的采样与封装;二是地外天体上的点火起飞、精准入轨;三是月球轨道无人交会对接和样品转移;四是携带月球样品以近第二宇宙速度再入返回;五是建立我国月球样品的存储、分析和研究系统。

1959年1月2日,前苏联发射的月球一号探测器实现了人类探测器首次飞越月球。再到1969年7月,美国“阿波罗11号”飞船成功在月球着陆,宇航员阿姆斯特朗在月球表面留下了人类第一个脚印,人类从未停止过对这位“近邻”星球的探索,并且对带回月壤“情有独钟”。

或掀起下一场能源革命?

月壤中富含氦-3,目前已探明储量约为100万吨。氦-3是一种清洁、安全、高效的核聚变燃料。如果能解决应用问题,便有可能引发一场能源革命。

氦-3的“大本事”是由其自身的特性决定的。它是一种氦气的同位素气体,产生于太阳风,后被月球捕获,吸附在月球的土壤中。经过45亿年的积累,如今月球的土壤中富含氦-3,约为一百万吨到五百万吨。它无色、无味、稳定,是目前被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。

氦-3燃烧可以产生巨大的能量。根据数据显示,每燃烧1千克氦-3便可产生19兆瓦的能量,可为一座城市提供6年的照明。而且氦-3和传统的核燃料相比,更加安全。由于它的热核反应堆中没有中子,所以使用氦-3做为能源时不会产生辐射。

美国NASA提议拟在月球和火星上建造核电站

今年11月,美国国家航空航天局和能源部将向业界征求在月球和火星上建造核电站的建议,以支持其长期探索计划,目标是到2026年先期建成飞行系统、着陆器和反应堆。

美国宇航局空间技术任务理事会表示,计划在本世纪20年代末在开发一个10千瓦级的用于验证的月球表面反应堆系统。该设施将在地球完成制造和组装,然后进行安全性测试,并确保其安全运行。随后,它将与月球着陆器集成,并由运载火箭运送到绕月轨道,利用着陆器降至月面,一旦到达,将准备运行,不需要额外的组装或建造。演示验证预计将持续一年,并最终完成在月球、火星等地的扩展任务。

这个项目成功的关键技术是核反应堆、能量转换、排热和太空飞行技术。一旦这项技术通过验证,未来的系统将扩大规模,或者由多个单元一起,执行探索月球和火星的长期任务。目前,美计划授出多个短期合同,以开发初步设计,然后是后续的大型合同,用于最后的飞行硬件研发。

人类在月球建核电站靠谱吗

NASA太空技术任务局核技术组负责人安东尼·卡洛米诺说,NASA的目标是到21世纪20年代末开发出一个10千瓦级的核裂变电力系统,并在月球上演示。“这一核裂变电力系统的输出功率为10千瓦,可连续不断地工作至少10年。”

具体而言,该设施将完全在地球上制造和组装,然后进行安全测试,确保其正常运转。随后,将该设施整合到月球着陆器内,由运载工具运送到绕月轨道。接下来,着陆器降落至月球表面,到达之后设施无需额外组装或建造即可运行。预计这次演示将持续一年时间。

“低浓缩形式的核燃料将为堆芯提供动力,小型核反应堆产生的热量将被转移到动力转换系统中。动力转换系统由靠反应堆热能工作的发电机组成,这些发电机将热能转化为电力,并将之用于月球和火星表面的用户设备。此外,散热技术对于保持设备正常运行非常重要。”卡洛米诺说,“4套这样的系统,每个提供10千瓦电力,就足以提供在月球或火星上建立前哨基地所需电力。利用核裂变系统在行星表面产生大量电力的能力将使大规模探索、建立人类前哨基地和就地利用资源成为可能。”

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