核能的多元化运用：海陆空三个领域，都有很大用处！

>所谓核能，就是指发生在原子内部原子核量级的反应，在这个过程中，发生的亏损就会以能量的形式释放出来。

核能的获取

如今比较常用的核能形式，就是核裂变能，这时主要应用到的就是铀235。

当中子撞击铀235的原子核后，其会分裂成两个新的原子核，随即产生热量，并且同时产生两三个中子，继而撞击其他铀235。

如此循环下去，就会形成一套链式反应，这也就是核裂变产生能量的过程。

现在大家了解较多的是应用于军事领域的核弹，以及用来发电的核电站。

核裂变

不过，核能的应用比我们想象的要广泛很多，在海陆空三个领域都有使用。

核能在海洋中的使用

早在上个世纪，以美国、前苏联为首的国家，就一直在研究核能的使用。

1955年，美国第一次将采用压水堆核动力的舡鱼号潜艇送入海洋。

并且在1957年，建成第一座和舡鱼号系统完全相似的商用核电站，由此开启在和平年代利用核能的先河。

世界上第一座核电站

如今，核在海上的应用，主要是核动力舰船和核能海水淡化。

随着核动力的发展，在潜艇、航空母舰和破冰船中，都有广泛应用。

因为核裂变在发生的过程中，不需要氧气的参与，所以核潜艇可以在水下长时间工作。

核潜艇

此外，考虑到核能的密度极大，仅需要少量的核燃料就可以使舰船运行很长时间，所以在这方面，核动力具有重要作用。

而在海水淡化方面，可以采用小型反应堆进行。

世界上的淡水资源并不多，其中绝大部分还位于储存在南极冰川中。

而面对沿海地区日益发展的经济，只能通过超采地下水满足日常用水，这只会让水资源的压力越来越大。

淡水大部分储存在冰川中

于是人们想到，将海水进行淡化，以此提供更多的淡水资源。

最开始采用的海水淡化方式，需要大量的电力和蒸汽成本。

直到1973年，前苏联利用快增殖反应堆进行海水淡化实验后，发现利用核能淡化海水的经济性更高。

随着进一步的研究和发展，在上世纪九十年代后，将核能应用到海水淡化技术就得到了国际原子能机构和大多数国家的重视。

核能海水淡化

这种方式，主要是通过核电站或低温核反应堆，与海水淡化厂进行耦合。

在这个过程中，需要利用反应堆直接产生的蒸汽，与核电站汽轮机抽气进行的蒸馏淡化，并且还需要利用核电进行的膜法等。

现如今，我国中核集团、中广核、国家电投等国内三大核电站都在进行小型核反应堆的研发与使用。

中国核电站

这种小堆的重要功能之一，就是海水淡化，如果这一技术进行推广，那么就能在很大程度上解决沿海地区人们的用水问题。

核能在空天的应用

在空天领域，核能也是航天发展的重点。

几十年的航天活动中，人们最长使用的就是化学能与太阳能，但是随着深空探测的发展，这两种能源受到了很大的限制。

航天领域运用的太阳能

首先单位质量的重核裂变物质产生的能量，是化学能的数百万倍。

其次在深空中，无法一直使用太阳能，随着与太阳的距离逐渐拉大，接收到的太阳能就越来越少。

对此，人们要继续进行太空探索，就需要利用核电源以及核推进。

太阳能在深空中有限

太空核电源

太空核电源可以分为放射性同位素电源和反应堆电源，它们都可以将释放的热能转化为静态和动态两种电能。

目前仅有美国和俄国成功应用了太空核电能源，其中美国在1961-1998年间，就制造了43台放射性同位素温差发电器，并应用于导航、通信和气象等领域。

太空核能装置

而苏联则侧重发展反应堆电源，自上世纪六十年代起，到1989年，就已经发射了35个反应堆，作为太空军事侦察卫星电源。

而如今，我国在太空核电源也得到了进一步发展。

自2019年起，我国就在研制太空核反应堆，并且在2020年中国国际核工业展览会上，展示了这个名为“玲龙一号”的小型反应堆。

“玲龙一号”小型反应堆

尽管由于它的高度大约14，长宽大约10米，单台输出功率达14万匹马力，但是要将他应用在航空领域还是有些困难。

不过除此之外，据《南华早报》称，中国似乎正在研发能够进行月球和火星探索的核反应堆。

其产生的电力预计可以得到1000千瓦，是美国宇航局Kilopower微型核反应堆，发电能力的100倍左右。

微型反应堆

太空核推进

除此之外，将化学燃料发动机，换成核火箭发动机，可以进一步增强航天器的推力。

核推进不仅占据空间不大，并且还具有耐用、抗太空辐射和尘暴的优势。

它利用的也是核反应堆或放射性衰变的能量加热工作介质，然后喷管因此膨胀后，会高速排出并产生反作用推力。

核火箭发动机

核能在陆地的应用

最后，核能在陆地上的应用，可以进一步加快汽车的发展。

由于大部分汽车使用的燃料主要是汽油和柴油，其排放的为尾气中含有大量污染物，对环境造成严重破坏。

所以人们便发明出了，包括燃料电池车、混合动力车、氢能动力车和太阳能车等新能源汽车。

新能源汽车

除此之外，还有备受关注的核动力汽车，早在上世纪四十年代，科学家就提出了这类汽车的构想。

美国福特汽车公司，在1958年设计出世界上第一款核动力概念汽车模型，同年瑞士日内瓦车展上也展出了2款核动力概念车。

不过随着核动力概念车的进一步发展，人们也发现了用铀235作为燃料并不适合。

直到2009年，经过长时间的研发后，最终决定用钍作为燃料，使其更具有安全性、经济性。

核动力概念车

核能对于现代社会来说，已经成为了一种，具有高效动能，并且具有环保性的能源，相信随着技术进步，这一能源在未来能够为人类提供更大的便利。