自从人类开始使用核能以来,如何最大限度地减少核反应堆的体积一直是各国长期追求的大目标。
如今,美军的车载式反应堆有了新进展。美国军方发布消息称,微型核反应堆计划已经获得了6000万美元的资金,旨在开发一种全新可移动的微型核应堆,堪称世界上最小的核反应堆。从作战目的上看,该项目有三种需求方向:第一,美军试图获得一种可为各种任务提供充足电力的移动装置,核动力是必然选择;第二,能够为大型定向能武器提供持续性电力,具备反卫星作战潜力;第三,可推广到舰载和空基平台上,形成多领域都可以使用的通用能源。目前,这种微型反应堆的设计工作已经开始,有望在下一财年投入试运行,达到5 兆瓦的电力输出,并能够连续运行至少三年。
从2020年到2021年,微型核反应堆计划一直在美国国会的指导下进行,国会在2021财年追加了1600万美元,用于核燃料堆芯的开发,进一步支持微型核反应堆计划。很显然,美国军方和国会对这件事都很重视,毕竟其是在为未来的激光武器奠定基础。
从结构上看,微型核反应堆计划使用三结构同位素燃料,由铀、碳和氧三核构成,内核由碳基和陶瓷基材料层封装,旨在阻止放射性裂变产物的排放。这样对操作人员的健康有利,不至于形成放射性污染。事实也是如此,微堆项目最大的问题是如何避免发生核泄漏,以及在遭遇敌方武器打击之后,如何将泄漏程度降到最低。
从功率上看,微型核反应堆最大功率为5兆瓦。相比之下,当前美国最小的核电站输出功率为 581兆瓦,亚利桑那州最大的核电站达到4000兆瓦,弗吉尼亚级核潜艇上的 S9G 型反应堆的功率为40兆瓦。不难看出,微型核反应堆的功率相当的小,但这也有利于其缩小体积,便于公路、铁路和空中交通工具的搭载使用。
另外,微堆的另一个潜在用途就是进入太空。随着近地轨道商业化的加快,能源供应就成了一个难题。重返月球、将人类送上火星,这些都需要足够强大的电力供应,否则就只能是一句空谈。由此可见,能源安全与可靠性不仅是国防战略的基石,也是探索太空的必备技术之一。美国的微型核反应堆给我们提了一个醒,国内的相关技术攻关也应当加紧,毕竟中国也是一个在“冲击”月球和火星的航天大国。