在月球上建核反应堆

江伟欢

美国国家航空航天局（NASA）正在寻求开发核裂变技术为太空探索提供动力，并希望在2030年前将相关设施部署在月球表面。

化学燃料和太阳能电池板无法满足人类太空探索和在其他星球部署“前哨站”的需求了。以月球为例，月球的昼夜间隔约为14天，夜晚温度低达零下280华氏度，如果使用太阳能，能储存14天能量的电池会非常重。如果使用化石燃料，其重量也是惊人的，仅55加仑的石油桶就重约400磅（约181.4千克），将它送入太空要花费500万美元，而且也用不了多长时间。更重要的是，没有氧气，很难点燃化石燃料。如果使用高度氧化的非化石化学燃料，像液氧、液氢或与联氨结合的四氧化二氮燃料则更昂贵，使用起来不仅有点危险，而且它们通常也需要用作火箭燃料。因此，需要一个核裂变反应堆，进行持续多年的链式反应，提供能量。

这个被称为“裂变表面动力”的项目由NASA与美国能源部、爱达荷国家实验室合作赞助，目的是为NASA的月球任务及潜在的后续任务建立一个持久的、高功率的、独立于太阳的动力源。项目提出，要开发一种以低浓缩铀为动力、可用于太空飞行的小型裂变反应堆，能在月球环境中提供至少能运行10年的功率为40kWe的核动力。这个反应堆要有独立开关，能够在月球着陆器的甲板上操作，或者能被从月球的一个地点移动到另一个地点进行操作。

项目负责人Sebastian Corbisiero称，“在月球上提供可靠的大功率系统是人类太空探索的重要下一步，实现这一目标指日可待。”产生氧气、水、热量、给设备充电、制造工具和特殊材料、冶炼矿石获得金属等都需要大量能量。NASA空间技术任务理事会副主席Jim Reuter补充道，“充足的能源将是未来太空探索的关键。”

中国也在研究能为未来月球和火星任务提供能量的核动力装置。《南华早报》报道，据参与相关项目的中国研究人员表示，正在开发的核反应堆已经完成了原型设计，可以产生1兆瓦的电力。中国在2019年启动了这项研究，虽然没有透露具体的技术细节，但一些关键部件已于近日建造完成。中国拥有完整的核工业产业链，相信能更好地利用核能为未来的太空探索提供强大动力。

人类首个登陆月球背面的探测器“玉兔二号”上就装有一个微型核电池，里面储存的放射性元素，释放衰变热并藉此完成热发电，帮助咱们小玉兔在广寒宫上度过漫长又寒冷的月夜。