美國DARPA開發核廢料電池無人機 目標實現30年以上超長滯空能力

核廢料轉電力 美國開發超長滯空無人機

想像俄羅斯部署數百架小型無人機，每架可在空中連續飛行超過30年，全天候監控敵方動態並隨時發起攻擊。這個曾經的科幻想像，正在美國國防高等研究計畫署（DARPA）的推動下逐漸成為現實。

「Rads to Watts」計畫目標與進展

DARPA的「Rads to Watts」計畫致力於開發一種全新能源系統——將核廢料直接轉化為電力的放射性伏特電池。這項技術有望讓無人機、衛星及其他國防系統在無需補充燃料或充電的情況下，持續運作數十年，根本上改變軍事裝備的續航能力。

該計畫已獲得337萬美元資助，目標開發輕量、緊湊的電池，能輸出**每公斤超過10瓦（W/kg）**的功率。根據計畫主導單位摩根州立大學的聲明，核心目標是透過提高功率密度，在維持長期使用壽命的同時實現高功率輸出，為國防系統開啟全新應用潛能。

多方合作的科研陣容

本計畫集結多家頂尖機構的力量：

• 摩根州立大學擔任主承包商，負責基礎研究工作
• 太平洋西北國家實驗室（PNNL）負責核材料處理與測試，預計於2027年初完成工作原型機
• 諾斯洛普·格魯曼運用AI驅動的計算模型，快速迭代材料與裝置設計，確保原型機符合性能標準
• Project Omega開發利用現有核廢料提取同位素的發電機，而非依賴專用設施新製造放射性材料

Project Omega執行長暨創辦人Stafford Sheehan指出：「太陽能電池將陽光直接轉化為電力……我們的技術則是直接將輻射轉化為電力。」

豐富的核廢料資源優勢

計畫的一大優勢在於充分利用現有核廢料。研究人員估計，美國52座反應爐場址共儲存超過10萬公噸的核廢料，這些廢料既可為無人機及國防系統提供充足燃料，同時也有助於解決核廢料安全處置的棘手問題。

Sheehan表示：「簡單來說，我們取得核廢料，將其回收成兩種產品：一是反應爐燃料……另一種是能源同位素，可用來驅動各種設備。」他進一步指出，「聯邦政府每年因未妥善處理核廢料而面臨數十億美元的訴訟。」

技術安全與設計考量

計畫採用的鍶-90同位素危險性低於太空任務常用的鈈-238。這些放射性電源系統設計為可在極端高溫下運作，確保能在惡劣環境中執行軍事任務。

Sheehan強調：「我們在太空中使用這些放射性同位素電源系統已有數十年歷史，我們只是將太空用的系統搬過來，換用不同的同位素。」

除國防應用外，放射性伏特電池也可應用於任何「電池耗盡會造成困擾」的場景，例如衛星——「一旦衛星失去電力，衛星就報廢了。」諾斯洛普·格魯曼鑄造、測試及先進封裝總監Matt Hicks強調：「持續電力是下一代國防系統的基礎需求。」

然而，科學家仍需確認在環境中部署由放射性同位素驅動的無人機不會帶來輻射風險，這是技術商用化前必須克服的關鍵挑戰。

無人機戰爭的演變

近年來，無人機已成為現代戰爭的主要武器。俄烏戰爭中，無人機造成的前線死亡佔比高達80%，雙方每天發動數千架次無人機攻擊。烏克蘭已開發出飛行距離逾2,500公里的無人機，去年6月發動「蜘蛛網行動」，以廉價無人機成功摧毀總價值逾70億美元的俄羅斯戰略轟炸機，而整個行動的無人機成本僅需數十萬美元。

若核廢料驅動的無人機技術成真，未來將大幅改變戰爭格局。無人機可在不受爭議的空域默默盤旋數十年，隨時奉命打擊任何高價值目標。這將使無人機部署轉變為真正的長期戰略資產，從根本上改變全球軍事威脅的性質。