空間反應堆

空間反應堆（space reactor），是將核裂變反應產生的能量為空間飛行器提供能源的一種核反應堆。根據不同的任務需求、通過不同的方式，空間反應堆可以把核能轉變為電能和推進動力，這樣的裝置分別被稱為空間核電源和核推進。空間反應堆是未來空間活動的重要能源。隨著空間技術的發展，大功率衛星、深空探測等都需要大功率、長壽命的空間能源相匹配，空間反應堆將成為這些大功率太空飛行器的優選能源。

簡介

長期載人的大型宇宙飛船、宇宙空間站和大型通信衛星需要功率在幾千瓦以上的電源。尤其是軍用航天武器以及太空武器，需要較大的動力和電能，要求電源體積小、重量輕、功率大，並能運行幾年到幾十年時間。微型高功率空間反應堆是最理想的能源。這種反應堆採用高濃鈾做燃料，金屬鈉-鉀做冷卻劑，尚未實際套用。目前，所有開發的空間反應堆電源只有幾十千瓦到幾百千瓦。

微型空間反應堆電源有下述優點：①使用壽命長；②抗電磁波干擾，抗宇宙射線作用強，生存能力強；③可實現無人操作。

空間反應堆功能分類

按照功能，分為空間反應堆電源、空間反應堆推進系統、雙模式（電源/推進）空間核動力系統。

空間反應堆電源

空間反應堆電源通過靜態或動態轉換方式把核反應堆中裂變產生的熱能轉變為電能。固定在星球表面的也成為星球表面核反應堆電源（也叫星球表面核電廠）。

空間反應堆推進系統

推進系統分為核熱推進和核電推進。核熱推進利用反應堆裂變產生的熱能將工質（一般為氫）加熱到很高的溫度（如3000K），高溫、高壓的工質從噴管排出從而產生推進動力。

核電推進則先把反應堆裂變熱能轉變為電能，再利用電能電離並加速推進工質（電推進器）。

核熱推進的推力可以很大，比沖較高；核電推進比沖很高，但推力卻相對較小。

雙模式（電源/推進）空間核動力系統

把空間反應堆電源和核熱推進（或電推進器）相結合，可以構成既能給太空飛行器提供電能，又能提供推進動力的功能強大的空間核動力系統，如空間反應堆電源、核熱推進系統，以及空間反應堆電源、核電推進系統。

空間反應堆特點

空間反應堆與太陽能、化學能等其他空間動力相比，具有以下優點：易於實現大功率供電，可達到數千瓦至數兆瓦，且結構緊湊，比功率高，隱蔽性和機動性好；核動力太空飛行器迎風面小，軌道壽命廠，可全天候工作；具有較強的抗空間碎片撞擊能力，環境適應性較強，可在范-艾倫輻射帶工作；不依賴太陽，適宜於深空探測，作為月面電源可在長夜條件下工作。

空間反應堆安全性和可靠性

空間反應堆安全包括反應堆本身的安全、運載工具和飛行器發生故障後放射性對地球環境及人類的影響，以及核反應產生的射線對太空飛行器儀器儀表和服務艙內航天員的影響。

聯合國於1992年頒布了《有關宇宙空間內套用核能源的若干原則》，規定了安全運行軌道（800km或更高）、使用鈾為核燃料而不用鈽、入軌前反應堆不許啟動、事故工況下及返回時不會達臨界狀態、設施軌道轉移系統及粉碎系統等一系列安全原則，以確保全全核動力裝置在全壽期的核安全。