據(jù)美國消費(fèi)者新聞與商業(yè)頻道(CNBC)網(wǎng)站11月15日?qǐng)?bào)道恃锉，美國國家航空航天局(NASA)和美國能源部計(jì)劃在月球和火星建造核電站搀菩，以支持其長期探索計(jì)劃。那么淡喜，NASA在月球建核電站這事兒靠譜嗎?面臨哪些難題呢?
月球?qū)⒔?0千瓦級(jí)核裂變電力系統(tǒng)
CNBC在報(bào)道中指出秕磷，NASA太空技術(shù)任務(wù)局核技術(shù)組負(fù)責(zé)人安東尼·卡洛米諾說，NASA的目標(biāo)是到21世紀(jì)20年代末開發(fā)出一個(gè)10千瓦級(jí)的核裂變電力系統(tǒng)炼团，并在月球上演示澎嚣。“這一核裂變電力系統(tǒng)的輸出功率為10千瓦，可連續(xù)不斷地工作至少10年存妇。”
具體而言男软，該設(shè)施將完全在地球上制造和組裝，然后進(jìn)行安全測(cè)試唉奇，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)灯烤。隨后，將該設(shè)施整合到月球著陸器內(nèi)闻街，由運(yùn)載工具運(yùn)送到繞月軌道欧蠢。接下來，著陸器降落至月球表面架讳，到達(dá)之后設(shè)施無需額外組裝或建造即可運(yùn)行榴烦。預(yù)計(jì)這次演示將持續(xù)一年時(shí)間。
“低濃縮形式的核燃料將為堆芯提供動(dòng)力文饱，小型核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量將被轉(zhuǎn)移到動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中绝壹。動(dòng)力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由靠反應(yīng)堆熱能工作的發(fā)電機(jī)組成，這些發(fā)電機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電力融吓，并將之用于月球和火星表面的用戶設(shè)備判阀。此外歹嘹，散熱技術(shù)對(duì)于保持設(shè)備正常運(yùn)行非常重要。”卡洛米諾說孔庭，“4套這樣的系統(tǒng)尺上，每個(gè)提供10千瓦電力，就足以提供在月球或火星上建立前哨基地所需電力史飞。利用核裂變系統(tǒng)在行星表面產(chǎn)生大量電力的能力將使大規(guī)模探索尖昏、建立人類前哨基地和就地利用資源成為可能。”
在月球建造核反應(yīng)堆是否安全
對(duì)于普通人來說构资，在月球上建造核反應(yīng)堆的想法聽起來可能不同尋常抽诉，甚至有些人會(huì)覺得極其危險(xiǎn)。但是一些專業(yè)人士卻不這么認(rèn)為吐绵，一家核能領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)構(gòu)創(chuàng)始人安德魯·克拉布特里說迹淌，此前科學(xué)家們就在月球上使用過核能。阿波羅12號(hào)使用的阿波羅月面實(shí)驗(yàn)套裝中的儀器就是由一部RTG放射性同位素?zé)犭姍C(jī)供電的己单，它標(biāo)志著人類首次在月球上使用核電系統(tǒng)唉窃。
“我們有個(gè)專業(yè)術(shù)語，叫核安全軌道纹笼，也就是說纹份，衛(wèi)星的軌道必須足夠高，才能保證給衛(wèi)星提供能源的核反應(yīng)堆不會(huì)掉落在地球上炫允。月亮的軌道距地球38萬公里培幽，已經(jīng)足夠高，所以在月球上建造核反應(yīng)堆沒有這方面的擔(dān)憂睛村。”中國航天科工集團(tuán)公司二院研究員楊宇光對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說绎编，“但是在太空使用核能面臨著散熱的難題。”
他進(jìn)一步解釋道：“出于散熱和降溫的考慮川骗，很多地面核反應(yīng)堆都建立在有水的地方演穗。而在月球上只能依靠很大面積的輻射散熱器給核反應(yīng)堆散熱，這不僅會(huì)增加成本伍恼，而且會(huì)提高技術(shù)難度垛墙。”
楊宇光表示，人們也不需要擔(dān)心核廢料污染太空羡雷，因?yàn)樘仗珡V闊了室用。執(zhí)行比木星更遠(yuǎn)的太空任務(wù)的探測(cè)器幾乎都使用過放射性同位素溫差發(fā)電機(jī)，而它們都是用钚-238作為電力來源在竹，比如著名的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器就使用了大量的钚-238。
“自由生物安全”公司首席醫(yī)療創(chuàng)新官喬斯·莫瑞博士則表示梅屉，即使這一設(shè)施在月球發(fā)生事故值纱，給地球造成的風(fēng)險(xiǎn)也很小，因?yàn)榇髿鈱訒?huì)將致命的輻射阻擋在外層空間，保護(hù)地球虐唠。
盡管如此搀愧，卡洛米諾也強(qiáng)調(diào)，NASA非常重視安全問題疆偿，該項(xiàng)目必須符合《美國國家環(huán)境政策法》的標(biāo)準(zhǔn)咱筛，其中包括評(píng)估該項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響，且在設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)時(shí)杆故，確保核燃料直到抵達(dá)月球表面才被激活迅箩。
此外，卡洛米諾說处铛，在該系統(tǒng)為期10年的任務(wù)結(jié)束后饲趋，他們計(jì)劃將該設(shè)施安全撤走。他說：“該系統(tǒng)最終將關(guān)閉撤蟆，輻射水平將逐漸降低至人類接觸和處理的安全水平奕塑。使用過的系統(tǒng)可以移動(dòng)到遠(yuǎn)程存儲(chǔ)位置，在那里它們不會(huì)對(duì)工作人員或環(huán)境造成任何威脅登凿。”
大力開發(fā)核能源加快駛向宇宙更深處
然而也有不同聲音指出搭吵，在月球上建造核電站完全沒有必要。隨著太陽能隘匙、風(fēng)能和小型水電系統(tǒng)提供的清潔能源的成本迅速下降棒论，再加上通過節(jié)約能源導(dǎo)致效率不斷提高，沒有理由建立耗時(shí)衷玩、昂貴且令人擔(dān)憂的核電站蹬谁。沒有它，人類也可以滿足能源需求盾倍。
對(duì)此癞烈，楊宇光表示,目前的載人航天主要能源有3類：太陽能、化學(xué)能(燃料電池等)以及核能膀钝。但隨著未來太空探索任務(wù)需求日益提高堕常，以及太陽能、化學(xué)能在深空探索任務(wù)(比如前往火星和木星乃至更深遠(yuǎn)的太空)和星表探索任務(wù)中的局限性萎煤，必須依靠以核反應(yīng)堆為基礎(chǔ)的核能源缤弦。
他指出，核反應(yīng)堆電源的功率大彻磁、能量密度高碍沐，相比其他電源具有較高的功率質(zhì)量比，可在太陽能衷蜓、風(fēng)能和水力發(fā)電不易獲得的環(huán)境下工作累提。例如尘喝，火星上周期性的沙塵暴可能會(huì)持續(xù)數(shù)月、而月球上永久陰影的隕石坑內(nèi)沒有陽光斋陪，這些情況下都難以利用太陽能朽褪。此外，月球南極現(xiàn)在是研究熱點(diǎn)无虚，因?yàn)榇颂幱杏谰霉庹諈^(qū)缔赠，在這里可以利用太陽能，但如果科學(xué)家們想在月球表面低緯度地區(qū)建立科考站友题，那將面臨長達(dá)14天的月夜嗤堰，最好的解決辦法就是建立核反應(yīng)堆來提供能源。“而且账菊，我們必須加大研發(fā)力度祥喳，將來開發(fā)出兆瓦級(jí)的核反應(yīng)堆設(shè)施，如此才能將我們更快帶往宇宙更深處册吹。”
