中国有核动力汽车吗？为什么还没有核动力汽车的生产？，

核动力汽车在哪里？

像汽车这样的小型车辆能被核能驱动吗?让我们找出答案。

世界各地的许多政府似乎都在执行一项非常现实的任务，那就是让内燃机(ICE)早早地走向死亡。这是有各种原因的，但由于我们文明的基础设施基本上都是由化石燃料驱动的，因此这种转变必须相对逐步地、有计划地进行。

一种解决方案是用电动汽车(ev)取代ice动力汽车。虽然表面上是一种合理的解决方案，但该技术还不能取代所有内燃机的便利性和成本。

但有一种可能值得探索的技术途径，那就是核动力汽车!如果你是电脑游戏《辐射》系列或《回到未来》系列电影的粉丝，我们希望我们现在已经引起了你的注意!

对于其他人来说，让我们探索这种可能性，哪怕只是一个思想实验。

核反应堆有可能被制造成适合汽车的尺寸吗?

信不信由你，理论上，这是很有可能的。更重要的是，它甚至在过去被考虑过，某种程度上。

来看看1958年的福特“核子”。

在20世纪50年代核热达到顶峰时，“核子”是一种思想实验——一种理论上不需要加油就能行驶5000英里(8000公里)以上的汽车的概念。

遗憾的是，使这种汽车成为现实所需的技术远远超出了当时的工程师。为此，它从未离开过绘图板。

“核子”，如果曾经建造，长16.7英尺(5.09米)英寸，宽6.45英尺(1.97米)，使它大约与福特马华力小型皮卡一样长，但更宽一点点。车顶离地面约3.45英尺(1.05米)英寸，只比福特GT40高一点点。

它的轮子离得也很近，大概是为了支撑一个船上核反应堆的重量。

至于动力源，福特设想了一种叫做“动力胶囊”的东西，它将位于“核子”的“后备箱”中。根据他们当时的设计，这个反应堆将很容易维修和补充燃料，并通过“电子扭矩转换器”产生动力来移动汽车。

虽然这在今天看来是一个非常疯狂的概念，但在核能首次出现的时候，人们可能会觉得，汽车等东西也会以同样的方式供电只是时间问题。

然而，即使是“核子”这个概念也是一个后来者。事实证明，工程师们从1903年左右就开始提议核动力汽车。例如，在1941年，加州理工学院的物理学家r·m·兰格博士在《大众力学》的一月版上探讨了铀-235动力汽车的想法。

但是，就像今天一样，将一个核反应堆缩小到汽车所需的大小被认为是非常具有技术挑战性的。也许望而却步。

但你可能会认为，这并不一定是原因。这不是为汽车制造一个小型反应堆，而是更安全地管理核反应堆所能产生的巨大能量。

“小型核反应堆的堆芯(包括屏蔽)实际上可以装进个人车辆的发动机舱内，这将产生足够的能量为个人车辆提供动力。”位于亨茨维尔的阿拉巴马大学推进研究中心副主任l·戴尔·托马斯博士在接受the Drive的采访时说。

“然而，困难来自于能量转换问题。核反应堆将产生需要转换为机械能的热能。”

而这个过程往往需要相当多的能量类型转换才能有效地工作。大规模核反应堆的工作原理通常是将水有效地转化为蒸汽(热能)，然后用蒸汽涡轮机(热能转化为机械能)。

这台汽轮机又被用来发电。如果将其缩小到适合汽车的尺寸，就需要进行额外的转换，通过电机将电能转换回机械能。这一过程中的每一步都会导致效率低下和能量损失(通常是热量)。对于一辆真正的核汽车来说，这可能是一个很大的问题——尤其是如何处理所有的多余热量。

在内燃机中，废热通过废气和发动机散热器从系统中排出。需要从核反应堆中去除的热量不能简单地倾倒到环境中，因此需要用另一种方法来处理。

这可能需要大量的封闭系统热交换器，其作用类似于空气泵空调系统。这样的设置会增加额外的重量和汽车电子系统的“寄生损失”。

它们也可能严重影响车辆的美观，但这是次要的考虑。

由于这些原因，核能在私人汽车上的小规模在过去是不可能的，当然也不可能达到现代汽车的大规模生产。

托马斯博士解释说:“在50年代，如此小规模的移动核电是不可行的。”“这并不是因为小型反应堆本身，我们现在知道如何建造和控制——参考美国宇航局的阿壳项目——而是因为热能到机械能的转换，以及在个人车辆的几何外壳内废热的处理。”此外，通过能源部的小型模块化反应堆项目，核工业正在研究如何大规模生产核反应堆。”

在“核子”时代，许多科学家和技术人员可能认为这个问题可以很快解决。然而，像这里所需要的那种按比例缩小的能量转换技术在很大程度上仍然是我们今天所无法找到的。

至于“核子”的外观，它就像一个整体的概念，嗯，只是一个概念。

为什么我们没有核动力汽车?

其中一个主要原因是，为了防止车内人员和公众受到致命的辐射，需要大量的屏蔽。这是一个非常严峻的技术挑战，我们稍后将对此进行探讨。

撇开这些不谈，核技术自20世纪50年代以来已经有了很大的进步，那么我们今天能造出一辆核动力汽车吗?

凑巧的是，早在2009年就提出了一项最新的核汽车提案。被称为凯迪拉克世界钍燃料概念车，根据其设计师，理论上运行超过100年，几乎没有维护。

这款概念车在2009年芝加哥车展上首次亮相，但只是作为一个展示品——引擎盖下没有工作的核反应堆。钍是一个不错的选择，因为它的放射性更小，而且比铀等其他核燃料更丰富。事实上，一些现代微型核反应堆的设计是基于使用钍作为燃料。然而，这些反应堆虽然小，但仍然不够紧凑，不能装进一辆私人汽车的底盘里。

然而，马萨诸塞州研发公司激光动力系统(Laser Power Systems)的研究员查尔斯·史蒂文斯(Charles Stevens)正在探索另一种可能的方法。他的建议是开发一种钍动力激光器，它可以产生足够的能量来驱动一辆汽车，同时产生零排放。

斯蒂文斯显然设法生产了一个原型系统，使用专有的高强度“MaxFelaser”激光器，以钍为燃料。

根据该系统提供的信息，它的工作原理是利用激光束将水蒸发成加压蒸汽，从而使涡轮机旋转并产生电力。然后，这些电力可以用来驱动发动机，就像电动汽车一样。

史蒂文的系统总共能产生250千瓦(相当于335马力)，重约500磅(227公斤)，足够小，可以放在汽车引擎盖下。令人印象深刻，但道路上缺乏钍激光动力汽车似乎表明它从未真正起飞。

但可能还有另一种方法。让我们介绍一下“原子电池”的概念。

我们能用“原子电池”为汽车提供动力吗?

我们不需要把一个微型核反应堆放在汽车里，相反，我们可以稍微跳出这个盒子。

“原子电池”依赖于核同位素的稳定衰变(而不是链式反应)来产生更小但持续的电力供应。它们也几乎不产生废物，而且实际上可以将核废料用作燃料来源。

虽然它们被称为“电池”，但它们本质上不是电化学的，而且不能再充电(显然)。这些类型的“电池”具有非常长的寿命和非常高的能量密度。

与上面讨论的其他概念不同，该技术已经存在，并且是一种经过验证的技术。例如，它们是航天器中很常见的动力源。这是一个很好的选择，因为“原子/核电池”有很长的寿命和非常耐用。但是，它们也不便宜。

有趣的是，一些私营企业，如新开发银行技术，正在寻找进一步发展这项技术的方法。

他们的概念“核纳米电池”使用回收的核废料，用多层合成金刚石涂层进行保护，从而制造出非常小的核电池。据该公司介绍，“能量通过非弹性散射被钻石吸收，用于发电。”其中一些电池甚至可以做得足够小，以适合智能手机等小型电子设备。

根据NDB的说法，这一惊人的技术也可以持续28000年!难以置信的

如果有完全充实，这是一个极好的消息，任何萌芽核汽车发明家。如果这些电池可以装在电视或电话之类的东西上，它们肯定可以造得足够大，为整辆汽车提供动力。

当然，要真正打入市场，制造商需要克服公众对危险的认识和对核能的不信任这一非常严重的障碍。

对于核工业来说，这样的发展也将是极好的消息，因为他们的废料将成为别人的资产。

这也将有效地提高整个行业的效率，因为所有的东西都能得到利用，甚至包括废物。政府也可能会支持这样的倡议，而不是花费纳税人的钱来“处理”垃圾，他们可以把它给需要垃圾来生产汽车或产品的公司或汽车制造商。

每个人都是赢家，尤其是环境。

核能会成为电动汽车市场的圣杯吗?

与上述潜在的解决方案一样有趣的是，未来在车辆上使用核武器可能是完全不同的。与其把核反应堆装在汽车上，不如用核能给电动汽车充电。

尤其是像卡车这样的大型电动汽车?

卡车是比汽车大得多的车辆，因此，需要更多的动力来保持它们的移动。虽然内燃机在过去已被证明是实现这一目标的宝贵工具，但通过使用全电力传动系统，使卡车更加“绿色”的压力越来越大。

但有一个非常严重的问题。电动卡车将比小型电动汽车需要更多的动力。

在某些情况下，电动卡车需要的电力大约是同等电动汽车的5到10倍。出于这个原因，任何关于全电动卡车的现实方案都需要有充足的能源。为了做到绿色环保，这种电力需要来自清洁的燃料——而不是化石燃料发电厂。

对于货运车辆来说尤其如此，因为它们一周中大部分时间都在长途运输。虽然这可以通过定期的加油站为车载电池充电来实现，但货运车辆经常需要前往偏远的地方，这些地方可能有充电站，也可能没有。

或者，即使它们确实存在，它们也可能没有像大型卡车这样耗能的东西所需要的能力。这就是微型核反应堆真正派上用场的地方。

Foro Nuclear解释说:“小型核反应堆的概念并不新鲜。小型反应堆已经存在一段时间了，它们在偏远地区(北极、军事基地、太空飞船(见专著《核能与太空探索》)发电多年而不需要充电。这些设计是美国能源部(DOE) 20多年研究的结果，拥有成熟和经过验证的技术，可以保证核安全。”

对于电动卡车来说，这种微反应堆可能被证明是天赐之物。

事实上，伊利诺斯州阿贡国家实验室(ANL)的工程师们一直在研究一种有趣的微型核反应堆设计，该反应堆最终可以安装在世界各地的许多休息站。这些反应堆能够在短时间内产生足够的能量来给18轮卡车充电。

这些被称为MiFi-DC(微裂变直流电)的反应堆，有一天可能会被用于给运输卡车充电，在像美国这样的国家，甚至世界各地的数千个休息站。每个反应堆大约有两个家庭热水器大小，并连接到一个能源存储系统。

这种反应堆是相对简单的组件，建造和安装成本可能相当低。与其他能源生产方式不同，它们也有一些有趣的内在优势。

首先是他们的灵活性。微核反应堆将能够提供非常稳定的电力供应，可以很容易地根据需求进行调整。当电力没有从系统中抽干时，热量可以被储存在一个附加的储存场所，使用惰性流体，以备以后使用。

当休息站处于繁忙状态时，系统可以利用这种热流体产生蒸汽并在需要时发电。

另一个优势，也是从核的角度来看最重要的，是它们固有的安全性。这些反应堆使用一种特殊类型的核燃料，将所有的放射性物质与外界隔绝。该燃料由三结构各向同性颗粒(TRISO)组成，由美国能源部国家实验室经过60年的研究开发而成。

这些小颗粒含有低浓缩铀，上面覆盖着几层碳和陶瓷基材料。正是这些保护层阻止了放射性裂变产物的释放。

TRISO燃料在结构上比传统的反应堆燃料更能抵抗中子辐照、腐蚀、氧化和高温。每个粒子都有效地充当自己的控制系统。这使得他们可以在所有的反应堆条件下保留裂变产物。

根据Argonne国家实验室(ANL)的核与科学与工程高级工程师Derek Kultgen的说法，使用TRISO颗粒的小型反应堆也可以运行超过10年。这并不是微不足道的，从长远来看，这可能会导致像卡车这样的大型车辆的充电成本非常低。甚至可能使它比化石燃料更有竞争力或更便宜。

ANL团队指出，尽管还有很多工作要做，但该项目可以填补目前电动长途汽车(18轮)充电基础设施的缺口。

核动力汽车会出什么问题呢?

对于任何一个核能爱好者来说，以上都是非常好的消息。但是，正如你所预料的那样，就像生活中的任何事情一样，这项技术也有一些潜在的缺点。

首先，它们必须是安全的象征。由于电源是高放射性的，在我们开始考虑推出这项技术之前，我们需要采取措施来防止居住者和公众受到辐射。暴露于辐射的短期和长期影响现在已得到充分的研究和众所周知，因此有必要在合理可行的范围内限制这种影响。

但多少才是可接受的最大限额呢?毕竟，笨重的屏蔽将意味着更多的重量的汽车和增加限制的美学汽车。

嗯，根据加拿大核安全委员会的说法，超过1000毫西弗(mSv)的剂量可能会导致辐射病的症状。在核电站工作的核能工人每年通常会收到50毫西弗的辐射量。

公众每年通常会受到来自各种环境来源(如宇宙辐射照射)的约1毫西弗的辐射，但在具有高放射性地质(如高水平的氡气)的地区，这种辐射可能会增加。大多数卫生当局将这一值定为一般公众的“有效剂量限度”。

因此，这将是未来任何潜在核动力汽车的自然行业标准。根据选择的核动力源类型，这可能意味着核动力汽车将需要相当大的东西来提供所需的屏蔽量。

它们也可能是相当笨重或大型的汽车，类似于20世纪50年代至70年代的卡迪拉克。大多数这样的汽车的大小将位于前面或后面，取决于核材料的位置，所有的机动和停车影响大型汽车。

然而，如果核能电池能够被开发出来为汽车提供动力，这个“问题”可能会变得毫无意义。

然而，在所有情况下，首要的安全问题是汽车在撞车时的生存能力(当然是反应堆)。任何严重的碰撞都可能导致非常严重的微型核污染灾难。至少可以说，这并不理想，尤其是考虑到每年严重车祸的数量。更不用说保护核燃料不被潜在的恐怖分子滥用。

事实上，对于未来任何真正的核动力汽车提议来说，这可能是一个无法克服的潜在问题。

有史以来最著名的核动力汽车有哪些?

我们已经在上面强调了几个最著名的核动力汽车的例子，但还有几个其他的建议。

下面是一些最有趣的，坦率地说，也是最有趣的例子。这个列表远非详尽无遗，也没有特定的顺序。

1. Arbel-Symétric几乎投入生产

一个被提议的核能汽车的有趣例子是Arbel-Symétric。最初设计为混合动力汽车，它的第一代有一个常规的汽油发动机，为汽车的四个安装在轮毂上的电机发电。

遗憾的是，这款车的设计者对此兴趣不大，很快就放弃了。然而，汽车被进一步发展，并在1958年日内瓦车展上展出。

最有趣的是，它的广告中有各种替代电源，包括一个40千瓦的涡轮机，令人惊讶的是，一个40千瓦的“原子电池”变种。更重要的是，电池会使用核废料。

不幸的是，Arbel无法获得法国政府使用核燃料的许可，所以这个项目被放弃了，Arbel很快就破产了。

2. 福特西雅图XXI是另一个有趣的概念

另一个有趣的核动力汽车概念是福特西雅图XXI。这辆车由Alex Tremulis设计，曾在1962年西雅图世界博览会上展出。

令人惊讶的是，这辆车包含了一些新颖的想法，这些想法后来在其他车辆上变成了现实。这包括可互换的燃料电池动力单元;可互换的尸体;交互式计算机导航、地图和汽车信息系统;四个驱动和方向盘。

但是，从我们的角度来看，设计者提出汽车将由一种紧凑的核推进装置提供动力。当然，这是假设足够的屏蔽和热交换问题可以发展，而不会使车辆过于笨重和沉重。

这辆车有六个轮子，其中四个是转盘，类似于雷鸟中著名的FAB1赛车和20世纪70年代开发的真正的泰瑞尔P34赛车。

真可惜这辆车没见过天日。

3.1958年的Simca Fulgur真的很适合这个角色

显然，Simca Fulgur是当时的产物，是另一款被提议永远不会上路的核动力汽车。这是一辆法国设计的汽车，它有一个塑料泡沫顶部和隐藏的轮子，让它看起来几乎像外星人。

从未认真打算生产，这一概念是在1959年的车展上公布的。被吹捧为潜在的核动力，拟议中的车辆将由语音控制和雷达制导。

这款车也曾在纽约车展和1961年芝加哥车展上展出，它只有两个轮子，并使用专门设计的陀螺仪进行平衡。

4. 看看1957年的斯图贝克-帕卡德星人，它应该有一个能量护盾

1957年首次亮相的史都贝克-帕卡德斯特拉尔是另一款从未开发过的核动力概念车。完全平衡在一个轮子上(使用陀螺仪来平衡，当然)，这个飞行器的设计真的是完全不同的东西。

显然，这辆车应该已经装备了某种形式的能量屏蔽，以保护司机和乘客免受来自车上核反应堆发电厂的任何辐射。这种屏蔽也可以提供车辆碰撞保护。

然而，斯图德贝克-帕卡德(Studebaker-Packard)没有活到足够长的时间，看到其大胆的概念车的任何功能实现。帕卡德在Astral发布几年后关闭了商店，紧随其后的是Studebaker。

在那之后，这款概念车将在其他经销商的活动中亮相，然后在洛杉矶彼得森汽车博物馆(Petersen Automotive Museum)找到它的最后安息之地。

今天，核能汽车爱好者就是你们的幸运儿。

虽然核能通常用于战舰和潜艇等大型交通工具，但安全小型化反应堆的技术问题，坦率地说，缺乏热情，阻碍了它被引入汽车等个人交通工具。

但是，在推动全球经济诸多方面脱碳的同时，核能能在交通运输方面提供一些解决方案吗?

无论核电站是否可以小型化到足以安装在汽车的引擎盖下，还是可以用来为电动汽车充电，核能都可能是一个很好的解决方案。

然而，就像任何与核能有关的事情一样，这需要一些非常严肃的公关工作来克服多年来的负面报道。我们将看到。

Where Are All the Nuclear Powered Cars We Were Promised? (interestingengineering.com)

By Christopher McFadden

Nov 25, 2021(Updated: Nov 25, 2021 10:49 EST)