在能源消耗巨大，傳統(tǒng)石化能源急需替代品的今天，小型核動力能源的確是一個誘人的選擇。
安全、清潔、高效的小型核動力發(fā)動機，將使人類在很長時間內(nèi)擁有充足的能源，全球碳排放大大減少。
核能源經(jīng)過近70年的發(fā)展，雖然提出了各種概念，做過了很多實驗，但到目前為止，從核電站到核潛艇、核航母仍然以傳統(tǒng)的輕水反應堆為主流，核動力小型化的難度是非常大的。
“冥王星”核動力巡航導彈
如果僅僅把體積做小，那并不困難。無論是將空氣直接加熱噴射出去的“冥王星”核動力巡航導彈，還是用核彈爆炸驅(qū)動飛行的“獵戶座”飛船，它們的核動力裝置都不大。但都有一個致命的問題，就是對地球環(huán)境非常不友好，不宜在大氣層內(nèi)使用。
所以小型核動力容易，但要兼顧安全、清潔、經(jīng)濟、可靠就難多了。
“獵戶座”核動力飛船
一、熔鹽反應堆
2002年，由13個國家和地區(qū)組成的“第四代核能系統(tǒng)國際論壇（GIF）”提出了6種第四代核反應堆系統(tǒng)，分別是：熔鹽堆（MSR）、超高溫堆（VHTR）、超臨界水冷堆（SCWR）、氣冷快堆（GFR）、鉛冷快堆（LFR）和鈉冷快堆（SFR）。
其中熔鹽反應堆（MSR）↑ 是一種非常有前途的，能夠小型化的核反應堆選擇。它誕生于1946年的美國飛行器反應堆實驗（ARE）。
冷戰(zhàn)時，美蘇展開了瘋狂的軍備競賽。美國率先在NB-36H轟炸機 ↓上開展核動力飛行實驗，核動力裝置便是熔鹽反應堆。
與用水做慢化劑、冷卻劑的輕水反應堆不同，熔鹽反應堆中是高溫的熔鹽混和物。它既是燃料又是冷卻劑，核燃料均勻的融在其中。熔鹽在管道里流動，將核燃料釋放的熱能帶出，通過二級回路間接循環(huán)產(chǎn)生蒸汽，帶動螺旋槳飛行。
熔鹽堆的優(yōu)點很多：
1、高溫低壓，傳熱效率高，無需笨重的壓力容器，管道焊接也容易。
2、液態(tài)燃料，沒有堆芯熔毀的風險。天然負反饋機制，反應堆溫度過高時，鏈式反應能及時停止。
2、高化學穩(wěn)定性、高熱容性。結構緊湊、重量輕，適合小型模塊化設計。
3、熔鹽冷卻，不需要大量的水，可在干旱內(nèi)陸地區(qū)運行，也可在飛機、坦克等沒有大量水源供給的設備上使用。
4、釷基熔鹽堆的核廢料不能生產(chǎn)钚，不能制造核武器，有效的防止了核擴散，成為民用核能的重大優(yōu)勢。當然，這也是它當初不受軍方待見的原因。
蘇聯(lián)也緊隨美國，開始了代號圖-119（圖-95LAL）↑ 的核動力飛機實驗。使用VVR-C核反應堆，通過間接循環(huán)帶動2臺NK-14A型核動力渦槳發(fā)動機，共進行了34次飛行。
盡管采取了很多隔離屏蔽措施，但核動力飛機的輻射依然驚人，以至于駕駛艙要用厚厚的鉛包裹起來。
這種帶著核反應堆的飛機，就是一顆飛行的臟彈，一旦出事將會造成巨大的環(huán)境災難和人道問題，所以隨著洲際導彈的興起，核動力飛機就扔到一邊了。熔鹽堆的研究也隨之停止，直到40多年后，人們才重新想起它。
熔鹽反應堆是第四代核反應堆中的明星，其技術成熟后，可用在很多地方。
二、另一個具有良好前景的小型核動力裝置，是熱離子反應堆，也叫空間反應堆。
它原本是美蘇兩國為衛(wèi)星、宇宙空間站設計的核動力電源裝置，它將反應堆的熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，再用電驅(qū)動設備運轉(zhuǎn)。
熱離子堆芯是95%的高濃縮鈾，堆芯外有特種金屬層，內(nèi)層是鎢（W），是熱電子發(fā)射極；外側(cè)是金屬鈮（Nb），是電子接收極；中間注入氣態(tài)銫（Cs）。電子從鎢極發(fā)射，到鈮極接收形成電流。
熱離子反應堆不但在宇宙飛行器上廣泛應用，在潛艇等深海潛航器上也有良好的前景。它體積小，重量輕，讓潛艇潛航時間更長，更靜音，隱蔽性更好，是常規(guī)潛艇、AIP潛艇、攻擊核潛艇動力升級的上佳選擇。
只是熱離子反應堆目前單堆功率還不夠大，尚不能滿足潛艇的高航速需求，而且熱效率低，只有3~5%，還需要進一步完善。
三、未來可控核聚變技術成熟后，小型核聚變動力才是人類的終極目標。
核聚變資源豐富，氘、氚從海水中提取即可。核聚變清潔環(huán)保，幾乎沒有輻射，廢料也沒有放射性，核聚變釋放的能量也比裂變大的多。
一旦聚變技術成熟，將使人類獲得取之不盡，用之不竭的能源，徹底擺脫困擾，也是邁向宇宙必不可少的動力。不過可控核聚變技術距離成熟還需要相當長的時間。
綜上種種原因，核動力小型化還停留在實驗階段，還有很多困難，不僅僅是水冷卻的問題。不過隨著技術的發(fā)展，小型核動力終將擔負大任，開啟'第二核紀元'，幫助人類進入更美好的未來！
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