Propulsão nuclear inclui uma ampla variedade de métodos de propulsão que usam alguma forma de reação nuclear como sua fonte primária de energia. Muitos porta-aviões e submarinos atualmente usam reatores nucleares alimentados por urânio que podem fornecer propulsão por longos períodos sem reabastecimento. Há também aplicações no setor espacial com motores térmicos nucleares e elétricos nucleares que poderiam ser mais eficientes que motores de foguetes convencionais.
A ideia de usar material nuclear para propulsão remonta ao início do século XX. Em 1903 foi levantada a hipótese de que material radioativo, rádio, poderia ser um combustível adequado para motores que impulsionariam carros, aviões e barcos. H. G. Wells adotou esta ideia em sua obra de ficção de 1914 O Mundo Libertado.
Navios de superfície, submarinos e torpedos
right|thumb|420px|Reatores de água pressurizada são os reatores mais comuns usados em navios e submarinos. O diagrama pictórico mostra os princípios de funcionamento. O fluido refrigerante primário está em laranja e o fluido refrigerante secundário (vapor e posteriormente água de alimentação) está em azul.
Embarcações com propulsão nuclear são principalmente submarinos militares e porta-aviões. A Rússia é o único país que atualmente possui navios civis de superfície com propulsão nuclear, principalmente quebra-gelos nucleares. A Marinha dos Estados Unidos atualmente (a partir de 2022) tem 11 porta-aviões e 70 submarinos em serviço, todos movidos por reatores nucleares. Para artigos mais detalhados veja:
Uso marítimo civil
Veja Propulsão naval nuclear Lista de navios nucleares civis
Uso marítimo militar
Marinha nuclear Lista de reatores navais dos Estados Unidos Reatores navais soviéticos Submarino nuclear
Embarcações com propulsão nuclear:x170pxx170pxx170pxQuebra-gelo nuclear Lenin (URSS, 1959) o primeiro navio de superfície com propulsão nuclear., navio-líder da Classe Nimitz de porta-aviões nucleares (EUA).Um submarino nuclear de mísseis balísticos da classe Delta (URSS/Rússia).
Torpedo
A televisão Channel One da Rússia transmitiu uma imagem e detalhes de um torpedo com propulsão nuclear chamado Status-6 por volta de 12 de novembro de 2015. O torpedo foi declarado como tendo um alcance de até 10 000 km, uma velocidade de cruzeiro de 100 nós, e uma profundidade operacional de até 1000 metros abaixo da superfície. O torpedo carregava uma ogiva nuclear de 100 megatons.Russia reveals giant nuclear torpedo in state TV 'leak', BBC news, 12 November 2015 - retrieved 27 November 2015
Uma das sugestões emergindo no verão de 1958 da primeira reunião do grupo consultivo científico que se tornou JASON foi por "um torpedo com propulsão nuclear que pudesse vagar pelos mares quase indefinidamente".
Aeronaves e mísseis
right|thumb|Uma imagem de um sistema de Propulsão Nuclear de Aeronaves, conhecido como HTRE-3 (Experimento de Reator de Transferência de Calor nº 3). O EBR-1 central baseado em reator tomou o lugar da combustão de combustível químico para aquecer o ar. O reator elevou rapidamente a temperatura via um trocador de calor de ar e alimentou os duplos J47 da General Electric em uma série de testes em solo.
Pesquisa em aeronaves com propulsão nuclear foi perseguida durante a Guerra Fria pelos Estados Unidos e pela União Soviética, pois presumivelmente permitiriam a um país manter bombardeiros nucleares no ar por períodos extremamente longos de tempo, uma tática útil para dissuasão nuclear. Nenhum país criou qualquer aeronave nuclear operacional. Um problema de design, nunca adequadamente resolvido, foi a necessidade de blindagem pesada para proteger a tripulação da doença da radiação. Desde o advento dos ICBMs na década de 1960, a vantagem tática de tais aeronaves foi grandemente diminuída e os respectivos projetos foram cancelados. Porque a tecnologia era inerentemente perigosa, não foi considerada em contextos não-militares. Mísseis com propulsão nuclear também foram pesquisados e descartados durante o mesmo período.
Aeronaves
Convair X-6 Myasishchev M-50 – farsa da Aviation Week Propulsão Nuclear de Aeronaves – projeto da General Electric para construir um bombardeiro com propulsão nuclear Tupolev Tu-95LAL thumb|x180px|esquerda|Avião nuclear Convair NB-36H (EUA).
Mísseis
Projeto Pluto – que desenvolveu o míssil SLAM, que usou um estatoreatoreator com propulsão nuclear para propulsão Míssil de cruzeiro com propulsão nuclear Burevestnik anunciado por Vladimir Putin em 2018.
Espaçonaves
A atração da propulsão e energia nuclear no espaço é construída na alta eficiência e capacidade teórica que pode ser entregue com um sistema nuclear, principalmente eficiência energética do sistema e resistência/capacidade do sistema para funcionar por longas distâncias. Em equilíbrio, os sistemas necessários para proteger humanos tanto na fase de lançamento espacial quanto nas operações são detrimentos significativos. Muitos tipos de propulsão nuclear foram propostos como segue.
Propulsão nuclear por pulso
Projeto Orion, primeiro estudo de design de engenharia de propulsão por pulso nuclear (isto é, explosão atômica) Projeto Daedalus, estudo da década de 1970 da Sociedade Interplanetária Britânica de um foguete de fusão Projeto Longshot, design de propulsão por pulso nuclear da Academia Naval dos EUA-NASA AIMStar, uma nave proposta de propulsão por pulso nuclear catalisada por antimatéria que usa nuvens de antiprótons para iniciar fissão e fusão dentro de pelotas de combustível ICAN-II, uma espaçonave interplanetária tripulada proposta que usou o motor de propulsão por pulso nuclear catalisada por antimatéria como sua forma principal de propulsão Propulsão Externa de Plasma Pulsado (EPPP), um conceito de propulsão da NASA que deriva seu empuxo de ondas de plasma geradas por uma série de pequenos pulsos de fissão/fusão supercríticos atrás de um objeto no espaço.
Foguete térmico nuclear
thumb|upright=1.4|Foguetes térmicos nucleares bimodais conduzem reações de fissão nuclear similares àquelas empregadas em usinas nucleares incluindo submarinos. A energia é usada para aquecer o propelente de hidrogênio líquido. O veículo representado é o "Copernicus", um conjunto de estágio superior sendo projetado para o Sistema de Lançamento Espacial (2010).
Foguetes térmicos nucleares bimodais conduzem reações de fissão nuclear similares àquelas empregadas em usinas nucleares incluindo submarinos. A energia é usada para aquecer o propelente de hidrogênio líquido. Defensores de espaçonaves com propulsão nuclear apontam que no momento do lançamento, há quase nenhuma radiação liberada dos reatores nucleares. Foguetes com propulsão nuclear não são usados para decolar da Terra. Foguetes térmicos nucleares podem fornecer grandes vantagens de desempenho comparados a sistemas de propulsão química. Fontes de energia nuclear também poderiam ser usadas para fornecer à espaçonave energia elétrica para operações e instrumentação científica.
Exemplos: NERVA (Energia Nuclear para Aplicações de Veículos de Foguete), um programa americano de foguete térmico nuclear.https://www.youtube.com/watch?v=b18HtG0DOCM Projeto Rover, um projeto americano para desenvolver um foguete térmico nuclear. O programa funcionou no Laboratório Científico de Los Alamos de 1955 até 1972. Projeto Timberwind (1987–1991), parte da Iniciativa de Defesa Estratégica RD-0410, um motor de foguete térmico nuclear soviético desenvolvido de 1965 até a década de 1980 Foguete de Demonstração para Operações Cislunar Ágeis (DRACO), em desenvolvimento na década de 2020
Estatoreatoreator
Estatoreatoreator Bussard, um estatoreatoreator de fusão interestelar conceitual nomeado após Robert W. Bussard.
Nuclear direto
Foguete de fragmento de fissão Vela de fissão Foguete de fusão Foguete de reator de núcleo gasoso Foguete de água salgada nuclear Foguete radioisótopo Foguete fotônico nuclear
Nuclear elétrico
Propulsão nuclear elétrica é um tipo de sistema de propulsão de espaçonave onde um reator nuclear gera energia térmica que é convertida em energia elétrica, que aciona um propulsor de íons ou outra tecnologia de propulsão de espaçonave elétrica. Exemplos de sistemas nucleares elétricos: SNAP-10A, lançado em órbita pela USAF em 1965, foi o primeiro uso de um reator nuclear no espaço e de um propulsor de íons em órbita. Série de satélites US-A, lançada em órbita pela URSS, incluiu Kosmos 1818 e Kosmos 1867 em 1987, usando o reator nuclear TOPAZ e um propulsor de efeito Hall "Plazma-2 SPT". Projeto Prometheus, desenvolvimento da NASA de propulsão nuclear para voo espacial de longa duração, iniciado em 2003. Módulo de Transporte e Energia (TEM). Em abril de 2011, Anatoly Perminov, chefe da Agência Espacial Federal Russa, anunciou que vai desenvolver uma espaçonave com propulsão nuclear para viagem no espaço profundo. Design preliminar foi feito até 2013, e mais 9 anos são planejados para desenvolvimento (em montagem espacial). O preço é estabelecido em 17 bilhões de rublos (600 milhões de dólares). A propulsão nuclear ofereceria energia de classe megawatt e consistiria de energia nuclear espacial e uma matriz de motores de íons Segundo Perminov, a propulsão será capaz de apoiar missão humana a Marte, com cosmonautas permanecendo no planeta vermelho por 30 dias. Esta jornada a Marte com propulsão nuclear e uma aceleração constante levaria seis semanas, ao invés de oito meses usando propulsão química – assumindo empuxo de 300 vezes maior que o da propulsão química.
Veículos terrestres
Automóveis
A ideia de fazer carros que usassem material radioativo, rádio, como combustível remonta pelo menos a 1903. Análise do conceito em 1937 indicou que o motorista de tal veículo poderia precisar de uma barreira de chumbo de 50 toneladas para protegê-los da radiação ionizante.The Science Review, Issues 1-12, University of Melbourne Science Club, Melbourne University, 1937, page 22
Em 1941, um físico do Caltech chamado R. M. Langer defendeu a ideia de um carro movido por urânio-235 na edição de janeiro da Popular Mechanics. Ele foi seguido por William Bushnell Stout, designer do Stout Scarab e ex-presidente da Sociedade de Engenheiros, em 7 de agosto de 1945 no The New York Times. O problema de blindar o reator continuou a tornar a ideia impraticável.Automobile Quarterly, Volume 31 Number 1, 1992, pages 14-29 Em dezembro de 1945, um John Wilson de Londres, anunciou que havia criado um carro atômico. Isto criou considerável interesse. O Ministro de Combustível e Energia junto com um grande contingente da imprensa compareceu para vê-lo. O carro não apareceu e Wilson alegou que havia sido sabotado. Um caso judicial posterior descobriu que ele era uma fraude e não havia carro com propulsão nuclear.
Apesar do problema de blindagem, através do final da década de 1940 e início da de 1950 o debate continuou em torno da possibilidade de carros com propulsão nuclear. O desenvolvimento de submarinos e navios com propulsão nuclear, e experimentos para desenvolver uma aeronave com propulsão nuclear naquela época mantiveram a ideia viva. Artigos russos de meados da década de 1950 relataram o desenvolvimento de um carro com propulsão nuclear pelo Professor V P Romadin, mas novamente a blindagem provou ser um problema. Foi alegado que seus laboratórios haviam superado o problema de blindagem com uma nova liga que absorvia os raios.
thumb|280px|direita|Ford Nucleon (EUA, 1957).