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空间核动力科技示范工程

王毅韧:中国深空探测将应用空间核动力

2017-03-09 21:23:04 来源:新华社

  新华社北京3月9日电(记者白国龙、安蓓)国防科工局副局长、国家原子能机构副主任王毅韧9日在人民大会堂接受记者采访时表示,我国正进行空间核动力技术的基础研发,将来主要应用于深空探测。

  王毅韧说,未来探测火星、木星等距离地球很远的天体时,探测器采用太阳能可能存在一定困难,而采用核动力更有优势。

  王毅韧此前表示,“十三五”期间,我国将实施空间核动力科技示范工程等一批重大项目,推动核科技进步,解决长期制约我国核工业跨越式发展的瓶颈短板。


军委科技委刘国治主任来我院检查指导工作

时间:2017年03月07日 信息来源:中国空间技术研究院

2月19日,军委科技委刘国治主任在军委科技委综合局李吉林局长、科技创新局朱文峰副局长,集团公司吴燕生总经理,中国工程物理研究院刘仓理院长,我院张洪太院长、李明副院长和陈泓总工程师等领导的陪同下,来我院检查指导技术创新有关工作。

刘国治主任首先来到圆厅102厂房,现场检查了实践十八号卫星研制情况,随后到502所参观了我院"三超"平台现场试验以及相关关键技术产品攻关情况,并听取了我院和中国工程物理研究院联合做的项目工作进展汇报。最后,刘国治主任来到钱学森实验室,现场调研指导了钱学森实验室技术创新成果展。

刘国治主任在本次调研中明确了意见。通过本次刘国治主任的调研,相关后续重大任务和钱学森实验室的创新模式得到了军委科技委领导的高度肯定,必将极大的助推我院创新发展。


2017.02.13

  按计划,“十三五”期间,我国将实施一批重大工程,推动核科技进步,将实施以示范快堆为代表的先进核能系统工程、乏燃料后处理科研专项、空间核动力科技示范工程等一批重大项目,解决长期制约我国核工业跨越式发展的瓶颈短板。


原子能院与航天五院进行合作交流

发表时间:2015-12-18 

      12月13日,原子能院副院长柳卫平带队到航天五院进行交流访问,双方举行座谈。座谈会由航天五院副院长李明主持,航天五院总体部研究员朱安文和原子能院龙翔工程总设计师赵守智分别代表两院做了专题汇报。

      李明表示,合作共赢是双方的共识,航天五院愿意在核动力航天器领域多做工作,在规划、立项和关键技术攻关等各个层面加强与原子能院的合作。

      柳卫平表示,希望在双方合作框架协议的基础上进一步加强交流、深化合作、凝练共识、统一口径,建立畅通的沟通交流机制,共同做好重点领域的项目策划和实施工作。(苏志宝)

http://www.ciae.ac.cn/newsContent.jsp?RID=1760&cid_A=10


我国首个致力于空间核推进技术研究的联合实验室在京成立

来源: 中国航天报日期:2015/08/28

        8月22日,中国航天科技集团公司五院502所与中国原子能科学研究院反应堆工程设计研究所、北京航空航天大学宇航学院在京联合成立空间核推进技术联合实验室,这是我国首个致力于空间核推进技术研究的联合实验室。

        五院502所牵头成立的该联合实验室以我国航天发展战略为牵引,瞄准深空探测任务需求,将在空间核推进技术领域开展工程应用研究。

       空间核推进研究起始于20世纪50年代,主要集中在美、俄两国,已完成大量的地面验证,取得了一系列重要成果。当前,国际宇航界普遍认为空间核推进技术将成为人类未来探寻宇宙的革命性手段,具有广阔的应用前景和明显的性能、成本优势。

        目前,我国已制定了核推进特别是核电源方面的技术发展规划。502所是国内最早开展空间核推进系统研究工作的单位,并与五院总体部、中国原子能科学研究院反应堆工程设计研究所、北京航空航天大学等国内相关领域单位形成了良好的战略合作关系。

        随着建设的持续深入,联合实验室将把握住我国航天科技和核科技快速发展的大好机遇,逐步建立科学合理的运行体制和管理机制,充分发挥三家单位的优势,大力发展空间核推进事业,真正实现强强联合、优势互补,实现“人才培养+科学研究+工程应用”的深度融合,发挥引领和示范作用。

        联合实验室有关负责人介绍,联合研究团队将肩负起历史使命,加快培育出一批重大科技成果,更好地满足国家战略需求,努力把该实验室建成国内领先、国际一流的联合实验室,为进一步提高我国先进空间推进技术水平和深空探测能力作出新的贡献。(周成 薛英民)


中国核动力航天器进行时

瞭望东方周刊 │ 吴铭 │ 2014-06-26

  根据2014年中俄之间的一系列频繁交往,并以乌克兰等地缘争端为背景,俄罗斯战略和技术分析中心专家瓦西里·卡申日前发表文章认为,中俄军技合作方面或出现新的涉及更为敏感领域的维度与视角,比如核潜艇的设计与建造,乃至“中方感兴趣的航天器核反应堆技术”。

  “核动力航天器”这个关键词,显示了中国人对于航天探索的更远大计划。

  中国空间技术研究院研究员、“嫦娥三号”总设计师孙泽洲对《瞭望东方周刊》说:“从技术发展上来讲,如果以后要对比如木星这些距离太阳更远的行星进行探测,完全依靠太阳能不太现实,这时对空间核动力的应用就会有比较大的需求。”

  中国的核动力航天器研发计划,自上世纪70年代至今已超过30年。如今,它正在进行对应用的最后准备。

中国需要核动力飞船

  此前在2013年12月初发射的“嫦娥三号”,并没有像早前人们预料的那样使用核电池。

  孙泽洲说,在“嫦娥三号”的论证过程中,也对是否使用核电池进行过详细分析和论证,但最终没有使用,“只是使用了同位素热源,也就是核热源。”

  所谓核电池又叫“放射性同位素电池”,它主要通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断放出的具有热能的射线转变为电能。而热源只提供热能。

  核电池体积小,硬币大小就可以具有比普通化学电池上百万倍的效能。自上世纪60年代开始,美国在“阿波罗”等计划中就使用了核电池,2012年抵达火星的“好奇号”火星车上的核电池,据称可以使用14年。

  2004年,中国原子能科学研究院正式启动航天用同位素电池研发,2006年研制出中国第一颗同位素电池。

  不过,与真正的空间核反应堆相比,核电池无论从技术还是应用来讲,都已经比较成熟。

  目前对于中国研发空间核反应堆的最权威消息,来自2009年国家能源局能源节约和科技装备司的信息:中国于20世纪70年代开始空间核反应堆的研究工作,后一度中止。

  “九五”期间,空间核反应堆研究被列入总装备部预先研究项目,由原子能院和空间技术研究院共同承担,完成了空间核反应堆概念设计。

  “十五”起,中国人开始了空间核反应堆初步设计和关键技术攻关,在设计技术、制造技术、试验技术以及安全研究等方面均取得一定突破。目前项目处于从技术设计到施工设计的过渡阶段,正进行设备和部件的研制和单项试验。

  当时公布的计划是“2015年完成地面试验,2020年定型,2025年发射百千瓦级核反应堆试验星”,进行在轨演示验证,掌握超大功率空间核反应堆电源技术。

  2014年12月,作为一项公开的科研成果,在中国空间技术研究院502所和北京空间飞行器总体设计部合作的“863”课题“核动力航天器总体技术和安全研究”中,顺利完成了“空间大功率核电推进方案”研究工作。

  这个课题组提出了载人火星飞船的核动力系统方案,并对核动力飞船在火星的起降进行了设计与优化。

  孙泽洲称,中国目前完全具备火星探测能力,包括运载火箭发射能力、测控能力等多个方面。

  他进一步分析说,即将研制成功的“长征五号”可以胜任近地小行星、金星、木星的环绕探测;可以支撑火星的无人着陆探测,但对于火星的采样返回,则需要比“长征五号”运载能力更大的火箭。

  孙泽洲认为,未来15年内中国会有对木星的探测规划。而在未来10年内,对核动力航天技术的需求会更加迫切。

  同时,他强调,空间核应用的安全性应排在第一位。“一旦发射任务出现问题,要确保不出现核泄漏。”

  核科学与技术专家、中科院院士陈达同样认为,空间核应用安全问题非常重要。“苏联的核能航天器就曾掉下来过,人们就遭殃了。”他对《瞭望东方周刊》说。

诸多难题待解

  美国、苏联的核动力航天器曾多次发生意外,尤为著名的是苏联的核动力卫星“宇宙—954”、“宇宙—1402”的核反应堆与母体脱离后,助推级发生故障,没能把反应堆送入预定轨道。

  1978年1月24日,“宇宙—954”的放射性残骸散落在加拿大北部的无人冻土带,放射性物质污染了地表,加拿大政府评估损失达1200万美元。

  携带核动力装置的苏联雷达侦察卫星“宇宙—1402”在1982年12月28日失去控制,好在核动力部分后来在南大西洋中间阿森松岛西南上空进入稠密层时烧毁。

  陈达说:“国际上一些国家在做空间核动力应用方面的研究,也不是一帆风顺的,这比较复杂。”

  空间核反应堆带来的大问题体现在核反应、核辐射对航天器启动、调控、刹车等方面的影响。

  尤其对于未来的核动力飞船而言,需要解决核反应堆的设计、制造、控制、冷却、辐射屏蔽、排气污染、高效率热电转换等一系列技术难题。

  特别是核反应堆产生的辐射对宇航员的健康会构成很大威胁,这就需要飞船必须对核辐射进行屏蔽保护,确保宇航员和船载货物不受辐射以及来自反应堆高热的影响,但这样将大大增加探测器的重量。

  陈达说,空间核应用过程中,核反应衰变不存在问题,但在真空、超低温的环境下,对核反应材料、能量输送材料有很高的要求。

  中国已经进行了几十年的核能研究,为航天核动力研究作了不少铺垫,“太空中核动力应用比地面上复杂很多,问题是多方面的,主要包括材料问题、技术问题、转换方式问题、新的组建的问题等多方面问题。具体表现在比如怎样把核能转换为电能。”他说。

  孙泽洲则认为,从实际应用来讲,核能的效率、核能的热排散等方面会有很大挑战。在地面上核反应冷却较为容易解决,空间核反应堆面临现实的散热冷却难题。

  而在绕月探测工程、“嫦娥一号”系统总指挥兼总设计、中国工程院院士叶培建看来,空间核动力的研发和使用有很多困难。

  “地面上使用核能,可以不考虑体积、能耗,冷却也比较好办。太空中各种条件都受限制,因此,把核能用到太空中,必须克服空间所带来的一些问题,比如核元素的体积、功耗等方面。要找出和地面上不同的获取核动力的方法。”叶培建告诉本刊,中国空间技术研究院的相关课题组正在研究这方面的问题。

  而导弹总体设计专家、中科院院士刘宝镛对《瞭望东方周刊》称,空间核动力应用“难度在于把核动力发动机研制出来”。

  但无论如何,叶培建认为,空间核动力应用是中国人必须要做的研究方向。“首先,未来更深层次的深空探测,太阳起不到作用,要靠核动力;第二,近地轨道发射大功率火箭还是要靠核动力。”


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