• Niewielkie urządzenia jądrowe w badaniach przestrzeni kosmicznej
  
• Jądrowy napęd statków kosmicznych
  
• Napęd jądrowy okrętów i samolotów
  
• Napęd jądrowy w samochodach?
  
• Energia jądrowa dla produkcji wodoru
  
• Energia jądrowa dla odsalania wody

Niewielkie urządzenia jądrowe w badaniach przestrzeni kosmicznej
Energia jądrowa może być wykorzystana w bardzo niewielkich urządzeniach, jak baterie elektryczne. Do prowadzenia badań planet i przestrzeni kosmicznej potrzebne są wydajne i długożyciowe baterie (także tzw. rozruszniki serca, z których korzystają ludzie z poważnymi wadami serca, są zasilane właśnie z tego typu baterii). W tym celu już od roku 1961 budowane są promieniotwórcze układy zasilania. Istnieją dwa rodzaje takich układów: promieniotwórcze generatory termoelektryczne, w których ciepło rozpadu promieniotwórczego np. 238Pu (0.56 W/g) ogrzewa złącze półprzewodnikowe typu p-n (termoparę) oraz termojonowe promieniotwórcze generatory mocy, w których ciepło z rozpadu promieniotwórczego wykorzystywane jest do wytworzenia różnicy potencjałów pomiędzy metalicznymi elektrodami. Ponadto buduje się małe reaktory jądrowe z konwerterami termoelektrycznymi lub termojonowymi, które wykorzystuje się do różnych celów w statkach kosmicznych, np. do napędu tych statków.

Jądrowy napęd statków kosmicznych
Wykorzystanie paliwa jądrowego w reaktorach jądrowych pozwala na uzyskanie energii około 1000 milionów razy większej niż energia, którą można uzyskać w drodze reakcji równoważnej ilości reagentów chemicznych. Jak dotąd wymyślono dwa systemy napędu korzystające z energii jądrowej. Pierwszy z nich, o skrócie NTR (od ang. Nuclear Thermal Rockets), polega na podgrzaniu wodoru, zgromadzonego w niskiej temperaturze w fazie ciekłej. Gazowy wodór o temperaturze około 2500 stopni Celsjusza jest wyrzucany przez dyszę, dając w ten sposób napęd rakiecie. W drugim systemie, napędzie jądrowo-elektrycznym NEP (od ang. Nuclear-Electric Propulsion), przekształca się energię jądrową w elektryczną, a następnie używa się tej ostatniej do zasilania układu elektromagnetycznego przyspieszającego jony do wielkich prędkości. Jony te podczas przejścia przez neutralizator w dyszy wytwarzają strugę atomów elektrycznie obojętnych, która opuszczając rakietę daje jej potrzebną siłę ciągu. Napęd tego rodzaju był wielokrotnie używany szczególnie w radzieckich misjach orbitalnych. Z cała pewnością, zwłaszcza w długotrwałych misjach orbitalnych, napęd jądrowy ma przewagę nad chemicznym.

Napęd jądrowy okrętów i samolotów
Wykorzystywanie energii jądrowej do napędów łodzi podwodnych i samolotów było rozpatrywane niemal od początku historii tej energii. Niebezpieczeństwa związane z wykorzystaniem energii jądrowej na pokładzie samolotów nie pozwoliły jednak na rzeczywisty rozwój tej idei ani w cywilnym lotnictwie, ani w wojskowym, choć, została ona z sukcesem rozwinięta i wciąż jest rozwijana do napędzania statków kosmicznych. Energia jądrowa jest także wykorzystywana z wielkim sukcesem do napędów okrętów wojskowych i cywilnych. Pierwsza amerykańska łódź podwodna o napędzie atomowym, "Nautilus", której konstrukcję rozpoczęto w 1946 roku, a którą spuszczono na wodę w roku 1954, była pierwszym okrętem, który dotarł do Bieguna Północnego pod powłoką lodową Arktyki 23 lipca 1958. Lodołamacz o napędzie atomowym, "Arktyka", zbudowany w Związku Radzieckim, był z kolei pierwszym statkiem, który dopłynął do Bieguna Północnego w dniu 17 sierpnia 1977 r. Stany Zjednoczone budowały też lotniskowce o napędzie atomowym. Pierwszy z nich, "USS Enterprise", został zwodowany w roku 1960. Pierwszy transportowiec zaś, "NS Savannah" został zwodowany w USA w roku 1959. Japonia zwodowała swój pierwszy statek handlowy "Mutsu" w roku 1962.

Schemat reaktora jako napędu okrętu

Reaktory wykorzystywane na morzu są reaktorami typu PWR. Wszystkie rosyjskie łodzie podwodne oraz statki są wyposażone w dwa reaktory - muszą mieć one zatem możliwie małe rozmiary. W początkowej fazie rozwoju wzbogacenie wykorzystywanego w nich uranu przekraczało 90%. Obecnie jednak wzbogacenie w rdzeniach reaktorów amerykańskich zmniejszyło się do około 20-25%, a w rosyjskich do około 50%.

Napęd jądrowy w samochodach?
W pierwszej chwili wydaje się rzeczą naturalną chęć wykorzystania energii jądrowej do napędów samochodów. Należy jednak pamiętać, że taki napęd - w istocie mały reaktor jądrowy - wytwarzałby neutrony, które są silnie przenikliwymi cząstkami promieniowania jonizującego.

Ford Nucleon

Promieniowanie to byłoby szkodliwe już nie tylko dla pasażerów samochodu, ale nawet dla ludzi przechodzących w pobliżu. Aby nie narażać szofera i pasażerów na promieniowanie neutronowe należałoby reaktor otoczyć masywną osłoną biologiczną o dużych rozmiarach - konstrukcja, która słabo przystaje do naszego wyobrażenia o samochodach pasażerskich. Nawet jednak gdyby się nam udało zbudować bezpieczny samochód, który korzystałby np. z wydajnych konwerterów termoelektrycznych, mielibyśmy problem ze zużytymi źródłami promieniotwórczymi.

Energia jądrowa dla produkcji wodoru
Wodór odgrywa rosnącą rolę w chemii, rolnictwie (produkcji nawozów azotowych), czy w przemyśle naftowym i stanowi potencjalne źródło energii, tj. paliwo. Można oczekiwać, że spośród rozlicznych zastosowań wodoru, najpopularniejszym będzie wykorzystanie go w ogniwach paliwowych. W świetle wzrastającego zainteresowania wodorem ocenia się, że energia potrzebna do jego wytwarzania będzie porównywalna z obecną produkcją energii elektrycznej. Jesteśmy zatem zainteresowani wydajnymi źródłami energii, które mogłyby być użyte do produkcji wodoru i tu wykorzystanie energii jądrowej może być niezwykle pomocne. Jądrowa energia cieplna mogłaby być też wykorzystana do otrzymywania wodoru z naturalnego gazu oraz z wody w procesach termochemicznych. W odróżnieniu od procesów chemicznych, w których para reaguje z gazem ziemnym, reakcje termochemiczne mają tę zaletę, że nie produkują dwutlenku węgla. Ponieważ w obu wypadkach potrzebna jest wysoka temperatura (1000 - 1300 K), jest rzeczą prawdopodobną, że wykorzysta się reaktory wysokotemperaturowe. Reaktory te, obsługujące typowe elektrownie jądrowe i dostarczające energię elektryczną do sieci podczas dnia, wytwarzałyby wodór w nocy i przygotowywałyby dostawę wodoru na dzień następny.

Energia jądrowa dla odsalania wody
Energia jądrowa jest już wykorzystywana do odsalania wody, co jest problemem niezwykle istotnym dla znacznych obszarów świata cierpiących na brak wody pitnej. Jest to szczególnie ważne w Azji i Afryce Północnej. Reaktory mogą dodatkowo wytwarzać energię elektryczną, tj. działać jako małe elektrownie jądrowe.

Reaktor BN-350 do odsalania wody

Przykładem reaktora jądrowego wytwarzającego zarówno energię elektryczną, jak i energię potrzebną do odsalania wody, jest reaktor BN-350 na neutronach prędkich w Aktau, Kazachstan. Takie państwa, jak Japonia, Rosja i Kanada mają już spore doświadczenia w zastosowaniu reaktorów do odsalania wody, a Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej także silnie promuje tego typu zastosowania energii jądrowej. Pomysł polega na wykorzystaniu elektrowni jądrowych do zasilania sieci energetycznych w okresie najwyższego zapotrzebowania, a gdy się ono zmniejsza, wykorzystania energii elektrycznej do odsalania wody. Projekty tego typu są rozwijane obecnie w Indiach, Chinach, Pakistanie, Tunezji, Maroku, Egipcie, Algerii, Iranie, Korei Południowej, Indonezji i Argentynie.