核能,现在主要用在发电、核武器、核潜艇和核动力航空母舰上。目前商业化的核能利用方式是核裂变,是指由重的原子核,主要是指铀核或钚核,分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。如果可以用在汽车上,只需一点点核原料,就一辈子不用加油,想怎么开就怎么开,是不是超级爽! 人类自从发现核能,就对它觊觎已久。所以核动力汽车的概念早就有了,不过至今仍未有成品车。福特汽车在上个世纪50年代就推出了全球第一款核动力概念车,名为Nucleon(下图)。其在两个后轮之间的核反应堆以铀元素的核裂变为能源,能够把水变成高压蒸汽,再推动涡轮叶片驱动汽车,然后蒸气在冷却之后返回核反应堆里面再次加热,只要核燃料还没用完,它就能不断发出动力。 凯迪拉克WTF(Cadillac WTF)是2009年1月推出的全球第二款核动力概念车(下图),该车的动力系统使用钍燃料,目前仍在设计图纸阶段,未建造。该款车设计使用年限为100年。概念车的车轮采用了四组共24个单位的车轮设计,并完全不需要轮胎的支持,单个车轮均有独立的电机控制,并避免了石油以及橡胶的使用,更佳的环保。凯迪拉克钍燃料概念车(Cadillac WTF)的创造者:Loren Kuleses说到,此款车用到的所有东西都可以在不用任何维护的情况下维持100年之久。 核能汽车,其实关键不在汽车,而在核能。而这显然不是汽车工程师能解决的问题,需要无数科学家的辛苦科研,将可控核反应堆变得更小、防辐射装置更轻盈、成本更低廉,那样我们开上核动力车的美梦才能成真。 从目前来看,最可能实现的方式就是目前商业化较为成熟的核裂变。要想成功的利用核能来为汽车持续供能,必须实现可控的核裂变,这是最难的一点。就像铀裂变一样,热中子轰击铀原子会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀原子,从而形成链式反应而自发裂变。撞击时除放出中子还会放出热,如果反应不可控的话,温度会瞬间变高,导致爆炸,要想可控,必须依靠控制棒去抽插中子,使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。这样一来,保证可控核反应的外围设施就很复杂了,所需的体积就很大了。 其次还有动力装置,从现在来看,要用在汽车上,只有三种动力装置可行:内燃机、电动机、燃汽轮机。核反应推功能就是发热,所以还需要一个能将热能转化为机械能的装置。问题是如果核聚变无法停止,那汽车在不工作时,多余的能量如何转化和存储? 除此之外,还有成本问题。核能因为其能量密度大,一点核原料就能释放出巨大的能量,但其可控核反应堆的成本是巨大的。因为规模效应,建设一座核电站的成本几年内可以收回,但如果是小型的核反应堆,只为一辆车提供一辈子的能量似乎并不会划算。因此如果从纯商业的角度出发,没有汽车企业会去干这件事。 最后是安全性,即便人类真的造了出来,能否保证不发生人人闻之色变的核辐射?一旦这种车量产,恐怖分子买辆车,开到人口密集区,把车砸到核泄漏不就死翘翘了。或者每天发生那么多车祸,如果引起爆炸,进而引起核泄漏怎么办? 目前来看,核能连军用都存在很大的限制,更别说民用了。所以,百年内核汽车的梦想基本没可能,以汽车那么小的体量来说散热都是个大问题,更可能的情况应该是核能发电普及后,以无线充电的方式对汽车充能。 |
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