大家好,今天小编来为大家解答游戏太空核电站攻略这个问题,如何在太空中建立核电站很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
一、如何在太空中建立核电站
人们已经在陆地上建造了几百座核电站,后来又计划在海上和海底建核电站,接着又将核反应堆搬上太空,建立起太空核电站。
早在1965年,美国就发射了一颗装有核反应堆的人造卫星。1978年1月,前苏联军用卫星“宇宙254”号也装有核反应堆,因控制机构失灵而坠入大气层,变成许多小碎片,散落在加拿大的西北部地区。由于碎片会污染环境,影响人体健康和生物的生存,加拿大政府就此事向前苏联提出抗议,并要求赔偿损失。人们由这一事件开始知道,核反应堆已在超级大国的空间争夺战中开始发挥重要作用。
将核反应堆装在卫星上,主要是因为它重量轻、性能可靠,而且使用寿命长、成本较低。
在人造卫星上通常都装有各种电子设备,包括电子计算机、自动控制装置、通信联络机构、电视摄像机和发送系统等,需要大量使用可靠的电能。对于用来探测火星、木星等星体的星际飞行器,配备的电子设备就更多更复杂,而且来回航程要几年到十几年,在此期间,还要与地球保持不断的联系。因此,这种太空飞行器上所用的电源,要求容量更大,性能更加可靠。
起初,人们在卫星和太空飞行器上使用燃料电池,这种电池虽然工作稳定可靠,能提供所需要的电能,但它的成本高,使用寿命较短,不能满足长期使用的需要。后来,人们又采用太阳能电站作为卫星和太空飞行器的电源,然而,当卫星运行到地球背面或具有漫长黑夜的月球上(一个“月夜”相当于地球上的14个昼夜),或者向远离太阳的其他行星飞行过程中,太阳能电池就根本无法工作。此外,即使在有阳光的条件下使用太阳能电池,当需要提供大容量的电能时,仅电池的集光板就大到上千平方米,这在太空飞行中显然是难以做到的。人们最后终于找到了比较理想的卫星和太空飞行器用的电源——空间核反应堆。
在采用核反应堆作为太空飞行器电源之前,还广泛使用了核电池。直到现在,一些太空飞行器还广泛采用这种核电源。核电池的使用寿命一般可达5~10年以上,电容量可达几十至上百瓦。然而,它的电容量与太空核反应堆比起来就显得微不足道了。太空核反应堆的电容量可达几百瓦至几千瓦,甚至可高达百万瓦。这样,对于要求电源容量越来越大的一些太空飞行器来说,就理所当然地选用核反应堆作为电源了。太空核反应堆在工作原理上与陆地上的基本一样,只是前者由于在太空飞行中使用,要求反应堆体积小,轻便实用。
实际上,太空核反应堆不仅可用作太空飞行器和卫星的主要电源,而且还是未来用于考察和开采月球矿藏的理想电源。
二、什么是太空核电站
在太空建造核电站一直是人类的梦想,并为之进行了深入的研究。
太空核电站的基本原理就是将核反应堆装在卫星上,从而用它来提供重量轻、性能可靠、使用寿命长而成本低廉的供电装置。
在人造卫星上通常都装有各种电子设备,这其中包括电子计算机、自动控制装置、通信联络机构、电视摄像机和发送系统等,为此必须需要提供大量性能稳定可靠的电源。另外对于用来探测火星、木星等的星际航行器,则更需要这种供电装置了,因为它们所配备的电子设备就更多、更复杂,而且要求其使用寿命特别长,因为来回一次要历时几年甚至十几年。星际航行器要在那么长的时间内同地球上保持不断的通信联系,这就必须使这类飞行器上所用的电源容量特别大,工作性能安全可靠。
人造卫星和太空飞行器上最早所使用的电源是燃料电池。这种电池虽然工作性能稳定可靠,但成本高,使用寿命短,满足不了长期使用的要求。后来,科学家采用太阳能电池来代替燃料电池,虽然它克服燃料电池那些缺点,但当卫星(或太空飞行器)运行到地球背面或者处在月球上漫长的黑夜里时(1个“月球”相当于地球上的14个昼夜),或者向远离太阳的其他星球飞行时,太阳能电池就根本无法进行工作。
另外,太阳能电池还有其它许多缺点。当需要提供大容量的电能时,即便是在阳光充足的条件下使用,也往往难以得到满足。在某些特定情况下,由于需要的电能容量特别大,这就要求太阳能电池的集光板的面积大到上千平方米,显然这在太空飞行中是不可能办到的。经过几经研究,科学家们终于为人造卫星和太空飞行器找到了较为理想的电源——太空核反应堆。
其实,在采用核反应堆来作为太空飞行器和人造卫星的电源之前,曾广泛使用过核电池,至今在一些卫星和太空飞行器上仍还在使用这种电池。核电池的使用寿命一般可达5~10年,其电容量可达几十到上百瓦。然而,这样的电容量与太空核反应堆比较起来,就显得微乎其微了。
太空核反应堆的电容量相当高,一般为几百到几千瓦,有的甚至可高达上百万瓦。有了这种太空核反应堆,就能充分满足人造卫星和太空飞行器对电源的容量要求了。
从工作原理上来说,太空核反应堆与陆地上的核反应堆基本上是一样的,不同的是前者的体积较小,较为轻便。这种反应堆连同它的控制装置一起,才和一个2千克重的小西瓜差不多大。
太空核反应堆所用的核燃料是纯铀235。反应堆在运行中所产生的热能,通常是通过以下几种方式转换成电能:
一、将装有液态金属(如水银或钾钠合金)的管子从反应堆中通过,液态金属吸收热量后变成蒸气,以蒸气推动气轮发电机组进行发电。这种方式的优点是能量转换率高,可达30%;缺点是气轮发电机的转速很高,这在太空中无人维修的情况下,很难做到长期安全运行。因此这种办法目前还不能投入实际使用。
二、以热电偶的方式进行发电。由于不需要气轮机,所以结构简单,便于使用,可以长期稳定地进行发电。但热电偶的能量转换效率低,只有2%,绝大部分热量都浪费掉了。
三、以热离子换能法来进行能量转换,也就是利用热离子二极管来将热能转换成电能。先将热离子二极管的发射极(阴极)紧靠着核反应堆中的燃料元件。当核裂变反应产生的热量将发射极加热到1500~2000℃的高温时,发射极上的自由离子就具有足够的能量而飞出。这时二极管的集电极(阳极)便将离子收集起来。这样一来就在二极管的阳极和阴极之间形成了通路(电路)。
专家们认为,太空核反应堆是未来用于考察和开采月球矿藏的最理想电源。到时人造卫星和太空飞行器上的电源问题将不再是人类的难题。
三、太空核电站是什么
高新技术的发展,人们将反应堆搬到卫星上,从而形成太空中的核电站。
人造卫星和太空飞行器在太空中飞行,一般需要电池发电,什么燃料电池、太阳能电池等都可以使用。然而,他们又都存在这样和那样的问题,无法满足大容量的电能需求。
怎么来克服这种弊端呢?
科学家们经过努力,终于找到了比较理想的卫星和太空飞行器用的电源——太空核反应堆。
太空核反应堆的电容量可达500瓦至几千瓦,甚至可高达百万瓦。比较先进的核电池同其相比,也是小巫见大巫。
太空核反应堆的工作原理同陆地上的核反应堆基本是相同的。所不同的是,太空核反应堆体积小,轻便实用。
太空核反应堆所用的燃料是纯铀-235。这种核反应堆连同控制装置,大约像2千克重的小西瓜一般大。
通常,反应堆运行产生的热能,可以通过三种方法转换成电能。
第一种方法,将装有液态金属的管子从反应堆中通过,液态金属就会吸收热量变成蒸气,来推动汽轮发电机组发电。它的能量转换率高,可达30%,但汽轮发电机的转速高,这在太空飞行无人维修的情况下,难以长时间安全运行。
第二种方法,以热电偶或热离子方式发电,它不需要转速很高的汽轮机,所以使用简便,可以长期稳定地发电。
第三种方法,是能量转换效率比热电偶高得多的热离子换能法。它是利用热离子二极管来完成能量转换的。
太空核反应堆不仅可用作太空飞行器和卫星的主要能源,而且还是未来用于考察和开采月球矿藏的理想电源。
四、在太空建造核电站需要克服哪些问题
高新技术的发展,人们将反应堆搬到卫星上,从而形成太空中的核电站。
人造卫星和太空飞行器在太空中飞行,一般需要电池发电,什么燃料电池、太阳能电池等都可以使用。然而,他们又都存在这样和那样的问题,无法满足大容量的电能需求。
科学家们经过努力,终于找到了比较理想的卫星和太空飞行器用的电源——太空核反应堆。
太空核反应堆的电容量可达500瓦至几千瓦,甚至可高达百万瓦。比较先进的核电池同其相比,也是小巫见大巫。
太空核反应堆的工作原理同陆地上的核反应堆基本是相同的。所不同的是,太空核反应堆体积小,轻便实用。
太空核反应堆所用的燃料是纯铀-235。这种核反应堆连同控制装置,大约像2千克重的小西瓜一般大。
关于游戏太空核电站攻略的内容到此结束,希望对大家有所帮助。