核動(dòng)力汽車(chē)備考復(fù)習(xí)

1、核動(dòng)力汽車(chē)研究1. 世界能源背景介紹世界上第一款核動(dòng)力汽車(chē)福特 Nucleon1957年，福特曾推出一款空前絕后的核動(dòng)力概念車(chē) Nucleon。在兩個(gè)后輪之 間的核反應(yīng)堆以鈾元素的核裂變?yōu)槟茉矗?能夠把水變成高壓蒸汽， 再推動(dòng)渦輪葉 片驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。按照當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思想，大約在 8000 公里核燃料耗盡之后，核燃料 將能夠在路邊的“加鈾站”得到補(bǔ)充。這聽(tīng)起來(lái)非常刺激，就好像駕駛一輛原子 彈在馬路上飛馳。世界上第二款核動(dòng)力汽車(chē)凱迪拉克 WTF2009年，一名叫Lorus Kulesus的數(shù)字設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一款集流線型和空氣動(dòng) 力學(xué)為一體的概念車(chē)， 它擁有醒目的前格柵和 24 個(gè)獨(dú)立車(chē)輪組成的巨大的輪胎，

2、 但這都不是它最特別的， 最引人注目的是它的名字 Cadillac World Thorium Fuel Concept （凱迪拉克世界釷燃料概念車(chē)）。顧名思義，這款車(chē)是一款核動(dòng)力汽車(chē)， 以釷元素作為核動(dòng)力燃料。這款概念車(chē)的車(chē)輪采用了四組共 24 個(gè)單獨(dú)的車(chē)輪設(shè)計(jì)，并完全不需要輪胎 的支持，單個(gè)車(chē)輪均有獨(dú)立的電機(jī)控制。 所要做的就是每隔 5年對(duì)輪胎進(jìn)行一次 保養(yǎng)。但是，Lorus并沒(méi)有真正研發(fā)出釷引擎，這純粹是一輛概念車(chē)。LPS 釷引擎美國(guó)的 LPS公司（Laser Power Systems 成立于 2007年。2011 年，LPS 公司宣稱(chēng)一個(gè)釷引擎的新型設(shè)計(jì)可以用在汽車(chē)上。 他們的想法是

3、生產(chǎn) 一款即經(jīng)濟(jì) 有效又對(duì)消費(fèi)者絕對(duì)安全的引擎。LPS的CEO兼主席Charles Steve ns說(shuō)，他的設(shè)計(jì)只需要8克釷就能夠驅(qū) 動(dòng)汽車(chē)行駛 100 年。這款引擎用激光來(lái)得到釷元素中的能量，然后通過(guò)蒸汽把 能力傳遞給渦輪， 用渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電， 然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 具體這款引擎怎樣運(yùn) 行目前還是保密的。Stevens 說(shuō)一克釷提供的能量相當(dāng)于 7500 加侖的汽油，因此，一輛釷動(dòng)力 車(chē)能以持續(xù)行駛 300000 英里，或 5000 小時(shí)。另外，這輛 200-250kW （268-335 馬力 ）的釷引擎能夠支撐一輛普通車(chē)的一生。 大部分擁有者不需要再次填充燃料， 對(duì)于那些行駛里程特別長(zhǎng)的，

4、換一個(gè)擁有全新釷燃料的引擎只需幾千美元 。Stevens 還稱(chēng)，除了研發(fā)成本，釷動(dòng)力汽車(chē)現(xiàn)在遇到的問(wèn)題，就是怎樣研發(fā) 出足夠小的微型渦輪機(jī)。 這種微型渦輪機(jī)能裝到汽車(chē)上， 又能提供足夠的電力來(lái) 發(fā)動(dòng)汽車(chē)。 如果釷動(dòng)力車(chē)推出， 汽車(chē)對(duì)汽油的依賴(lài)將大大減少， 但釷動(dòng)力車(chē)的普 及仍然會(huì)面臨很多問(wèn)題。首先，它如何消除人們的“核恐懼”？第二，這肯定需 要數(shù)百萬(wàn)美元去研發(fā)和生產(chǎn)， 造價(jià)一定不菲，普通消費(fèi)者能否有能力購(gòu)買(mǎi)？第三， 會(huì)不會(huì)產(chǎn)生核泄漏？LPS 公司設(shè)計(jì)的引擎是很獨(dú)特的， 因?yàn)樗划a(chǎn)生核反應(yīng)。 盡管放射性物質(zhì)被 用來(lái)產(chǎn)生熱量，但是稱(chēng)呼它“核動(dòng)力汽車(chē)”并不完全正確。對(duì)于 LPS 公司的設(shè)計(jì)，學(xué)者們各

5、執(zhí)一詞。擁有先進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)博士學(xué)位的科學(xué)家 Stephen Granade說(shuō)：“我不能說(shuō)這個(gè)是 錯(cuò)誤的，尤其是Steve ns先生沒(méi)有給出任何書(shū)面的描述以及他具體做了什么，但 是我有很多疑問(wèn)這個(gè)從物理上根本就行不通。后來(lái)了解到 LPS 的發(fā)明不用核 反應(yīng)，而是用一個(gè)釷動(dòng)力的激光來(lái)旋轉(zhuǎn)渦輪后，Granade說(shuō)，這還是行不通的。要想實(shí)現(xiàn)一克的釷獲得的能量同 7500 加侖汽油獲得的能量相同，這個(gè)過(guò)程的能 量效率需要比核反應(yīng)的高 50 倍。評(píng)估核電的安全狀況的一個(gè)機(jī)構(gòu)“ Union of Concerned Scientists ”的一位核 物理科學(xué)家 Edwin Lyman 聲稱(chēng)，除非它包含衰變物質(zhì)

6、的熱量，否則核動(dòng)力汽車(chē) 和釷引擎是不可能實(shí)現(xiàn)的。后來(lái)了解到Steve ns不利用核反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生熱量后，Lyman 還說(shuō)，從物理上來(lái)說(shuō)，引擎是講不通的，因?yàn)樗囊鈭D還是要用衰變物質(zhì)。 電力需要以某種方式產(chǎn)生，因?yàn)榧す獠粫?huì)自己產(chǎn)生能量。如果是利用衰變物質(zhì)， 一個(gè)可以行駛 300000英里的機(jī)器需要的釷的數(shù)量要比钚多 1 億倍，換句話說(shuō)需 要十億噸釷?！癈arnegie Endowment for International Peac”e 的一名化學(xué)工程師和分析師 Deborah Gordo n說(shuō)一臺(tái)釷引擎會(huì)產(chǎn)生數(shù)量驚人的垃圾。由于熱能的損失，這個(gè)引擎是沒(méi)有效率的但是，并非所有的科學(xué)家不認(rèn)同LPS公司

7、的設(shè)計(jì)。擁有加州大學(xué)洛杉磯分 校航天工程博士學(xué)位的Lord Cole說(shuō)可以把釷作為一種燃料用在汽車(chē)上，但是這 是任重而道遠(yuǎn)的。釷動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，尺寸以及溫度在設(shè)計(jì)上是一個(gè)巨大的挑 戰(zhàn)。LPS官網(wǎng)現(xiàn)在，2.5Mkw的高速發(fā)電機(jī)已經(jīng)建成并由美國(guó)空軍部 （USAF）進(jìn)行測(cè)試。 這臺(tái)發(fā)電機(jī)僅28X21英寸，360磅，其體積是常規(guī)發(fā)電機(jī)的十分之一。功率為 5Kw， 30Kw，90Kw，200Kw和1.2 Mkw的發(fā)電機(jī)也已經(jīng)建成，并且在進(jìn)行測(cè) 試。為了滿足商業(yè)動(dòng)力公司的需求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)更大的發(fā)電機(jī)。這臺(tái)特斯來(lái)渦輪 機(jī)建造起來(lái)簡(jiǎn)單且便宜。圖片顯示的已經(jīng)完成了 75%,但這只是一個(gè)有很大應(yīng)用 的原型設(shè)計(jì)。

8、這套完整的系統(tǒng)名為MaxFelaser,需要調(diào)整渦輪的大小以便作為能 量源安裝在發(fā)電機(jī)上。建立一個(gè)完整的樣機(jī)系統(tǒng)需要3至6個(gè)月，再需要6至12各月來(lái)開(kāi)始小規(guī) 模生產(chǎn)，12至24個(gè)月來(lái)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。此時(shí)，基本是話費(fèi)在3年時(shí)間里用2.5 億美元來(lái)進(jìn)行小規(guī)模研究。如果增加資金投入，這個(gè)計(jì)劃能夠提前完成，當(dāng)然， 資金投入是會(huì)有回報(bào)的，利潤(rùn)會(huì)很大而且來(lái)的很快。利用激光激發(fā)釷中的能量，形成一個(gè)新的激光管路系統(tǒng)，利用它把水變成水 蒸氣驅(qū)動(dòng)LPS渦輪高速發(fā)電機(jī)。這能產(chǎn)生清潔的能量，可以滿足任何動(dòng)力系統(tǒng) 的需求和應(yīng)用。比如大型中央電力系統(tǒng)，分布式電源系統(tǒng)，本地備用或備份電源 系統(tǒng)，或小于家庭或企業(yè)系統(tǒng)以及可以

9、被放入汽車(chē)，卡車(chē)或任何使用的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)車(chē)內(nèi)的250千瓦至1兆瓦系統(tǒng)。使用釷燃料的優(yōu)點(diǎn)：1消除溫室氣體的產(chǎn)生；2安全性顯著提高；3.消除當(dāng) 前燃料生產(chǎn)的危害；4.在環(huán)境安全的模式中運(yùn)行；5.防止核武器擴(kuò)散；6.顯著降 低MaxFelaser的體積和復(fù)雜性；7.大幅降低燃料成本。用 LPS MaxFelaser驅(qū)動(dòng) 的釷激光來(lái)發(fā)電的成本是0.01美元每千瓦時(shí)。利用釷發(fā)電，成本比煤少500倍， 產(chǎn)生的電量比煤多一千八百萬(wàn)倍。你必須使原子核足夠熱， 必須有足夠的原子核， 必須給它們足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái) 裂變。在這一點(diǎn)上， 我們還沒(méi)有建立能滿足這些條件的反應(yīng)堆， 只有滿足這些條 件，才能使反應(yīng)釋放的能量大

10、于消耗的能量， 我們以后可能會(huì)研究出來(lái)， 但是現(xiàn) 在還沒(méi)有。釷核電池英國(guó)每日科技 報(bào)道：中國(guó)成為世界上唯一一家掌握并應(yīng)用釷核電池動(dòng)力 技術(shù)的國(guó)家，現(xiàn)已成功制造出絕密釷核電池，將助“嫦娥 4 號(hào)”探月。目前，中 國(guó)科學(xué)家們已經(jīng)在銀東基發(fā)展投資子公司麗港稀土 （中國(guó)最大的絕密制造釷核電 池動(dòng)力釷金屬公司），開(kāi)發(fā)成功制造利用釷代替鈾作為新型核燃料的釷核電池技 術(shù)， 釷核電池高科技產(chǎn)品被列入中國(guó)重點(diǎn)火炬與星火計(jì)劃、 中國(guó)重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì) 劃和中國(guó)高新能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)項(xiàng)目。一家香港媒體 3 月中旬報(bào)道， 為了應(yīng)對(duì)內(nèi)地大中城市的霧霾， 中國(guó)一批科學(xué) 家被高層要求在十年內(nèi)完成釷反應(yīng)堆發(fā)電的研究。 財(cái)新記者經(jīng)多

11、方求證， 此報(bào)道 并不準(zhǔn)確。 諸多科學(xué)家否認(rèn)收到這樣的高層指示。 有受訪科學(xué)家稱(chēng)， 指望一項(xiàng)尚 在基礎(chǔ)研究中的項(xiàng)目應(yīng)對(duì)霧霾， 遙遠(yuǎn)而不現(xiàn)實(shí)。 但科學(xué)家們確認(rèn)， 中國(guó)確實(shí)在此 領(lǐng)域投入巨大科研力量和資金，并且中國(guó)有望在全球領(lǐng)先。據(jù)新海峽時(shí)報(bào)報(bào)道，中國(guó)對(duì)釷元素的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目非常重視。鑒于中國(guó)的釷 元素儲(chǔ)量，如果將釷元素用于發(fā)電，那么其發(fā)電量能夠滿足中國(guó)“ 2 萬(wàn)年”的需 求。報(bào)道稱(chēng)，這一項(xiàng)目的初期預(yù)算為 3.5 億美元，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的上海應(yīng)用物理研 究所已經(jīng)招聘了 140 名擁有博士學(xué)位的研究人員。到 2015年，這一項(xiàng)目的參與 人員計(jì)劃達(dá)到 750 人。3月 5日，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中指出，要優(yōu)

12、化能源結(jié)構(gòu)，降低化石 能源占比，提高非化石能源使用比例， 要大力發(fā)展新能源包括核電工程。 4月 18 日，李克強(qiáng)總理在國(guó)家能源委員會(huì)會(huì)議上強(qiáng)調(diào)， 當(dāng)前要開(kāi)工一批重大項(xiàng)目， 要在 采用國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、 確保安全的前提下， 適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電 重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)。 李克強(qiáng)總理近期兩次提及核電發(fā)展， 充分顯示了核能在中國(guó)未來(lái) 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的重要意義。英國(guó)路透社 21 日分析稱(chēng)，中國(guó)將很快開(kāi)始建設(shè)一系列大型能源項(xiàng)目，包括 核電站和水電站， 這些基礎(chǔ)設(shè)施的增建將有助于遏制中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速放緩。 本月早 些時(shí)候，中國(guó)方面強(qiáng)調(diào)，不會(huì)采取短期的強(qiáng)力措施來(lái)刺激經(jīng)濟(jì)，相反，會(huì)把重點(diǎn) 放在有利于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)健康增

13、長(zhǎng)的中長(zhǎng)期措施上。 報(bào)道指出，中國(guó)經(jīng)濟(jì)正在從投資 和出口驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)橄M(fèi)拉動(dòng)型， 加快發(fā)展核電勢(shì)必會(huì)對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型起到促 進(jìn)作用。文匯報(bào)專(zhuān)家指出， 日本核危機(jī)將成為全球能源發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)， 許多國(guó)家 紛紛尋找替代方案， 中國(guó)則把眼光轉(zhuǎn)往釷核能發(fā)電、 風(fēng)力和太陽(yáng)能等領(lǐng)域。 實(shí)際 上，釷核能發(fā)電在中國(guó)早已展開(kāi)研究， 真正關(guān)注的人不多， 國(guó)際上普遍是以鈾發(fā) 電為主流， 但釷取代鈾進(jìn)行核能發(fā)電更安全， 危險(xiǎn)廢料也相對(duì)較少， 成本也更低 廉。不久前，中國(guó)科學(xué)院已啟動(dòng) “未來(lái)先進(jìn)核裂變能 -釷基熔鹽堆 （反應(yīng)爐 ）核能系 統(tǒng)”項(xiàng)目，目標(biāo)是 20 年之內(nèi)，研發(fā)新一代核能系統(tǒng)。據(jù)英國(guó)媒體的報(bào)道稱(chēng)， “這 一事件沒(méi)有引起公眾的關(guān)注， 除了一些對(duì)釷有濃厚興趣的人。 但它可能標(biāo)志著能 源政策的戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)地位正從缺乏生氣、 安于現(xiàn)狀的西方轉(zhuǎn)向一個(gè)愿意打破成規(guī)的 崛起的技術(shù)大國(guó)。銀基發(fā)展（ 000511）2012年 11月26日晚公告稱(chēng)，公司將向麗港稀土增資 2 億元人民幣，用于稀土固體廢渣回收再利用生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目及增加流動(dòng)資金， 此舉標(biāo)志著公司正式進(jìn)軍稀土冶煉分離產(chǎn)業(yè)。麗港稀土原股東共同承諾： 2013 年、 2014年和 2015年的凈利潤(rùn)不低于 5,000萬(wàn)元、 8,000萬(wàn)元