核能 核反应堆早已小型化,为何不能装备到宇宙飞船上开启星际旅行呢!
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核反应堆小型化解决了什么问题?核反应堆 ,又称为原子能反应堆或反应堆,是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。铀是目前最重要的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2500吨优质煤,所以用于核能的原料蕴含很大的潜力,但目前主要是用于核能发电。
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核电站就是将核能转化成电能的过程,分为三个步骤:1、核裂变反应将核能转化为热能。2、将热能转化为机械能。3、将机械能转化为电能。说得直白一点,就是核反应产生的热量,再加热水产生蒸汽,再用蒸汽推动发电机工作产生电能。所以核反应堆小型化只是第一步,解决的只是体积问题。宇宙飞船安装核反应堆,其中心思想,是以更小的体积携带更加巨大的能源供应,来增强宇宙飞船的续航能力。
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问题的关键是能量转化:虽然体积问题得到了解决,但关键性问题并没有得到解决,那就是能量转化问题,就是说通过怎样的方式,利用什么工质来实现核能转化成动能的过程,这个是非常重要的,就如同核电站发电的能量转化过程一样。我们知道目前航天飞机,运载火箭,探测器等都是使用化学燃料来产生驱动力的,也就是通过燃烧化学燃料,使其产生迅速膨胀的气体做功产生推力,将化学能转化成了动能。
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所以,尽管核反应堆已经小型化,甚至可以装备到宇宙飞船上。那我们接下来该怎么做呢?如果将核能转化成动能呢?难道还要继续烧开水吗?在科学家没有找到更好的解决方案之前,核反应堆是无法应用到宇宙飞船上的。
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当然,根据某些科幻观点,人类要想实现星际航行自由,反重力技术或许是个突破口,因为在宇宙空间中,大量充斥着各类天体,引力可以说是无处不在,假如说有朝一日,人类掌握了反重力技术,那么就无需考虑宇宙飞船的燃料携带量了,同时也就拥有了更加强大的驱动力。
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既然是星际旅行,往返时间就很重要旅行时间就关系到宇宙飞船的航行速度。因为即便是太阳系内的星际旅行,距离也不是个小数字,地球距离火星最近距离有5500万公里,最远距离有4亿公里之遥,更别说其他的行星了,飞出太阳系就更遥不可及了。
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如果以第三宇宙速度飞行。从地球飞往火星,按照最小距离算,需要39天到达火星;按照最远距离算,需要289天才能到达火星。
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那么第三宇宙速度是多少呢?头条百科是这样解释的:第三宇宙速度(Third Cosmic Velocity)是指从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时,无需后续加速就可以摆脱太阳引力的束缚 ,飞出太阳系进入更广袤的宇宙空间。
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那如何才能使火箭达到宇宙速度呢?理论和实践证明,火箭的飞行速度决定于发动机的喷气速度和火箭的质量比。发动机的喷气速度越高,火箭飞行的速度越高。(加速度)火箭的质量比越大,火箭能达到的飞行速度越高。(加速度持续的时间)火箭的质量比:火箭起飞时的质量(包括推进剂)与发动机熄火时刻的火箭质量(即净重)之比,所以质量比大,就意味着所携带的推进剂多。
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所以,如果人类能够找到更加先进的核能转化为动能的技术手段,那么将会大大提升星际旅行的可能性。以上就是科幻之眼对宇宙飞船装备小型化核反应堆的观点,认可的朋友请点赞+关注,同时欢迎在评论区留言补充,您的观点和看法。
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