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核动力发动机是什么(什么叫核动力发动机?)

admin2022-12-30科技生活151

谁能介绍一下原子能火箭发动机(核子火箭发动机)。

分类: 社会民生 军事

解析:

懂得太专业的人士也难以来回答你。一般的介绍资料互联网上可以找到。

1、核能火箭发动机用核燃料作能源,用氢作工质,由核反应或放射性衰变释放热能加热工质,经喷管膨胀加速后高速排出,产生推力。核能发动机还在研究中。

2、tyfo/news/edu/block2001040100067

核能火箭发动机是以核裂变或核聚变产生的能量转化为推进动力的装置。相形之下,传统的火箭发动机从本质上讲都属于化学推进发动机。由于核反应中单位质量物质产生的能量理论上是化学反应能量的108倍左右,这就意味着核能火箭比化学火箭产生的推力大得多,飞行速度也快得多。

由于核能确实是一种高效的能源,所以发达国家对核动力航天发动机的研究也由来已久,经历过几番起落,最近的一项计划则是由于冷战的结束而宣告流产。

不过这类研究并没有销声匿迹,《新科学家》杂志不久前披露,美国科学家波韦尔和梅斯等人非常看好这项研究在远距离太空探索中的潜力,并为此在1997年创办了一家小公司。现在他们正着手制造一种可靠、轻便的核能引擎,这种新型的发动机被称做“微型反应堆引擎”(简称MITEE)。一旦研制工作彻底完成,MITEE便可以让飞行器飞得更快、更远,完成以前化学燃料火箭所不能完成的多项任务。以木星探索为例,由于需要借助行星引力场来加速,老式的“伽利略”号需用6年的时间来完成飞行,可如果用MITEE来做推进器的话,则仅需2年便可以直接飞往木星。若是飞往冥王星,传统的探测器要花费10年时间,而新型探测器仅需5年即可。不过梅斯认为,MITEE最具革新的方面是它能让飞行器往返于地球和外太空之间(这在当前的技术条件下是无法实现的,还没有一种飞行器能够携带足够的燃料完成这样的任务),比如,探测器降落到冥王星、木星卫星等星球的表面后,可使用当地冰层中的氢为自己补充动力原料,然后再飞回地球。

中国科学院院士朱森元认为,核能航天发动机的确是一种高效发动机,不过,人类使用它则需要有恰当的方式。一般说来,在从地面起飞到外太空的过程中,用化学燃料发动机产生的推力可以比自身重量高出(即推力重量比)50—90倍,有的甚至高达100倍,而核能发动机的推力重量比很小,难以做成火箭助推器。所以如果首先利用化学发动机把核发动机送入太空轨道,再利用核能发动机为航天器提供动力,这倒是实现星际航行的好方法。

与朱院士的想法不谋而合,前面提到的波韦尔等人正在研制一种载有MITEE的核动力小型木星探测器,探测器长1.9米,翼展1.7米,整个结构重约220公斤。探索木星时,由一艘母船将其运到木星,在一定的轨道上脱离母船进入木星大气层,在木星的大气层中,当探测器的速度足够大时便启动引擎,此时MITEE便可以就地取材,利用木星大气给自己提供动力。

另外,由于核动力引擎毕竟是一种反应堆,所以一旦发射过程中出现故障或失败,对地球上的生物就会产生放射性危害。因此科学家建议,火箭发射开始阶段使用传统的化学燃料,当到达大气层一定高度时,再启动核动力发动机,这样便可以大大减少其对地球生命可能造成的伤害。

3、高效能的核火箭

核火箭有核裂变能火箭和核聚变能火箭两大类。核裂变和核聚变产生热能、辐射能和冲击波等大量能量,这里只是设想用它们的热能作为火箭的能源。

铀等重元素,在一定条件下,它们的原子核会发生分裂,叫核裂变反应。原子弹爆炸就是核裂变反应的结果。核裂变反应放出的能量,是化学燃料火箭推进剂燃烧产生的能量的百万倍。所以核裂变能火箭是高效能的火箭。由于它需要的推进剂比化学能火箭少得多,所以它自身的重量也比化学能火箭轻得多。对相同质量的火箭来说,核裂变能火箭的有效载荷比化学能火箭大得多。只是核裂变能火箭目前还在研制中。

利用核裂变的热能做为能源的火箭,叫原子能火箭。它是让氢或其他惰性气体工质通过核反应堆,氢受热后温度迅速上升到2000℃,然后进入喷管,高速喷出,产生推力。

一种设想方案是,用液氢作工质,工作时,液氢泵将贮箱中的液氢抽出,通过导管和发动机的冷却夹套,液体氢变成气体氢,驱动氢气涡轮,进行局部膨胀。然后通过核裂变反应堆,吸收核裂变反应放出的热量,温度急剧升高,最后进入喷管,急剧膨胀,高速喷出。计算表明,原子能火箭的有效载荷量,比化学能火箭高5~8倍。

氢等轻元素,在一定条件下,它们的原子核会聚合成新的重的原子核,同时放出大量能量,叫核聚变反应,也叫热核反应。这是已知的产能率最高的能源。太阳等恒星向外辐射的光和热能,就是核聚变反应产生的。直到20世纪20年代初,人们还不知道这个秘密。人们曾分析,太阳的能源如果是烟煤烧燃的热化学能,根据太阳的质量,它只能维持5000年。有人设想是太阳吸收流星体补充能源,但大量流星落向太阳,太阳质量增加,引力增大,会使地球等行星的运动发生变化,而近2000年的观测资料表明没有发生变化。又有人认为,由于太阳质量的逐渐消耗,它的半径会收缩,物质会以较大减速度向中心下落,从而释放出能量。但计算表明,这只能维持1000万年,而太阳已经存在了几十亿年。直到1926年以后,人们才弄清楚太阳等恒星能源的秘密。

利用核聚变反应产生的能量作能源的火箭,叫核聚变能火箭或热核能火箭。但目前人们还只能利用不可控核聚变反应制造氢弹,而火箭需要的受控核聚变反应还在研究中。

人们设想的氘火箭,用氢的同位素氘进行核聚变反应,生成氦核、质子和中子,同时放出巨大的能量,刚聚合成的氦被电离为温度高达1亿度的等离子体,然后通过喷管膨胀,高速喷出,排气速度可达15000千米/秒,是原子能火箭的1800多倍,是化学能火箭的3700多倍。

核动力发动机的工作原理是什么?

目前广泛运用的是四冲程内燃发动机,它的原理简单的来说就是将燃料的内能转换为热能,将压缩的油气混合气点着,从而产生巨大压力,再利用曲柄连杆机构将往复直线运动转换为曲轴的曲线旋转。它每完成一个工作循环需要经过

进气,压缩,做功,排气

四个行程。活塞往复四次,曲轴转两圈。

以上是发动机的原理,不知道说清楚了没有,我是学汽车专业的。

对于第二个问题,据我所知,核动力是利用核反应放出的热量,转化为热能,从而将水加热,变成蒸汽,然后用来推动涡轮机用来发电,或者其他设备。好像不能直接利用。我就知道这么多。

谁能介绍下核动力发动机的工作原理?

核裂变发动机分以下4种类型:

1)

固体核心核发动机:在这种发动机中,推进剂受固体燃料核心加热,估计比冲量能达到大约800秒;

2)

粒子床(Particle

Bed)核发动机:在这样的发动机中,液体推进剂被泵入核燃料里面,这种方式能达到很高的热量,使得比冲量能达到大约1,000秒,推重比超过1;

3)

液体核心核发动机:这个办法是使用液态的核裂变燃料,由于不必操心裂变物质的熔点,所以能达到更高温度从而获得更大的优势,比冲量能达到大约1,500秒,推重比超过1;

4)

气体核心核发动机:这种情况下我们不用再操心裂变物质的蒸发,在这个系统中推进剂流经等离子态的裂变物质,从而达到最高的可能温度,安装一个冷却系统后,比冲量能够达到7,000秒。

核动力是什么啊

核动力是核时代来临后动力系统的一大突破。

核动力的概念为:由重原子(例如铀,钚)裂变或轻原子(例如氢、氦)聚变根据E=mc²在可控条件下将约占核反应前原子质量总和的0.1%转化为纯能量,并作为动力使用。

核动力的优势主要有:

同样体积的核动力发动机续航能力为常规动力发动机的上千倍,若驱动的是10万吨级的舰只一般25年左右才需要更换一次燃料,极为适合远海作战,受环境影响很小,可靠性强。

不受国际油价影响。随着石油的逐渐稀缺,国际油价也逐渐上涨。若使用常规动力,则达到同样动力输出的费用有很大的不确定性。

核动力的缺点主要有:

若发生核燃料泄露,则将对泄露地区造成危害极大的污染,例如前苏联UA系列核动力卫星就曾污染了加拿大水域,所幸污染的是无人区,造成的实际损失微乎其微。

制造成本高,对制造的工艺与操控的技术人员都有很高的要求,目前也只有为数不多的国家能满足要求。

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