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准备造太空核反应堆? 中国科技再传捷报, 成功攻克新型高强合金材料
发布日期:2021-01-26 15:48    点击次数:122

图为钼

国内航天人员是否正在准备造太空核反应堆?近期中国科技再传捷报,成功攻克高强合金材料,在国内科研人员的努力下,中国成功攻克新型高强合金材料,它不仅耐高温还抗辐射,是一种非常有应用前景的金属材料,甚至可以说在有了它之后,国内的太空核反应堆有戏了,而太空核反应堆的研发又会进一步推动中国航天事业的发展,核反应堆是一种能维持可控自持链式核裂变反应,已实现核能利用的装置,在无需补加中子源的条件下,能发生自持式裂变反应。

图为钼金属

目前各国的航天设施在太空当中的供电主要依靠太阳能电板和电池来完成,但这样的配置也存在一定的问题,那就是在进入地球阴暗面或者距离太阳越来越远时,其发电效率会逐渐下降,甚至最终降低到无法支持自身运行的状态,这就使得航天器无法稳定运行并进行原定的科学任务,因此各国科学家都在试图寻求其他的功能方式,而太空核反应堆就是其中的一个方案。

与其他的供能方式相比,关键反应堆不仅具有环境适应性好,功率覆盖范围广,结构紧凑等优势,在大功率条件下质量功率比也比较小,非常适合用于大功率的地球轨道卫星、深空探测,以及在月球和其他星球上建立基地之后,为其提供电能。

图为钼矿石

让这项技术的研发并不容易,即便是在地表上反应堆对材料的要求也是极高的,必须能够承受环境过程中产生的压力和高温,而太空核反应堆对于材料的要求更加严苛,行业知识不仅要面临宇宙辐射、高温、核辐射的挑战,还要经受住用于导热的液态碱金属的腐蚀,一般的金属材料根本无法抵抗这样的恶劣工作环境,因此科研人员一直在寻找忍受这种环境的优秀材料,而近期中国科技人员终于在这一领域拿出了一项令人瞩目的成果,那就是钼合金,这种金属存在高熔点,高导热系数,并且与碱金属的相容性较好等优点,但单质钼也存在一系列缺点,例如在室温下塑性较低,高温的情况下强度又不足,并且还会出现再结晶脆性和辐照脆化的问题。

然而近期中国科学家开发出的一种新型合金却解决了这个问题,通过粉末冶金法和高温旋锻设备,一种在高温和室温下都具有优异力学性能的合金诞生了,室温下的抗拉强度达到928 Mpa,延展率高达34.4%,抗拉强度比起普通的合金高了26%,延展率更是超过普通合金整整一倍,最重要的是,即使在1200度的高温下,其强度依旧非常可靠,比利用氧化物弥散强化的钼高一倍以上,塑性也非常优良。

图为钼矿石

可以说国内科学家取得的这一研发成果,将中国太空反应堆的研发进度向前推进了一段距离,让中国在这场全球性的太空竞赛当中能够占据先机,在这项技术被投入应用之后,中国将具备在月球等星球表面进行外太空基地建设的能力。