书城工业印度高科技发展战略研究
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第52章 印度高科技发展战略的成就(2)

印度已掌握核燃料重水生产的本地技术,可将黄色的块状物燃料转换成铀,然后制成核反应堆所需燃料。1959年,印度在孟买特罗姆贝建成第一个提取核燃料成分的装置。为形成大规模生产核燃料的生产线,以满足国内对核燃料的需要,1971年,印度在海德拉巴建立核燃料联合企业,该企业从事开发高级核反应堆如增殖反应堆所需核燃料。现在印度已建立两个此类工厂,制作铀氧化燃料,形成铀生产线。核燃料联合企业还为工程企业生产无缝不锈钢、无缝不锈铝和电子工业所需的超纯材料。巴巴原子研究中心和核燃料联合企业已大量开发各种核燃料,在特罗姆贝开发生产的铀-钚碳化核燃料,已用于增殖反应堆实验。为使用本地技术生产MOX核燃料,印度还在特拉普尔建成高级燃料生产线和生产设备。为寻找一种能替代浓缩铀的核原料,印度决定将浓缩铀—钚混合碳化物作为研究方向。英迪拉?甘地核能研究中心与巴巴原子能研究中心为此项研究开展广泛合作,研发出一种富钚碳化物燃料。它完全可替代以混合氧化燃料为基础的浓缩铀。1997年7月,印度采用这种燃料通过块中子增值试验反应堆将1兆瓦的电力送入泰米尔纳杜邦的电网中。这种专用于块中子增值反应堆的铀—钚混合碳化物驱动燃料在世界上尚属首创。印方认为,在国际上,其核燃料研究技术水平同日本和俄罗斯相当。印度核废料处理技术受到国际核能组织推荐。

4.核燃料再加工和核废料处理

核能开发需要对用过的核燃料进行再处理,将其加工成钚和铀—233后再回收利用。印度从实施核计划起就着手开发核燃料的再加工技术,在特罗姆贝、特拉普尔和卡拉卡姆建立了核废料加工厂。卡拉卡姆为小型核燃料再加工厂,主要对增殖反应堆实验核燃料进行再加工;对快速增殖反应堆核燃料再加工的工厂即将完工。特罗姆贝工厂已经成功开发出玻璃化技术,并根据这项技术,印度在特拉普尔建立了核废料固定工厂。印度还计划在特罗姆贝和卡帕卡姆建立两个类似工厂。

三、原子科技的运用。

1.用于农业领域

核技术在印度农业中的运用较为广泛,主要用于开发高产农作物种子,研发肥料和杀虫剂,生产加工食品等。特罗姆贝在提高农作物产量方面取得重要进展,培育出22种高产豆类、油菜籽、稻谷和黄麻等。巴巴原子研究中心和戈丹普尔国防实验室在进行食品包装照射器的研发,孟买同位素技术部还建立了香料和其他产品如蛇蝎加工厂,并从2000年1月1日起开始运行。巴巴原子研究中心还利用原子技术开发海水脱盐技术,在农村建立脱盐工厂和海上轮船工厂。该中心还在卡帕卡姆建设一个6300立方米的核脱盐示范工厂,以证明通过核技术可以进行海水脱盐。

2.用于医药保健

印度将放射同位素广泛运用于诊断、医疗和保健等。巴巴原子研究中心等机构,都在从事核医疗和核保健工作。特罗姆贝研究反应堆定期生产许多用于核医学的放射同位素。巴巴原子研究中心为医疗机构提供放射同位素和放射核素。孟买同位素技术部为全印医疗工作者加工和提供放射同位素,每年要为近120个核医学中心和650个实验室提供4500多件不同放射性药品,可进行80万个病例分析;同时还为62个城市170个电疗单位提供钴-60电料资源,为治疗癌症提供铯-137和铱-192治疗资源;该部还开发出血液照射设备,用于血库和医院。印多尔高技术中心开发的外科二氧化碳激光系统对外科物理治疗很有用,并在各医院推广。印度还利用放射物对药箱和分娩箱等医疗品消毒,以减少母婴死亡。

3.用于工业与研发

特罗姆贝生产的放射线同位素广泛用于工业,主要运用在非破坏性试验、用伽马线浏览化学工厂的错误诊断、作为绘图工具等。同位素技术部还给工厂提供钴-60和铱-192放射性照相术设备,印度许多工厂也使用该部设计和开发的放射性照相术设备。巴巴原子研究中心和印多尔高技术研究中心还从事激光的研发,并将激光技术用于工业、医学和研发等,如外科二氧化碳激光、医用激光仪器、内窥镜外科、结核病激光治疗和厚钢盘的切割等。他们开发的10千瓦二氧化碳激光可产生75千瓦能量;TEA激光在500赫兹重复率时可发出最高1兆瓦能量,用于碳同位素分裂;医用和研发用激光YAG;诊断癌症的氮激光和治疗烧伤的激光;激光焊接、激光雕刻和高质量大块水晶的生产等。

4.用于国防军事

1974年5月18日,印度进行首次地下核试验,成为世界上第六个进行核试验的国家,使其向核武器制造方向迈出重要一步。这是以钚为燃料的内装式原子弹试验,爆炸威力约为1.2万吨TNT当量。1998年5月11日和13日,印度两轮共进行5次地下核试验,试验1个裂变装置、3个低当量核装置和1个热核装置。热核装置当量为4.5万吨级,裂变装置当量为1.5万吨级,3个低当量核装置分别为200吨级、300吨级和500吨级。试验在7公里外遥控进行,采用裂变和二次裂变两种引爆方式,所有材料均为印度国产。试验验证了预期结果和所有设备的其他参数,证明其有能力设计不同用途、不同发射系统和不同当量的核武器,表明其原子弹技术达到一定水平。2004年10月,由印度原子能部、国防研发组织、印度海军共同开发的100兆瓦核反应堆在南部卡尔帕卡姆地区达到临界运行状态,此后则完全投入运转。这标志着印度在核反应堆小型化方面取得突破性进展。印度海军参谋长梅赫塔说,印度自主研制的核潜艇将展示印度的技术能力。2009年,印度第一艘核潜艇实现下水,标志着其在核技术军用方面迈出重要一步。

四、核科技领域的高技术研发

1.放射同位素开发

开发放射性同位素始于1956年,当时印度第一个反应堆,也是除苏联外亚洲第一个反应堆“阿卜色拉”开始在巴巴原子研究中心运行。随着反应堆功率逐渐提高,印度放射性同位素生产能力也不断增强。1963年,反应堆“CIRUS”功率达到40兆瓦,1985年,反应堆“Dhruva”功率达到100兆瓦,为世界上最大的研究型反应堆之一,能满足生产各种同位素的要求。所有这类反应堆都在巴巴原子研究中心。孟买同位素技术部生产同位素及其相关产品,其每年向印度各类工业和工程提供七百多件铱-192,以用于各类工业射线照射测试。

2.高速加速器开发

印度能够设计、建造和运行分子加速器,该加速器用于研发、同位素生产和射线加工等。印度主要加速器机构有,加尔各答可变回旋加速器中心、孟买14毫伏Pelletron加速器、印多尔Indus-I同步加速器、特罗姆贝Folded Tandem Ion加速器等。加尔各答可变回旋加速器中心为核研究和镓放射同位素生产提供质子、中氢核a粒子射线等,正建造k500超导回旋加速器。印多尔高技术中心正为基础研究和应用研究建造同步加速器、400兆瓦电子伏放大器加速器和450兆瓦电子伏储存环等。1999年4月,其在Indus-I里第一次电流,现正建造Indus-2。2000年4月,巴巴原子研究中心在特罗姆贝完成Folded Tandem Ion加速器,为原子科学和材料科学基础研究和应用研究提供了轻重离子射线。其与塔塔基础研究院的Pelletron加速器在核研究领域具有国际影响,在美国Brookhaven国家实验室,由巴巴原子研究中心设计和开发的粒子探测器已指导着核前沿物理试验。

3.低温学仪器开发

印多尔高技术中心和加尔各答可变回旋加速器中心正在开发可产生65开式温度的封闭循环低温器,已开发的单段和双段低温冷却器也在试验中。在俄罗斯的援助下,印度在低温等领域获取重要进展,已成功开发出低温发动机。

$第二节 印度空间科技的发展

印度空间技术研究始于1960年代。印度成立空间局(又称航天局)、空间委员会和空间研究组织等。空间局是印度空间科学管理机构,为独立预算的国务部,空间委员会负责空间计划的制定,而空间研究组织则负责空间计划的实施和执行,总部设在班加罗尔,有约1.7万名工作人员。印度空间组织卫星中心负责卫星的设计、研发、组装和测试;艾哈迈达巴德卫星应用中心从事卫星及星上仪器、传感器等的研制;特里凡得琅维克拉姆?萨拉巴伊航天中心负责研制运载火箭,其液体推进系统研制中心,负责研制低温发动机;斯里哈里科塔航天发射中心从事卫星发射,卫星主地面控制站在班加罗尔,海德拉巴印度国家遥感中心负责遥感数据的接收和处理,与7个遥感卫星数据地面站构成印度遥感卫星数据的接收处理网络。从1975年开始,印度先后借助苏联、法国和本国运载火箭技术发射自制试验、通讯、气象、对地观察、资源调查、广播电视、遥感等多用途人造卫星共30多颗,形成通信卫星和遥感卫星两个系列卫星系统。印度1973年制定研制火箭计划,1980年用自制火箭发射自制卫星,成为世界上第7个能制造运载火箭的国家,已形成地球同步卫星和极地卫星两个系列运载火箭系统。2008年成功发射名为“Chandrayan-1”的绕月卫星,使印度成为进入深太空的重要国家。印度还将空间技术军用,已成功发射射程超过3000公里的中程弹道导弹,并接近实现远程弹道导弹发射。

一、卫星技术的发展

1975年,印度在苏联火箭发射场发射印度第一颗自制卫星“圣使”号。1980年,印度首次在本国发射场用自制运载火箭成功发射卫星,成为世界上第六个具有卫星发射能力的国家。经过几十年努力,印度已建立印度国家卫星(INSAT)和印度遥感卫星(IRS)两套空间系统,该系统用于通信、电视广播、气象、资源勘查及管理。其中IRS系列中IRS-IC和IRS-ID卫星,可广泛用于处理各种与农业作物播种与收获、水土灌溉、城市规划、环境监测等数据,被认为是世界上最好的民用遥感卫星。其为多功能卫星系统,集通讯、气象、数据传送及电视、广播等功能于一体,现已发展到第三代。印度遥感卫星被广泛用于农业、减灾、城建规划及海洋等领域,成绩斐然。至今,印度已发射30余颗自制各型卫星,并实现一箭多星和多轨道发射,为印度社会经济发展和国际地位提高起到不可或缺的作用。印度卫星研发和应用技术已达到或接近国际先进水平,随着应用领域扩大、技术水平提高,卫星服务范围和涉及领域将越来越宽广,必将深入到社会经济各行各业,在社会经济发展中起到越来越重要的作用。

1.通信卫星

印度国家卫星系统计划,发射INSAT系列卫星。从1983年至今,印度共发射四代通信卫星。至1994年4月,印度共研制和发射5颗第一代通信卫星。第三代INSAT系列为通信气象卫星,2002年、2003年和2005年印度相继发射INSAT-3C、INSAT-3A、INSAT-3E和INSAT-4A共4颗通信卫星。2007年3月,在法属圭亚那用阿丽亚纳5型火箭将INSAT-4B发射升空。这些在轨INSAT系列卫星组成印度通信卫星网络,使印度电视频道数量和覆盖范围不断扩大,通信服务范围扩展到农村远程通信、商业通信、教育、邦际通信网络建设、卫星移动通信、互联网建设、紧急搜救和气象预报等各个服务领域。印度卫星通信有效载荷有C波段、扩展C波段、大功率S波段和Ku波段转发器和移动通信转发器。气象有效载荷有高分辨率辐射计和气象数据中继转发器,部分C波段转发器还租赁给国际通信卫星组织。

2.遥感卫星

印度遥感卫星系统计划,即国家自然资源遥感计划,从1988年3月17日印度发射第一颗印度遥感卫星IRS-1A起,同上。至今印度己发射IRS系列卫星共计13颗,其中有8颗正在使用,它们组成印度国家自然资源管理系统,这些资源卫星有效载荷可在可见光、红外、短波红外波段工作的线性成像扫描仪、高分辨率全色照相机、宽视场传感器、模块式光电扫描仪、雷达校准用C波段转发器、海水水色监视器、多频扫描辐射计等,特别是TES卫星、测绘一号和测绘二号卫星的主体成像分辨率已达到1米以下,是其质的飞跃。它们为印度自然资源管理提供长期遥感数据服务。这些遥感测绘数据为实现印度自然资源最佳利用起到举足轻重的作用,并且在国民经济和军事领域里都发挥着越来越大的作用。

二、运载火箭技术发展

卫星、核武器和运载火箭是大国地位的重要标志,而运载火箭则是卫星和核武器战略的技术关键。性能优越、威力强大的运载火箭能把一个国家的卫星技术、核武器技术和导弹技术推向高峰。因此,印度为实现其大国地位,对火箭技术的开发给予了极大的重视,并把它当作航天技术、核技术和导弹技术研发的重中之重。为使空间计划能够完全自力更生,印度一直在研制运载火箭。研制运载火箭是印度航天科技的重要项目,其经费约占航天计划总经费的1/2。经过多年发展,其运载火箭技术不断取得突破性进展。目前,印度已拥有4种类型国产运载火箭:“卫星运载火箭3(SLV-3)”、“加大推力运载火箭(ASLV)”、“极地卫星运载火箭(PSLV)”和“地球同步卫星运载火箭(GSLV)”。

1.卫星运载火箭3(SLV-3)

为印度第一代极地卫星运载火箭,其推力较小。1980年7月18日至1983年4月,印度用自制SLV-3型火箭把探测卫星罗西尼1、2、3型成功地送入预定轨道。

2.加大推力运载火箭(ASLV)

印度第二代卫星运载火箭是增强型卫星运载火箭,于1992年5月20日和1994年5月4日分别用ASLV-D3和ASLV-D4把SROSS-C(天体物理观测卫星)和SROSS-C2发射升空。第二代火箭运载能力大大提高,能将150千克重的卫星送入近地轨道。

3.极地卫星运载火箭(PSLV)