在太空探索中,最常使用的是太陽能電池和同位素溫差發(fā)電機(jī),前者價格比較便宜,缺點是沒有必須依賴太陽,到了夜晚就無法使用,后者則是更理想的電力供應(yīng)設(shè)備。
同位素溫差發(fā)電機(jī)也被叫做“核電池”或“原子能電池”,原理是塞貝克效應(yīng),根據(jù)這種熱電效應(yīng),在一定溫度下,材料本身會產(chǎn)生電勢差,利用放射性同位素Pu-238衰變過程釋放熱能,通過熱電偶轉(zhuǎn)換成電能,具有尺寸小、重量輕、性能穩(wěn)定可靠、工作壽命長、環(huán)境耐受性好等特點,能為空間及各種特殊、惡劣環(huán)境條件下的高空、地面、海上和海底的自動觀察站或信號站等提供能源。
同位素電池在米國、露西亞、東國等大國已實際應(yīng)用,主要用于航天器的能源供應(yīng)。
這種溫差發(fā)電器是由一些性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料,如碲化鉍、碲化鉛、鍺硅合金和硒族化合物等,把許多材料串聯(lián)起來組成。另外還得有一個合適的熱源和換能器,在熱源和換能器之間形成溫差才可發(fā)電。
其實這種發(fā)電器本身并沒有什么技術(shù)難度,難的是生產(chǎn)成本,關(guān)鍵在于原料Pu-238。
钚-238是钚的同位素,銀白色金屬,熔點640°C,沸點3234°C,原子序數(shù)94,屬周期系B族,半衰期86.4年由于其衰變時只放出α射線,而且自發(fā)裂變中子很少,安全又穩(wěn)定,所以才成為同位素電池最重要的核素。
但它并不是一種天然存在的同位素,1940年末,米國科學(xué)家西博格、麥克米倫等在米國用60英寸回旋加速器加速的16兆電子伏特氘核轟擊鈾時發(fā)現(xiàn)了钚-238。
現(xiàn)在工業(yè)用的钚238主要是用中子輻照镎237得到的,成本極其昂貴,而且產(chǎn)量很低。
平均每千克的價值超過1400萬鎊……
比如米國毅力號火星車使用的钚238核電池,總重量只有4.8千克,造價卻有7000萬鎊左右……而且米國到目前為止,總共生產(chǎn)的钚238也只有幾百千克而已……
然而世人沒有察覺到的是,現(xiàn)在霍克島钚238的生產(chǎn)成本,卻只有33萬鎊/千克!
因為他們改進(jìn)了钚238的生產(chǎn)技術(shù),材料由原本核反應(yīng)副產(chǎn)品镎237,改成了自然界中儲量比較豐富的鈾238……
至于鈾238哪里來的,霍克島本身就有鈾礦開采,只不過目前產(chǎn)量不多……
不要小看這個小小的技術(shù)改進(jìn),它的詞條難度是300多萬!……
擁有這項技術(shù)之后,霍克島生產(chǎn)的核電池,成本只有米國的四十分之一,米國造一個核電池,霍克島能制造同樣功率的四十個,而且產(chǎn)量也大大提升,一個月就能產(chǎn)500千克……
這意味著什么?
這意味著霍克島在月球和火星等著陸探索中,可以幾乎不受黑夜的限制,長期保持穩(wěn)定的供熱和供電!
是的,钚238核電池不但能提供電能,還能直接提供供熱,因為钚238衰變本身就會釋放出能量,用這種能量發(fā)電的話,還要損失一部分能量,直接供熱的話,更劃算……
這也是霍克島敢提前搞月球基地的底氣所在,其實一直以來,對米國來說,月球基地在技術(shù)都不是問題,問題出在成本。
月球基地和空間站不一樣,它是有黑夜的,而且黑夜非常漫長,足有14.77天,這也注定了太陽能發(fā)電設(shè)備無法穩(wěn)定的為月球基地提供穩(wěn)定的供電,漫漫長夜,零下一百多的溫度,如果不能提供足夠功率的電力,必然會將任何航天員凍死……
太陽能電板使用更多的鋰電池儲存電能,或者自帶氫氣氧氣等燃料氧化劑進(jìn)行發(fā)電,理論上是可以解決這個問題。
但成本卻高到無法接受,這可是月球!
由于月球比空間站所在的近地軌道距離藍(lán)星更遠(yuǎn),運輸成本更高,以目前米國最強(qiáng)火箭運載能力,一次也只能運輸30-40噸,發(fā)射成本差不多是40億鎊……
鋰電池或者氫氧發(fā)電機(jī)之類設(shè)備,供電效率實在太低了,如果想要滿足月球基地夜晚的供電問題,恐怕不發(fā)射個幾百次根本解決不了問題……
而钚238核電池就完全不一樣了,雖然由于轉(zhuǎn)化率問題,它能提供的電力功率其實也不高,但是它能長期穩(wěn)定的直接提供大量熱能!
每克钚-238在衰變的過程中,自發(fā)產(chǎn)生的熱量可以產(chǎn)生0.6的電能,以及20倍左右熱量。
根據(jù)霍克島方面的計算,只需要差不多1000千克的钚238核電池,就可以保證一個5人核心艙的供電供熱需求!而且由于钚238的半衰期長達(dá)86年,所以這個設(shè)備有效期可達(dá)10年以上!
如果按照米國的造價,1000千克钚238核電池需要150億鎊左右,而且短時間內(nèi)很難造出來,但按照霍克島的新技術(shù),1000千克钚238核電池,造價差不多只需要是3.3億鎊……再算上發(fā)射成本,米國1000千克的發(fā)射成本是1億鎊左右,Musk方面發(fā)射成本差不多是6000萬鎊,霍克島差不多是3000萬鎊……
總共就是3.6億鎊!
這個價格,對于太空探索來說,也已經(jīng)足夠便宜了,完全可以接受!
現(xiàn)在霍克島方面,最大的優(yōu)勢,就是成本優(yōu)勢。
钚238的生產(chǎn)技術(shù),他們并沒有對外公開,外界也不知道他們已經(jīng)能夠?qū)⒊杀窘档饺绱酥汀?br/>
因為何瀟打算,等后續(xù)產(chǎn)能提上來之后,可以賣一點出去,當(dāng)然是要高價賣。
缺錢?。√仗剿鲗嵲谔珶X了,短期內(nèi)還沒回報,一般人都不愿意投資,也就石油土豪國愿意給他融點資,很多其實還是看在海水?;O(shè)備的面子上……
一公斤賣個1000萬鎊,米國、東國肯定搶著要,畢竟他們現(xiàn)在都遠(yuǎn)遠(yuǎn)供不應(yīng)求。直接買更便宜……
米國甚至要從對手露西亞國進(jìn)口钚238或者其生產(chǎn)材料镎237……
當(dāng)然,不能賣太多,賣太多的話,會引起米國的懷疑……
不過老這么擔(dān)心米國搞自己也不是事。
是時候提升一下霍克島的軍事實力了,起碼要讓米國不敢打自己……
雖然以現(xiàn)在霍克島小流盲級別的軍力,米國大概率也是不敢打的,倒不是說打不過,而是怕陷入戰(zhàn)爭泥潭。
而且再怎么說,霍克島也是郁金香國的海外自治領(lǐng),沒有合理的理由,也不方便出手。
不過不保險??!自己的命運,肯定還是要掌握在自己手里!
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第091章鈈238核電池免費閱讀.