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有核動力航母、潛艇、電站,為什麼沒有核動力載人飛船和太空站呢?
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  • 1 # 威吶解析

    核動力系統目前已在軍事領域得到廣泛應用,除了核動力艦艇以外,部分國家還研發國核動力飛機、核動力魚雷、核動力導彈等,去年3月俄羅斯總統普京在國情諮文中提到2款核動力武器,即水下“波塞冬”核動力魚雷(潛航器)和空中的“海燕”核動力巡航導彈。雖然核動力技術在軍工領域有不斷擴充套件的趨勢,但個人認為核目前的核動力技術還打不到應用於載人飛船或者空間站的水平。俄羅斯“波塞冬”核動力魚雷結構組成

    俄羅斯“波塞冬”核動力魚雷巡航示意圖

    普京在2018國情諮文中提到核動力導彈

    核動力在航空、航天器驅動方面原理上可行的技術路線主要包括以下三種形式:

    1)利用核反應裝置中核燃料的裂變或者聚變產生大量熱能加熱推進劑使其快速膨脹,高速從尾部噴出產生推力,這種方法也是從技術上最容易實現的方式;冷戰時期美國曾研製過核動力飛機NB-36H,並進行了飛行試驗,即是採用的這一技術路線, 利用核反應堆產生的熱量加熱空氣使其從尾部高速噴出產生動力。但由於核反應堆放射性很強,因此,對飛行員座艙進行了特殊設計,採用鉛和橡膠層層包裹,單單一個飛行員座艙就重達12噸!

    美國NB-36H核動力飛機

    NB-36H核動力飛機特製座艙

    2)核反應過程中會產生很多高速移動的粒子(如裂變中子、中微子等),可以使用合適的方法控制這些粒子的噴射方向進而產生想要的推力(雖然這些粒子的質量極小,但由於數量多且運動速度極快,持續的核反應產生的反作用力也是很可觀的)。這種方法的優點是推動比異常大,無需攜帶任何工質,持續性強,但技術難度較高。此方法目前已進行了原理性試驗驗證,但尚不具備大規模工程應用的條件。

    科幻作品中的核動力飛船

    3)利用核爆炸的高溫高壓場產生推力,該過程不是傳統意義上的可控核反應,而是透過控制核爆炸過程產生想要的推力大小和方向,也可以被稱為核脈衝火箭。缺點是需要攜帶大量的小型核彈、且控制要求極高、危險性最大。美國和蘇聯都嘗試研究過此型別的核動力航天器,最著名的是美國“獵戶座”計劃,該計劃由於美、蘇核協定於1965年終止。

    “獵戶座”飛船

    類似俄羅斯研發的核動力導彈應該採用的是第一種技術路線,採用空氣作為工質,若採用這一路線應用於載人飛船或者空間站的話,首先要解決反應堆的進一步小型化,因為太空中沒有任何工質(不像在地球大氣層或者水下航行時可以以空氣或水為工質),需要大幅減小反應堆體積和重量以攜帶在真空中航行需要的推進劑。現階段,各國都還未具備可進行類似火星開發所需大型核動力航天器技術,基於目前的技術水平,如果保障所需的資金、資源和人力投入的話,個人認為是能夠在可以預見的時間內研發可用於深空開發的核動力航天器的,但這主要取決於政策及保障條件。

    科幻電影《阿凡達》中的飛船(個人認為是核動力飛船)

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