计划最终失败。近几十年来，并未见关于核动力汽车的任何消息，然而，在2009年芝加哥车展上，一款凯迪拉克WTF（World Thorium Fuel）核动力概念汽车突然亮相，吸引了不少媒体和公众的眼球，美国对核动力汽车的研发工作似乎又趋于活跃。该款汽车引擎将采用以钍为燃料的激光动力系统，几乎不产生任何放射性废物，是一种绿色环保、安全高效、并且极具经济优势的新能源。
核动力汽车将减少人类对传统能源的依赖，从根本上解决低碳环保出行的需要。其电源系统具有储能大、体积小、质量轻等特点，不仅可应用于汽车领域，在军事、航空、深海与深空科技探索等众多领域都有广泛的应用前景。这种新型电源一旦问世，将对人类能源革新具有划时代的意义。
1 核动力汽车及其电源研究现状
1.1 福特Nucleon
早在1957年，美国福特公司推出了第一款核动力概念车Nucleon。福特Nucleon的动力系统采用核反应堆，类似核潜艇的工作原理，利用铀核裂变热能把水变成高压蒸汽，以驱动两个蒸汽涡轮，一个用来直接驱动汽车，另一个用来发电。福特Nucleon确实只是个概念，由于车身后部装配有核反应堆，驾驶舱内空间狭小，整车造型怪异，几乎无任何实用性可言。Nucleon的设计基础是假设核反应堆能实现足够的小型化，并能找到足够轻的屏蔽材料。然而，这些创新理念均未能付诸现实，庞杂的系统设备以及笨重的铅屏蔽体使得汽车的安全性和实用性无法得到满足。
1.2 凯迪拉克WTF
时隔半个世纪，在2009年芝加哥车展上，通用公司推出了全球第二款核动力概念车凯迪拉克WTF。WTF以钍为燃料（World Thorium Fuel），动力系统部分将由高性能的电池取代传统的燃油系统，以便满足未来清洁的能源要求。该款概念车由设计师Lorus Kulesus设计，设计使用年限为100年。续航里程一直是电动汽车驾驶者关注的问题，而该车只需要一次性添加8 g钍金属就可以满足汽车整个寿期内的使用需求。在汽车发动时，高能激光可以激发钍原子衰变，产生的热量就可以给水加热产生蒸汽，用以驱动小型涡轮机，并由此产生电能为汽车提供动力。钍及其衰变产物只产生穿透能力弱的α和β射线，因此，系统辐射水平低，易于屏蔽，整套动力系统可以控制在500磅，也就是226 kg，完全在车辆的承载范围之内。WTF概念车的钍-激光动力系统由美国马萨诸撒州的Laser Power Systems公司负责研制。但据业内人士称，通用公司对这一核心技术并未有任何的投入，不排除其借助钍燃料概念汽车博取公众眼球的可能。
1.3 钍-激光动力系统LPS
近期推出的钍燃料概念车的引擎是基于一项激光动力（或激光发动机）技术。该技术由位于美国马萨诸撒州的激光动力系统公司（Laser Power System，LLC）公司提供。钍-激光动力是一种真正零排放、零污染的新能源，由于其系统简单、结构紧凑、储能量大，且具有可移动性和可操作性，不仅可应用于汽车，还可为一些家庭、医院、工厂等提供电力。钍-激光动力系统功率输出在5 kW～100 MW范围，系统每MW功率造价低于20万美元，发电成本比目前任何一种传统能源至少低10倍以上。据该公司介绍，这种动力系统并不只是停留在纸面上的概念设计，而是一项成熟的技术。
2 原理性论证与分析
2.1 钍-激光动力系统工作原理
钍-激光动力系统的能量来源不是核裂变反应，而更像是加速钍原子核自然衰变所获得的一种衰变能。能量输出以激光的形式将流质加热产生高温蒸汽，用以驱动涡轮发电机发电。钍-激光动力系统是一种新型的“加速器-驱动钍-基于激光”的能量放大装置。加速器是指一种特斯拉电磁感应线圈EMC （Electro Magnetic induction Coil），用以加速自由电子的小型电磁装置。钍-激光动力系统的核心MaxFelaser，即能量产生装置与普通的激光器结构形式有相似之处。如图1所示，一个完全密闭的腔室将钍原子包容，两端装有完全平行的高精密镜子，起到将光放大的作用。但产生光的机理是不同的，外部强大的电磁场将原子核外电子加速，被加速的自由电子与核碰撞或正负电子对湮灭均会时产生光子，光子在腔室里面来回震荡形成方向性极好的激光，以激光的形式输出能量。同样被高频率的电磁场激发的钍原子可加速衰变，释放出α-β射线粒子在电极被收集，可为外部的激励系统EMC电子加速器输入能量。
2.2 钍的特性分析
钍是一种银灰色的金属元素，它在地球上的储量非常丰富。钍在核反应中可以转化为原子燃料铀-233，所储藏的能量，比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多许多，一旦钍元素的利用得到量产，作为代用能源的话，这将是一种潜力巨大的新能源。钍与铀相比具有很多优点，但最初原子能的利用是出于战争的目的，二战时期，美国与前苏联发展核工业均选择了铀，而放弃了钍，因此，钍需达到工业规模的生产和应用比铀至少要晚四五十年。Th-232是一种天然的放射性核素，其半衰期为140亿年，因此，仅靠其自然衰变释放能量，上万吨钍也不足以点亮一支灯泡。如图2所示，Th-232经过一系列的α和β衰变最终生成稳定核素Pb-208，中间产物包括：Ra-228、Ac-228、Th-228、Ra-224、Rn-220、Po-216、Pb-212、Bi-212、Tl-208、Po-212。一个钍原子完全衰变释放的总能量约为39.7MeV。各核素的衰变参数见表1。
2.3 数据核算分析
相关资料在介绍钍-激光动力系统的高效性时，提到以下一些数据。
（1）1 g钍等于7 500加仑汽油。
（2）100%的热效率下1 g钍可产生22 000 kW·h的电。
（3）8 g钍可供汽车在250 kW的功率下运行5 000 h。
现对以上这些说法进行核算。前面分析得知一个钍原子核衰变释放的总能量为39.70MeV；而裂变释放的能量为184.2MeV，美制中1加仑=3.785 3 L，汽油密度0.72 kg/L，热值4.6E7J/kg。因此：
1 g钍衰变释放的能量=1/232×6.02E23×39.70×1.6E
-13=1.65E10 J。
1 g钍裂变释放的能量=1/232×6.02E23×184.2×1.6E
-13=7.65E10 J。
8 g钍裂变释放的能量=8/232×6.02E23×184.2×1.6E
-13=6.12E11 J。
……
7 500加仑汽油释放的能量=7 500×3.785 3×0.72×4.6E7=
9.40E11 J。
22 000 kW·h的电=22 000×1 000×3 600=7.92E10 J。
250×5 000 kW·h的电=250×5 000×1 000×3 600=
4.50E12 J。
即使按100%的热效率计算，第（1）和（3）种说法，其系统释放的总能量比钍裂变释放的能量都要高10倍左右；第（2）说法与裂变释放的能量相当，而显然系统不是利用钍的裂变。因此，以上说法都是错误的。
2.4 存在的主要挑战
加速钍衰变速率，并使释放的热能得到有效控制和利用是钍-激光动力系统的关键性理论基础，“加速核衰变”是具有颠覆性的重大发现，而目前并没有这方面的有力论据。传统核物理理论认为：原子核的衰变决定它的内部特性，实验表明，外界条件的改变，如加高温、高压或加强磁场、电场都不能改变放射性衰变的速率（上述宏观条件未能改变原子核内部特殊性质，如中质比、偶奇性等）。
设计揭露者声称电功率约为250 kW核动力汽车只需一次性添加8 g钍，就可以在车辆报废前无需再次加注燃料。如此高的功率密度有效导出也是一大难题。核汽车动力系统必须做到足够小型化，才能满足车辆的需求。考虑到系统需要蒸汽涡轮、发电机、大量的封闭循环水等才能够实现发电工作，小型化以及轻量化的难度可想而知。另外，系统冷启动时需要一定的时间才能够产生足够多的蒸汽和能量去驱动车辆行驶，它不适合车辆迅速反应的要求。
3 结论
通过对“钍-激光动力（发动机）”的调研和论证分析，核动力汽车电源的可行性存在巨大的技术难题和挑战，对其真实性表示质疑，主要理由如下。
（1）对其多处所提到的数据，进行仔细推理、核算，结果发现其各种说法都是错误的。相关文章的介绍也很不严谨，不具有科学性。集合“钍燃料”“特斯拉技术”“加速器驱动”“激光”等科技名词混淆视听，对其汽轮机、电动机有大量介绍，而对核心问题“到底是怎样获得能量的？”并没有确切答案。
（2）这种所谓的“钍-激光动力系统”可替代石油、天然气、煤等传统能源，甚至包括核电站，应用于家庭、工厂、汽车、卡车、船舶、军用设备，甚至飞机、宇宙飞船等各个领域，功率输出在几千瓦到上百兆瓦范围，且系统平均每兆瓦功率造价低于20万美元。然而，就是这种几乎可用于任何领域且造价低得惊人的动力系统，国际上没有一家权威的科研机构对其进行研发，而只是生产汽轮机/发电机的公司。LPS公司CEO强调不是利用钍的裂变，应是加速钍衰变获得的能量。“加速核衰变”是违背传统理论基础的，对于这种具有颠覆性的重大发现，并没有有效的论据。
（3）LPS公司称“钍-激光动力系统”已经是一项成熟的技术，有望最近在原型汽车上得到应用。假设确实有这一技术，这种质量轻，体积小，功率密度高的核电源，应首先在科技探索、军事领域得到应用，而不是汽车这一大众平台。
参考文献
[1]IAEA-TECDOC-1450，Thorium fuel cycle—Potential benefits and challenges[Z].May 2005.
[2]The Future of Energy[Z].Laser Power System， LLC.
[3]全球第二款核动力汽车：凯迪拉克WTF设计出炉[EB/OL].网易汽车网.
[4]Magneto-hydrodynamic Ionic Levitating Vehicle from Peeker Aerospace[Z].JREF Forum， 2011.
[5]苏著亭.军用核动力新概念—以铪-178同质异能素为“燃料”的核子反应堆[J].科技信息，2003（3）：8-11.