问题描述

核能最大特点是能级密度高，小型核动力装置具有不可替代的优势，将传统的核电和核动力反应堆微小型化是近期国内外研究的热点。但是目前技术只能做到车载级别微小型反应堆，如何将反应堆动力装置进一步微小型化是一个迫切和重大的工程技术难题。目前以西屋公司eVinci和美国NASA的kiloPower为代表的微小型反应堆均采用了热管式反应堆形式。热管反应堆是将热管技术与微型反应堆相结合的能量传输系统，其一般采用整体式固态堆芯，核燃料元件与热管同时安装在固体基体上。通过将热管插入反应堆堆芯，可实现从堆芯到热电转换装置的“静态”能量传输，取消了传统反应堆系统中（如泵相关）活动部件，从而大大提高其可靠性。但是受到反应堆临界，物理，热电转换装置的限制，热管式反应堆很难再进一步缩小。有必要对微小型堆进一步创新，如将堆芯与热管进一步融为一体，利用碱金属做为冷却介质，同时与AMTEC碱金属热电转换技术耦合即可超越现有微小型反应堆，实现桌面级的微小型反应堆电池。

问题背景

微小型反应堆是一种独特的小型反应堆系统，通常其热功率小于20MW，电功率小于10MW。其主要用于满足宇宙空间、海洋、军事基地等特殊应用场景的电力或动力需求。与传统反应堆相比，微型反应堆在功率、尺寸、重量等方面都显著减小，其主要特点包括可进行工厂预制、装置可运输、运行自调节等，微型反应堆在系统设计上大为简化，可实现不同应用环境下快速安装部署，从而可广泛应用于各类偏远地区的能源保障。目前，微小型反应堆具体应用包括空间反应堆电源、深海核动力电源、车载式反应堆电源等。由于其战略意义，发达国家一直对我国进行技术封锁。

最新进展（截止问题发布年度）

现有的微小型反应堆通常为车载级，多采用热管式反应堆，除西屋公司与NASA外，国内多家单位也在进行这方面的研究，但是继续采用热管式反应堆难以继续缩小装置尺寸，上海核工程研究设计院有限公司提出碱金属反应堆电池等新技术超越了现有微小型反应堆理念，可以在保证较大功率的情况下，进一步缩小装置尺寸。

重要意义

本问题突破后可以大大促进军事国防，太空探索，海洋利用等领域的重大发展，为核能发展引入新鲜血液，产生较大的科技经济和社会效益。