发现和应用核能源
裂变反应堆
科学家第一次听到巨大的能量束缚原子的原子核在早期的世纪。1942年,他们成功地大规模释放这种能量通过所谓原子堆。这是第一个核裂变反应堆设备旨在诱导一系列自我维持和控制分离重核的裂变反应释放能量。它是美国建造的曼哈顿计划进行开发原子弹。后不久第二次世界大战,核反应堆建造潜艇推进和商业权力生产。第一个全面的商业核能工厂于1956年在考尔德大厅,英格兰。在发电系统中,大部分的裂变的原子核释放的能量(主要是那些的放射性同位素铀- 235)的形式热,用于产生蒸汽。这蒸汽驱动涡轮,机械能的是转换来电由一台发电机。
聚变反应堆
在1930年代末汉斯·a·贝特德裔物理学家认识到,氘氢核的融合形式释放能量。从那时起,科学家们试图利用这样的热核反应实际的能源生产。他们的大部分工作集中在使用磁场和电磁力把等离子体,组成的极热气体释放电子,离子和中性原子和分子。等离子体是唯一的物质热核反应的诱导和持续生成可用的热能。困难的是在围等离子体足够长的时间。虽然研究人员已经取得显著的进展向构造聚变反应堆的能力这样的约束,没有充分开发这种装置用于商业应用程序。
其他转换技术
空间飞行器能源要求导致了密集的调查,从1955年起,所有可能的能源。直接提供能量的设备感兴趣的电力在宇宙飞船,因为他们的可靠性和缺乏运动部件。有太阳能电池、燃料电池、热电发电机,热电子电力转换器为空间应用得到广泛的重视。热离子生成器的设计将热能直接转化为电能。所需的热能可以由化工、太阳能、或核来源,后者目前的实验单位的首选。
另一个直接能量转换器具有相当大的潜力磁流体动力(磁流体动力)发电机。该系统产生的电能直接从高温、高压导电fluid-usually电离通过强大的移动磁场。热流体派生的从燃烧的煤炭或其他化石燃料。第一次成功磁流体动力发电机在1950年代建成并测试。从那以后发展努力稳步进展,最终俄罗斯项目建立一个磁流体动力发电厂在梁赞市,位于莫斯科东南约180公里(112英里)。