热离子空间核电源将核反应堆裂变产生的热能通过热离子热电转换装置转变为电能。因其具有尺寸小、重量轻、比功率大、无转动部件、受外界环境影响小、冷却系统简单、寿命长而备受关注。冷却系统是热离子核电源的重要组成部分，随着电源功率的增加，冷却系统的负担越来越重，现有冷却系统已经不能满足如此大功率电源的要求，因此本文提出了一种新的冷却系统，并作了初步的研究。　　本文提出了采用热管的热离子空间核电源的冷却系统，得出了热功率为48kW热离子空间核电源冷却系统的整体结构。冷却系统由传热热管、散热热管和热管辐射器构成。传热热管将热量从核反应堆中提取出来，到达热电转换系统完成热电转换，剩余的热量通过散热热管传递给热管辐射器并散向空间。　　系统在30～105％负荷下工作，热源温度为1756K，温度控制范围为66K。采用294根壁厚为2.5mm的传热热管，热管和燃料棒均匀布置在反应堆堆芯中。每根传热热管需要带走的热量为2.381kW。为适应不同负荷下的传热量，传热热管采用可变热导热管，其工作温度范围为1720K到1780K。贮气室体积为5.88110m。散热采用354根与热电转换装置均匀层状布置的圆管式43热管完成，每根热管需要带走的热量为1.6102kW。热管壁厚为2.5mm，采用轴向槽道管芯。热管辐射器由热管的冷凝段和辐射能力强的铜散热片组成。为了提高散热片的辐射性能，散热片上涂有CC涂层。　　推导了可变热导热管的特性方程，研究了不同负荷条件下冷却系统工作特性。计算得知，热管工作温度升高时，热管管内压力、不凝气体占用冷凝段体积和管内不凝气体压力均有上升，得出了冷却系统的工作状态曲线。