核动力推进演示
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中国试制空间核电池计划发射超大功率核卫星揭秘火星探测车用核电池北京时间8月6日13时31分,美国航天局2011年年底发射的“好奇”号探测车登陆火星表面,“降落”时长7分钟。
并开始了在火星为期两年的任务。
“好奇”号项目总投资为25亿美元,是迄今最昂贵的火星探测项目。
美国总统奥巴马的顶级科学顾问约翰·霍尔德伦(John Holdren)认为,“这是行星探索迈出的巨大的一步。
以前从来没有人做到过类似的事情。
这次的表现令人难以置信。
”这个重量达1吨的火星探测车使用的是六轮核动力,据报道称,好奇号火星车是美国宇航局迄今最为先进的火星车,大小与一辆小汽车接近,以核电池作为动力,至少可以保证14年的供能。
据了解,在外行星探测中,由于空间探测器远离太阳,难以利用太阳电池发电,必须采用核电源。
美国在“海盗”号探测器,“先驱者”10号、11号探测器,“旅行者”1号、2号探测器,木星和土星探测器中,都使用了同位素温差发电器作为电源。
那么,到底什么是核动力呢?核动力原理简介核动力是利用可控核反应来获取能量,从而得到动力,热量和电能。
因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变,所以核能暂时未能得到大规模的利用。
利用核反应来获取能量的原理是:当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时,核能就会以热的形式被释放出来,这些热量会被用来驱动蒸汽机。
蒸汽机可以直接提供动力,也可以连接发电机来产生电能。
世界各国军队中的大部分潜艇及航空母舰都以核能为动力,同时,核能每年提供人类获得的所有能量中的7%,或人类获得的所有电能中的15.7%。
核动力卫星使用核电源的人造地球卫星。
核电源工作寿命长,性能可靠,能提供较大的功率。
它与太阳电池电源相比,适应环境能力强,由于在卫星外部没有伸展开的大面积太阳电池翼,在低轨道飞行时大气阻力较小。
在空间战中使用核电源能提高卫星的生存能力。
核电源适用于某些军用卫星和行星探测器。
由于卫星坠毁时会对大气和地球造成污染,核电源的使用受到安全上的限制。
核潜艇工作原理一、引言核潜艇是一种以核能为动力的潜艇,其主要任务是在水下进行隐蔽的战略打击行动。
核潜艇的工作原理与普通潜艇有很大不同,本文将对核潜艇的工作原理进行详细介绍。
二、核潜艇的结构核潜艇主要由以下几部分组成:1. 船体:船体是核潜艇最基本的组成部分,它包括外壳、舱室、机器设备等。
2. 核反应堆:核反应堆是核潜艇的能源来源,它通过控制反应堆内燃料的裂变来产生热能。
3. 推进系统:推进系统包括螺旋桨和推进器等,它们通过转动来推动船体前进。
4. 操纵系统:操纵系统包括方向舵、深度舵等,它们用来控制船体的方向和深度。
三、核反应堆工作原理1. 原理介绍核反应堆是核潜艇最重要的部分之一。
它利用铀等放射性元素在裂变时释放出大量热能,并将热能转化为动能,从而驱动潜艇前进。
核反应堆的工作原理主要是控制铀核的裂变速度,使其在恰当的条件下持续进行。
2. 反应堆构成核反应堆由反应堆芯、控制棒、冷却剂和燃料组成。
反应堆芯是核反应堆的核心部分,它包含铀等放射性元素和控制棒。
控制棒用于调节反应堆中铀元素的裂变速度,从而控制热能的释放量。
冷却剂则用于将热能传递到蒸汽发生器中,再通过蒸汽发生器将水转化为蒸汽。
3. 工作过程核反应堆工作时,先将铀等放射性元素装入反应堆芯中。
然后通过调节控制棒的位置来控制铀元素的裂变速度。
当铀元素裂变时,会释放出大量热能,并将热能传递给冷却剂。
冷却剂再通过蒸汽发生器将水转化为蒸汽,并驱动涡轮机产生动力。
四、推进系统工作原理1. 原理介绍推进系统是核潜艇的另一个重要部分,它包括螺旋桨和推进器等。
螺旋桨通过转动来推动船体前进,而推进器则用于调节船体的速度和方向。
2. 螺旋桨工作原理螺旋桨是核潜艇的主要推进装置,它通过转动来产生推力。
螺旋桨由多个叶片组成,当电机驱动螺旋桨转动时,叶片会将水向后推动,从而产生反作用力将船体向前推进。
3. 推进器工作原理推进器是用于调节船体速度和方向的装置。
它通过改变螺旋桨的转速和方向来实现对船体运动的控制。
核反应堆启动的时候会有超光速现象的漂亮蓝光一闪而过这是真的吗?
确实有这样的现象,学名是“切伦科夫效应”(Cherenkov effect)。
但是要注意,这时的超光速中的光速,并不是真空中那个30万公里每秒的光速,而是介质中的光速。
比如重水中的光速,就大大低于30万公里每秒,大约是22.5万公里每秒。
切伦科夫效应是1934年发现的,简单来说就是,如果带电粒子在介质中的运动速度超过了这种介质中的光速,那么带电粒子就会发出蓝光。
这个发现和解释为什么会这样的成果,还获得了1958年的诺贝尔奖。
至于它为什么会产生和产生的光为什么是一个蓝色光锥的样子,解释起来需要太多基础知识,就不在问答里说了。
补充一下这个发现的实际作用吧——
它之所以能获得诺奖,是因为这个方法后来被用于探测一种几乎和任何物质都不作用的基本粒子,也就是中微子。
中微子有多么不和任何物质发生作用呢?白天有太阳的时候,我们伸出手掌,每秒大约有1万亿个中微子穿过我们的手掌,但我们对此不知不觉。
也正是因为这个特性,它极难被探测到。
那怎么办呢?只有先让中微子照射水,转化为带电粒子后,这个高速的带电粒子就会出现切伦科夫效应,然后我们在监测器上根据光锥的大小就能推算中微子的能量。
只有通过这个方式,才能探测到中微子。
核动力发动机工作原理
核动力发动机是一种利用核能产生的热能驱动飞行器或者船只运行的动力装置。
它的工作原理主要是利用核裂变或核聚变反应释放出的能量来加热工质,然后利用工质的膨胀驱动涡轮机或者喷气发动机来产生推力或者动力。
首先,核动力发动机利用核裂变或核聚变反应释放出的能量。
核裂变是指重核
裂变成两个或更多的轻核,同时释放出大量的能量。
而核聚变是指轻核融合成更重的核,同样也会释放出巨大的能量。
这些能量主要以热能的形式传递给工质,使工质的温度急剧升高。
其次,加热后的工质会被喷入涡轮机或者喷气发动机中。
在涡轮机中,高温高
压的工质会使涡轮机的叶片旋转,从而驱动飞机或船只前进。
在喷气发动机中,加热后的工质会被释放到喷气管中,产生高速喷射的气流,从而产生推力。
最后,核动力发动机的工作原理是利用核能产生的热能来驱动飞行器或者船只
运行。
它的优点是能源密度高,可以提供长时间的持续动力,适用于长途航行或者飞行任务。
但是也存在着核辐射、安全性、环境污染等方面的问题,需要严格的安全控制和监管。
总的来说,核动力发动机的工作原理是利用核能产生的热能来驱动飞行器或者
船只运行。
它的应用范围广泛,但是也需要严格的安全控制和监管。
希望未来能够有更多的技术突破,使核动力发动机能够更加安全、高效地应用于航空航天和航海领域。
核动力火箭的工作原理核动力火箭是一种利用核能作为能源驱动的火箭,其工作原理基于核裂变和推进剂喷射原理。
核动力火箭通过利用核裂变释放的能量,将推进剂加热并喷射出来,产生推力,从而实现火箭的推进。
1. 核裂变的基本原理核裂变是指重核(如铀、钚等)被撞击后,核子发生裂变的过程。
在核裂变过程中,重核的原子核被撞击到,分裂成两个或多个较轻的核子,并释放出大量能量。
核裂变的方程式可以用以下方式表示:重核→轻核+中子+能量核裂变过程中释放的能量非常巨大,比化学燃烧释放的能量要高几个数量级。
这使得核裂变成为一种理想的能源来源。
2. 核动力火箭的组成核动力火箭由核裂变反应堆、推进剂喷嘴和结构部分组成。
2.1 核裂变反应堆核动力火箭的核裂变反应堆是主要的能源装置。
它通常由重核(如铀、钚等)作为燃料,用中子作为触发剂,通过控制核裂变过程实现能量的释放。
核裂变反应堆有三个关键部分:1.燃料:核裂变反应堆的燃料通常使用铀-235或钚-239等重核燃料。
这些燃料具有稳定的核结构,可以在核裂变过程中释放大量能量。
2.触发剂:触发剂使用中子来触发重核的裂变过程,释放能量。
触发剂通常使用具有高中子截面的物质,如重水、石墨等。
3.反应控制系统:为了控制核裂变反应的速率和强度,核动力火箭配备了反应控制系统。
该系统使用控制棒(如镉)等材料来吸收中子,从而调节反应堆中的裂变速率。
2.2 推进剂喷嘴推进剂喷嘴是核动力火箭最关键的部分之一,它用于将加热后的推进剂喷射出来,产生推力。
推进剂喷嘴由多个喷嘴组成,通过控制喷嘴的形状和尺寸,可以调节喷射速度和推力。
推进剂喷嘴的工作原理基于喷射原理。
根据牛顿第三定律,喷射的推进剂会产生反作用力,从而推动火箭前进。
推进剂喷嘴的形状设计使得火箭喷出的气体能够以高速流出,并形成一个向后的喷流。
2.3 结构部分核动力火箭的结构部分包括燃料储存器、反应堆保护罩、推进剂储存罐等。
这些部分主要用于保护核裂变反应堆和储存推进剂。
核动力发动机工作原理一、引言核动力发动机是一种利用核反应堆产生热能,通过热交换器将其转化为动力的发动机。
其具有高效率、长寿命、低污染等优点,被广泛应用于航空航天、海洋勘探等领域。
本文将详细介绍核动力发动机的工作原理。
二、核反应堆核反应堆是核动力发动机的核心部件,它包括燃料棒、控制棒和冷却剂等组成部分。
燃料棒中填充有铀等放射性物质,当这些物质受到中子轰击时会发生裂变反应,释放出大量能量。
控制棒可以调节中子流量,从而控制反应速率。
冷却剂则负责将产生的热能带走,并将其转化为动力。
三、热交换器热交换器是将核反应堆产生的高温高压蒸汽与工作介质进行换热的装置。
在核动力飞行器中,常采用液态金属作为工作介质。
当蒸汽通过热交换器时,会使液态金属受热膨胀,从而产生动力。
四、液态金属循环系统液态金属循环系统是核动力发动机的另一个重要组成部分。
它由液态金属泵、热交换器和液态金属冷却器等组成。
其作用是将从热交换器中得到的高温高压液态金属送回反应堆中,同时将冷却过的液态金属送至热交换器中进行换热。
五、辅助设备除了核反应堆、热交换器和液态金属循环系统外,核动力发动机还需要一些辅助设备来保证其正常运行。
其中包括控制系统、安全系统、电源系统等。
控制系统负责对反应速率进行调节;安全系统则在发生故障时自动切断反应堆;电源系统则提供电力供给。
六、工作原理核动力发动机的工作原理可以概括为以下几个步骤:首先,核反应堆中放置有铀等放射性物质,在受到中子轰击时会产生裂变反应,释放出大量能量。
其次,这些能量会被传递给冷却剂,使其产生高温高压蒸汽。
接着,蒸汽会通过热交换器与液态金属进行换热,使其受热膨胀,并产生动力。
最后,液态金属会被送回反应堆中,形成循环。
七、优缺点核动力发动机具有以下优点:首先,其效率高、寿命长、污染低;其次,可以在长时间内提供稳定的能量输出;再次,可以适应恶劣的环境条件。
但是,核动力发动机也存在一些缺点:首先,其制造和维护成本较高;其次,在运行过程中需要保持高度安全性;再次,在发生故障时可能会对环境造成严重影响。
核动力工作原理
核动力工作原理是指利用核能源进行发电或推进系统的基本原理。
核能是一种高密度能量形式,可以通过核裂变或核聚变反应释放出来。
核电站使用核裂变反应将重核分裂成轻核,通过这个过程释放出的能量来产生蒸汽,然后驱动涡轮发电机产生电能。
核裂变是指将一个重核(如铀或钚)分裂成两个或更多的轻核,同时释放出中子和巨大的能量。
核裂变可通过控制中子的速度和反应堆中的固定燃料棒的密度来实现。
核裂变反应是一种自持续的链式反应,一旦引发,将继续进行,产生大量的热能。
核聚变是指将两个轻核(如氘和氚)聚合成一个更重的核,同时释放出巨大的能量。
聚变反应需要高温和高压条件下才能进行,因为轻核之间的排斥力较大。
聚变反应是太阳和恒星所运行的能量源,也是理想的能源形式,因为它产生的废物较少,且燃料广泛可用。
核动力系统将这些核反应转化为热能,然后通过热力循环将热能转化为机械能,并最终产生电能。
在核电站中,核反应释放的热能用来烧开水,生成高压蒸汽,驱动涡轮发电机运转,产生电能。
核动力还可以用于推进系统中,如核动力船舶或核动力飞机。
核动力推进系统将核反应的热能直接转化为喷气或推力,从而驱动船舶或飞机的运动。
核推进系统的优点是能量密度高,储能量大,可以长期运行而不需要频繁的燃料补给。
然而,核动
力推进系统也面临着不少挑战,如辐射防护、燃料处理和核废料管理等问题。
空间核动力在深空探测中的应用及发展综述朱安文;刘磊;马世俊;李明【摘要】在概要介绍空间核动力发展历程的基础上,总结了同位素热/电源、核反应堆电源、核推进在深空探测领域的应用情况和相关发展情况,并讨论了空间核动力的安全问题。
对未来空间核动力在深空探测中应用面临的技术问题进行了展望。
【期刊名称】《深空探测学报》【年(卷),期】2017(004)005【总页数】8页(P397-404)【关键词】空间核动力;空间核电源;深空探测;空间核安全【作者】朱安文;刘磊;马世俊;李明【作者单位】[1]北京空间飞行器总体设计部,北京100094;[2]中国空间技术研究院,北京100094;;[1]北京空间飞行器总体设计部,北京100094;[2]中国空间技术研究院,北京100094;;[2]中国空间技术研究院,北京100094;;[2]中国空间技术研究院,北京100094;【正文语种】中文【中图分类】TL990 引言空间核动力[1-2]泛指在空间应用核能的装置,该装置将核能转化为热能、电能或者推进的动能满足航天器飞行任务的需求。
当前利用的核能主要是放射性同位素的衰变能和核反应堆中裂变材料的裂变能。
深空探测是脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间的探测[3]。
本世纪的深空探测以太阳系空间为主(月球、火星、水星和金星、巨行星的卫星、小行星和彗星),兼顾宇宙空间的观测。
太阳能结合蓄电池是当前空间能源的主要形式,对于利用太阳能困难的航天任务以及大功率航天任务,空间核能的利用成为必然[4-8]。
利用太阳能困难的航天任务主要包括月球表面[9]、火星表面[10]、木星及木星以远的深空飞行任务[11],大功率航天任务主要指载人深空飞行[10]。
按照对核能利用形式,空间核动力技术通常分为空间核热源、空间核电源和空间核推进[1]。
本文在概要介绍空间核动力发展历程的基础上,总结了同位素热源(Radioisotope Heat Unit,RHU)、同位素电源(Radioisotope Thermoelectric Generator ,RTG,也称同位素电池)、核反应堆电源、核推进技术在深空探测领域的应用情况和相关发展情况,并讨论了空间核动力的安全问题,并对未来空间核动力在深空探测中应用面临的技术问题进行了展望。