核动力汽车电源可行性研究吴晓春孙征刘兴民李龙DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.054摘要：核动力汽车的概念可追溯于20世纪50年代，美国福特公司推出的概念车Nucleon动力系统采用核反应堆，利用铀核裂变热能把水变成高压蒸汽，驱动涡轮发电。最近，通用公司推出的核动力概念车凯迪拉克WTF将采用以钍为燃料的激光动力系统，是一种真正零排放、绿色环保、安全高效、并且极具经济优势的新能源。核动力汽车电源具有储能大、体积小、质量轻等特点。通过对这种先进的能源系统开展详细的调研和原理性论证工作，研究结果表明，这种新型的“加速器-驱动钍-基于激光”的能量放大装置在理论支撑和现实可行性上都存在极大的挑战。关键词：核动力汽车钍-激光发动机可行性研究：U469.7：A：1674-098X（2016）03（a）-0054-03FeasibilityResearchofNuclear-powerSystemforCarWuXiaochunSunZhengLiuXingminLiLong（ChinaInstituteofAtomicEnergy，P.O.Box275-33，Beijing，102413，China）Abstract：Theideaofmakingnuclear-poweredcarcandatedbackto1950s，andFordcompanydevelopedthefirstnuclear-poweredcarNucleonwhichtheoreticallybasedonuranium-235fissionpoweredengine.Recently，GeneralMotorsreleaseditsCadillac“WorldThoriumFuelConcept”car，whichdidntincludeaworkingthorium-poweredengine.ButitsclaimedthattheThoriumlaserpowersystemsengineisavailableandbeingdeveloped.Thisisatotallyzero-emission，green，safe，efficientandeconomicpowersystem.Thepowergeneratorsystemforcarshouldbeenergetic，smallandthemobile.Asacradleofresearchinnuclearscienceandtechnology.Throughdeepresearchandtheoreticanalyses，wefoundthatitishardtocertifythetheoryofspeeding-upthoriumdecay，anditischallengeabletomakethisnew“accelerator-driventhorium-basedlaser.”power-gaindevice.KeyWords：Nuclear-poweredCar；Thorium-poweredEngine；FeasibilityResearcht自工业革命以来，人类对于能源的需求不断增加，同时也给自然环境带来了非常深远的影响。石油、天然气等不可再生资源正面临枯竭，寻求更为高效、环保的能源将是人类发展的必然趋势。早在20世纪50年代，美国就将核动力汽车这一概念提上了研究日程，种种原因导致计划最终失败。近几十年来，并未见关于核动力汽车的任何消息，然而，在2009年芝加哥车展上，一款凯迪拉克WTF（WorldThoriumFuel）核动力概念汽车突然亮相，吸引了不少媒体和公众的眼球，美国对核动力汽车的研发工作似乎又趋于活跃。该款汽车引擎将采用以钍为燃料的激光动力系统，几乎不产生任何放射性废物，是一种绿色环保、安全高效、并且极具经济优势的新能源。核动力汽车将减少人类对传统能源的依赖，从根本上解决低碳环保出行的需要。其电源系统具有储能大、体积小、质量轻等特点，不仅可应用于汽车领域，在军事、航空、深海与深空科技探索等众多领域都有广泛的应用前景。这种新型电源一旦问世，将对人类能源革新具有划时代的意义。1核动力汽车及其电源研究现状1.1福特Nucleon早在1957年，美国福特公司推出了第一款核动力概念车Nucleon。福特Nucleon的动力系统采用核反应堆，类似核潜艇的工作原理，利用铀核裂变热能把水变成高压蒸汽，以驱动两个蒸汽涡轮，一个用来直接驱动汽车，另一个用来发电。福特Nucleon确实只是个概念，由于车身后部装配有核反应堆，驾驶舱内空间狭小，整车造型怪异，几乎无任何实用性可言。Nucleon的设计基础是假设核反应堆能实现足够的小型化，并能找到足够轻的屏蔽材料。然而，这些创新理念均未能付诸现实，庞杂的系统设备以及笨重的铅屏蔽体使得汽车的安全性和实用性无法得到满足。1.2凯迪拉克WTF时隔半个世纪，在2009年芝加哥车展上，通用公司推出了全球第二款核动力概念车凯迪拉克WTF。WTF以钍为燃料（WorldThoriumFuel），动力系统部分将由高性能的电池取代传统的燃油系统，以便满足未来清洁的能源要求。该款概念车由设计师LorusKulesus设计，设计使用年限为100年。续航里程一直是电动汽车驾驶者关注的问题，而...