本篇文章给大家谈谈《什么叫浓缩铀》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、核动力飞机可以实现吗?
- 2、核电站的燃料棒为什么一直要泡在水里,连用完了成了乏燃料棒了都还要不断冷却?不是插入石墨棒就停堆了吗
- 3、反物质发动机,科学家说环绕地球飞一圈,一秒也用不到,你怎么看呢?
- 4、components是什么意思
- 5、核航母上的反应堆,究竟是怎么推动航母航行的?
核动力飞机可以实现吗?
不少人好奇,核动力航空母舰、核潜艇、核动力货船、核动力破冰船都有这么多年历史了,为什么独独没有核动力飞机呢?它有哪些技术瓶颈?历史上有研究过吗?未来可能有吗?
疯狂的计划
核动力飞机,这想法其实并不新鲜,早在第一颗原子弹爆炸之前,曼哈顿计划的主要领导者之一,有原子弹之父的费米,就给那些正在研制原子弹的科学家说,你们除了研制原子弹,也不要忘了核动力飞机啥的。
后来,核动力飞机的研制工作还真就大张旗鼓地上马了,我们不仅要问,这是要在怎样的情况下才可能有这种疯狂的想法呀,答案是冷战。
美国研制核动力飞机,出发点是想造出高性能的远程战略轰炸机,绕地球转几圈不用加油,从而也就可以摆脱了对军事基地的依赖。而前苏联呢,也是这么想的。那时,苏联还没有航程很远的轰炸机,所以苏联领导人非常希望能研发出一种可以轻松飞到美国任何地方的上空,进行轰炸后,还能返航的轰炸机。
1946年5月,由美国空军主持,NEPA计划开始启动,研究方向是核动力远程战略轰炸机和高性能飞机。到1948年时,美国空军就已经为NEPA投入了1000 万美元。后来,NEPA随后被美国原子能委员会和美国空军的联合飞机核推进项目取代,这就是ANP 项目。
早期,苏联对核动力飞机的讨论只是只停留在报告上,1952 年,苏联科学家阿?帕?亚历山大罗夫在报告中写道:“近期,我们在核能应用方面取得一定进展,在未来几年内我们可以开始研制核能发动机,这种发动机可以应用到重型飞机上。”苏联领导人一看,很是高兴,但是3年过去后,核能飞机还没有任何一点消息,而死对头美国那边却传来消息,美国正在研制一种名为 NB-36H的核动力飞机,且进展顺利。于是,苏联领导人不再淡定,下令研制!
怎么驱动
核动力飞机,说得好听,可怎么驱动呢?用核电池提供电,驱动电动机,再带动螺旋桨?还是,直接搞一个反应堆到飞机上去?答案当然是后者,这是那个时代的人的必然选择。
美国的设计方案中,有两种驱动方式。
第一种是,飞机在天上飞行时,反应堆启动,堆芯周围的液态金属升到高温,为了进行冷却不让堆芯熔化,让高速气流与高温液态金属接触,于是,气流变成高温高压气体,这些气体经过导流,通向各个引擎的增压涡轮,最后,高温高压的气体喷出各个喷气口,产生后推力。这种设计是一种混合动力,即飞机起降时发动机都用的是燃油,爬升至高空后,启动反应堆堆,再切换为核动力。为什么这种方案,起降时不能使用核动力呢?因为高速气流通过堆芯的液体金属,再排出,这样的高温高压气体会带来核污染。
第二种方案是,空气不直接进入反应堆芯,而是通过一个热交换器。反应堆产生的高温,传给工作介质(比如水或液态金属),接着介质和空气在热交换器进行能量交换,空气被加热成高温高压气流后直接流入引擎涡轮,再由排气口排出,为飞机提供反冲动力。工作介质在热交换器内降温后再返回堆芯,形成一种循环。
苏联的设计稍有不同,但本质上还是利用堆芯产生的高温加热气体流,高温高压气体向后喷出,从而产生推力。
有哪些难点
咱们来看一幅图,就能明白,核动力飞机最大的难点所在。
所以,研制核动力飞机很大一个难点是,如何保护驾驶员不被反应堆长时间辐射?还有,若飞机坠毁后,带来的地面核污染如何避免?当年 NB-36H装反应堆试飞,测试反应堆对驾驶员的辐射水平时, NB-36H旁边还跟着另一架飞机,上面装满了士兵,就是为了,万一 NB-36H坠毁,能第一时间冲下去,封锁现场,避免周围群众受到核辐射。
技术难点二,在飞机上只能使用气冷技术,就是用空气来冷却堆芯,而气冷堆别说在那个年代,就是现在,它也属于高大上的技术。核动力航母和核潜艇,之所以比较容易实现核动力,是因为它们天生就在海里,可以用取之不尽的水来冷却堆芯,另外就是航母和潜艇体积庞大,装一个反应堆上去,再加一个几十吨的保护罩上去,体积和重量都可以接受。
然而,以上技术难点并不是核动力飞机没有出现的原因。如果不考虑别的因素,核动力飞机是有可能生产出来的。根据参与过核动力飞机研制的苏联工程师回忆,如果资金充足,并且没有高层领导人设置障碍的情况下,苏联在20世纪70年代就能实现核动力轰炸机的部署。
那么,是什么导致美国和苏联核动力飞机的下马呢?
替代品出现
很简单,核动力飞机上马的原因就是其下马原因。当年,美国苏联研制核动力轰炸机的初衷就是,全球飞行,实现全球核威慑。但是后来呢,洲际导弹蓬勃发展,这些带核弹头的洲际导弹大量部署在核潜艇、航母和陆地上。此时,用核动力飞机实现核威慑就显得效率低下了,谁会让一架带核弹头、还带着核反应堆的庞然大物轻易地进入本国领空?拼了老命也要把它打下来。
以后会有核动力飞机吗
从理论上讲,一磅(大约454克)浓缩铀可以驱动一架飞机绕地球飞80圈。所以,核动力飞机虽然困难重重,但是,诱惑也很大。虽然已经没有国家再研制核动力飞机,那么以后,它还可能出现吗?又会在用在什么地方呢?
首先,核动力战略轰炸机是不可能再用了,飞机再怎么快,也赶不上洲际导弹。
那么侦察机呢?也不会使用,RQ-4全球鹰无人机航程可达25000千米,从美国本土即可飞到任何一个国家的上空。以后的太阳能无人机在高空滞空半年或者一年都是没有问题的,所以,侦察机方面,核动力无人机也没有用武之地。
一个可能的用武之地,就是货运飞机,核动力飞机能实现载重大,无须燃油,可连续十几年在不加油的情况下进行全球快速运输。核动力航母可连续20年高速航行而不用补充燃料,如果核动力货运飞机出现,那么它的一个好处是节约大量的燃油,并减少二氧化碳等气体的排放。
核动力飞机听上去很疯狂,但是很多时候,是否疯狂主要取决于我们处在哪个时代。在18世纪,你说要登陆月球,人们会说你疯狂;在19世纪,你说要用一个虚拟的网络把全世界的人联系起来,无疑,也会被很多保守人士嗤笑,骂你疯狂。
以核作为动力的历史才有短短的60多年,谁知道,以后的气冷堆技术或者其他核技术会有怎样的高速发展?又有谁,能百分百断定现在的“谈核色变”,不会随着核防护技术的进步而消失?
我们希望,将来有一天,一切准备妥当后,,一架永不降落的核动力飞机能出现,它在高空飞行,就像宫崎骏《天空之城》中的飞行岛屿拉普达。
核电站的燃料棒为什么一直要泡在水里,连用完了成了乏燃料棒了都还要不断冷却?不是插入石墨棒就停堆了吗
反应堆的核燃料用完后变成乏燃料,不是里面没有裂变材料,而是里面的裂变材料比较少,不足以维持电站运行了,所以乏燃料取出后,里面的裂变元素有些半衰期很长的需要很多年以后才能消耗得差不多,一般乏燃料处理都是深埋几十年至上百年。
扩展资料:
压水堆特点
压水反应堆利用轻水(普通水H2O)作为冷却剂和中子慢化剂。其冷却系统由两个循环回路组成。一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器,回路内压强保持在150个大气压左右,在此压强下可将冷却水加热至约343℃而不沸腾。
冷却水在二回路蒸汽发生器的传热管中将压强约为70个大气压左右的二回路水加热至沸腾(温度约260℃),形成的水蒸气(过滤掉混杂的液态水后)再通过二回路送至汽轮机,推动涡轮发动机运转。在传热管中释放了热能的一回路水以290℃左右的温度回流至堆芯,完成一回路循环。
从汽轮机流出的二回路水经冷凝器凝结为液态水后,回流至蒸汽发生器,完成二回路循环。
反应堆堆芯位于压力壳内,由排列为方形的燃料组件组成。燃料一般是富集程度在2%~4.4%的烧结二氧化铀。 和沸水反应堆相比,压水堆堆芯体积更小,堆芯的功率密度较大(大型压水堆的堆芯功率密度可达100千瓦/升),压水堆的发电效率约为33%;
但由于堆芯中的工作压力和温度都较沸水堆高,因此对反应堆材料性能的要求也较沸水堆更高。
压水堆是核潜艇使用最多的堆型,原理是:由核反应堆中的铀—235核燃料进行链式核反应并产生高温,高温把核反应堆内密闭循环的纯净水“煮开”变为蒸汽后,经喷嘴加速变为蒸汽流推动汽轮机运转。汽轮机的转速经过减速齿轮减速后带动螺旋桨。
能量转换全过程大致为:核能→热能→机械能→动能。
参考资料:百度百科-压水反应堆
反物质发动机,科学家说环绕地球飞一圈,一秒也用不到,你怎么看呢?
核能是一种强大的能源,我们主要是利用核反应堆把核能量转换成我们需要的能源,除了建核电站发电外,就是建小型反应堆应用到民用或军事领域,于是1954年首艘核潜艇"鹦鹉螺"号出现了,接着1961年首艘核运力航母"企业"号也诞生了,据了解,这些新式载具只需更换一次核燃料就能管用10年。半个多世纪过去了,核动力就没出现在飞机上,这有确是个很奇怪的现象,毕竟核动力的好处太明显了,无论是军用还是民用的飞机只要能使用核能,就意味着可以一直的飞下去,省油是一方面,最关键是节省了大量的时间,甚至连空中加油机都将成为过时装备。
其实早在上世纪40年代,科学家们就抱着这美好的愿望,开始了核动力的飞机研制计划。理论上,只需要一镑浓缩铀作为反应堆的燃料,释放出的能量就足够支撑一架飞机环绕地球飞行80圈了。美国从1946年开始制定计划,1951年正式选定体型最大的轰炸机B-36H作为载具,通用公司开发的机载核反应堆勉强能放进去。万事俱备后,1955年美军为了安全准备了地面与空中两套试验机,地面的试验机设在爱达荷州的秘密基地,反应堆与两台X-39发动机连在一起 ,整套设备除了不升空,其实与真正的飞行没啥两样,在重重辐射防护罩之下,仪器在记录着设备的运行情况,发现X-39发动机会因过热而罢工,所以HTRE-3样机虽然能以时速740公里巡航,但累计到48300公里时就得暂停。
而天上的试验机搭载着反应堆飞行了47次,但反应堆并不提供动力,飞机仍然使用原来的动力系统,测试的项目只是核辐射数据与反应堆在各种飞行状态下的变化情况。虽然没有直接使用反应堆作为动力,但这么一架搭载着反应堆的飞机就好比一枚飞行中的核弹。因此每次飞行时美军都安排了一架满载特种部队的波音C-97伴飞,用意就是当试验机出意外甚至坠毁,特种部队能第一时间封锁现场,既是保护军事机密,也是阻止核污染扩散。虽然计划是疯狂的,但测试均是在科学家们万分谨慎的安排策划下进行的。在这期间没有发生意外,但试验在1957年还是被明智的终止了。
美军事后总结了核动力飞机出现的种种问题,认为暂时还无法解决只能搁置了。比如反应堆还无法实现小型化,发动机还不能承受得起永动的要求,驾驶室如要隔绝机上反应堆的辐射需加装铅装甲,重量增加了几十吨,最后就是空中核污染的问题。美军为此设计了两种动力模式,第一种直接让空中高速气流冷却反应堆,使气流变成高温高压的气体,这些气体带动飞机发动机变成推力。这种设计效率比较高,但是核污染的气体就会被排到空中了。第二种就是空中高速气流不直接接触反应堆,而与反应堆的热交换器(冷却器)接触,使空气得以加热,然后热空气再带动发动机。这种方式虽然安全些、污染也极少,但效率相当低,飞行速度与螺旋桨飞机差不多。
苏联当时也开展了类似的计划,结果遇到的情况与美国差不多。如今各国不继续这个研究,除了以上的情况,主要还是因为核动力飞机这个思路已经过时了,核动力飞机当初研发的目的是想让它巡航的时间尽量长点,让它扛着炸弹满世界飞吓唬别人的,简单来说就是当战略威慑武器使的。但如今有了洲际导弹这大杀器,安坐家中就能威慑到别人,研制这种既危险又有污染的核动力飞机简直是多此一举!
components是什么意思
components
音节划分:com▪po▪nent
英 [kəm'pəʊnənt]
美 [kəm'poʊnənt]
n. (机器、设备等的)构成要素,零件,成分; 成分( component的名词复数
); [物理化学]组分; [数学]分量;
(混合物的)组成部分
adj. 组成的,构成的
1. A complex engine has many separate components, each performing a different function.
一个复杂发动机有很多独立零部件,每个零部件具有不同作用。
来自柯林斯例句
2. Bolt the components together.
把元器件组装在一起。
来自柯林斯例句
3. The different components all have to
interface smoothly.
不同的部件都必须能顺利接合。
来自柯林斯例句
4. the components of a machine
机器部件
来自《权威词典》
5. Our chemistry teacher often reduces a compound to its components in lab.
在实验室中化学老师常把化合物分解为各种成分.
来自《简明英汉词典》
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柯林斯高阶英汉双解学习词典
1. N-COUNT
可数名词
组成部分;成分 The components of something are the parts
that it is made of.
Enriched uranium is a key component of a nuclear weapon...
浓缩铀是核武器的关键组成部分。
The management plan has four main components...
管理计划有4个主要部分。
They were automotive component suppliers to motor manufacturers.
他们为汽车制造商供应汽车零件。
2. ADJ
形容词
组成的;构成的 The component parts of something are the
parts that make it up.
【搭配模式】:ADJ n
Gorbachev failed to keep the component parts of the Soviet Union together...
戈尔巴乔夫没能把苏联各成员国团结在一起。
Polish workers will now be making component parts for Boeing 757s.
现在波音757飞机的组成部件将由波兰工人制造。
核航母上的反应堆,究竟是怎么推动航母航行的?
众所周知,航母可分为核动力航母和常规动力航母。美国现役的“福特”级、“尼米兹”级以及法国的“戴高乐”号航母采用的是核动力装置,除此之外的其他现役航母均为常规动力航母。常规动力航母的动力装置又可分为蒸汽动力、燃气动力、电力推进等,比如俄罗斯的“库兹涅佐夫”号航母采用的常规蒸汽动力装置,英国“无敌”级航母和意大利“卡武尔”号航母采用的是燃气动力装置,英国“伊丽莎白女王”级航母开始尝试使用综合电力推进系统。在以上动力装置中,核动力装置仍然是大型航母的首选。那么,核动力航母是怎样运转的呢?换句话说,核反应堆是如何驱动航母的呢?
航母核动力装置的组成部分
通常而言,航母的核动力装置是由反应堆、主冷却剂泵、蒸汽发生器、蒸汽稳定器、一次屏蔽、二次屏蔽和一次回路辅助系统及设备组成,核动力航母还会搭载多台蒸汽轮机和发电机。比如全球第一艘核动力航母——美国“企业”号航母,搭载了8座A2W型核反应堆、4台蒸汽涡轮机、32台蒸汽发生器和4根传动轴组成,总输出功率209兆瓦。美国“尼米兹”级核航母搭载了2座A4W/A1G核反应堆、4台蒸汽涡轮机,最新的“福特”号航母搭载2座A1W反应堆和4台蒸汽轮机。
航母核动力装置的工作过程
航母的核动力装置利用的是核反应堆的能量,其原理是通过核反应堆(U-235浓缩铀)释放核能,通过一套动力转换装置,将核能转换成蒸汽动能,进而驱动航母的传动轴,同时带动发电机为航母供电。航母核动力装置的工作过程是:核反应堆携带的U-235浓缩铀核燃料进行裂变,核能迅速转化成热量;热量通过平板型燃料元件传递给快速流动的冷却剂,将堆芯的热量带到蒸汽发生器;蒸汽发生器利用反应堆一回路冷却剂的热量,将二回路的水转换成高压蒸汽,带动蒸汽轮机运转;释放热量之后的冷却剂又重新流回堆芯,连续不断的进行循环。
航母核动力装置的主要优点
航母采用核动力装置,具有以下优点:一是功率大,“尼米兹”级的反应堆功率为500~600兆瓦,不仅能驱动航母快速航行,还能为其他设备提供充足的电力。二是堆芯寿命长,美国航母核反应堆的燃料可连续运行几十年,最新的“福特”级A1W反应堆的寿命达50年。三是核动力航母不需要排烟,减少了对舰载机的干扰,提高了起降的安全性。第四是核动力航母可以留出更多的空间装载航空燃料和武器弹药,还能增加机库空间,搭载更多的舰载机。正是因为具备以上优点,所以大型核动力航母仍是未来航母的主要发展方向。
关于《什么叫浓缩铀》的介绍到此就结束了。