英国工业巨擘劳斯莱斯不研发豪车了，改研发微型核反应堆了？ 劳斯莱斯公布了他们研发的最新科技，一款可移动的微型动力反应堆，可以直接安装在车辆上。
那目前核反应堆最小能做到多小，做这么小又有什么用呢？
微型核反应堆
所谓核反应堆，就是核电站的核心能源组件，它可以将核能稳定可控的输出为热能，再进一步转化为我们所需的电能，核能的来源则是裂变和聚变。
微型反应堆是一种功率不超过15兆瓦的反应堆，采用模块化的设计，可用大型车辆或者船舶直接搭载。你可能不知道15兆瓦什么概念，像我国的华龙一号核电站装机容量约1200兆瓦，中国国核一号核电站装机容量则是1500兆瓦，可见15兆瓦有多迷你了。 而像世界上第一台反应堆“芝加哥一号”的功率仅有0.5瓦，仅能勉强点亮一个小夜灯。
其实早在1952年，美国陆军就启动了“陆军”核电计划，并在之后的20年间，陆续设计开发了十多款小型核电站实验产品，但由于技术的限制，最终停止了开发。
然而在过去几年间，美国、欧盟、加拿大、韩国等经济体却纷纷重启研发小型模块化反应堆技术。 比如英国航天局就为劳斯莱斯提供了290万英镑，来研究微型核反应堆项目。那以人类现在的技术，最小能把反应堆做到多小呢？ 答案是只有高压锅那么大。
核反应堆最小有多小
2016年7月27日，在国际原子能机构、国家原子能机构等见证下，我国中核集团公布了其最新成果——数字微堆系统。
根据网上的图片来看，这种核反应堆跟一个小水池差不多，直径仅有2.7米左右，和普通核反应堆20米的巨人身高一比很是迷你。 你可能要问了，不是说只有高压锅大小吗，为什么却有2米高呢？
这个高压锅其实指的是反应堆的核心物质“堆芯”，这个微堆的堆芯活性区直径仅有240mm，高度则是250mm，整体被放置在一个“灌池”结构中，内部的高离子水不仅可作为冷却剂带走热量，还能作为慢化剂减缓中子的速度，使其更有效地与铀-235发生反应。
在技术方面，我国原子能院已经成功地将微堆中U-235的核燃料富集度从90%降低到了12.5%，并实现了满功率运行，所以微堆要比常规核反应堆安全性好得多。
那么除此之外，微堆还有什么优势，能让各国都争相去研发呢？
微堆的优势
其实，微堆最大的优势除了减少人类对化石燃料的依赖，降低碳排放之外，就是为人类对太空的探索带去便携。 一方面，在月球或者更远的天体上执行任务时，宇航员很难使用传统的燃料为其提供能源。 因为液体或者气体的燃料不仅易燃且重量又大，而且运输起来还很贵。
核反应堆就不一样了，像1KG铀全部裂变后释放的能量，就相当于2700吨煤炭完全燃烧后的能量。 同时微堆占用空间也小，而且不需要添加燃料。 这也就意味着它可以长距离运输，且运输中不会有易燃易爆的风险。
另一方面呢，目前空间任务中，航天器使用的电源主要都是化学电池和太阳能电池及核电源三类。 其中，化学电池较为简单，工作可靠，但它寿命短且功率小。 太阳能电池又过于依赖光源，在阴影环境下不能工作。 核反应堆电源就成了空间能源和空天动力的首选方向。
除了发电功能外，微堆还有着其他的工业用途，比如制氢、供热及海水淡化等，可谓一举多得。
基于此，英国航天局就为劳斯莱斯公司提供了290万英镑，用以研究核能为未来宇航员月球基地提供支持。 劳斯莱斯目前正在紧锣密鼓的研发中，预计2029年前准备好将核反应堆送去月球，期待一下吧。
【参考文献】 [1]王立鹏,曹璐,陈立新,等.微型反应堆高速撞击下核临界安全的初步分析[J].核技术, 2024. [2]樊锦,彭丁萍,曹博.可移动式微型反应堆假设事故下辐射剂量计算[J].核科学与技术, 2024. [3]赵阳,李达维,张昌芳.美军移动微型核反应堆建设发展及军事影响[J].国防科技, 2023. [4]佚名.将核电站搬上月球[J].环球科学, 2023.
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