现在马路上开车最烦的除了没地儿停之外,还有就是没钱加油。但给你一辆加一次燃料能跑一百年的核动力车,你敢开吗?
自从汽车发明以来,内燃机汽车的续航里程问题就一直困扰着一代又一代的人,即使现在伴随着电动汽车如火如荼地铺开和电池、电芯技术也不断的升级,里程也依旧是我们逃不过去的话题,其实早在上世纪五十年代,福特公司就开始思考这个问题,与其改进内燃机的用油效率,不如从根上,也就是在能源的问题上直接解决,那在当时的技术条件下,什么能源是最强的?当然是核能。
二十世纪四五十年代,正值核能的大规模应用时期,为何直到现在我们依旧谈核色变也和那个时期的两个孩子有关——1945年8月6日和9日,美国在日本的广岛和长崎分别投下了名为小男孩和胖男孩的两颗原子弹,紧接着,日本宣布无条件投降,那时的人们第一次见到了核能的威力,而在这猛烈杀伤力的背后,便是核反应提供的巨大能量。
那核能可以作为汽车能源吗?带着这个构想,美国福特汽车公司于1957年推出了一款名为Nucleon的核动力概念车。根据福特公司的设想,这款核动力车在两个后轮之间放置有一个小型核反应堆,以铀元素的核裂变为能源,通过把水变成高压蒸汽,再推动涡轮叶片驱动汽车。按照当时的设计思想,它一次燃料的续航里程大约在8000公里左右,打个比方就是,它的燃料支持从三亚开到哈尔滨一个来回,既然这么强,那为什么没有投入量产呢?
汽油车的原理是利用汽油在机器内部燃烧爆炸所产生的能量转化为机械能,从而推动轮机运作,那核动力呢?简单来说,这辆车和核动力航母的驱动方式是一样的,利用核子裂变产生的能量,使水发生汽化,从而使机器内部产生压力,通过控制压力的蓄积与释放从而推动轮机的运转。说简单点就是烧锅炉,只不过咱们是添煤烧锅炉,而核反应是通过核裂变的链式反应烧锅炉,区别就是后者可以在铀元素为核心的链式反应支持下可以更快更持久的烧锅炉。
这里就得好好说说这个链式反应了,在物理学中,裂变链式反应指一种反应过程的产物可以引起另一种反应,因而使这种反应一经开始就能自动持续进行的反应过程。例如,作为核原料的铀235的原子核在吸收一个中子后发生裂变,一分为二。铀核裂变放出2~3个中子,这些中子又会打中旁边的两个核,并击破它们。这又会产生出4个新的中子,粉碎另外4个核。这样。由1个铀核裂变引起2、4、8、16……个铀核裂变,一生二二升四,子子孙孙无穷匮矣,再举个直观的例子,依照上面所说的原理,一克铀能产生的热量相当于2700吨煤。
听着似乎很厉害的样子,但为什么直到现在,核动力汽车依旧没敢量产?
看过钢铁侠的都知道,他胸前的核反应堆在提供巨大能量的同时铀元素的辐射也在反噬着他的身体,回到现实中,依靠核裂变反应来驱动的汽车会产生多大的辐射呢?
核武器真正的可怕在于他是利用核反应的光热辐射、冲击波和放射性射线对生物造成杀伤和破坏作用,光热辐射和冲击波将人瞬间融化,而高强度的放射性射线使人致病,致癌,致死。所以一样的道理,即使我们的技术可以将核反应堆做得足够小,但它的辐射依旧无法在汽车的小环境中被完全屏蔽。
再者,将核能利用在汽车上,万一发生车祸怎么办?据公安部发布的数据,2019年我国各地共发生交通事故24.8万起,假设其中只有百分之一为核动力车事故,也足够把全世界炸翻,所以可以看到在全球各个国家里,核资源都是由国家或者军方进行管控,并且制定了相关的法律。当然再加上作为核原料的铀本身储量也非常稀少,在自然界中,铀含量约为百万分之二点五,每吨地壳物质中只有2.5克铀,就算核动力汽车问世,它的价格也不会是我们可以买得起的。
最后,还有个最关键的问题,这核动力汽车里的核反应堆不是像普通汽车一样随用随开的,核反应过程的开始和停止是需要极精准地控制的,一旦控制坏了导致反应堆的能量无法形成良性循环,这玩意的脾气可是很炸的,1986年,由于操作不当,位于乌克兰的切尔诺贝利核电站的四号反应堆发生爆炸,这次灾难所释放出的辐射线剂量是广岛的原子弹的400倍以上,万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生,成为了有史以来最严重的核事故。
由此我们可以看到,在现有的技术条件下,核动力汽车还是处于构想中的,我们能做的就是不断地进行探索,谋求安全前提下的能源更替,或是等待可控核裂变技术的成熟应用,到那时,我们便可以不再为能源的里程限制所束缚。
如果要买汽车,你会选择哪种动力的?是传统的燃油车,还是新兴的电动汽车,或者说是混合动力汽车呢?不同动力的汽车有着各自独特的优缺点,这也是很多人纠结的地方。目前在人类能够掌控的能源里面,最厉害非核能 莫属。
核能十分清洁,并且少量的原料就可以爆发出巨大的能量,有人计算过,如果核能真的被成功运用到汽车上,那么仅需要装填一次燃料就可以使用几十年。目前核能已经运用到了发电站,核动力潜艇以及核动力航空母舰等领域上面,所以不少人就会联想到,能不能做一款核动力的汽车呢?其实核动力汽车在很早之前就已经问世,并且伴随着时代还在不断地发展。核动力汽车到底是什么样子?它为何一直没能成功量产?
续航能力一直都是评判一辆汽车好坏的重要标准 ,而电动汽车较之传统燃油车最大的短板就是极端环境下汽车的续航能力和充能速度不行。传统的燃油小轿车加满一箱汽油大约可以行驶500至600公里左右, 现在的电动汽车在正常情况下也大致做到了这一点。这样的行驶历程对于城市通勤来说已经可以满足,但对长期跑长途的人来说,三天两头就需要往加油站跑。
那么有没有一种新能源汽车能够将行驶历程尽可能地拉长呢?纵观人类对于能源的掌控历史,目前来说核能无疑是最佳的选择。核能也被叫做原子能,只要通过相应的核反应,就可以从原子核中释放出巨大的能量。 人类对核能的应用及发现离不开一代代科学家的不断探索。在19世纪末期时,著名物理学家汤姆逊首次发现了电子,原子核的秘密就被人类逐渐揭开。后来人类对核能的应用越来越熟练,1942年时,世界上第一座核反应堆就在美国启动成功。
在人类不断尝试核能用处的历程中,就有人将它应用到了汽车上面。早在上世纪60年代,美国的福特汽车公司就对汽车能源的极限展开了探索。1957年福特汽车推出了人类历史上的第一辆核动力概念汽车,它被命名为Nucleon。 Nucleon的出现颠覆了人们对汽车动力能源的认知。Nucleon上装有一个微型的核反应堆,它可以使铀元素通过裂变反应产生大量的能量,这些能量会将水变为高压蒸汽,最后驱动涡轮让汽车行驶。 等到蒸汽通过涡轮冷却后,就会被送回到反应堆中继续加热,从而实现一个循环。按照当初的设想,这种微型的核反应堆能够实行8000公里的行驶历程,而当里面的核燃料被消耗殆尽后,就可以通过更换反应堆来继续使用汽车。想法很好,但当时人们对核能的认识还停留在核爆炸和核污染上面,就算核能源汽车性能再好,也没人愿意冒这样的风险,福特公司的这款Nucleon也自然就无法量产。
自福特之后,就很少有人愿意在核能上面做文章了,核能汽车也就慢慢淡出了大众的视野。加上人类对电力的应用越来越得心应手,电动汽车就成为了汽车界的新宠儿。 但是,电动汽车仍旧无法解决汽车的续航问题,甚至在某些情况下还没有传统燃油车方便,于是已经被人们遗忘了半个多世纪的核能源汽车就又被拿了出来。凯迪拉克公司作为一个知名车企,曾经推出过一款名为WTF的全新核动力汽车。WTF的名字意思是钍燃料 ,这是一种在核反应中能够转化为铀-233的放射性金属元素。元素钍在地球上的储量十分丰富,这也是作为汽车能源的重要标准之一--相对廉价。凯迪拉克的WTF概念车一共有24个轮子,分别由4个独立马达进行供能,通过相应的核反应,这辆汽车的发动机能够正常工作100年左右,这已经跟无限能源没有什么区别。 既然核动力汽车已经能够制作出来 ,那为何它们都无法进入市场呢?
核动力汽车虽然听上去非常的厉害,但在人们的日常生活中并不需要这样持久的能源,它的宣传作用要比实际作用大得多。另一方面,核能源一直有着核泄漏的风险,尤其是在公路上自由行驶的汽车,几乎每时每刻都会发生或轻或重的交通事故,泄漏问题几乎无可避免。除此之外,核燃料都有放射性,保存核反应堆的地方都有着非常厚实的防护装甲,在潜水艇或者航母上有足够的空间和设备可以对其进行控制,但小小的汽车并没有保存核反应堆的能力,至少目前还没有这样的技术,所以就算人类已经能够运用核能,它仍旧不适合汽车这种大众交通工具。
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