核能汽车有可能实现吗(汽车用核能)

在石化能源价格不断上涨,环保要求日益提高,新能源电池车迅猛发展的今天,基于电池储能方式重量能量比低的短板,依旧会给新能源车车主带来挥之不去的里程焦虑。充电的新能源汽车和树木微缩创创意图那么有朋友会有疑问了,我们不是有很成熟的核能吗,是否能小型化,应用到家用车辆上,实现一次购买终身不用再补充能源?这还真是个有趣的问题!首先我们看看核能是否能满足这个能量密度要求。以核能作为汽车能源最终是要转化

在石化能源价格不断上涨,环保要求日益提高,新能源电池车迅猛发展的今天,基于电池储能方式重量能量比低的短板,依旧会给新能源车车主带来挥之不去的里程焦虑。

充电的新能源汽车和树木微缩创创意图

那么有朋友会有疑问了,我们不是有很成熟的核能吗,是否能小型化,应用到家用车辆上,实现一次购买终身不用再补充能源?

这还真是个有趣的问题!

首先我们看看核能是否能满足这个能量密度要求。

以核能作为汽车能源最终是要转化为电能驱动,一台B级车百公里耗电大致在20kwh左右,就以这个参数作为标准。

目前常用的核能分为聚变和裂变两种,先以能量密度较低的****裂变反应分析。

500克浓缩****全部裂变释放出的能量,相当于1350*标准煤;一度电=1000瓦*3600焦耳=0.123公斤标准煤,那么一*标准煤大致能发电8130度;那么一斤浓缩铀的发电量大致为8130*1350=10997500度电;一百公里需要耗电20度,一斤浓缩铀大致可以行驶548775公里。

可见0.5公斤的****核裂变燃料,几乎就能满足一般车辆的全寿命使用的能量了。如果换成能量更高的核聚变燃料那就更加没问题了。

不过即使数据很诱人,但是实现起来并不容易,目前除了作为核**的**实现了核聚变反应之外,还没有一种能实现稳定可控持续输出能量的核聚变反应堆,能实现商业核聚变应用,更不用说小型微型化了。目前所指的能作为成熟能源供应的核反应堆,都是核裂变反应堆。反应堆要引发核裂变反应才能产生大量的能量输出,要产生核裂变通常有一个核材料的临界状态,保持和稳定临界状态需要复杂的控制,并且反应过程会有大量对人体和环境有害的辐射,为了稳定控制和有效防护,反应堆体积和重量也不可能太小。

据介绍,目前我国中科院核能安全技术研究院,正在对铅基反应堆进行系统实验和工程技术验证,并计划在全球率先研发出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”,以满足海岛海洋平台、偏远地区分布式供电需求。

但相对于车辆上的应用,这个体积显然还是过于巨大了。

那么我们在美国科幻电影《火星救援》中看到的马特达蒙使用的核电池是否能用于汽车上作为动力来源?

马特达蒙使用的核电池被称为放射性温差热核电池(发电机),由于火星表面昼夜温差极大、一般化学电池无法工作,太阳能电池又无法用于深空,放射性同位素热电池可谓是深空探测中理想的能源,它是利用放射性材料钚238作为核电池发热材料,利用放射性衰变的热量进行发电,电池和环境中的温差驱动热电偶产生持续输出的电流。

使用钚238作为核电池发热材料的主要优势在于,处于铀系衰变系当中的钚238衰变产生的放射性几乎没有伽玛射线,辐射防护非常简单和轻量化;半衰期也比较合适(88年)可以在相当长的时间提供稳定的功率,足以满足二十年甚至更久的深空任务。在超过四十年的时间里,NASA已经安全的使用放射性热电发电机(RTG)为二十多个太空任务提供电力来源。严格来说,热核电池也叫放射性同位素热电机((Radioisotope Thermoelectric Generator,缩写RTG)。

放射性温差热核电池的优势在于结构简单可靠,可以在半衰期内,长时间提供稳定持续的功率输出,但因为采用热电偶转换能量方式效率极低,通常都是在几十瓦或百瓦级别,满足长时间持续的太空恶劣环境应用还是游刃有余,但应用于家用车辆就几乎完全不可能了。

因此以目前的科技发展水平,将核能应用于家用车辆暂时还是个不现实的想法。

但科技进步是日新月异,也许不久的将来,没准那一天就会出现一个让人意想不到的突变,车辆不再操心续航将不是梦想!

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