http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-09-03
美研发手提箱大小迷你核电站：将用于外星殖民
美国宇航局星球表面核裂变电站的构想图
美国宇航局星球表面核裂变电站概念介绍。
构想图：宇航员登陆火星后使用便携式迷你核电站的情景。
新浪科技讯 北京时间9月1日消息，美国化学学会第242届大会近日在丹佛举行。美国能源部爱达荷国家实验室科学家詹姆斯-沃纳尔在大会上发言表示，美国宇航局和美国能源部正在研发一种只有手提箱大小的迷你核电站。据了解，这种紧凑型核裂变电站技术将主要用于未来人类在月球、火星等遥远星球上殖民或执行无人任务时提供电能，也可以作为在无法使用太阳能的情况为宇宙飞船提供动力。
詹姆斯-沃纳尔是美国能源部爱达荷国家实验室太空核能系统反应堆项目的负责人，也是迷你核电站项目的首席科学家。沃纳尔在大会上对这一新技术进行了详细介绍，“这个反应堆本身宽度只有约1.5英尺(约合0.46米)，高度只有约2.5英尺(约合0.76米)，只有一个随便携带的手提箱那么大。而且，它没有冷却塔。”
在未来人类殖民外星过程中，如果太阳能无法利用，这种迷你核电站将能够派上用场，提供电能。与普通的光电池不同，这种裂变系统既可以在月球的背面工作，也可以在其他行星的极地工作，还可以在洞穴中、在长期不见阳光的陨坑中工作。在诸如火星表面灰尘密布的环境下，这种迷你核电站同样可以正常工作。
在太空任务中，虽然燃料电池也是一种选择。但是，这种新型的核反应堆系统却可以在相对较小、较轻的空间中提供更多的电能。对于漫长、昂贵的太空飞行任务来说，体积小、重量轻是这种迷你核电站的两大优势。
对于一个太空前哨站来说，迷你核电站完全可以满足它们的电能需求。美国宇航局认为，虽然这种小型核电站的发电量只相当于地球上全尺寸核反应堆发电量的很小一部分，但是它约为40千瓦的功率足以提供一个典型的月球太空站所需的用电量。迷你核电站除了可以为生命及其他固定设备提供电力外，还可以为外星球漫游车或各种移动设备充电。美国宇航局和美国能源部联合项目组计划于明年完成功率约为12千瓦的演示模型。
沃纳尔表示，“太阳能和核反应堆最大的不同就是核反应堆可以在任何环境下发电。核裂变发电技术不依赖于阳光，在夜间及在火星或月球表面荒凉的环境下都可以大量提供稳定的电源。最关键的是，这种技术是成熟的、安全的、可行的。”科学家认为，一旦这种技术得到批准，人类的太空之旅将拥有一个通用性最强的能量来源。(彬彬)
[新浪网]
美科学家设计出便携式核反应堆
本报讯 建立月球基地和登陆火星早已被各航天大国列入了发展计划，但目前还有一个难点仍未突破，那就是电力供应。据美国太空网8月30日报道，日前，美国能源部爱达荷国家实验室的科学家设计了一种只有手提箱大小的原子能发电装置，并计划于明年制造出原型。由于其体积小，耐久性强，将有望为建立月球基地以及登陆火星等任务提供电力支持。
负责该项研究的詹姆斯·沃纳说，虽然这种便携式反应堆的发电量无法与传统核电站相提并论，但能满足8座普通住宅的用电需求。而小巧的尺寸更赋予了它不少大型发电装置所无法企及的优势：这样的发电装置更加灵活，可以放置在行星上无人居住的陨石坑或洞穴里；此外，由于外形小巧、容易移动，对经常需要移动的太空工作而言更是极为适合。
沃纳称，美国航空航天已经为这种便携式发电装置设想了几个潜在应用领域，如将用其驱动氧气和氢气发生器，或为各种车辆和设备充电等。该团队计划明年建造一个原型以测试其功能。
宇航员目前使用较多的供电装置是太阳能电池，通过光电转换为交通工具或其他设备补充电力。但即便是在太空中，光源也不是完全可靠的，相比之下，核电装置更为可靠、电力供应也更为充足。
由于有切尔诺贝利事故和福岛核事故在先，不少人对核能利用仍然心有余悸。但沃纳称，这种便携装置不会存在类似问题。他说：“相对于大型的核电站，这种便携式反应堆功率极低，不会有熔毁的危险，因此安全系数也要高得多。即便出现紧急情况，反应堆也能够自动关闭，对此完全不必忧虑。”
虽然美国国家航空航天局已经结束了其航天飞机计划，但沃纳表示，这不会对他们的项目产生影响。因为运载火箭也同样适合这类装置的运输工作。他乐观地认为，一旦该装置完成后，美国国家航空航天局就会允许他们将其送入太空以进行相关测试。(王小龙)
[科技日报]
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美研究称氢燃料电池技术取得突破
新华社洛杉矶8月31日电(记者郭爽)美国科研人员在新一期《美国化学学会杂志》上称，他们已研发出一种安全、有效提取和存储氢的方法，为推广使用氢燃料电池扫除障碍。
负责研发这项技术的美国南加州大学助理教授特拉维斯·威廉姆斯31日在接受新华社记者电话采访时说：“我们已经找到一种提取和存储氢的化学方法。这种方法可以完成从硼烷氨中提取气态氢，再将气态氢转化为硼烷氨进行存储的完整过程。这是在氢能存储领域取得的突破性进展，具有实用意义。”
硼烷氨是一种无毒化合物，含氢量高。今年早些时候，威廉姆斯的研究团队已研发出从硼烷氨中提取气态氢的方法，但缺点是释放的氢不足够多，而且一旦释放出氢后，就很难再对其进行循环使用。
现在，威廉姆斯及其同事以硼烷氨为核心开发出一种催化剂体系，可以释放足够多的氢，从而使其成为有效的氢能来源。与以硼氢化物和金属氢化物为核心的催化剂体系不同的是，这种催化剂体系在空气中性质稳定，重量轻，而且可重复使用。
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威廉姆斯预测说：“不久的将来，小到摩托车，大到飞机，均可应用此项技术。”
氢燃料电池不释放碳，被认为是一种环保产品。随着石油资源日益稀少、价格日趋昂贵，世界各国科学家很早就已开始探索利用氢研制化石能源替代品的方法。但气态氢难以储存和运输。目前，市场上应用的车用氢燃料电池一般使用高压或低温的存储方式，不仅代价高昂，也存在安全隐患。“如果汽车中装着一满罐(气态氢)，一旦发生事故，存储设备损毁，那可就有大麻烦了，”威廉姆斯说。
[财经网]