핵추진

Nuclear propulsion

핵추진에는 어떤 형태의 핵반응을 일차 [1]동력원으로 사용하는 다양한 추진 방법이 포함된다.핵물질을 추진에 사용하는 아이디어는 20세기 초로 거슬러 올라간다.1903년에 방사성 물질인 라듐이 자동차, 비행기, [2]보트를 추진하기 위한 엔진에 적합한 연료일 수 있다는 가설을 세웠다.H. G. 웰스는 그의 1914년 소설 작품인 "The World [3]Set Free"에서 이 아이디어를 얻었다.

가압수형 원자로는 선박과 잠수함에 사용되는 가장 일반적인 원자로이다.그림 다이어그램은 작동 원리를 보여 줍니다.기본 냉각수는 주황색이고 보조 냉각수(증기 및 이후 급수)는 파란색입니다.

수상함, 잠수함 및 어뢰

니미츠급 핵추진 항공모함의 선두함인 USS 니미츠(CVN-68)
델타급 핵추진 잠수함

핵추진 함정은 주로 군용 잠수함[1]항공모함이다.러시아는 현재 주로 쇄빙선인 원자력 민간 수상 선박을 보유하고 있는 유일한 나라이다. 해군은 현재(2022년 기준) 11척의 항공모함과 70척의 잠수함을 운용 중이며, 모두 원자로로 구동된다.상세한 것에 대하여는, 다음의 문서를 참조해 주세요.

민간 해상 사용

군용 해상 사용

어뢰

러시아의 채널 원 텔레비전 뉴스는 2015년 11월 12일 약 Status-6라고 불리는 핵추진 어뢰의 사진과 세부사항을 방송했다.이 어뢰는 최대 사거리 10,000km, 순항속도 100노트, 작동심도 1000m에 이르는 것으로 알려졌다.그 어뢰는 100메가톤급 [4]핵탄두를 탑재했다.

1958년 여름 JASON이 과학 자문단의 첫 회의에서 나온 제안 중 하나는 "거의 [5]무한정 바다를 돌아다닐 수 있는 핵추진 어뢰"였다.

항공기 및 미사일

HTRE-3(열전달 원자로 실험 번호 3)로 알려진 항공기 핵추진 시스템의 그림.중앙 EBR-1 기반 원자로는 화학 연료 연소 대신 공기를 가열했다.원자로는 공기 열교환기를 통해 온도를 빠르게 높였고 여러 차례의 [6]지상 시험에서 이중 J47 엔진에 동력을 공급했다.

핵추진 항공기에 대한 연구는 냉전 기간 동안 미국과 소련에 의해 추진되었다. 왜냐하면 그들은 아마도 한 나라가 핵폭격기를 매우 오랫동안 공중에서 유지할 수 있게 할 것이고, 이는 핵 억지력을 위한 유용한 전술이다.어느 나라도 운용 가능한 핵 [1]항공기를 만들지 않았다.설계상의 문제 중 하나는 제대로 해결되지 않은 것으로, 방사선 질병으로부터 승무원을 보호하기 위한 강력한 차폐가 필요하다는 것이었다.1960년대 ICBM의 등장 이후 그러한 항공기의 전술적 이점은 크게 감소하였고 각각의 프로젝트는 [1]취소되었다.그 기술은 본질적으로 위험했기 때문에 비군사적 상황에서는 고려되지 않았다.핵추진 미사일도 같은 [1]기간 연구·할인됐다.

항공기

미사일

우주선

많은 유형의 핵 추진이 제안되었으며, 그 중 일부(: NERVA)는 우주선 적용을 위해 테스트되었다.

핵펄스 추진

  • 프로젝트 오리온, 핵펄스(즉 원자폭발) 추진에 대한 최초의 엔지니어링 설계 연구
  • 다이달로스 프로젝트, 1970년대 영국 행성간학회 핵융합 로켓 연구
  • Project Longshot, 미국 해군사관학교-NASA 핵펄스 추진 설계
  • AIMStar, 반물질 촉매 핵펄스 추진기 제안으로 연료 펠릿 내에서 핵분열과 핵융합을 개시하기 위해 안티프로톤 구름을 사용한다.
  • ICAN-II는 반물질 촉매 핵펄스 추진 엔진을 주요 추진 형태로 사용한 유인 행성간 우주선이다.
  • 외부펄스플라즈마추진(EPPP)은 NASA의 추진 개념으로 우주의 물체 뒤에 있는 일련의 작고 초임계 핵분열/융합 펄스에서 생성된 플라즈마 파동으로부터 추력을 도출합니다.

핵열 로켓

바이모달 핵열 로켓 - 잠수함을 포함한 원자력 발전소에서 사용되는 것과 유사한 핵분열 반응을 수행한다.이 에너지는 액체 수소 추진제를 가열하는 데 사용됩니다.그림은 우주발사시스템(2010년)으로 설계된 상단 조립체 코페르니쿠스(Copernicus)입니다.
  • 바이모달 핵열 로켓은 잠수함을 포함한 원자력 발전소에서 사용되는 것과 유사한 핵분열 반응을 한다.이 에너지는 액체 수소 추진제를 가열하는 데 사용됩니다.원자력 우주선 옹호론자들은 발사 당시 원자로에서 방출되는 방사능은 거의 없다고 지적한다.핵추진 로켓은 지구에서 이륙하는데 사용되지 않는다.핵 열 로켓은 화학 추진 시스템에 비해 성능 면에서 큰 이점을 제공할 수 있다.핵전원은 또한 우주선에 운영과 과학적 [9]계측을 위한 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
  • NERVA - 미국 핵 열 로켓 프로그램인 NASA의 로켓 차량 응용용 핵 에너지
  • Project Rover - 핵 열 로켓을 개발하기 위한 미국의 프로젝트입니다.이 프로그램은 1955년부터 1972년까지 로스앨러모스 과학 연구소에서 진행되었다.
  • 프로젝트 팀버윈드 1987-1991

램젯

직접 핵

핵전기

러시아 연방 우주국 개발

러시아 연방우주청의 아나톨리 페르미노프 국장은[when?] 심도 있는 우주 [10][11]여행을 위한 핵추진 우주선을 개발할 것이라고 발표했다.2013년까지 예비설계가 완료되었으며, 앞으로 9년 더 개발(우주 조립)을 계획하고 있습니다.가격은 170억 루블(6억 달러)[12]로 책정됐다.Roscosmos Head는 "핵 추진은 필요한 자금을 제공한다면 메가 와트급이 [13][14]될 것"이라고 말했다.

이 시스템은 우주 핵발전과 이온 엔진 매트릭스로 구성될 것이다.원자로에서 나오는 1500 °C의 고온 불활성 가스 온도가 터빈을 회전시킨다.터빈은 제너레이터와 컴프레서를 회전시켜 작동 유체를 폐쇄 회로로 순환시킵니다.작동 오일은 라디에이터에서 냉각됩니다.제너레이터는 동일한 이온(플라스마) 엔진에서 전기를 생성합니다.."[15][failed verification]

그에 따르면, 이 추진기는 화성에서의 인간의 임무를 지원할 수 있을 것이며, 우주 비행사들은 화성에서 30일 동안 머무를 것이라고 한다.핵추진력과 꾸준한 가속력을 가진 화성으로의 이 [16][17]여행은 화학추진력보다 300배 높은 추진력을 가정하여 8개월이 아닌 6주가 걸릴 것이다.

지상 차량

자동차

방사성 물질인 라듐을 연료로 사용하는 자동차를 만드는 아이디어는 적어도 1903년으로 거슬러 올라간다.1937년 개념 분석에 따르면 그러한 차량의 운전자는 [18]방사선으로부터 차량을 보호하기 위해 50톤 납 장벽이 필요할 수 있다.

1941년 칼텍 물리학자 R M 랭거 박사는 Popular Mechanics 1월호에서 우라늄-235로 구동되는 자동차의 아이디어를 지지했다.1945년 8월 7일 뉴욕타임스에 스타우트 스카랍의 디자이너이자 전 엔지니어 협회 회장인 윌리엄 부시넬 스타우트가 의 뒤를 이었다.원자로를 차폐하는 문제는 그 아이디어를 계속 [19]비현실적으로 만들었다.1945년 12월, 런던의 존 윌슨은 그가 원자 자동차를 만들었다고 발표했다.이것은 상당한 관심을 불러일으켰다.연료전력부 장관이 대규모 기자단과 함께 그것을 보기 위해 나왔다.그 차는 나타나지 않았고 윌슨은 그것이 파괴되었다고 주장했다.나중에 있었던 법정 소송에서 그는 사기꾼이었고 원자력 자동차가 [20][21]없었다는 것이 밝혀졌다.

차폐 문제에도 불구하고, 1940년대 후반과 1950년대 초반까지 원자력 자동차의 가능성에 대한 논쟁이 계속되었다.당시 핵추진 잠수함과 선박의 개발과 핵추진 항공기의 개발 실험으로 그 아이디어는 [22]살아났다.1950년대 중반 러시아 신문들은 V P Romadin 교수가 원자력 자동차를 개발했다고 보도했지만, 다시 한번 차폐가 [23]문제가 되었다.연구소는 [24]광선을 흡수하는 새로운 합금으로 차폐 문제를 극복했다고 주장되었습니다.

1950년대 미국 자동차 문화가 최고조에 달했던 1958년, 미국 포드 뉴클론과 스터드베이커 패커드 아스트랄, 그리고 로버트 오프론[25][26] 아르벨 시메트릭이 디자인한 프랑스 심카 풀거 등 적어도 4개의 이론적인 핵추진 콘셉트카가 제안되었습니다.이러한 개념 모델을 제외하고, 건설된 것도 없고, 자동차용 원자력 발전소는 만들어지지 않았다.크라이슬러의 엔지니어 C R 루이스는 3천파운드(1천400kg)의 자동차에 80,000파운드(3만6천kg)의 엔진이 필요할 것이라는 추정 때문에 1957년에 이 아이디어를 무시했다.그의 견해는 원자력이 [27]실용화되기 위해서는 효율적인 에너지 저장 수단이 필요하다는 것이었다.그럼에도 불구하고 크라이슬러의 스타일리스트들은 1958년에 몇 가지 가능한 디자인을 만들었다.

1959년에 Goodyear Tire and Rubber Company가 가볍고 흡수된 방사선을 가진 새로운 고무 화합물을 개발했다고 보고되어 무거운 차폐가 필요하지 않았다.당시 기자는 그것이 원자력 자동차와 항공기를 [28]가능케 할 수도 있다고 생각했다.

포드는 1962년 시애틀 세계 박람회를 위해 또 다른 잠재적 핵추진 모델[29][30]포드 시애틀-ite XXI를 만들었다.이 또한 초기 컨셉을 벗어난 적이 없습니다.

2009년 제너럴모터스(GM)의 캐딜락 인수 100주년을 맞아 로렌 쿨레수스는 [31]토륨으로 움직이는 자동차를 그린 콘셉트 아트를 만들었다.

다른.

크라이슬러 TV-8은 1950년대에 [1]크라이슬러에 의해 디자인된 실험용 컨셉트 탱크였다.이 탱크는 육상 및 수륙양용전이 가능한 핵추진 중형탱크였다.그 디자인은 결코 [32]양산되지 않았다.화성 탐사선 큐리오시티는 1976년 [33][34]성공한 바이킹 1호와 바이킹 2호 화성 착륙선처럼 방사성 동위원소 열전 발전기에 의해 작동된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g Trakimavičius, Lukas. "The Future Role of Nuclear Propulsion in the Military" (PDF). NATO Energy Security Centre of Excellence. Retrieved 2021-10-15.
  2. ^ 1903년 9월 13일 일요일, 라듐 광선의 몇 가지 실용적인 사용
  3. ^ 새로운 에너지 공급원인 The World Set Free, H G Wells, Collins, London and Glasgow, 1956년판, 55페이지
  4. ^ 러시아는 국영 TV '누출'에서 거대한 핵 어뢰를 공개한다, BBC 뉴스, 2015년 11월 12일 - 2015년 11월 27일 회수
  5. ^ 사이언스 매거진, 1991년 11월 29일, 페이지 1284
  6. ^ Thornton, G; Blumbeg, B. (January 1961). "Aircraft Nuclear Propulsion Heat Transfer Reactor Experiments Fulfill Test Goals". Nucleonics. McGraw-Hill. 19 (1). ISSN 0096-6207.
  7. ^ Norris, Guy (14 October 2014). "False Starts For Aviation's Atomic Age". Aviation Week. Retrieved 17 October 2014.
  8. ^ Gady, Franz-Stefan (2 March 2018). "Russia Reveals 'Unstoppable' Nuclear-Powered Cruise Missile". The Diplomat. Retrieved 26 March 2018.
  9. ^ Contact: Gynelle C. Steele (July 15, 2005). "F-22 Raptor Stealth". NASA Glenn's Research & Technology. Archived from the original on February 19, 2006. Retrieved 2009-07-08.
  10. ^ 러시아 우주국, 핵추진 심우주발사체 개발 계획 발표
  11. ^ 러시아와 미국이 핵추진 우주선 프로젝트를 논의하다
  12. ^ 러시아인, 원자력 우주선 타고 화성에 가다/2009년
  13. ^ Page, Lewis (5 April 2011). "Russia, NASA to hold talks on nuclear-powered spacecraft. Muscovites have the balls but not the money". The Register. Retrieved 26 December 2013.
  14. ^ "Interview: Academician Anatoly Koroteyev An Inside Look at Russia's Nuclear Power Propulsion System" (PDF). 21st Century Science and Technology. No. Fall/Winter 2012-2013. 21st Century. 3 December 2012. Retrieved 26 December 2013.
  15. ^ (러시아어) 아나톨리 코로테프 "원자력은 우주 개발에 질적 도약을 제공할 수 있다"
  16. ^ 화성탐사를 위한 우주 추진은 6년에서 9년 안에 개발될 수 있다.
  17. ^ 러시아가 미국의 탈락으로 핵우주 경쟁에서 앞서다
  18. ^ The Science Review, Issues 1~12, 멜버른 대학 과학 클럽, 멜버른 대학, 1937, 22페이지
  19. ^ 자동차 분기, 제31권 1992년 1호, 14-29페이지
  20. ^ 최초의 원자력 자동차 "사보타지", 호주 퀸즐랜드 주, 타운즈빌 데일리 게시판, 1945년 12월 3일 월요일 2페이지
  21. ^ "원자 자동차" 장난 - 나이든 발명가는 목표 선고를 받는다, 호주 퀸즐랜드주 케언스 포스트, 1946년 7월 22일 월요일, 3페이지
  22. ^ "Benson Ford poses challenge on atomic powered automobiles". The Brooklyn Daily Eagle. October 2, 1951. p. 3. Retrieved June 4, 2015 – via Newspapers.com. open access
  23. ^ Reading Eagle, 1955년 2월 20일 일요일, 8페이지
  24. ^ 아톰 동력 자동차는 러시아, The Victoria Advocator, Texas, Victoria, Sunday, 1955년 1월 30일, 7페이지 주장
  25. ^ "Radioactive cars of the twentieth century". Archived from the original on 26 October 2018. Retrieved 26 April 2012.
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  29. ^ Hanlon, Mike. "Ford Seattle-ite: one of history's most significant concept cars". Gizmag.com. Retrieved 26 April 2012.
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  31. ^ WTF? 캐딜락 월드 토륨 연료 컨셉?
  32. ^ Hunnicutt 1990, 페이지 36. 오류:: 1990
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  34. ^ "Mars Exploration: Radioisotope Power and Heating for Mars Surface Exploration" (PDF). NASA/JPL. April 18, 2006. Retrieved September 7, 2009.

추가 정보

외부 링크