国学首页|国学私塾 |古代数术| 古代航海| 古代农业| 古代发明| 古代交通| 科技资讯| 天文地理| 论坛
□ 同类目录 □
  • 天文地理
  • 古代数术
  • 古代航海
  • 古代农业
  • 古代发明
  • 古代交通
  • 科技资讯
  • □ 同类更新 □
  • 全球第二例艾滋病治愈患者?研究者:不是标准方法
  • 丑陋的石头也会“唱歌” 重庆4亿年前是一片海!
  • 历史上真的有冰雪地球吗
  • 体细胞克隆猴: 开启新药研发“灵长类”时代
  • 欧阳自远:小行星撞击地球的“祸”与“福”
  • 由点及面:大脑检索记忆的方式与记忆建立过程相反
  • 从试管婴儿到人工智能:人类如何改造所知道的生命?
  • 当我们准备去其他星球殖民时,我们是“殖民者”吗?
  • 小小昆虫也有强大学习本领:大脑小并不一定不聪明
  • 每天戴耳机杀时间 这届年轻人面临“未老先聋”?
  • 揭嫦娥四号生物实验:用两年选物种 曾考虑搭载乌龟
  • 保健品和中药是导致肝损伤的最主要药物?
  • 首个植物重复基因数据库揭示多样性奥秘
  • 最新发现新形式奇特物质 包含短暂寿命“虚拟粒子”
  • 驾驶地球去“流浪”,需要准备多少“燃料”?

  • 月球上衰变能利用: 从“暖宝宝”到同位素电源

    发布时间: 2019/2/12 0:33:02 被阅览数: 次 来源: 科技日报
    文字 〖 〗 )

    漫长的月夜,加之近310℃的昼夜温差,没有空气,人类要在月球上生存十分困难。能长期进行自动观察的仪器成为人类了解月球的“千里眼”。无疑,仪器的能源供给是件大事。
      据媒体报道,去年年底发射的“嫦娥四号”同位素能源供给实现了新突破:采用同位素温差发电与热电利用相结合的供能方式。
      这是一种什么样的能源技术?有何独到之处?科技日报记者就此专访了我国同位素能源专家、中国原子能科学研究院同位素研究所研究员蔡善钰。
      衰变能为太空探索提供自持能源
      “同位素热源和同位素电源统称为同位素能源。这类能源来自放射性同位素衰变时产生的‘衰变能’”。蔡善钰告诉记者,衰变能与裂变能、聚变能,构成了核能利用三大途经。
      与裂变能、聚变能相比,衰变能能量要小得多,但用于月球探测和深空探索却有独到之处:无需依靠外来能源,能长期、自持、可靠地提供动力,且对环境具有良好的适应能力。
      迄今为止,人类已发现118种元素,每一种元素有不同数量同位素,其中稳定同位素276种,放射性同位素3000余种。
      但蔡善钰说,若按照具有较长半衰期、较高功率密度、较轻屏蔽质量、较小生物毒性和较低生产成本等原则进行筛选,可作为能源燃料的放射性同位素不过十余种。根据衰变特性,同位素热源大致可分成α、β和γ热源三类。
      α热源的最大特点是所需的屏蔽材料质量小,可大大降低火箭发射费用,最适合空间应用。20世纪发射至太空的同位素能源,燃料大多选用钋-210和钚-238,后者占绝大多数。
      “钋-210比功率高,但半衰期短,适用于示范装置或短期航天任务;钚-238比功率较低,但半衰期长,可用于长期航天任务。”蔡善钰解释。
      同位素热源成月球上仪器的“暖宝宝”
      放射性同位素的衰变能可转变为光能、热能和电能。
      蔡善钰告诉记者,放射性同位素衰变时发射的高速带电粒子与物质相互作用,当动能被阻止或吸收后,周围物质如包裹放射性同位素的容器温度会升高,衰变能即转变为热能。
      同位素热源内部为同位素燃料做成的源芯,外部为密封源芯的燃料盒,可直接被应用。如苏联先后发射的“月球车-1 号”“月球车-2号”均安置有800瓦钋-210热源,专门为月面观察仪器建立恒温环境;美国早期发射的月面科学试验站使用了2台15瓦钚-238热源,供月震仪保温用。
      我国于2013年发射的“嫦娥三号”月球探测器,在着陆器和月球车内均安置有钚-238,以确保仪器仓内温暖如春,搭载的仪器安然度过月夜。一旦阳光照射,仪器借助太阳能电池,重新活跃起来。
      蔡善钰告诉记者,与同位素热源相比,同位素电源还需要直接或间接地通过热电转换器(换能器),进一步将同位素衰变产生的热能转变为电能。正因如此,同位素电池除了同位素热源,还包括换能器。目前在空间应用最成熟且已实用化的换能器,为同位素温差发电器,其优点是无运动部件、发电安全可靠,但热电转换效率只有4%—8%。作为换能器的一种,动态转换可提高热电转换效率,但因为有运动部件,制造难度大。
      “可以预计,我国日益丰富的航天活动必将对空间核电源提出更多需求,空间核电源的研制成果也将为我国航天事业发展提供更广阔空间。”蔡善钰在展望同位素能源前景时说。
      (科技日报北京1月27日电)

    编辑:秋痕

    藏在“东经101度”的生物多样性秘密
    炎症是肿瘤“元凶”还是“帮凶”?

    |关于我们 | 招聘信息 |联系我们 |友情链接 |相关介绍 |免责申明 |
    copyright©2006 Power By confucianism®  中国国学网版权所有    蜀ICP备16005458号