俄羅斯為核動力飛船反應堆組裝出“熱源”

為了更遠、更快地飛向太空，研發人員一直對核動力飛船傾注心血。近日，該領域的研發取得一項實質性進展：俄科研人員組裝出了為未來核動力飛船反應堆服務的“熱源”——核燃料釋熱元件，隨后的一系列測試將于今年展開。

該元件的領銜設計單位——俄能源技術科研和設計研究所的首席設計師切列普寧日前對媒體說，未來的行星際飛船應著重考慮采用核動力裝置。該研究所制定的核動力裝置規劃，已于2009年獲得俄總統領導的現代化與經濟技術發展委員會批準，該裝置的草圖設計已在2011年年底定稿。

依據設計，這種核動力裝置將采用尺寸不大的氣冷式快中子反應堆，所用核燃料為高濃縮二氧化鈾，其濃度高于普通核電站燃料。二氧化鈾發生核裂變后，會產生極高熱能，這些熱能要通過反應堆內的釋熱元件并借助氣態載熱劑輸送到反應堆外。這一重要元件已在本月初由俄聯邦能源署下屬研制機構組裝完畢，目前全球尚無與之類似的元件。

切列普寧介紹說，俄最終制成的將是兆瓦級核動力裝置，其工作溫度比同類普通裝置高約一千攝氏度。為適應這種高溫，反應堆釋熱元件的外殼將采用以鉬制成的難熔金屬單晶熔合物材料。從反應堆內導出的熱能會推動渦輪機組發電，所生成的電能將源源不斷地供電噴發動機使用。

這種發動機內的氦-氙混合劑會通過電離生成離子流，而核電所生成的強大電場會推動該離子流向飛船后方高速噴出，從而獲得噴射推進力，使飛船以更短時間飛向火星等太陽系行星，或在近地空間繞飛更長時間。在這一過程中，不會有放射物被釋放到太空中。據估算，如此制成的電噴發動機的單位推進力是化學燃料發動機的20倍。

據參與研發的俄“克爾德什”科學中心主任卡羅捷耶夫回憶，其“前輩”于上世紀60年代開始研制航天核動力裝置，但最初制成的發動機在工作異常時會噴出放射性氫，如今的設計方案已修訂了無數次。

如一切順利，包含上述所有元部件的核動力裝置將于2018年建成。迄今，俄已從國家預算中為研制相關反應堆、發動機和太空艙總共撥款170億盧布(約合31億元人民幣)。