斯納普 10A 型 SNAP10A the reactor would be known asSnaps 10aforSystems for Nuclear Auxiliary Power，又名太空核輔助電力快照，也稱作 OPS 4682、COSPAR 1965027A 是美國在 1965 年作為快照計劃的一部分 SNAPSHOT NASA Glenn Research Center March 20 2007 Retrieved 3 April 2019Snapshot Gunthers Space Page Retrieved 3 April 2019，發射到太空的實驗性核動力衛星。這項試驗標誌著世界上第一次在軌道上執行核反應堆以及離子推進器系統在軌道上的首次執行History of US Astronuclear Reactors part 1 SNAP2 and 10A Beyond NERVA April 3 2019 Retrieved 3 April 2019Andrew LePageThe First Nuclear Reactor in Orbit Drew Ex Machina April 3 2015 Retrieved 3 April 2019。 它是美國發射到太空的唯一一座裂變反應堆動力系統。由於非核電氣部件故障，反應堆僅執行 43 天后就停止了工作 Nuclear Reactors for Space Briefing Paper 82 January 2004，而後繼也沒有把第二個反應爐送上太空的計畫（僅有核電池）。核輔助動力系統計劃 SNAP 反應堆是在美國原子能委員會的監督下於 20 世紀 50 年代和 60 年代初專門為衛星使用而開發的。 歷史 核輔助電力系統 SNAP 計劃是根據蘭德公司於 1954 年完成的偵察衛星研究專案反饋而開發的。由於一些擬建衛星的功率需求很高，有些甚至高達幾千瓦。因此，美國原子能委員會 AEC 要求工業界進行一系列的太空核電站研究。這些研究於 1952 年完成，確定了核電站在技術上可用於衛星。 1955 年，原子能委員會啟動了兩個平行的斯納普核電專案，其中一個承包給馬丁公司，利用放射性同位素衰變作為發電機的動力源，這些電站被賦予以斯納普 1 開頭的單數名稱。另一個專案為利用核反應堆發電，由原子國際部開發，他們的系統被給予斯納普偶數的名稱，第一座核反應堆命名為斯納普 2 型。 斯納普 10A 型是原子國際建造的首座用於太空的核反應堆動力系統，它是從 300 瓦的斯納普 10 型設計演變而來的，滿足了 1961 年國防部對 500 瓦系統的要求。 大多數系統開發和反應堆測試都安排在加利福尼亞州文圖拉縣的聖蘇珊娜野外實驗室 Santa Susana Field Laboratory 進行，使用了許多專業設施。 建造 斯納普 10A 型有三大主要部件：緊湊型核反應堆、反應堆反射體和控制系統、熱傳導和功率轉換系統。 該反應堆長 3962 釐米 156 英寸，直徑 224 釐米 88 英寸，可容納 37 根含有鈾 235 的鈾氫鋯棒作為燃料。該反應堆設計熱功率輸出為 30 千瓦，無遮蔽重量為 650 磅 290 千克。反應堆可從斯納普 10A 型裝置的頂部辯識出。 反射體被佈置在反應堆外部，以提供控制反應堆的手段，它由一層鈹組成，鈹可以反射中子，起到啟動並維持反應堆裂變過程的作用。反射體由一圈爆炸螺栓固定的固定帶鎖定。當反射體從裝置中彈出時，反應堆無法維持核裂變反應，核堆也將被永久關閉。 斯納普 10A 型採用共晶鈉鉀合金作為冷卻劑，鈉鉀合金透過液態金屬直流傳導泵在堆芯和熱電轉換器之間作迴圈流動。熱電轉換器 被標識為白色長 圍裙 為摻雜矽鍺材料的熱耦合，但與鈉鉀傳熱介質之間相互電氣隔離。熱電轉換器一側的鈉鉀與面向寒冷太空中的另一側之間的溫差就產生了電勢和可用的電能。 快照任務 發射和軌道執行 斯納普 10A 型於 1965 年 4 月 3 日由擎天神 愛琴娜 D 型火箭從范登堡空軍基地發射升空，進入約 1300 公里高的近地軌道，處於稍微逆行的極軌上 an object with an inclination between 90 and 180 degrees is in a retrograde orbit 這確保了燃燒完的火箭可降落在海洋中。斯納普 10A 型的核電源是由熱電元件組成的，原計劃在一年發電 500 瓦以上。43 天后，衛星內一個與快中子反應堆無關的機載電壓調節器發生故障，導致反應堆芯在達到 590 瓦的最大輸出功率後關閉。 1965 年系統故障後，反應堆被留在 1300 公里 700 英里 高的預定報廢地球軌道上，透過高大氣層隔離輻射，剩下的衰變預計要持續 4000 年，Launched in 1965 and carrying about 45 kilograms of uranium 235 Snap 10A is in a 1000year orbit。 1979 年 11 月發現，飛行器零件開始脫落，最終丟失了 50 塊可追蹤的碎片。原因不明，有可能是碰撞所導致。儘管主體仍在原軌道，但放射性物質可能已被釋放。2008 年，根據海斯塔克天文臺資料發表的最新研究表明，軌道上 60 多塊小於 10 釐米的碎片還在。 離子推進 快照試驗包括一臺作為第二載荷的銫離子推進器，這是電動航天推進系統在軌執行的首次試驗 繼 1964 年 SERT1 次軌道試驗之後。離子推進器在 4500 伏和 80 毫安的電力工況下，產生了約 85 毫牛的推力。離子發動機應在電池下執行約 1 小時，然後額定 05 千瓦的斯納普系統以 01 千瓦功率對電池充電約 15 小時。在被指令永久關閉前，離子發動機運轉了不到 1 小時。對飛行資料的分析表明，發生了相當數量的高壓故障，這顯然造成了電磁干擾 EM，導致飛行器姿態擾動。地面測試表明，發動機電弧產生的傳導和輻射電磁干擾明顯高於設計水平。 安全 快中子反應堆專案所需的安全計劃，促進了航空航天核安全計劃的啟動。該計劃旨在評估與斯納普系統建造、發射、操作和處置相關的核危害，並制定相應規範以確保輻射安全。 原子能國際公司將承擔主要的安全職責，而桑迪亞國家實驗室負責航空航天安全的獨立審查，並實施多項安全測試。在准許發射前，必須獲得檢驗許可，以證明在任何情況下，反應堆的發射都不會造成嚴重威脅。 一系列的測試都成功完成，部分開發和試驗的影片也可供瀏覽。在斯納普 10A 型反應堆發射前，愛達荷國家實驗室在北部試驗區對反應堆進行了三次破壞性試驗 Chapter 17 Science in the Desert，1964 年 4 月 1 日，SNAPTRAN3 破壞性實驗模擬了一枚火箭墜入海洋，透過故意將放射性碎片送入愛達荷沙漠進行演練。 涉及放射性物質的測試和開發造成了前原子國際公司 聖蘇珊娜野外實驗室 SSFL 設施的環境汙染。美國能源部負責識別和清理放射性汙染 聖蘇珊娜野外實驗室也被洛克達因公司用於美國宇航局之外的一些火箭發動機的測試和開發，支援場地清理的美國能源部網站詳細介紹了在聖蘇珊娜野外實驗室的核能開發史，包括額外的快速測試和開發資訊。 相關工作和後續計劃 國際原子能公司也在聖蘇珊娜野外實驗室開發和測試了其他緊湊型核反應堆，包括斯納普實驗反應堆 SER、斯納普 2 型、斯納普 8 型開發反應堆 SNAP8DR 和斯納普 8 型實驗反應堆 SNAP8ER 參見《核輔助電力系統》。原子國際公司還建造並運行了鈉反應堆實驗，這是美國第一座向公共電力系統供電的核電站。 截至 2010 年，蘇聯羅薩特衛星已將 30 多座小型裂變動力系統核反應堆送入太空。此外，全球 主要是美國和蘇聯 已將 40 多臺放射性同位素熱能發電機用於太空任務。 另請參閱 太空核能 羅薩特號，前蘇聯核反應堆動力衛星 安全實惠的裂變發動機，美國宇航局實驗系列 SP100 型 參考文獻 外部連結 國際衛星識別符號 1965027A 快照 軌道 Category 太空核能 Category 核電反應堆型別 Category 環繞地球執行的衛星 Category 環繞地球執行的廢棄衛星 Category1965 年發射的太空飛行器 Category 美國原子能委員會