如果说最近哪个汉字最火,“核”肯定榜上有名。
先是日本宣布启动核污水排海,引起世界的担忧和不满,随后是诺兰的电影《奥本海默》上映,讲述原子弹之父的一生。很多人可能会问,有核动力船舶、核动力潜艇,为什么没有核动力汽车呢?其实还真有,而且时间久远,本文就给大家介绍下那些曾在汽车工业长河中短暂出现过的核动力汽车。
上世纪中期就开始研发,这些车“核核”有名斯图贝克-帕卡德Astral(星体):可能是最早的PPT造车(1957年)
这个品牌相信没人听过,因为在60年代就噶了,当年可是和凯迪拉克谈笑风生的存在,后来打不过,另辟蹊径推出了Astral(星体)概念车。这款车只有一个轮子,通过陀螺仪保持平衡,还可在水面行驶,帕卡德宣称这玩意搭载核动力发动机,还装备某种“由力场产生的保护性能量罩”,避免核泄漏,听起来就是外星科技,不过官方并没有展示它的核动力发动机,而且从纤薄的体型来看,完全没有给核反应堆留下空间,大概率是PPT造车了。
Arbel Symétric:成功引起军方的注意(1958年)
这款车原先采用增程式混动系统,在1951年亮相巴黎车展,不过法国人对这款车并不感兴趣,油电混动车型甚至纯电动车型在当时不算稀奇货,毕竟1897年就已经有纯电车了。不过Symétric引起了军方的注意,在1958年号称要推出装备“最大功率40kW的核能发电机”的车型,可连续运行5年。不过就在第二年,公司卒,然后就没有然后了。
福特Nucleon Concept:没有原型车,只有模型(1958年)
上世纪50年代是美国研发核动力航母的起点,这股风潮也刮到汽车领域,除了上面的两款车,福特也打算入场,在1958年推出了Nucleon概念车,它仅仅是一个让人分不清车头车尾的比例模型,没有原型车,但福特在核动力研究方面还是下了点功夫的。Nucleon的核反应堆放在车尾,通过分裂铀来产生热量加热水变成蒸汽,再用蒸汽带动涡轮机产生动力驱动车辆。最后因为一些技术难题攻克不了,未进入实际生产阶段。
Simca Fulgur:现在看依然很前卫(1958年)
即便放到今天看,这款车依然能让你的下巴合不拢几秒钟,是知名设计师Robert Opron的手笔,诸多功能看得我一愣一愣:配备电磁悬挂、配备类似人工智能技术、实现部分自动驾驶和导航功能……动力部分其实有争议,有说采用氢燃料电池,有说采用核动力驱动。这款车最后仅停留在概念阶段,随着品牌的落幕也消失于汽车舞台。
福特Seattle-ite XXI:观众对六个轮子更感兴趣(1962年)
1958年的Nucleon方案搁置后,福特没有死心,四年后再次推出了核动力车型Seattle-ite XXI,当然了,依然是个模型车,位于车头的发动机舱可以进行燃料电池和核反应堆两种动力的切换。可能是观众对这种“狼来了”的故事在50年代听太多了,亮相后并没有对它的核动力有多关注,反而倒是对它六个车轮的设定更感兴趣,最后的结局自然也是被束之高阁。
凯迪拉克Thorium Concept:采用钍元素,理论上比铀更安全(2009年)
这款车是一名主业设计滑板和吉他的设计师搞的,所以外观就不按基本法来,我一度怀疑上车的方式从车底钻上去。车如其名,它采用钍元素的核反应堆作为动力总成,只需加8g左右的钍,可以让车持续行驶161万公里(按照现在家用车年平均行驶里程至少能开50年),甚至还有富余,多出的能量可以回馈给电网。由于采用了钍元素,理论上会比铀安全些,但怎么着也是放射性元素,大部分人持反对意见,这款车自然也就停留在概念阶段了。
奥迪Mesarthim F-Tron Quattro:据称完成了核聚变(2014年)
这款车倒是有鼻子有眼,甚至展示了内部的结构图,核反应堆放在车身中后部的位置,工作原理依然是”烧开水“,通过蒸汽让电机发电,最终驱动四个轮毂电机行驶。据称,奥迪成功完成了核聚变,让其产生了能源,但因为无法解决核辐射和核废料的处理,这款概念车此后就没了消息。
核动力汽车的难点在哪里?历经半个多世纪,核动力汽车大多停留在概念阶段,这项技术的难点到底在哪里呢?
首先是体积的问题,虽然核反应堆的核心不大,但是整套系统包括的东西太多了,核燃料、冷却系统、水循环系统、防护设施、安全冗余设施、蒸汽循环系统、汽轮机、发电机等等,这些加起来就很大了,不是一个家用车可以容纳的体积,大巴车都不行。
其次是核防护的问题,对于核辐射的防护,目前没有很好的办法,主流办法就是加防护罩,即便是一个小型反应堆,防护罩规格至少也是数吨的级别。而且即便用上了,你也无法保证在出现车辆事故的时候,车内的核反应堆安然无恙,核动力航母如果发生泄漏,至少在远离大陆的海洋,一台核动力汽车如果在闹市发生泄漏,那这个城市还要不要了?
有人可能会说,现在不是有核电池吗?美国好奇号火星车就用上了。目前核电池都是小功率用途,以钚电池为例,这类核电池的原料输出功率密度位0.41瓦每克,普通家用车100千瓦功率得有吧,那就是至少需要200多公斤的钚238,再加上其他材料和足够厚的铅板等核防护措施,电池组自重超一吨很轻松,如果你要追求高性能,像现在很多电车轻松破300千瓦,那核电池组自重就奔着三吨去了,不现实。
最后说说成本,美国好奇号火星车上用了大概45公斤的钚,就花费了数千万美元,要是家用车,45公斤肯定不够,还得加钱,问题是,即便你财力雄厚,最后花费数亿美元只能买到一台最高时速还没达到上高速标准的车,你乐意吗?
中国车企在核动力汽车上有动作吗?中国也有核动力汽车,不信你看上图↑↑↑(开个玩笑)
言归正传,中国车企对核动力汽车的研究还是比较少的,奇瑞曾在2018年申请过一个商标,在商品/服务一栏显示了“燃料和核慢化剂处理装置; 核燃料和核减速剂处理装置; 聚合反应设备; 核反应堆; 原子堆; 核反应堆(原子反应堆)”的介绍,不过从奇瑞近几年的发展来看,核动力汽车应该属于空中楼阁的存在,并没有实际投入。
写在最后
1905年,爱因斯坦在狭义相对论中提出了质能方程式E=mc²,1945年,两场灾难性核爆在日本发生,此后核能成为许多国家毕生追求的课题。众所周知,它是一把双刃剑,利用得好,造福千秋,利用得不好,祸害万年。目前来看,核能只能应用在航天、航海、发电等非民用领域,希望在不远的未来,比燃油、电力更优质的能源可以诞生,再次点燃一次出行革命。