在太空探索中,最常使用的是太阳能电池和同位素温差发电机,前者价格比较便宜,缺点是没有必须依赖太阳,到了夜晚就无法使用,后者则是更理想的电力供应设备。
同位素温差发电机也被叫做“核电池”或“原子能电池”,原理是塞贝克效应,根据这种热电效应,在一定温度下,材料本身会产生电势差,利用放射性同位素Pu-238衰变过程释放热能,通过热电偶转换成电能,具有尺寸小、重量轻、性能稳定可靠、工作寿命长、环境耐受性好等特点,能为空间及各种特殊、恶劣环境条件下的高空、地面、海上和海底的自动观察站或信号站等提供能源。
同位素电池在米国、露西亚、东国等大国已实际应用,主要用于航天器的能源供应。
这种温差发电器是由一些性能优异的半导体材料,如碲化铋、碲化铅、锗硅合金和硒族化合物等,把许多材料串联起来组成。另外还得有一个合适的热源和换能器,在热源和换能器之间形成温差才可发电。
其实这种发电器本身并没有什么技术难度,难的是生产成本,关键在于原料Pu-238。
钚-238是钚的同位素,银白色金属,熔点640°C,沸点3234°C,原子序数 94 ,属周期系ⅢB族,半衰期86.4年由于其衰变时只放出α射线,而且自发裂变中子很少,安全又稳定,所以才成为同位素电池最重要的核素。
但它并不是一种天然存在的同位素,1940年末,米国科学家西博格、麦克米伦等在米国用60英寸回旋加速器加速的16兆电子伏特氘核轰击铀时发现了钚-238。
现在工业用的钚238主要是用中子辐照镎237得到的,成本极其昂贵,而且产量很低。
平均每千克的价值超过1400万镑……
比如米国毅力号火星车使用的钚238核电池,总重量只有4.8千克,造价却有7000万镑左右……而且米国到目前为止,总共生产的钚238也只有几百千克而已……
然而世人没有察觉到的是,现在霍克岛钚238的生产成本,却只有33万镑/千克!
因为他们改进了钚238的生产技术,材料由原本核反应副产品镎237,改成了自然界中储量比较丰富的铀238……
至于铀238哪里来的,霍克岛本身就有铀矿开采,只不过目前产量不多……
不要小看这个小小的技术改进,它的词条难度是300多万!……
拥有这项技术之后,霍克岛生产的核电池,成本只有米国的四十分之一,米国造一个核电池,霍克岛能制造同样功率的四十个,而且产量也大大提升,一个月就能产500千克……
这意味着什么?
这意味着霍克岛在月球和火星等着陆探索中,可以几乎不受黑夜的限制,长期保持稳定的供热和供电!
是的,钚238核电池不但能提供电能,还能直接提供供热,因为钚238衰变本身就会释放出能量,用这种能量发电的话,还要损失一部分能量,直接供热的话,更划算……
这也是霍克岛敢提前搞月球基地的底气所在,其实一直以来,对米国来说,月球基地在技术都不是问题,问题出在成本。
月球基地和空间站不一样,它是有黑夜的,而且黑夜非常漫长,足有14.77天,这也注定了太阳能发电设备无法稳定的为月球基地提供稳定的供电,漫漫长夜,零下一百多的温度,如果不能提供足够功率的电力,必然会将任何航天员冻死……
太阳能电板使用更多的锂电池储存电能,或者自带氢气氧气等燃料氧化剂进行发电,理论上是可以解决这个问题。
但成本却高到无法接受,这可是月球!
由于月球比空间站所在的近地轨道距离蓝星更远,运输成本更高,以目前米国最强火箭运载能力,一次也只能运输30-40吨,发射成本差不多是40亿镑……
锂电池或者氢氧发电机之类设备,供电效率实在太低了,如果想要满足月球基地夜晚的供电问题,恐怕不发射个几百次根本解决不了问题……
而钚238核电池就完全不一样了,虽然由于转化率问题,它能提供的电力功率其实也不高,但是它能长期稳定的直接提供大量热能!
每克钚-238在衰变的过程中,自发产生的热量可以产生0.6W的电能,以及20倍左右热量。
根据霍克岛方面的计算,只需要差不多1000千克的钚238核电池,就可以保证一个5人核心舱的供电供热需求!而且由于钚238的半衰期长达86年,所以这个设备有效期可达10年以上!
如果按照米国的造价,1000千克钚238核电池需要150亿镑左右,而且短时间内很难造出来,但按照霍克岛的新技术,1000千克钚238核电池,造价差不多只需要是3.3亿镑……再算上发射成本,米国1000千克的发射成本是1亿镑左右,Musk方面发射成本差不多是6000万镑,霍克岛差不多是3000万镑……
总共就是3.6亿镑!
这个价格,对于太空探索来说,也已经足够便宜了,完全可以接受!
现在霍克岛方面,最大的优势,就是成本优势。
钚238的生产技术,他们并没有对外公开,外界也不知道他们已经能够将成本降到如此之低。
因为何潇打算,等后续产能提上来之后,可以卖一点出去,当然是要高价卖。
缺钱啊!太空探索实在太烧钱了,短期内还没回报,一般人都不愿意投资,也就石油土豪国愿意给他融点资,很多其实还是看在海水澹化设备的面子上……
一公斤卖个1000万镑,米国、东国肯定抢着要,毕竟他们现在都远远供不应求。直接买更便宜……
米国甚至要从对手露西亚国进口钚238或者其生产材料镎237……
当然,不能卖太多,卖太多的话,会引起米国的怀疑……
不过老这么担心米国搞自己也不是事。
是时候提升一下霍克岛的军事实力了,起码要让米国不敢打自己……
虽然以现在霍克岛小流盲级别的军力,米国大概率也是不敢打的,倒不是说打不过,而是怕陷入战争泥潭。
而且再怎么说,霍克岛也是郁金香国的海外自治领,没有合理的理由,也不方便出手。
不过不保险啊!自己的命运,肯定还是要掌握在自己手里!
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