核電火箭發動機系統

火箭是由極高速度從噴氣管排出氣體而產生強大反作用力作推力的一種飛行器。火箭按能源來分，可分為：化學火箭、電火箭、太陽能火箭、核火箭、光子火箭等。航空航天飛行器對發動機的主要性能目標為: 高推重比和長航。兩項性能的滿足都需要高密度能源燃料作為動力。核能作為能源密度最高級別的能源品種，自然成為航空航天動力的首選目標。 核火箭有核裂變火箭和核聚變火箭兩大類。利用核聚變反應產生的能量作能源的火箭，叫核聚變火箭。由於受控核聚變反應還在研究中，在過去的五十多年以及未來的二、三十年內人類唯一能利用的核火箭是由核裂變反應提供能量的核裂變火箭。核裂變火箭又可分為核熱火箭、核電火箭、混合核熱/核電火箭、核裂變碎片火箭、核脈衝火箭、核衝壓火箭等。

工作原理

2.1 電火箭

空間推進技術發展至今，按照不同推進機制和推進工質，主要可以分為冷氣推進、化學推進和電推進三大類。對於不同推進方式，如果太空飛行器獲得相同的速度，比沖越高則消耗的工質越少。追求高比沖始終是空間推進技術的一個重要目標。

電推進技術的工作原理是將推進工質電離形成電漿，利用電漿自身能量或外加電磁場將帶電離子加速噴出產生反推力。

電推進技術採用電能作為輸入設法實現工質電離與加速帶電離子，電能主要來自太陽能或者核能。一般來說，帶電離子的噴射速度可以遠高於化學推進方式，因而可以實現高比沖。電推進高比沖和長時間工作的特性可以大大減少推進工質的質量，對於航天飛行總衝量需求大的任務，如頻繁變軌和長期軌道保持、探月、深空探測、載人航天，電推進被認為是極有前途的推進方式，已成為各個航天大國重點發展的技術。

2.2 核電火箭

核電火箭是將核反應堆裂變能首先轉換為電能，為電火箭供電，然後由電火箭產生推力的推進系統。目前美國和俄羅斯也在開發推進與發電兩用的空間核反應堆動力系統。