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在能源消耗巨大，传统石化能源急需替代品的今天，小型核动力能源的确是一个诱人的选择。

安全、清洁、高效的小型核动力发动机，将使人类在很长时间内拥有充足的能源，全球碳排放大大减少。

核能源经过近70年的发展，虽然提出了各种概念，做过了很多实验，但到目前为止，从核电站到核潜艇、核航母仍然以传统的轻水反应堆为主流，核动力小型化的难度是非常大的。

“冥王星”核动力巡航导弹

如果仅仅把体积做小，那并不困难。无论是将空气直接加热喷射出去的“冥王星”核动力巡航导弹，还是用核弹爆炸驱动飞行的“猎户座”飞船，它们的核动力装置都不大。但都有一个致命的问题，就是对地球环境非常不友好，不宜在大气层内使用。

“猎户座”核动力飞船

所以小型核动力容易，但要兼顾安全、清洁、经济、可靠就难多了。

一、熔盐反应堆

年，由13个国家和地区组成的“第四代核能系统国际论坛（GIF）”提出了6种第四代核反应堆系统，分别是：熔盐堆（MSR）、超高温堆（VHTR）、超临界水冷堆（SCWR）、气冷快堆（GFR）、铅冷快堆（LFR）和钠冷快堆（SFR）。

熔盐反应堆（MSR）

其中熔盐反应堆（MSR）是一种非常有前途的，能够小型化的核反应堆选择。它诞生于年的美国飞行器反应堆实验（ARE）。

冷战时，美苏展开了疯狂的军备竞赛。美国率先在NB-36H轰炸机↓上开展核动力飞行实验，核动力装置便是熔盐反应堆。

NB-36H轰炸机

与用水做慢化剂、冷却剂的轻水反应堆不同，熔盐反应堆中是高温的熔盐混合物。它既是燃料又是冷却剂，核燃料均匀的融在其中。熔盐在管道里流动，将核燃料释放的热能带出，通过二级回路间接循环产生蒸汽，带动螺旋桨飞行。

熔盐堆的优点很多：

1、高温低压，传热效率高，无需笨重的压力容器，管道焊接也容易。

2、液态燃料，没有堆芯熔毁的风险。天然负反馈机制，反应堆温度过高时，链式反应能及时停止。

3、高化学稳定性、高热容性。结构紧凑、重量轻，适合小型模块化设计。

4、熔盐冷却，不需要大量的水，可在干旱内陆地区运行，也可在飞机、坦克等没有大量水源供给的设备上使用。

5、钍基熔盐堆的核废料不能生产钚，不能制造核武器，有效的防止了核扩散，成为民用核能的重大优势。当然，这也是它当初不受军方待见的原因。

图-

苏联也紧随美国，开始了代号图-（图-95LAL）的核动力飞机实验。使用VVR-C核反应堆，通过间接循环带动2台NK-14A型核动力涡桨发动机，共进行了34次飞行。

尽管采取了很多隔离屏蔽措施，但核动力飞机的辐射依然惊人，以至于驾驶舱要用厚厚的铅包裹起来。

这种带着核反应堆的飞机，就是一颗飞行的脏弹，一旦出事将会造成巨大的环境灾难和人道问题，所以随着洲际导弹的兴起，核动力飞机就扔到一边了。熔盐堆的研究也随之停止，直到40多年后，人们才重新想起它。

熔盐反应堆是第四代核反应堆中的明星，其技术成熟后，可用在很多地方。

二、另一个具有良好前景的小型核动力装置，是热离子反应堆，也叫空间反应堆。

它原本是美苏两国为卫星、宇宙空间站设计的核动力电源装置，它将反应堆的热能直接转化成电能，再用电驱动设备运转。

热离子堆芯是95%的高浓缩铀，堆芯外有特种金属层，内层是钨（W），是热电子发射极；外侧是金属铌（Nb），是电子接收极；中间注入气态铯（Cs）。电子从钨极发射，到铌极接收形成电流。

热离子反应堆不但在宇宙飞行器上广泛应用，在潜艇等深海潜航器上也有良好的前景。它体积小，重量轻，让潜艇潜航时间更长，更静音，隐蔽性更好，是常规潜艇、AIP潜艇、攻击核潜艇动力升级的上佳选择。

只是热离子反应堆目前单堆功率还不够大，尚不能满足潜艇的高航速需求，而且热效率低，只有3~5%，还需要进一步完善。

三、未来可控核聚变技术成熟后，小型核聚变动力才是人类的终极目标。

核聚变资源丰富，氘、氚从海水中提取即可。核聚变清洁环保，几乎没有辐射，废料也没有放射性，核聚变释放的能量也比裂变大得多。

一旦聚变技术成熟，将使人类获得取之不尽，用之不竭的能源，彻底摆脱困扰，也是迈向宇宙必不可少的动力。不过可控核聚变技术距离成熟还需要相当长的时间。

综上种种原因，核动力小型化还停留在实验阶段，还有很多困难。不过随着技术的发展，小型核动力终将担负大任，开启第二核纪元，帮助人类进入更美好的未来！

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