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核反應堆可以分為核裂變和核聚變，我們現在所說核反應堆裝配了核燃料以實現大規模可控制裂變鏈式反應的裝置。目前科學家們還在進行核聚變反應堆的研究，也就是小太陽的研究工作。
我們目前所接觸的絕大部份是核裂變，核發電站、核動力航母、核動力潛艇等。其實，將核反應堆運到太空中去，早就可以做到。 冷戰時期，美蘇雙方為了在軍事上壓倒對手，開始了不計成本的軍備競賽。這種競賽的結果，做出的東西放在今天不可思議。如蘇聯的“雌鷂”地效飛行器（重400噸，可以同時發射6枚SS-N-22超音速反艦導彈，速度550公里/小時，航程5000公里）
再如美國的XB-70戰略轟炸機（3馬赫的飛行速度，21500米飛行高度，最大起飛重量249476公斤）這兩樣我們今天看還可以接受，下面幾樣就匪夷所思了。20世紀50年代，人們在火箭發動機不能滿足速度需求時就想到了核火箭發動機。
蘇聯的RD-0410核動力火箭發動機，60年代中期到80年代早期研製，採用蘇聯人熟知的非均質堆芯，碳化鈾-碳化鋯-碳化鈮三元碳化物核燃料與氫化鋯慢化劑。
美國的NERVA核能火箭發動機，功率5000MW，持續推力90噸，使用的是碳化鈾與慢化劑石墨混合而成的組件。雖然兩款發動機沒有具體使用，但為星際探索打下了良好的基礎。
美國的NB-36H核動力飛機在1955～1957年期間共飛行了47次。
蘇聯的圖-95LAL核動力飛機在1961年5月到8月期間共飛行了34次。
核動力衛星是指使用核電源的人造地球衛星。核電源分為放射性同位素溫差發電器和核反應堆電源，功率分別是幾十到幾百瓦；幾千瓦到幾十千瓦。
蘇聯在1967年～1982年共發射了24顆核動力衛星，都是海洋監視衛星。
美國在“海盜”號探測器、“先驅者”10號、11號、“旅行者”1號、2號、木星和土星探測器上都使用了同位素溫差發電器作為電源。
中國在核動力飛行器的研究起步較晚，但進步很快。據中科院網站上公佈的信息來看，兩座“熔鹽核反應堆”在甘肅省武威市開建，有望2020年開始運行。這種反應堆的廢料較少，是目前反應堆的千分之一。而“釷熔鹽核反應堆”則是一個很好的發展方向，因為我國釷的儲量豐富。把它用在飛機、衛星和空天飛機上，將會使我國的核反應堆技術得到進一步完善。
冷戰時期蘇聯的空間核反應堆，經過了時間的考驗，核反應堆可以達到5KW，持續時間為1300小時。而中國的空間核反應堆設計不滿足5KW，2020年定型，2025年發射“百千瓦級核反應堆試驗星”，進入軌道進行演示驗證，真正掌握超大功率空間核反應堆電源技術。
2008年美國NASA和能源部建立了一個1.9米高，可以輸出1千瓦電力的小型裂變反應堆。而人類探測、遠征火星，測算需要40千瓦的電力系統，而後的設計經過努力設計出Kilopower，輸出功率達到10千瓦，重量為5.8到7噸。那麼4到5臺就可以解決火星探險的需要。
將福特級28W馬力的核反應堆運到太空去，能夠滿足火星探險的需求，體積也太大了，重量也太大了，拋開體積和重量，能滿足火星探險的需要，還有富裕。
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