散熱成難題，核污染引擔(dān)擾

　　人類在外星建核電站靠譜嗎

　　目前的載人航天主要能源有3類：太陽能,、化學(xué)能以及核能,。隨著未來太空探索任務(wù)需求日益提高，以及太陽能,、化學(xué)能在深空探索任務(wù)和星表探索任務(wù)中的局限性,，必須依靠以核反應(yīng)堆為基礎(chǔ)的核能源。

　　據(jù)美國消費(fèi)者新聞與商業(yè)頻道（CNBC）網(wǎng)站11月15日報(bào)道,，美國國家航空航天局（NASA）和美國能源部計(jì)劃在月球和火星建造核電站,，以支持其長期探索計(jì)劃。那么,，NASA在月球建核電站這事兒靠譜嗎,？面臨哪些難題呢？

　　月球?qū)⒔?0千瓦級核裂變電力系統(tǒng)

　　CNBC在報(bào)道中指出,，NASA太空技術(shù)任務(wù)局核技術(shù)組負(fù)責(zé)人安東尼·卡洛米諾說,，NASA的目標(biāo)是到21世紀(jì)20年代末開發(fā)出一個10千瓦級的核裂變電力系統(tǒng),，并在月球上演示?！斑@一核裂變電力系統(tǒng)的輸出功率為10千瓦,，可連續(xù)不斷地工作至少10年?！?/p>

　　具體而言,，該設(shè)施將完全在地球上制造和組裝，然后進(jìn)行安全測試,，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn),。隨后，將該設(shè)施整合到月球著陸器內(nèi),，由運(yùn)載工具運(yùn)送到繞月軌道,。接下來，著陸器降落至月球表面,，到達(dá)之后設(shè)施無需額外組裝或建造即可運(yùn)行,。預(yù)計(jì)這次演示將持續(xù)一年時(shí)間。

　　“低濃縮形式的核燃料將為堆芯提供動力,，小型核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量將被轉(zhuǎn)移到動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中,。動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由靠反應(yīng)堆熱能工作的發(fā)電機(jī)組成，這些發(fā)電機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電力,，并將之用于月球和火星表面的用戶設(shè)備,。此外，散熱技術(shù)對于保持設(shè)備正常運(yùn)行非常重要,?！笨迕字Z說，“4套這樣的系統(tǒng),，每個提供10千瓦電力,，就足以提供在月球或火星上建立前哨基地所需電力。利用核裂變系統(tǒng)在行星表面產(chǎn)生大量電力的能力將使大規(guī)模探索,、建立人類前哨基地和就地利用資源成為可能,。”

　　在月球建造核反應(yīng)堆是否安全

　　對于普通人來說,，在月球上建造核反應(yīng)堆的想法聽起來可能不同尋常，甚至有些人會覺得極其危險(xiǎn),。但是一些專業(yè)人士卻不這么認(rèn)為,，一家核能領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)構(gòu)創(chuàng)始人安德魯·克拉布特里說，此前科學(xué)家們就在月球上使用過核能,。阿波羅12號使用的阿波羅月面實(shí)驗(yàn)套裝中的儀器就是由一部RTG放射性同位素?zé)犭姍C(jī)供電的,，它標(biāo)志著人類首次在月球上使用核電系統(tǒng)。

　　“我們有個專業(yè)術(shù)語，叫核安全軌道,，也就是說,，衛(wèi)星的軌道必須足夠高，才能保證給衛(wèi)星提供能源的核反應(yīng)堆不會掉落在地球上,。月亮的軌道距地球38萬公里,，已經(jīng)足夠高，所以在月球上建造核反應(yīng)堆沒有這方面的擔(dān)憂,?！敝袊教炜乒ぜ瘓F(tuán)公司二院研究員楊宇光對科技日報(bào)記者說，“但是在太空使用核能面臨著散熱的難題,?！?/p>

　　他進(jìn)一步解釋道：“出于散熱和降溫的考慮，很多地面核反應(yīng)堆都建立在有水的地方,。而在月球上只能依靠很大面積的輻射散熱器給核反應(yīng)堆散熱,，這不僅會增加成本，而且會提高技術(shù)難度,?！?/p>

　　楊宇光表示，人們也不需要擔(dān)心核廢料污染太空,，因?yàn)樘仗珡V闊了,。執(zhí)行比木星更遠(yuǎn)的太空任務(wù)的探測器幾乎都使用過放射性同位素溫差發(fā)電機(jī)，而它們都是用钚-238作為電力來源,，比如著名的“卡西尼”號土星探測器就使用了大量的钚-238,。

　　“自由生物安全”公司首席醫(yī)療創(chuàng)新官喬斯·莫瑞博士則表示，即使這一設(shè)施在月球發(fā)生事故,，給地球造成的風(fēng)險(xiǎn)也很小,，因?yàn)榇髿鈱訒⒅旅妮椛渥钃踉谕鈱涌臻g，保護(hù)地球,。

　　盡管如此,，卡洛米諾也強(qiáng)調(diào)，NASA非常重視安全問題,，該項(xiàng)目必須符合《美國國家環(huán)境政策法》的標(biāo)準(zhǔn),，其中包括評估該項(xiàng)目對環(huán)境的影響，且在設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)時(shí),，確保核燃料直到抵達(dá)月球表面才被激活,。

　　此外，卡洛米諾說,，在該系統(tǒng)為期10年的任務(wù)結(jié)束后,，他們計(jì)劃將該設(shè)施安全撤走,。他說：“該系統(tǒng)最終將關(guān)閉，輻射水平將逐漸降低至人類接觸和處理的安全水平,。使用過的系統(tǒng)可以移動到遠(yuǎn)程存儲位置,，在那里它們不會對工作人員或環(huán)境造成任何威脅?！?/p>

　　大力開發(fā)核能源加快駛向宇宙更深處

　　然而也有不同聲音指出,，在月球上建造核電站完全沒有必要。隨著太陽能,、風(fēng)能和小型水電系統(tǒng)提供的清潔能源的成本迅速下降,，再加上通過節(jié)約能源導(dǎo)致效率不斷提高，沒有理由建立耗時(shí),、昂貴且令人擔(dān)憂的核電站,。沒有它，人類也可以滿足能源需求,。

　　對此,，楊宇光表示,目前的載人航天主要能源有3類：太陽能、化學(xué)能（燃料電池等）以及核能,。但隨著未來太空探索任務(wù)需求日益提高,，以及太陽能、化學(xué)能在深空探索任務(wù)（比如前往火星和木星乃至更深遠(yuǎn)的太空）和星表探索任務(wù)中的局限性,，必須依靠以核反應(yīng)堆為基礎(chǔ)的核能源,。

　　他指出，核反應(yīng)堆電源的功率大,、能量密度高,，相比其他電源具有較高的功率質(zhì)量比，可在太陽能,、風(fēng)能和水力發(fā)電不易獲得的環(huán)境下工作,。例如，火星上周期性的沙塵暴可能會持續(xù)數(shù)月,、而月球上永久陰影的隕石坑內(nèi)沒有陽光,，這些情況下都難以利用太陽能。此外,，月球南極現(xiàn)在是研究熱點(diǎn),，因?yàn)榇颂幱杏谰霉庹諈^(qū)，在這里可以利用太陽能,，但如果科學(xué)家們想在月球表面低緯度地區(qū)建立科考站,，那將面臨長達(dá)14天的月夜，最好的解決辦法就是建立核反應(yīng)堆來提供能源,?！岸遥覀儽仨毤哟笱邪l(fā)力度,，將來開發(fā)出兆瓦級的核反應(yīng)堆設(shè)施,，如此才能將我們更快帶往宇宙更深處?！保ㄓ浾?劉霞）

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責(zé)任編輯： 徐宙超