科学家模拟太空核反应,或能真正将“热核推进”应用于太空探索

Chloe Ma

产业

热核推进是指利用核裂变能加热工质,再将加热后的高温高压工质定向喷出而获得推力,具有功率高、寿命长、比冲大、不受外界环境影响等特点。

经过几十年的发展,固相核裂变反应堆技术已经得到了广泛的研究和应用,但是将核裂变能用于空间推进还处于理论与实验研究阶段。研究面临的主要挑战就是所使用的材料必须能够承受高热量,以及定期高能粒子的轰击。

宾夕法尼亚州立大学核工程博士生Will Searight为核热推进应用于太空探索做出了贡献,他将自己初步模拟的实验结果发表在了《核聚变科学与技术》期刊上。

Searight模拟了一个称为氢测试回路的小规模实验。实验装置模拟了一个反应堆在太空中的运行,在那里流动的氢气穿过核心并推动火箭—温度高达近2200华氏度。Searight使用建模软件设计了一个外径约为2英寸的不锈钢管的仿真回路。在模型中,回路连接到氢气泵,并通过与加热元件相邻的测试部分循环热氢气。

Searight发现,虽然可以将氢气持续加热到2200华氏度,但有需要在测试部分的正上方包增加一个加热元件,以防止加热减少。建模软件收集的数据表明,通过测试部分的氢气流平稳均匀,减少了通过回路的热量分布不均。结果分析还证实,不锈钢可以更方便、更经济地建造氢测试回路。

Searight的研究证明,人们有一天可以利用这些材料,从而更快更有效地推进太空研究。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210922121831.htm

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