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核能有没有希望应用在汽车上?

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时间:2024-08-17 12:35:31
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核能有没有希望应用在汽车上?问题描述:核能有没有希望应用在汽车上?领域专家:核能,现在主要用在发电、核武器、核潜艇和核动力航空母舰上。目前商业化的核能利用方式是核裂变,是指由重的原

问题描述:核能有没有希望应用在汽车上?

领域专家:核能,现在主要用在发电、核武器、核潜艇和核动力航空母舰上。目前商业化的核能利用方式是核裂变,是指由重的原子核,主要是指铀核或钚核,分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。如果可以用在汽车上,只需一点点核原料,就一辈子不用加油,想怎么开就怎么开,是不是超级爽!

人类自从发现核能,就对它觊觎已久。所以核动力汽车的概念早就有了,不过至今仍未有成品车。福特汽车在上个世纪50年代就推出了全球第一款核动力概念车,名为Nucleon(下图)。其在两个后轮之间的核反应堆以铀元素的核裂变为能源,能够把水变成高压蒸汽,再推动涡轮叶片驱动汽车,然后蒸气在冷却之后返回核反应堆里面再次加热,只要核燃料还没用完,它就能不断发出动力。

凯迪拉克WTF(Cadillac WTF)是2009年1月推出的全球第二款核动力概念车(下图),该车的动力系统使用钍燃料,目前仍在设计图纸阶段,未建造。该款车设计使用年限为100年。概念车的车轮采用了四组共24个单位的车轮设计,并完全不需要轮胎的支持,单个车轮均有独立的电机控制,并避免了石油以及橡胶的使用,更佳的环保。凯迪拉克钍燃料概念车(Cadillac WTF)的创造者:Loren Kuleses说到,此款车用到的所有东西都可以在不用任何维护的情况下维持100年之久。

核能汽车,其实关键不在汽车,而在核能。而这显然不是汽车工程师能解决的问题,需要无数科学家的辛苦科研,将可控核反应堆变得更小、防辐射装置更轻盈、成本更低廉,那样我们开上核动力车的美梦才能成真。

从目前来看,最可能实现的方式就是目前商业化较为成熟的核裂变。要想成功的利用核能来为汽车持续供能,必须实现可控的核裂变,这是最难的一点。就像铀裂变一样,热中子轰击铀原子会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀原子,从而形成链式反应而自发裂变。撞击时除放出中子还会放出热,如果反应不可控的话,温度会瞬间变高,导致爆炸,要想可控,必须依靠控制棒去抽插中子,使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。这样一来,保证可控核反应的外围设施就很复杂了,所需的体积就很大了。

其次还有动力装置,从现在来看,要用在汽车上,只有三种动力装置可行:内燃机、电动机、燃汽轮机。核反应推功能就是发热,所以还需要一个能将热能转化为机械能的装置。问题是如果核聚变无法停止,那汽车在不工作时,多余的能量如何转化和存储?

除此之外,还有成本问题。核能因为其能量密度大,一点核原料就能释放出巨大的能量,但其可控核反应堆的成本是巨大的。因为规模效应,建设一座核电站的成本几年内可以收回,但如果是小型的核反应堆,只为一辆车提供一辈子的能量似乎并不会划算。因此如果从纯商业的角度出发,没有汽车企业会去干这件事。

最后是安全性,即便人类真的造了出来,能否保证不发生人人闻之色变的核辐射?一旦这种车量产,恐怖分子买辆车,开到人口密集区,把车砸到核泄漏不就死翘翘了。或者每天发生那么多车祸,如果引起爆炸,进而引起核泄漏怎么办?

目前来看,核能连军用都存在很大的限制,更别说民用了。所以,百年内核汽车的梦想基本没可能,以汽车那么小的体量来说散热都是个大问题,更可能的情况应该是核能发电普及后,以无线充电的方式对汽车充能。

领域专家:一个最简单的问题,核反应堆的大小还不至于达到汽车发动机50×40×40(厘米)左右的规格,从美苏在冷战时期设计的核能坦克就可以看出,即使美苏这样的国家已经可以把核反应堆运用在坦克上。然而由于核反应堆的规格缩小有很大的限制,所以美苏运用在坦克上的核反应堆都是被强行布置在车体上方,以致于整个坦克头重较轻,机动性能也因为车体的稳定性而十分受限。在更大的坦克上布置都会出现这样的情况,何况体型相较迷你很多的汽车?

其次,核反应堆即使安装之后也有很多问题需要解决。首先就是核反应堆的放射线辐射带给驾驶员的安全性问题。从美国的NB-36核动力轰炸机的驾驶舱布局就可以看出,NB-36核动力轰炸机为了保护好飞行员的安全,不仅设置了犹如战列舰装甲一样的放射线隔离层。而且飞行员还要穿上类似宇航服的防化服来进一步保证飞行员在执行任务时的安全。而在汽车上使用30CM的钢板把驾驶座围起来明显并不现实,让汽车驾驶员穿上防化服来限制驾驶员的视野更是荒谬之举。

而且,核反应堆在舰艇上可以通过水冷却来降低和核反应堆的问题。在汽车上难道还要在本来就厚重的装甲上再加装上巨大的水箱来限制核反应堆的温度吗。未来若想将核反应堆成功的运用在汽车上。起码要先解决核反应堆的迷你化才能安装在车体上,且为了考虑到车辆驾驶员的安全。核反应堆的安全防护也需要进行加强,起码不能通过加装厚重的装甲和让驾驶员每次驾驶都穿着厚重的防化服驾驶汽车。而且核反应堆在车体上很难进行冷却的问题也有待解决,只有这些问题全部解决,核动力汽车才能成功推广并且大量应用。

领域专家:这样说吧,核能如果让他一下子释放出来,就是核武器,如果让它缓慢的释放,就是核能的综合利用,比如说核电厂,航母的核动力等,但如果应用到汽车上,至少从目前的技术来看,应该还是有距离的。1,这种复杂,成本高。要想让核产生动力,必须有一套附属的设备,这就会让汽车增加成本,维护量也大。2,安全性差,汽车在公路上行驶,随时都有可能发生意外,如果在肇事过程中造成核物质泄漏,那么不管是对人还是对环境污染都特别大。3,没有太大的必要性,汽车不像大型的设备,随时都可以加油,也没有几年不加油的必要性,发展的前景不广阔。

基于以上几点,锅动力应用到汽车上,不大可能。

领域专家:一百年也不可能实现。只有无污染的核聚变装置能用在与人体亲密接触的器具上,而可控的核聚变到目前为止还是个梦想,更别说小型化了。一百年后汽车早已消失了,将来的交通工具是个人化的飞行装置,比如一对翅膀。汽车太占面积了。

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