核电站怎样在太空运行？

　　早在1965年，美国就发射了一颗装有核反应堆的人造卫星，将核电站首次搬上了太空。

　　1978年1月，苏联发射的军用卫星“宇宙”254号因控制机构失灵而坠人大气层，变成许多小碎片，散落在加拿大的西北部地区。

　　由于碎片污染环境，影响人体健康和生物的生存，加拿大政府提出抗议，并要求赔偿损失。

　　将核反应堆装在人造卫星上，主要用它来提供重量轻、性能可靠、使用寿命长和成本较低的电能。

　　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，需要使用大量的电能。对于用来探测火星、木星等星体的行星际飞行器，配备的电子设备就更多更复杂，而且来回航程就要数年至十几年。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，就要求容量更大，性能更加可靠。

　　人们起初是在人造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要求。

　　后来，人们又采用太阳能电池作为人造卫星和太空飞行器的电源。然而，当卫星运行到地球背面或者在月球上漫长的黑夜（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中，太阳能电池根本无法工作。

　　此外，即使在有阳光的条件下使用太阳能电池，但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。

　　因此，人们最后才找到了比较理想的人造卫星和太空飞行器用的电源—太空核反应堆。

　　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，世界上各个国家的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。但是，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500瓦至几千瓦，甚至可高达100万瓦。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核反应堆基本一样，只是前者由于在太空中飞行使用，要求反应堆体积小，轻便实用。

　　为此，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2千克重的小西瓜那样大。反应堆运行中会产生热能，将装有液态金属（如水银或钾钠合金溶液）的管子从反应堆中通过，液态金属就吸收热量变成蒸气，来推动汽轮发电机组发电。它的能量转换率高，达30%左右。

　　但是汽轮发电机的转速很高，这在天空飞行无人维修的情况下，很难做到长期安全运行。因此，这种办法未能实际使用。

　　后来，出现了一种新的能量转换办法，这就是热离子换能法。它是利用热离子二极管来完成能量转换的。

　　太空核反应堆不仅用作太空飞行器和人造卫星的主要能源，而且还是未来用于考察和开采月球矿藏的理想电源。

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