美国能源部将为NASA 重启核电池生产,海王星指日可待了

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 17:41:45


http://tech.qq.com/a/20150828/027646.htm

摘要]近日,美国能源部将恢复停产27年的核电池生产,以供美国宇航局未来的深空探测项目使用。
转播到腾讯微博美国能源部将为NASA 重启核电池生产

美国能源部计划在2016年生产新一批的钚-238,但并不是每个NASA的太空项目能有机会使用它们

腾讯太空讯 美国能源部将在2019年生产新的以钚-238为燃料的核电池以供NASA深空探测任务使用,但产量将会增幅缓慢,而且NASA还没有明确未来小型深空探测项目是否会使用到钚-238。

8月25日美国能源部的官员向NASA外行星评估小组OPAG透露:2016年年初,位于田纳西州的能源部橡树岭国家实验室将重启停产27年的同位素生产,为未来宇航局的深空探测计划提供核电池,其中明年初生产的第一批同位素将是测试性质的样品。在太阳系木星轨道以远的地方,探测器因距离太阳遥远而无法使用太阳能电池板,只有依靠核电池RTG。NASA使用太阳能电池板的朱诺号将在2016年8月进入环木星轨道,这已是深空探测器使用太阳能作为能源的最远轨道。

如果样品测试合格,橡树岭国家实验室将在2019年启动更大批次约400克同位素的生产。这一产量还不到2012年国会批准能源部提供给宇航局全年产量的三分之一,但能源部官员介绍说他们会在资金到位后加速到每年生产1.5千克,按照目前的预算测算,美国能源部将在2020年代中期达到这一年产量。从2012年到2015年,美国宇航局在能源部的钚处理基础设施上花费了1.65亿美元,生产设备与人员开支上则花费了5150万美元。

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美国能源部橡树岭国家实验室,正戴着手套处理核材料的工作人员

钚-238核电池也被称为放射性同位素电源,这种核电池通过热电偶装置把放射性同位素钚-238衰变产生的热能直接转换为电能来提供给深空探测器的各项仪器设备使用,它已被应用在新视野号,卡西尼号与好奇号火星车上。以好奇号火星车所用的MMRTG为例,它需要4.8千克的钚-238来输出110W功率的电力。

目前美国为航天任务存有35千克的钚-238原料,但只有17千克符合能源部为深空探测器生产核电池的要求。美国宇航局下一代火星车将在2020年发射,这辆火星车将使用4千克的钚-238。在那之后,美国能源部可能还要再生产三个MMRTG核电池,这可能会使用到一些低于生产要求的钚-238原料,但它只会减少探测器的使用寿命,不会影响完成探测任务。不过到2019年,美国库存的钚-238原料可能会有所增加。

美国宇航局行星科学部主任吉姆·格林透露了一些可能在2020年后会使用到核电池的深空探测计划:在NASA中等规模的太阳系探测“新疆界计划”里,第四个实施的项目将在2016年展开角逐,最后获胜的项目可能会使用到这批核电池;此外,美国宇航局还希望能够为2020年代末至2030年代初实施的天王星与海王星的探测计划预留核电池。而NASA小型规模的太阳系探测“发现计划”明年将进行第13个实施项目的抉择,预计2021年发射,不会使用核电池;之后的第14个项目是否会使用核电池,格林仅表示宇航局会考虑。(桂林/编译)



http://tech.qq.com/a/20150828/027646.htm

摘要]近日,美国能源部将恢复停产27年的核电池生产,以供美国宇航局未来的深空探测项目使用。
转播到腾讯微博美国能源部将为NASA 重启核电池生产

美国能源部计划在2016年生产新一批的钚-238,但并不是每个NASA的太空项目能有机会使用它们

腾讯太空讯 美国能源部将在2019年生产新的以钚-238为燃料的核电池以供NASA深空探测任务使用,但产量将会增幅缓慢,而且NASA还没有明确未来小型深空探测项目是否会使用到钚-238。

8月25日美国能源部的官员向NASA外行星评估小组OPAG透露:2016年年初,位于田纳西州的能源部橡树岭国家实验室将重启停产27年的同位素生产,为未来宇航局的深空探测计划提供核电池,其中明年初生产的第一批同位素将是测试性质的样品。在太阳系木星轨道以远的地方,探测器因距离太阳遥远而无法使用太阳能电池板,只有依靠核电池RTG。NASA使用太阳能电池板的朱诺号将在2016年8月进入环木星轨道,这已是深空探测器使用太阳能作为能源的最远轨道。

如果样品测试合格,橡树岭国家实验室将在2019年启动更大批次约400克同位素的生产。这一产量还不到2012年国会批准能源部提供给宇航局全年产量的三分之一,但能源部官员介绍说他们会在资金到位后加速到每年生产1.5千克,按照目前的预算测算,美国能源部将在2020年代中期达到这一年产量。从2012年到2015年,美国宇航局在能源部的钚处理基础设施上花费了1.65亿美元,生产设备与人员开支上则花费了5150万美元。

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美国能源部橡树岭国家实验室,正戴着手套处理核材料的工作人员

钚-238核电池也被称为放射性同位素电源,这种核电池通过热电偶装置把放射性同位素钚-238衰变产生的热能直接转换为电能来提供给深空探测器的各项仪器设备使用,它已被应用在新视野号,卡西尼号与好奇号火星车上。以好奇号火星车所用的MMRTG为例,它需要4.8千克的钚-238来输出110W功率的电力。

目前美国为航天任务存有35千克的钚-238原料,但只有17千克符合能源部为深空探测器生产核电池的要求。美国宇航局下一代火星车将在2020年发射,这辆火星车将使用4千克的钚-238。在那之后,美国能源部可能还要再生产三个MMRTG核电池,这可能会使用到一些低于生产要求的钚-238原料,但它只会减少探测器的使用寿命,不会影响完成探测任务。不过到2019年,美国库存的钚-238原料可能会有所增加。

美国宇航局行星科学部主任吉姆·格林透露了一些可能在2020年后会使用到核电池的深空探测计划:在NASA中等规模的太阳系探测“新疆界计划”里,第四个实施的项目将在2016年展开角逐,最后获胜的项目可能会使用到这批核电池;此外,美国宇航局还希望能够为2020年代末至2030年代初实施的天王星与海王星的探测计划预留核电池。而NASA小型规模的太阳系探测“发现计划”明年将进行第13个实施项目的抉择,预计2021年发射,不会使用核电池;之后的第14个项目是否会使用核电池,格林仅表示宇航局会考虑。(桂林/编译)

不知道中国现在有多少同位素储存
以前用俄国的,俄国人不卖了现在。
hase_back 发表于 2015-8-28 07:58
不知道中国现在有多少同位素储存
这东西是可以通过反应堆生产的,然而钚同位素的长期储存,恐怕是有点问题的
我兔有木有黑电池?以前我发帖问过,贴沉大海渺无音讯。
貌似月兔号上面就有核电池来着
yzsz266 发表于 2015-8-28 21:35
貌似月兔号上面就有核电池来着
只是热源 似乎也是毛子的

还敢嘴硬? 发表于 2015-8-28 12:35
这东西是可以通过反应堆生产的,然而钚同位素的长期储存,恐怕是有点问题的


半衰期是80多年,每年损失也就百分之一左右,到也还能接受。阿尔法衰变和自发裂变的产物是另外的元素不是钚同位素,使用前可用化学方法提纯,费用不会太大。

总的来说还要看成本,是一次批量单位成本低还是细水长流成本低,那个合适用哪个。

估计贮藏库的员工炒菜烧水都不用电,钚238的衰变功率好像是每公斤500多瓦,拿10公斤凑起来就可以做爆炒腰花了。
还敢嘴硬? 发表于 2015-8-28 12:35
这东西是可以通过反应堆生产的,然而钚同位素的长期储存,恐怕是有点问题的


半衰期是80多年,每年损失也就百分之一左右,到也还能接受。阿尔法衰变和自发裂变的产物是另外的元素不是钚同位素,使用前可用化学方法提纯,费用不会太大。

总的来说还要看成本,是一次批量单位成本低还是细水长流成本低,那个合适用哪个。

估计贮藏库的员工炒菜烧水都不用电,钚238的衰变功率好像是每公斤500多瓦,拿10公斤凑起来就可以做爆炒腰花了。
miaomiaomiao 发表于 2015-8-28 22:54
半衰期是80多年,每年损失也就百分之一左右,到也还能接受。阿尔法衰变和自发裂变的产物是另外的元素不 ...
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。
rolltide 发表于 2015-8-28 08:24
以前用俄国的,俄国人不卖了现在。
俄吹自作多情
acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。
一堆环保分子要栝燥的
SSN19 发表于 2015-8-29 06:15
一堆环保分子要栝燥的
拖出去斩了他们。

我兔有木有黑电池?以前我发帖问过,贴沉大海渺无音讯。
嫦娥上就有

acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。


空间堆结构复杂而且有运动部件和反馈控制系统,可靠性和寿命和省心程度很难和这种完全‘静态’的电池相比。另外工作时有强中子通量,屏蔽和隔离距离都远比这种以阿尔法衰变为主的pu238的要求要高,这些都是麻烦。

另外同位素电池(或热源)可大(相对)可小,小的热源可以就几克几Wt的功率,大的把几节电池堆起来便是,使用起来非常灵活。可反应堆做小就不方便了。

就我个人看法,对于动辄十几年甚至几十年的深空探测,还是同位素电池更令人放心些。

acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。


空间堆结构复杂而且有运动部件和反馈控制系统,可靠性和寿命和省心程度很难和这种完全‘静态’的电池相比。另外工作时有强中子通量,屏蔽和隔离距离都远比这种以阿尔法衰变为主的pu238的要求要高,这些都是麻烦。

另外同位素电池(或热源)可大(相对)可小,小的热源可以就几克几Wt的功率,大的把几节电池堆起来便是,使用起来非常灵活。可反应堆做小就不方便了。

就我个人看法,对于动辄十几年甚至几十年的深空探测,还是同位素电池更令人放心些。
那么遥远的除了核电池没有选择
SSN19 发表于 2015-8-29 06:15
一堆环保分子要栝燥的
为什么环保分子没挡住核电池?发射危险性只高不低的东西。
miaomiaomiao 发表于 2015-8-29 11:17
空间堆结构复杂而且有运动部件和反馈控制系统,可靠性和寿命和省心程度很难和这种完全‘静态’的电池相 ...
到底问题在可靠性还是安全性?深空探测即使出了可靠性问题也威胁不到地球安全。
acoustics 发表于 2015-8-29 18:15
为什么环保分子没挡住核电池?发射危险性只高不低的东西。
因为在他们的逻辑里电池肯定比反应堆安全
导弹武库核潜艇 发表于 2015-8-29 06:48
拖出去斩了他们。
我倒是挺想看到环保圣母和沙漠神教两批绿毛好好的咬一咬最好咬的两败俱伤
SSN19 发表于 2015-8-30 15:44
因为在他们的逻辑里电池肯定比反应堆安全
或许有国际条约限制?
SSN19 发表于 2015-8-30 15:46
我倒是挺想看到环保圣母和沙漠神教两批绿毛好好的咬一咬最好咬的两败俱伤
别合并了……清真的环保,环保的清真
acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。
炒个菜用得着造个锅炉吗?
rolltide 发表于 2015-8-28 08:24
以前用俄国的,俄国人不卖了现在。
那是火箭发动机,同位素电池从先驱者开始一直都是能源部自己的生产线提供的
acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。
因为美国佬不会造。
美国佬的反应堆是进口的俄国原装货,自己改装的。
俄国人没有出口关键技术。美国佬要自己造根本就玩不转。
玩了两把自认不行,就放弃了。
xiaobinworld 发表于 2015-8-30 22:12
炒个菜用得着造个锅炉吗?
还不算锅炉吧?也可以用热电发电,多个控制棒还不太麻烦。
一笑方圆 发表于 2015-8-30 22:34
因为美国佬不会造。
美国佬的反应堆是进口的俄国原装货,自己改装的。
俄国人没有出口关键技术。美国佬 ...
哪个型号进口了?
acoustics 发表于 2015-8-30 16:10
或许有国际条约限制?
好像并没有,也许是78年苏联掉了个带核反应堆的卫星让他们吓尿了
narilka 发表于 2015-8-30 22:22
那是火箭发动机,同位素电池从先驱者开始一直都是能源部自己的生产线提供的
你这说法是绕圈子,上世纪90年代以来,美国人从俄罗斯人手里买过不少钚-238,现在老毛子不卖了,所以老美只得重启生产
acoustics 发表于 2015-8-29 00:01
为啥不直接用空间反应堆?启动之前还没有高放射性。

前苏联的空间反应堆和地面上的反应堆完全不是一个概念,空间反应堆并没有涡轮泵和汽轮机那样的组件。苏联早期的反应堆也是温差转换的(比如BUK),后期做过热离子转换的(比如TOPAZ),不过寿命都不长,80年代末的TOPAZ-1寿命不过3-5年。

苏联没有像美国那样用RTG,最主要的原因是它的半导体工艺太落后,不能像美国那样做出高效率的半导体热电转换器。航天器大多数时候并不需要太大的功率,而且不同航天器对功率的需求也不同,这时候RTG的优势就出来了,做到冰箱那么大或纽扣那么小都行。

PS:伽利略、卡西尼和新视野号用的GPHS-RTG,单个重量才57kg,输出功率300W,平均每年大概下降0.8%。
acoustics 发表于 2015-8-31 00:40
哪个型号进口了?
TOPAZ-2,其实只是原型,这个堆也被英国和法国研究过,但后来都不了了之。
美国不搞这个是因为它的RTG足够好,功重比要比不少空间堆都强,可靠性更是没得说,旅行者号的MHW-RTG现在都还在工作。
失落的天堂 发表于 2015-8-31 23:01
前苏联的空间反应堆和地面上的反应堆完全不是一个概念,空间反应堆并没有涡轮泵和汽轮机那样的组件。苏 ...
正解,探测器需要的功率有限,RTG足够了,冷战后俄国人自己的火星和月球探测器用的也是RTG。
停产27年?新视野号的核电池哪来的。
在NASA中等规模的太阳系探测“新疆界计划”里,第四个实施的项目将在2016年展开角逐。

我对这个感兴趣,第四个会是什么呢,有木有提名的方案。
停产27年?新视野号的核电池哪来的。
卡西尼剩的。
NF4的候选:
Comet Surface Sample Return
Lunar South Pole-Aitken Basin Sample Return
Saturn Probe
Trojan Tour and Rendezvous
Venus In Situ Explorer
Io Observer
Lunar Geophysical Network
正解,探测器需要的功率有限,RTG足够了,冷战后俄国人自己的火星和月球探测器用的也是RTG。
美国佬搞不定就是搞不定
一旦核能上天,外太空大战也就不远了。