御女高手量子反应堆,让核动力飞机从不可能变成可能-国际核电的那些事

量子反应堆,让核动力飞机从不可能变成可能-国际核电的那些事

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稍微了解核动力飞机历史的人,都知道这个玩意儿(至少过去)并不靠谱。
冷战初期,苏联和美国都投入了大量的人力物力研究核动力飞机。从1955年开始,苏联就在“核粉”赫鲁晓夫的支持下,利用“图-95”熊式远程战略轰炸机为载体研究核动力飞机。而同一时期,美国也利用“B-36”战略轰炸机研究核动力飞机。两国在核动力飞机上的竞争激烈程度,丝毫不亚于不久后两国在航天领域的竞争。

美苏的核动力飞机
然而,经过十多年的研究,虽然两国的试验飞机甚至都带着反应堆飞上了天空(并没有进行核动力飞行),但是事实表明,在那时的技术条件下,核动力飞行并不靠谱。
核动力飞机不靠谱主要有以下几点:
首先是飞机载重量小。即使是大型的军用运输机,其载重量通常也仅仅几十吨而已,而一般的反应堆的重量动则数十吨,若装备在飞机上,飞机基本上装不下别的东西了。
其次是反应堆恐怖的放射性。核动力飞机为屏蔽放射性,保证机组人员安全,必须给反应堆装备很厚的屏蔽层,这也再次增加了飞机的载重量。而且,即使重重屏蔽,在飞机上狭小的空间上,人员依然会受到放射性的伤害。当年苏联试验核动力飞机的时候,试飞的机组人员就大都受到了辐射伤害。
再次,便是安全性。我们都知道核泄漏的厉害,而核动力飞机的研制初衷就是军用。即使飞机研制成功,别说战争时期,即使在和平时期,核动力飞机只要飞上天,地面上就不知道多少导弹在瞄着它。核动力飞机犹如一座座在天上飞着的,随时都有可能被击落的,会发生严重核泄漏的反应堆。谁敢让这些反应堆在自己的头顶上飞来飞去。
最后,便是核动力飞机的可靠性问题。我们知道,反应堆若发生重大故障,必须争分夺秒紧急处理,否则堆芯很快就会熔毁,造成不可逆的可怕后果。如果核动力飞机在天上突然发生冷却剂泄漏事故,根本没有时间飞到设施完善的地方进行急救,只会将放射性物质从天上倾泻而下。这种情况若发生,将比人类历史上已知的任何核事故都还要恐怖。

核动力飞机的反应堆
鉴于以上原因,美苏两国虽然在核动力飞机上研究多年,但是最终都放弃了核动力飞机这个疯狂的想法。
难道,人类真的无法实现乘坐核动力飞机飞行的梦想吗?
当然不是!
虽然核动力飞机被试验验证不靠谱,但科学家们却依然对核动力飞机很感兴趣。这是由核动力飞机的优点决定的。马克思主义辩证唯物主义告诉我们,事物都有两面性,当一件事物的缺点很突出时,那这件事物优点也必然很显著。比如核动力飞机,虽然它有着上述很多的缺陷,但是其优点也十分显著。
例如,核动力飞机可以长时间(几周甚至几个月)在天空巡航而不用补充燃料,实现超长待机;同时,核动力飞机利用核能做动力,几乎不产生任何温室气体,十分的环保;更吸引人的是,核动力飞机的燃料经济性高,飞起来省钱,如果有朝一日能实现核动力飞机商业运输,那飞机票自然变得十分便宜。
但是,毕竟核动力飞机的安全性问题如此之大,人类真的能研制出安全可靠的核动力飞机吗?
当然能,毕竟人类脑子聪明,技术也在不断进步。量子反应堆的出现,让人类再次看到了制造核动力飞机的希望。
上世纪90年代,美国德克萨斯大学的科技人员在用X光对铪-178这种金属进行照射时,意外发现这种金属会释放出很强的γ射线。这些γ射线是铪-178受到X射线照射后,铪-178核外电子从高能级向低能级跳跃时释放出来的(核外电子从高能级向低能级跳跃时会发射量子)。

金属铪(ha)
这个重大发现首先被军事科技人员注意到了,他们的第一反应是制造比中子弹更加清洁的核弹,而他们的第二反应,便是建造量子反应堆,然后建造核动力飞机华波波
量子反应堆的结构简单,主要包含两部分,一部分便是X光机,用来发射X光,另一部分是堆芯,也就是-178靶。在量子反应堆运行的时候,X光照射堆芯,堆芯释放强大的γ射线。然后通过能量转换装置,将γ射线转为驱动飞机的能量。量子反应堆结构简单,体积小,很好的解决了反应堆的轻量化问题。
量子反应堆安全性很高,因为反应堆是靠X光驱动的,因此,只要关闭X光机,反应堆便会自动停堆,反应堆停堆后堆芯的γ射线将很快停止释放,不会像普通反应堆那样停堆后还会因自身的衰变热发生堆芯熔毁。同时,量子反应堆的原理与我们目前反应堆的原理并不相同,在运行过程中并不涉及核裂变反应,因而不会产生额外的放射性物质,在坚固的外壳的保护下,即使飞机坠落,堆芯也不会受到致命损害,可以很方便的进行回收。
同时,铪178虽然也具有放射性,但是其半衰期只有31年,且不会发生裂变反应,即使被恐怖分子获取,也很难用于制作脏弹,更不可能用来制造核弹。
虽然γ射线也是一种强辐射射线,但是由于量子反应堆只会释放γ射线,大量的γ射线会转化为动能,余下的γ射线只需要建造针对性的屏蔽层,即可很好的屏蔽辐射。这样,辐射问题就解决了。
在无人机技术发达的今天,科学家们首先想到的是制造核动力无人飞机。美国在本世纪初即开始利用“全球鹰”无人机进行核动力改装,并且已经取得试航许可。改装后的“全球鹰”无人机将是全球第一款核动力喷气式无人飞机。
这种无人飞机的动力结构主要包括太阳能电池板,X射线机,喷气式引擎,铪178堆芯,热交换器。利用核动力飞行时,太阳能电池板为X射线机供电,驱动X射线机,X射线机产生的X射线保持铪178 的运行,堆芯释放出来的大量的γ射线加热热交换器中的空气,空气加热膨胀后进入引擎,和普通引擎一样,热空气从引擎后部喷出,驱动飞机飞行。

核动力全球鹰的结构
为了保证安全,在飞机起飞和降落阶段,核动力飞机依然用常规动力驱动,只有达到巡航高度后,飞机才使用核动力驱动。
这种飞机研制成功后,御女高手“全球鹰”将成为“不知疲倦的全球鹰”。
有人问,我国有没有制造核动力飞机?当然有!
在铪178的量子反应发现不久,我国就注意到这种现象对于制造量子反应堆和核动力飞机的重要意义。然而想要制造核动力飞机,首先你得能制造常规动力的大飞机。当初我国并没有成熟的喷气式大(中型)飞机技术,因此我国的核动力飞机研究一直处于理论研究阶段。
十多年前,我国开始规划大飞机项目的时候,很多科技工作者就已经在进行核动力飞机的研究和论证了。不久前,我国军用和民用的大飞机都相继研制成功,这为我国核动力飞机的研制提供了可靠的载体。可以肯定的说,以我国科技研究稳打稳扎的性格,不久的将来,我国的核动力飞机也将翱翔蓝天。
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