核廢料驅動無人機：美國DARPA「Rads to Watts」計畫研發可滯空30年以上的次世代無人機

核廢料驅動無人機：美國研發可滯空30年以上的次世代無人機

試想俄羅斯部署一批小型無人機，每架均可在空中持續飛行逾三十年，不間斷監控敵方動態、全天候蒐集情報，並可隨時依令打擊高價值目標。再試想不只一架，而是數百架無聲地盤旋於地球大氣層中，不著陸飛行30年以上，隨時等待發動突襲。

屆時，所有軍事基地、空軍基地、航空母艦與彈藥庫都可能淪為活靶，隨時面臨來自數十年前就已部署的無人機攻擊。這對軍事規劃者而言，無疑是場惡夢。

然而，美國正在研發的，正是這樣的技術。

DARPA「Rads to Watts」計畫

科學家、國防專家與美國多所大學攜手合作，致力開發新一代電池——將核廢料直接轉化為電力，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。

此計畫隸屬於美國國防高等研究計畫署（DARPA）的「Rads to Watts」專案，目標是創造輕量、緊湊的電池，利用鍶-90（Strontium-90）等放射性同位素產生能量，將核廢料轉化為高密度、長效電力。

近期，該計畫獲得337萬美元的資助，用於開發一款能夠輸出**每公斤超過10瓦（10 W/kg）**的概念驗證裝置。

「Rads to Watts 計畫的核心，在於開發一類全新的放射性伏特裝置，大幅提升功率密度——即裝置每單位質量所產生的功率，以瓦特/公斤（W/kg）衡量。在維持長期使用壽命的同時實現高功率密度，可能開啟全新的應用潛能。」 ——主導研究的摩根州立大學（Morgan State University）聲明

參與機構與分工

本計畫的合作夥伴包括：

• 摩根州立大學：擔任主承包商，負責基礎研究
• 太平洋西北國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory, PNNL）：負責核材料處理與測試，並預計於2027年初完成工作原型機
• 諾斯洛普·格魯曼（Northrop Grumman）：運用AI驅動的計算模型，快速測試各種材料與裝置設計，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，而非使用專用設施新生產的放射性材料

「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。」 ——Project Omega 執行長暨創辦人 Stafford Sheehan

核廢料：豐富且亟待處理的能源

利用現有核廢料是本計畫的一大優勢。研究人員估計，目前全美52座反應爐場址共儲存逾10萬公噸的核廢料，這些廢料不僅可為無人機及其他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。

「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，也就是可用來驅動各種設備的同位素。」——Sheehan 說道

「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。」——Sheehan 接受 Defense One 採訪時表示

這些放射性伏特電池透過核廢料提取的能源同位素，搭配超薄半導體，將可提供持續數十年的高密度電力。

「持續電力是下一代國防系統的基礎需求。」——諾斯洛普·格魯曼鑄造、測試及先進封裝總監 Matt Hicks

技術特性與安全考量

本計畫採用的鍶-90，其危險性低於太空任務常用的**鈈-238（Plutonium-238）**同位素。這些放射性電源系統亦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。

「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。」——Sheehan 說

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。」

不過，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。

無人機戰爭的新維度

近年來，無人機已成為現代戰爭的主要武器。在俄烏戰爭中，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，並於去年6月發動「蜘蛛網行動（Operation Spider Web）」，展示了廉價無人機在不對稱戰爭中的驚人潛力——烏方將數十架無人機藏於卡車中秘密運入俄境，再透過AI軟體自主飛行，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，未來的「蜘蛛網行動」將不再需要走私——無人機可在不受爭議的空域默默盤旋數十年，隨時奉命打擊地球上任何角落的高價值目標。屆時，世界上將不再有絕對安全的地方。

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