1、核動力航天飛機孔祥濤（蘭州大學核科學與技術學院）摘要：核動力航天飛機以熱中子誘發(fā)的裂變?yōu)槟芰縼碓矗琔235利用裂變后產生的大量高能帶電粒子與發(fā)動機內壁的作用，產U235生使航天飛機向前加速的推力。本文的目的是用經典力學的方法算出這個推力。之后，對比核動力發(fā)動機和化學能發(fā)動機的性能，仿照美國航天飛機來設計核動力航天飛機。最后，展望未來航天新時代。關鍵詞：核動力航天飛機，裂變，推力，航天新時代。U235一，引言從1896年貝克勒爾發(fā)現放射性

2、元素開始，核物理及核能應用得到了快速而長遠的發(fā)展。首先是理論上的發(fā)展：1932年9月，Szilard就提出了用中子誘發(fā)裂變的概念，并提出了用這種方法U235可以制造原子彈。很快，到1938年，兩名德國物理學家就從實驗上證明了熱中子誘發(fā)裂變產生兩個碎片。此后，核科學的發(fā)展速U235度是驚人的，在理論尚未完成之際，核能的應用就開始了。首先是在軍事上，當時正值二戰(zhàn)后期，為盡快結束戰(zhàn)爭，美國于1942年8月開啟了曼哈頓計劃，很快在1945年就制

3、造出了原子彈。核能不僅在軍事上應用廣泛，而且在民用領域也發(fā)展迅速，特別是核電站。要做進一步的深空探測則需要很長時間，如去火星需要500天，更不要奢談星際旅行了。一次和的化合反應（航天中常用的）只放出2.51eV的能2H2O量，而一個核裂變釋放出約200MeV的能量。二者相差100萬倍，U235可以想象，假如核能應用于航天，其定會給航天帶來空前的革命。再不需要復雜的系統(tǒng)來保障航天器的飛行，因為航天器有充足的燃料做機動飛行。依靠大推力的發(fā)動

4、機，航天飛機可以加速到很高的速度，星際航行也會成為現實。因為本文是關于核能的應用，應先將核裂變的過程和核裂變后的產物組成U235說清楚，特別是裂變碎片的質量、動能分布。二，中子誘發(fā)的核裂變U2352.1裂變過程下面按液滴模型的觀點，簡述裂變的全過程。圖21處于激發(fā)態(tài)的原子核（例如，鈾235核吸收一個中子之后，就形成激發(fā)態(tài)的鈾236核）發(fā)生形變時，一部分激發(fā)能轉化為形變勢能。隨著原子核逐步拉長，形變能將經歷一個先增大后減小的過程。這是因為