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兆瓦级锂冷空间核反应堆电源方案设计与研发进展

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空间核反应堆电源因具有能量密度大、输出功率高、持续时间长、环境适应性强等优势，是未来大功率长寿期航天任务及深空探测任务能源供应的优选路线。本文在分析兆瓦级空间堆电源研发需求与选型特点的基础上，提出并设计了一套兆瓦级小型锂冷空间堆电源技术方案，该方案采用锂冷反应堆与布雷顿发电系统耦合，具有轻量化、长寿命等特点。本文针对该方案梳理了所涉及的关键技术，介绍了在技术分析论证、相关验证样机和实验平台研制的进展情况，并在此基础上提出我国未来发展大功率空间堆电源的建议。
Design and R&D of megawatt lithium-cooled space nuclear reactor
Space nuclear reactor power,with the advantages of high energy density,high output power,long duration,and minimal influence from the external environment,is the preferred route for energy supply for future high-power long-life space missions and deep space exploration missions.Based on the developmental requirements and characteristics of different design options for megawatt-class space nuclear reactors,a technical scheme for a megawatt-class small lithium-cooled space reactor is designed.This scheme uses a lithium-cooled reactor coupled with a Brayton power conversion system that is lightweight and durable.The key technologies involved in the design are reviewed.Developmental progress of technical analysis and demonstration,verification prototype systems,and experimental platforms is presented.Suggestions and comments for developing high-power space nuclear power in China in the future are presented.

space nuclear reactorlithium-cooled reactorBrayton power conversion system

吴宜灿、刘超、金鸣、陈建伟、张勇、吴庆生、洒荣园、柏云清、李春京、蒋洁琼、宋勇、胡丽琴、王芳、谈鹏、翁娜、江新标、高扬、周新贵、郑友琦、鹿鹏、张智刚、郝祖龙、殷园

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中子科学国际研究院,青岛 266199

中国科学院合肥物质科学研究院,合肥 230001

中子科学(重庆)研究院有限公司,重庆 401331

安徽中科超核科技有限公司,合肥 230001

山东大学核科学技术研究院,济南 250012

中子科学研究院(合肥)有限公司,合肥 230001

中国科学技术大学,合肥 230026

上海核工程研究设计院有限公司,上海 200233

西北核技术研究院,西安 710024

中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094

国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室,长沙 410073

西安交通大学核科学与技术学院,西安 710049

南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016

哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,哈尔滨 150001

华北电力大学核科学与工程学院,北京 102206

深圳大学物理与光电工程学院,深圳 518060

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空间核反应堆 锂冷反应堆 布雷顿发电

国家重点研发计划

2018YFB1900600

2024

10.1360/SST-2023-0202

中国科学(技术科学)
中国科学院

中国科学(技术科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：0.752
ISSN：1674-7259
年,卷(期)：2024.54(3)
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