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移动式微型反应堆成关注热点

| 2020-06-10

据美国海军学会网站报道,美国研究人员正在开发一种卡车大小的移动式微型反应堆,可为前线军事基地、定向能武器和深空探测飞行器提供充足电能。

众所周知,核能能量密度高(1千克铀235裂变后释放能量相当于 2700 吨煤燃烧释放能量)且高效清洁,因此有着广泛应用。在核电家族中,除为人们熟悉的大型核电站外,还有功率小于300兆瓦的微型反应堆。这种反应堆具有功率小、建设周期短、适应性强、选址成本低等特点,可采用车载或船载方式实现移动式部署,具备较强的实用价值。

在军事领域,微型反应堆是很多“大国重器”的动力源。例如各大国普遍装备的核动力潜艇和核动力航母,以及美苏曾经研制的核动力飞机。相对海、空装备应用,微型反应堆在陆军装备领域的应用并不起眼,尽管早已开始。1952年,美国陆军启动“陆军核电计划”,利用核能发电满足陆军基地能源供给,减轻对化石燃料依赖,提高后勤保障能力。1957年至1977年间,美国几家主要核能企业为美国陆军设计开发出十余个小型核电站实验产品。不过,出于技术限制等原因,美国陆军最终停止此类项目研发。苏联在冷战时期也曾进行过这方面研究,于1985年建成并启用全世界第一座移动核电站“帕米尔”,该核电站反应堆系统安装在一辆载重为65吨的汽车上。冷战结束后,陆军移动微型反应堆研发一度遇冷。

近年来,“电力缺口”成为各国军队面对的棘手问题。正在研制中的各式新概念武器,如激光武器、电磁炮等,都是名副其实的“电老虎”,对能源瞬时供应有极高要求。目前,主要大国大都采用大规模电池组或飞轮储能系统供电,但受制于储能装置容量有限,仍面临能量供应不足等问题。另外,这类新概念武器体积和重量过大,与传统装备平台的兼容性较差,限制其应用和推广。由于移动式微型核反应堆能够解决以上问题,因此各国重新重视移动式微型反应堆。

2017年,俄罗斯国防部长下令实施小型军用核电站试点项目。这些模块化设备计划安装在重型汽车或雪橇上,首先用于开发北极任务。此外,俄罗斯预计在2020年前建成世界最大军用移动核电站。今年初,美国国防部战略能力办公室正式提出“小型移动核反应堆”信息请求书,要求参与招标的小型移动核反应堆重量不能超过40吨,可由C-17“环球霸王”Ⅲ运输机运输,提供1至10兆瓦电力,发电寿命至少3年,具有最少的操作人员配置且不会产生辐射风险。

不难看出,移动式微型反应堆技术一旦成熟并推广,将很快投入实际应用。这一技术一方面可以大大降低电磁炮、激光武器等高耗能武器的应用门槛;另一方面也能大大提高人类在极端环境中的生存能力。

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