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核能也疯狂:核动力飞机和火箭

2016-02-22 09:17来源:科普中国作者:寒木钓萌关键词:核动力核能安全系统核电技术收藏点赞

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见识了核威力后,人类对于核武器的发展是抵制的,并一直在努力防止核扩散。

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

打开了原子的大门,进入了核的世界,人类异常兴奋,就像一个小孩第一次学会自行车,认为可以骑行到任何地方。

核武器的研制和发展主要来自一种安全上的需求,就像马斯洛需求层次理论,它属于比较底层的需求,见识了核威力后,人类对于核武器的发展是抵制的,并一直在努力防止核扩散。

核能也疯狂:核动力飞机和火箭

马斯洛需求层次理论

而核能的和平利用则是一种自我实现式的高级需求。除了核电站,各国都希望核能可以做得更多一些,他们希望建造一艘排水量超过10万吨,50年不用换燃料的大船,成功了,这就是航空母舰,还有核动力商船、破冰船,也成功了。

核动力破冰船

他们还希望建造一艘可在深海潜游的大船,也成功了,这就是核潜艇。

到这里就止步了吗?那是不可能的,科学家们还希望建造能在天上绕地球飞几十圈而不用降落的飞机,这就是核动力飞机。

 核动力飞机畅想图 

核动力飞机

二战还没有结束,准备用原子弹终结二战的“曼哈顿计划”还在如火如荼地进行时,著名科学家费米就对那些科学家说,除了原子弹,大家也不要忘了研制核动力飞机。

果然,二战刚结束,核动力飞机的研制工作还真就大张旗鼓地上马了。

美国研制核动力飞机,出发点是想造出高性能的远程战略轰炸机,绕地球转十几圈也不用加油,这诱惑是如此的大,这种飞机能摆脱对大量机场的依赖,摆脱对空中加油机的依赖。如果改装成核动力运输机,那效率也是没得说。

前苏联呢,他们的动力更大,那时,苏联还没有航程很远的轰炸机,所以苏联领导人非常希望能研发出一种可以轻松飞到美国任何地方的上空,进行轰炸后,还能返航的轰炸机。

1946年5月,由美国空军主持,核动力飞机开始启动,到1948年时,美国空军已为此投入了1000万美元。

苏联对核动力飞机的行动在早期只是只停留在报告上,直到后来,苏联得到情报,美国正在研制一种名为 NB-36H的核动力飞机,且进展顺利。于是,苏联领导人也慌了,下令研制!

如何提高动力?

美国的设计方案中,有两种驱动方式。

第一种是,飞机在天上飞行时,反应堆启动,加热堆芯周围的液态金属,接着让高速气流与高温液态金属接触,于是气流变成高温高压气体,经过导流,这些气体通向各个引擎的增压涡轮,最后喷出产生后推力。这种设计是一种混合动力,即飞机起降时发动机使用的还是燃油,爬升至高空后,才切换为核动力。为什么起降时不使用核动力?因为高速气流通过堆芯的液体金属,再排出,核污染比较严重。

第二种方案是,空气不直接进入堆芯,而是使用热交换器加热空气。热交换器里面有水或者液态金属,它们循环流动,不断把热量从堆芯带出来,并加热从外面通过的空气,如此往复。

苏联的设计在细节上稍有不同,但本质上都差不多。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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