羅爾斯-羅伊斯公司預告可提供推力的小型核反應堆

在美國國家航空航天局（NASA）本周早些時候與國防高級研究計劃局（DARPA）合作開發核火箭發動機之後，英國航空航天公司羅爾斯-羅伊斯也跳入了這一行列。勞斯萊斯是世界領先的航空和發動機公司之一，其產品被用于軍用和民用飛機--以及潛水艇和其他機器。

該公司還有一個太空部門，昨天它在其社交媒體上分享了一個相當誘人的預告，展示了一個微型核反應堆。如今的核推進，尤其是民用和和平用途的核推進，使用的是低濃縮鈾（HALEU），看來勞斯萊斯的發動機也將利用這種燃料。

NASA和DARPA公告的核心信息是，這些機構已經確定了使用核火箭發動機的安全燃料。這些發動機已經存在，並被用於航空母艦和潛艇--主要是由美國軍隊使用。然而，這些發動機使用的燃料具有高度放射性，也可用於製造武器。自然，這給航空航天的使用帶來了複雜的問題，因為風險更大，而且一旦出現問題，造成的困難會比它帶來的好處大得多。

羅爾斯-羅伊斯公司是一家也在瞄準建造核反應堆的公司。自2015年以來，它一直在研究一個小型模塊化反應堆（SMR），並計劃在2029年之前將其投入使用。這個反應堆是英國能源安全戰略的一部分，該戰略旨在到2030年轉向低碳能源。俄羅斯對烏克蘭的野蠻入侵在這些發展中起到了決定性的作用，因為由於歐洲能源失衡導致的痛苦的通貨膨脹，英國成為受影響最嚴重的國家之一。

每個SMR預計將產生至少470兆瓦的電力，最初成本為30億美元。令人印象深刻的是，羅爾斯-羅伊斯SMR也是目前推出的或正在許可中的最強大的SMR。根據國際原子能機構（IAEA）的數據，有三個已經完成生產並投入使用。其中兩個在俄羅斯，第三個在中國。

本周早些時候，羅爾斯-羅伊斯公司的微型核反應堆的效果圖在其社交媒體平台上分享。

羅爾斯-羅伊斯的預告展示了可能是SMR的延伸。該公司稱其為"勞斯萊斯微型反應堆"，該發電廠應該是該公司潛在產品組合的一部分，為人類在月球上的存在提供動力。微型反應堆並不是羅爾斯-羅伊斯公司產品組合中的唯一產品，因為該公司還在研究衝壓式發動機和旨在利用自然衰變的放射性物質發電的發電廠。

此外，據其創新主管傑克-湯普森先生解釋，羅爾斯-羅伊斯公司還在研究用於發射的兩級火箭的核火箭發動機，目前有60多名工程師和科學家正在研究這些用於太空探索的驚人技術，他們正在進行早期概念設計開發和測試階段，包括兩級入軌系統和我們的核系統。羅-羅已經建立了一個小規模的空間反應器原型演示器，到2029年，一個設計完善的反應堆將被送入月球。

該公司還在與英國航天局合作，探索核電在太空探索中的作用。羅爾斯-羅伊斯公司的測試目前集中在十個加熱器（可能是熱管）和發電對其溫度的影響，同時調查對整個發動機頭部溫度的影響。它還包括評估發動機電壓和相應的發動機功率和系統負荷。此外，該公司也有可能在其動力系統中使用斯特林發動機。美國宇航局和洛斯阿拉莫斯國家實驗室在2012年展示了一個類似的概念。

雖然核發動機在今天聽起來是一個新概念，但美國宇航局迄今已經進行了六次成功的測試。所有這些都發生在20世紀60年代，是該機構探索火星和太陽系計劃的一部分。這些測試使用了Kiwi發動機原型，並將其應用於核動力火箭飛行器應用（NERVA）計劃。NERVA試驗實現了高達701秒的比沖，真空中的理論衝力估計甚至超過900秒。這些測試也是非常成功的，且運行時沒有浮現任何問題。

在宇航學中，比衝力是發動機設計和性能的聖杯。它基本上是計算單位時間內由單位質量產生的推力（功率）。這使它成為效率的單位，因為用較少的質量產生更多的推力的發動機更有效率，並可以減少整個火箭的重量。作為與NERVA發動機的比較，負責為太空梭和NASA的太空發射系統（SLS）火箭提供動力的RS-25是世界上最高效的火箭發動機之一，但其衝力幾乎是NERVA的一半--讀數為462秒。另一方面，SpaceX的"猛禽2號"的目標是382秒。

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