核热推进技术简述

杨小磊 刘卢果 章 静 李沛颖

（1.中国核动力研究设计院，四川 成都610041；2.核反应堆系统设计技术重点实验室中国核动力研究设计院，四川 成都610041；3.西安交通大学，陕西 西安710049）

0 引言

随着人类空间探索的规模不断提高，对航天器的飞行时间、载荷和加速度等性能指标的要求越来越高，对推进技术的发展提出了新的要求[1]。传统的化学能推进技术性能已经逐渐趋于技术极限，但是其比冲小，能量密度低的特点越来越难以适应未来空间活动的需要[2]，而太阳能-电力推进技术目前尚不能广泛应用至各类复杂的太空环境中。因此，发展先进的空间推进技术已成为必然选择。核反应堆可以长时间提供能量，不需要太阳能等外部能量，对外太空星球表面的辐射带也不敏感。因此，核热推进技术在执行长时间深空探测和星际航行任务时具有不可替代的优势，有望成为新一代空天推进的核心技术。

1 放射性同位素衰变热推进（RHTP）

放射性同位素热核推进（RHTP）系统利用放射性同位素衰变所释放的热量通过热传导、热辐射或者直接（放射性）辐射的方式对冷却剂/推进剂进行加热。主要分为固态堆芯与液态堆芯两种概念设计。

1.1 RHTP固态堆芯设计[3]

RHTP系统的固态堆芯设计主要分为被动冷却、主动冷却与增大换热面积三种方式进行堆芯衰变热的导出。被动冷却与主动冷却的区别在于有无主动冷却剂的使用。被动冷却系统在没有冷却剂流经的“空闲”状态下，必须依靠自身的结构进行辐射换热；……