空间核电源是将放射性同位素衰变、核裂变等过程产生的热能转化为电能，为人造地球卫星、载人宇宙飞船、行星探测器、太空实验室空间站等空间飞行器提供电能。
目前空间电源主要分为化学电源（如锂电池、锌银蓄电池）、光伏电源、空间核电源三大类，相比于光伏电源，空间核电源具有不依赖太阳光、寿命长、抗空间辐射能力强等特点，更适合深空探索任务。
空间核电源是核能在太空中主要应用方向之一。核能在太空中主要有空间核电源、空间核推进（直接利用核能产生推力）两个应用方向，根据热源类型不同，空间核电源分为放射性同位素电源（如RTG、SRG）、空间核反应堆电源；根据热电转换方式不同，空间核电源分为静态转换和动态转换（朗肯循环、布雷顿循环和斯特林循环）两类。
RTG（放射性同位素热电发电机）是技术最成熟、应用最广泛的空间核电源，具有工作寿命长、生存能力强、结构紧凑等特点，原理是利用钚-238（Pu-238）等放射性同位素衰变产生的热量，经热电转换器件直接产生电力。
空间核反应堆电源是基于核裂变链式反应原理，为新一代空间核能技术代表，具有能量密度大、功率水平高、自主性强、工作寿期长等优点，是高要求空间任务（如载人星际探测、行星资源开发、高轨高分辨率对地观测）的理想电源。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年中国空间核电源行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示，空间核电源市场处于增长中，2025年全球市场规模约41.6亿美元，预计2030年将增长至64.5亿美元。随着对太阳、近彗星、海王星等遥远空间星体的探测需求释放，空间核电源市场空间将进一步扩大。
从区域格局看，欧美地区占据全球空间核电源市场主导，驱动力包括裂变表面动力（FSP）项目、“阿尔忒弥斯”计划、高轨战略卫星能源升级项目、放射性同位素热电转换效率优化等；亚太地区为增长最快的区域市场，该区域以中国、日本及印度为代表国家。
新思界
行业分析人士表示，近年来我国也在积极布局空间核电源，2022年，国家航天局发布的《空间核能发展路线图》明确，2045年前实现兆瓦级空间核反应堆的实用化；2025年我国发射了首颗百瓦级空间核电源技术验证卫星，成为非美俄阵营首个实现空间核电源轨道级验证的国家。
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