未來外星殖民 還會使用核裂變反應堆嗎？
未來外星殖民 還會使用核裂變反應堆嗎？
現在似乎核潛艇的反應堆都不大 未來nasa好像打算繼續用核裂變反應堆作為航天能源使用？ 但是好像新開發的只有一千瓦？ 為什麼那麼低？ 核潛艇的都可以那麼強悍了
裂變反應堆不應該是很現實的科技嗎
首先強調一下NASA的主要動機：現在NASA開發1千瓦級的迷你裂變堆與其說是為了外星殖民不如說是因為缺鈈238而被逼的，鈈238是放射性同位素熱發電機（RTG，俗稱的核電池）燃料，在冷戰時期因為造核武，在提煉核彈用的鈈239時會得到鈈238作為副產品，價格還算能接受。冷戰結束後不大造核彈，也就導致鈈238停產。於是鈈238越來越貴不但比黃金還貴無數倍，更關鍵的是有價無市——美國自己庫存遠遠不夠用，俄國又不肯賣。雖然近年來美國用高中子通量反應堆重新生產鈈238，不過年產量很低，根本滿足不了NASA深空任務的需求。
那缺鈈238意味著什麼？意味著航天器無法不依賴太陽發電，無法去土星、天王星、海王星等離太陽遙遠的地方、無法給航天器提供可靠穩定的熱源。。。。。。也就是說導致航天器的生存離不開太陽了。這自然讓NASA非常的頭疼，唯一的解決辦法是上核反應堆。裂變堆用的鈾235還是大宗貨，比較商業核電站都用所以不缺貨。於是NASA重新上馬太空裂變堆的研究。這不是啥新技術，注意美國在1965代就發射過實驗性的太空裂變堆SNAP-10A見下圖。
蘇聯也發射過多顆用裂變堆的間諜衛星，其中一顆墜毀在加拿大弄了個大新聞——宇宙954號衛星，下圖是蘇聯的核裂變動力間諜衛星的後期改進型，用雷達掃描探測北約航母艦隊。
NASA後來也有一大堆核動力飛船的方案，例如2000年代提出過一項普羅米修斯計劃，計劃的重點是用200千瓦級的裂變堆驅動高性能電推把旗艦級無人探測飛船送到木星系統，詳盡考察木星的四大衛星，特別是木衛三和木衛二。探測器名字都想好了——木星冰衛星軌道器，原計劃2015-2017年發射。後續規劃還設想用這技術前往海王星系統，然而整個普羅米修斯計劃於2006年被砍了，因為主要是太燒錢其次是技術複雜。下圖就是木星冰衛星軌道器。
所以這次NASA強調的是廉價、安全、簡單、可靠，畢竟冷戰結束後NASA很缺錢。於是先從小的低功率堆重新搞，免得又被國會山大爺給咔嚓了，也容易發射，畢竟之前提到土豪級的木星冰衛星軌道器就太大太複雜，最終設計的質量居然達50噸左右！！！以至於最後NASA發現無法如同原先預想的那樣一次打上去，需要兩班太空梭或者兩發德爾塔四重型火箭才能送上天，然後還要在軌組裝。。。這又增加了技術複雜性還大大推高了成本，一個核動力無人探測器弄的像空間站一樣折騰、燒錢，國會大爺自然容易angry然後。。。因此這次NASA就強調先搗騰出能用於深空無人探測器、能一次發射無需組裝的的微型反應堆最務實。千瓦級指發電輸出功率為1-10千瓦。而人類最複雜最昂貴的深空探測器——去年悲壯謝幕的卡西尼號發射時的發電功率也不過885瓦，所以1-10千瓦的發電能力對於無人探測器真的是綽綽有餘了，下圖是NASA的採用1千瓦級微型核反應堆的木星探測器構想圖。
至於載人任務方面，NASA也研究了千瓦級迷你核反應堆的擴展版，發電功率達到40千瓦，是用於載人火星和月球（月夜長達15天）任務的。然而注意這是用於科考探險，而不是大規模殖民用的。一支探險隊最多不會超過8人（NASA的火星飛船都是6人為標準），所以40千瓦級的電力供應也完全能滿足需求。小型太空反應堆的實踐也能為功率更大的反應堆提供寶貴的經驗。一旦真的有需要時，NASA和美國能源部乃至西屋電氣、通用電氣等短時間拿出兆瓦級太空裂變堆真的不是問題，有一大堆大功率裂變堆的圖紙在NASA的檔案庫里睡覺。關鍵是經費和需求，下圖是NASA用於載人火星任務的的40千瓦級火星地面核反應堆示意圖。
另外太空核反應堆跟地面反應堆有很大的區別，例如對重量的敏感，畢竟發射成本很貴，還有體積的敏感，畢竟火箭整流罩尺寸很有限、冷卻方面的問題——例如太空反應堆不方便用水冷卻、還有必須抗高過載、抗強烈震動、高可靠性（探測器如果飛到冥王星了，反應堆出問題，沒法修啊）等等，所以無法把核潛艇上的反應堆直接拉到太空去用。
有人問為什麼核電池不能用鈾235做燃料？因為核電池的原理是利用放射性元素衰變釋放的能量發電，鈈238衰變釋放的能量很高，以至於熾熱讓自身像鐵水一樣發光，見下圖。
而鈾235衰變能量就很弱，用手摸都不覺得熱，無法用來發電，然而鈾235比較容易核裂變，核反應堆用的就是核裂變的能量。核裂變釋放的能量比核衰變差不多高2個數量級，強大多，下圖是鈾235，注意手捧沒事，更沒紅熱。
核裂變作為一項很成熟的科技，以我的眼光來看是不會淘汰的，而是會和核聚變並行發展。因為核裂變雖然相較於核聚變提供的能量較少，但是應用在殖民地中或其它方面勝在不用頻繁補充燃料，甚至可能在將來核裂變效率不比核聚變差
2018年1月27日補充：
至於我為什麼說核裂變不會消失，是因為核裂變使用的燃料棒能夠持續穩定的反應，而不用頻繁的添加或更換燃料。同時以目前的3%富集度的燃料棒都能使用數年之久，未來在裂變武器淘汰之後（最原始的核彈），我們甚至可能把武器級的鈾來製成燃料棒為我們發電，當然我的描述並不專業
這裡邊涉及一個能源一次轉化和二次轉化的問題！你所理解核能其實屬於二次能源、即就是核能—機械能—電能！由核能—機械能這一步需要很多東西！所以、核能直接利用起來除了現在的核電池、其他的應用方式還是很難的！
你搞混了，兩者是完全不同的東西。核潛艇裡面的能量轉換模式跟核電站一樣，都是通過核衰變來加熱水得到水蒸氣，然後再由水蒸氣轉變成電能或者動能。而宇宙飛船裡面的核電池，是通過收集核衰變釋放的帶電粒子使之聚在一起形成電極，中間不涉及到其它能量轉換方式。
估計不會，應該是使用核聚變。將其放置在火星的同步軌道上面運作。然後通過激光或者是微波的形式傳送到火星基地。
百分百優先考慮小型核裂變能源輸比裝置，1噸重輸出1千瓦至1萬瓦，你只看到報道中的最小功率，沒看到最大功率，這己經很牛很牛了！這東東在有限重量的前提，做出來己經很牛了！
小的有了，中大就沒問題了，根據需求群組模塊了，這還是第一代，後面發展會繼續提高功率和可靠性和安全性！等到外星移民那個階段，用核聚變能源好過核裂變。
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