跳转到导航跳转到搜索裂变碎片火箭是一种火箭引擎设计，直接利用热核裂变产物产生推力，而不是使用单独的流体作为工作质量。理论上，这种设计可以产生非常高的比冲，同时仍在当前技术的能力范围内。
在传统的核热火箭和相关设计中，核能是在某种形式的反应堆中产生的，用于加热工作流体以产生推力。这将设计限制在允许反应堆保持完整的温度范围内，尽管巧妙的设计可以将临界温度提高到数万度。火箭发动机'；s效率与排出的工作液温度密切相关，对于最先进的气芯发动机，它对应于约7000 s I sp的比冲。
传统反应堆设计的温度是燃料的平均温度，绝大多数燃料在任何给定时刻都不会发生反应。正在裂变的原子的温度为数百万度，然后扩散到周围的燃料中，导致总温度为几千度。
通过将燃料物理地排列成非常薄的层或颗粒，核反应的碎片可以从表面逸出。由于反应的高能量，它们将被电离，因此它们可以被磁性处理并引导产生推力。然而，许多技术挑战仍然存在。
爱达荷州国家工程实验室和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室[1]的一项设计使用了放置在许多极薄碳纤维表面的燃料，这些纤维呈放射状排列在车轮上。车轮通常是次临界的。几个这样的轮子叠放在一个共同的轴上，形成一个大圆筒。旋转整个圆筒，使一些纤维始终位于反应堆堆芯中，周围的慢化剂使纤维处于临界状态。纤维表面的裂变碎片会自由断裂，并被引导进入推力通道。然后纤维旋转出反应区，冷却，以避免熔化。
该系统的效率令人惊讶；使用现有材料可以产生大于100000秒的特定脉冲。这是高性能的，尽管反应堆堆芯和其他元件的重量会降低裂变碎片系统的整体性能。尽管如此，该系统提供的性能水平将使星际先驱任务成为可能。
罗德尼·L·克拉克（Rodney L.Clark）和罗伯特·B·谢尔顿（Robert B.Sheldon）提出的新设计方案在理论上提高了裂变碎片火箭的效率，同时降低了其复杂性，而不是旋转纤维轮方案。[2] 在他们的设计中，可裂变燃料（甚至是自然会发生放射性衰变的燃料）的纳米颗粒被保存在真空室中，受到轴向磁场（充当磁镜）和外部电场的影响。当纳米颗粒在发生裂变时离子化，灰尘就会悬浮在燃烧室内。粒子极高的表面积使辐射冷却变得简单。轴向磁场太弱，无法影响尘埃粒子的运动，但其强度足以将碎片导入一个光束，该光束可以减速发电，允许发射推力，或两者的组合。当排气速度为光速的3%-5%且效率高达90%时，火箭应能达到1000000秒以上。
1987年Ronen&；Leibson[3][4]发表了一项关于242mAm（镅的同位素之一）作为核燃料应用于空间核反应堆的研究，指出其极高的热截面和能量密度。与传统核燃料相比，由242mAm驱动的核系统所需燃料减少了2到100倍。
1988年，LLNL的George Chapline[5]提出了使用242mAm的裂变碎片火箭，他建议通过裂变材料产生的裂变碎片直接加热推进剂气体来推进。Ronen等人[6]证明，242mAm可以作为厚度小于1/1000毫米的极薄金属膜维持持续的核裂变。242mAm只需要235U或239Pu质量的1%即可达到临界状态。罗南和#39；NeEV本·古里安大学的S组进一步表明，基于242MaM的核燃料可以在短短两周内使从地球到Mars的航天器加速。[7]
凌晨2点39分；s作为核燃料的潜力来自这样一个事实，即它具有最高的热裂变截面（数千个谷仓），大约是所有已知同位素的下一个最高截面的10倍。242mAm是可裂变的（因为它有奇数个中子），临界质量很低，与239Pu相当。[8] [9]它具有非常高的裂变截面，在核反应堆中被相对较快地摧毁。另一份报告称，242mAm即使作为薄膜也能维持链式反应，并可用于新型核火箭。[6] [10] [11] [12]
由于242mAm的热吸收截面非常高，获得242mAm的最佳方法是在快堆中辐照的镅-241中捕获快中子或超热中子。然而，快速光谱反应堆并不容易获得。关于现有压水堆中242mAm产量的详细分析，请参见。[13] 卡尔斯鲁厄理工学院2008年的研究报告了242mAm的抗增殖能力。[14]
2000年，欧洲核子研究中心的卡洛·鲁比亚进一步扩展了罗宁[15]和查普林[16]使用242mAm作为燃料的裂变碎片火箭的工作。[17] 基于Rubbia设计的242[18]项目研究了利用裂变碎片动能直接转化为推进剂气体焓增加的242mAm基薄膜裂变碎片加热NTR[19]的概念。242项目研究了这种推进系统在载人火星任务中的应用。[20] 初步结果非常令人满意，据观察，具有这些特征的推进系统可以使任务可行。另一项研究侧重于在常规热核反应堆中生产242mAm。[21]
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