身材迷你作為大
詹姆斯·沃納爾是美國(guó)能源部愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室太空核能系統(tǒng)反應(yīng)堆項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，該實(shí)驗(yàn)室主要負(fù)責(zé)核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和研發(fā)，燃料研發(fā)以及小型發(fā)電機(jī)。沃納爾表示：“目前，地球上核電站的發(fā)電量都在數(shù)百上千兆瓦，但是這種可攜帶式的迷你核電站的發(fā)電量只有40千瓦。這種迷你型的設(shè)計(jì)很適合太空中的情況。將核電站設(shè)計(jì)到如此迷你的境地當(dāng)然有許多不同之處，而且是超贊的。這種迷你核電站更為靈活，并且能放置到無(wú)人居住的星球。它比傳統(tǒng)意義的核電站輕了很多，這就是適合在太空中工作的理想核電站。”
據(jù)沃納爾介紹，這個(gè)反應(yīng)堆本身寬度只有約1.5英尺(約合0.46米)，高度只有約2.5英尺(約合0.76米)，只有一個(gè)方便攜帶的手提箱那么大，而且它沒(méi)有冷卻塔。這種新型的可以在月球上使用的小型核裂變系統(tǒng)可以生產(chǎn)40千瓦或更多的電力，這相當(dāng)于地球上8戶居民的用電量。
另?yè)?jù)悉，目前美國(guó)宇航局已經(jīng)為這種新的核電站預(yù)設(shè)了多種使用情景。它們可以為氧氣或者氫氣發(fā)生器提供能源，同時(shí)，也可以為載人或者無(wú)人的宇宙飛船充電。該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃明年對(duì)此進(jìn)行具體示范，以測(cè)試這種新核電站的具體性能。
不會(huì)出現(xiàn)堆芯熔化的危險(xiǎn)
近來(lái)核電站是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題，特別是日本核事故的發(fā)生導(dǎo)致人們對(duì)核安全有了更多談?wù)?。沃納爾表示：“這種迷你核電站沒(méi)有堆芯熔化的危險(xiǎn)，因?yàn)榘l(fā)電水平很低，這相當(dāng)安全。如果我們真遇上發(fā)電故障，那么反應(yīng)堆會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。”
雖然美國(guó)航天局已經(jīng)暫停了未來(lái)航天飛機(jī)發(fā)射計(jì)劃，但是沃納爾并不擔(dān)心這會(huì)影響到迷你核電站的未來(lái)，因?yàn)檫@個(gè)小型核電站用途廣泛。他對(duì)此項(xiàng)目充滿信心，“美國(guó)宇航局將來(lái)有一天會(huì)將這個(gè)裝置應(yīng)用到實(shí)際太空飛行任務(wù)中，這對(duì)每一個(gè)宇航員而言，應(yīng)該是個(gè)不錯(cuò)的消息且是個(gè)值得紀(jì)念的一天。”據(jù)悉，2005年，由于美國(guó)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)升空過(guò)程中出現(xiàn)絕熱瓦和絕熱泡沫脫落現(xiàn)象，美國(guó)宇航局宣布暫停未來(lái)航天飛機(jī)發(fā)射計(jì)劃。美國(guó)宇航局表示絕熱泡沫脫落沒(méi)有對(duì)“發(fā)現(xiàn)號(hào)”造成損害，但是在問(wèn)題解決前，宇航局不會(huì)再發(fā)射航天飛機(jī)。
沃納爾表示：“最主要的是這種小型核電站可以為宇航員提供穩(wěn)定、充足的發(fā)電量，而且核電技術(shù)成熟，消費(fèi)得起，并且還安全。如果這個(gè)技術(shù)的發(fā)展得到驗(yàn)證，由于性價(jià)比高，這將成為最受歡迎的選擇，為長(zhǎng)期的太空探索項(xiàng)目提供電力資源。”此外，沃納爾提到，這其中牽涉到一個(gè)將反應(yīng)堆的熱能轉(zhuǎn)換為電力的技術(shù)。目前，美國(guó)宇航局正在測(cè)試斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在不同情況下的狀況，特別是將之引入到手提箱大小核電站的時(shí)候。
核電用途比太陽(yáng)能更廣
目前，宇航員主要使用太陽(yáng)能電池，通過(guò)將光能轉(zhuǎn)換為電能來(lái)為宇宙飛船和裝置供電。但是，在外太空環(huán)境下，光能不能隨時(shí)存在，并且不穩(wěn)定。
雖然太陽(yáng)光和燃料電池通常是太空任務(wù)的主要發(fā)電裝置，但是現(xiàn)在工程師發(fā)現(xiàn)了其中的不足，因?yàn)樘?yáng)能有其局限。太陽(yáng)能電池能在近地球軌道附近提供能量，但是核電能在其他星球提供所需的發(fā)電量。太陽(yáng)能和燃料電池都不能維持人類在宇宙中長(zhǎng)時(shí)間停留所需電力。燃料電池會(huì)耗盡，太陽(yáng)能也是嚴(yán)重依賴周圍條件。這種小型核電站是未來(lái)太空發(fā)展的首選，而核電并不依賴這些外部條件，它能在月球或者火星等地發(fā)電。
從1961年來(lái)，放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器在開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能系統(tǒng)中起了重要作用。這些不是裂變反應(yīng)堆，裂變反應(yīng)堆依賴鈾原子分裂而產(chǎn)生熱量，并隨后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器是依靠放射性同位素钚-238的衰變來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的熱量。美國(guó)宇航局的“冥王星新地平線”（Pluto New Horizons）和“卡西尼任務(wù)”（Cassini Solstice）就裝備了這種放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器。美國(guó)宇航局斥資25億美元“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MSL)”任務(wù)將發(fā)射“好奇號(hào)”火星車登陸火星展開(kāi)探索，該任務(wù)配備了放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器。事實(shí)上，放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器雖然很強(qiáng)大，但是如果要到火星表面，裂變反應(yīng)堆將更為強(qiáng)大，因?yàn)槟墚a(chǎn)生更多能源。雖然太陽(yáng)能矩陣也有重要作用，但是反應(yīng)堆將是未來(lái)太空供電的首選。
