李佳宁 程磊 张璐 杨伟杰（北京空间飞行器总体设计部, 中国空间技术研究院）

随着太空探索的深入和持续时间的延长，提供比以往任何时候都更耐用、更有弹性、更可靠的能源是至关重要的。小型空间核裂变反应堆电源具有环境适应性好、功率覆盖范围广、结构紧凑，以及大功率条件下质量功率比小等突出优点，在深空探测等航天任务中将具有广阔的应用前景。美国国家航空航天局（NASA）将采用1～10kW“斯特林”（Stirling）能量转换方式的核裂变发电技术列为其新版技术路线图中重点发展的方向之一，其目前主攻开发的10kW级“千瓦电源”（Kilopower）反应堆系统代表着当前国际上“斯特林”发电技术领域最先进的发展水平。

“千瓦电源”空间反应堆电源装置在月面部署的概念图

1 空间核反应堆电源相关技术概况

空间核反应堆电源工作原理

空间核反应堆电源是在执行航天任务中将核反应堆产生的热能转换成电能,能为航天器供电的装置。空间核反应堆电源主要由反应堆本体、阴影辐射屏蔽、热电转换系统、废热排放系统和自动控制系统等五个部分组成。在反应堆本体内发生核裂变反应产生的热能被传输至热电转换系统，一部分热能在热电转换系统中转换为电能，没有转换成电能的废热则由废热排放系统通过辐射散热形式，排散到宇宙空间中；阴影辐射屏蔽体位于反应堆本体和电源其他系统以及航天器有效载荷之间，可以将核反应堆产生的辐射剂量减弱至有效载荷以及航天员安全可接受的水平；……