为什么核动力就是无限动力(核动力航母是永久动力吗)
核反应堆的设计寿命与核潜艇或核航母基本一致,且在整个服役期内不需再为核反应堆重新装填核燃料。俄罗斯国家原子能集团公司近日表示,该公司成功研制出可用于核潜艇的“永久性”核反应堆,“在研发核潜艇用永久核反应堆领域超过美国”。目前这种新型核反应堆已完成研制和国家试验工作,准备用于俄生产的第四代核潜艇。
国防科技大学国防科技战略研究智库王群教授表示,“‘永久性’核反应堆其实是一种夸张的说法。不应该有一种核反应堆中的核燃料能永久性使用,因为随着时间的推移,核燃料中维持可控链式裂变反应所需的核物质比重可能过低,产生的核能达不到要求,影响到核潜艇的正常运行,此时就需更换核燃料。”王群指出,“俄新式核反应堆应该只是更大程度地延长了换料周期,这符合核潜艇或核航母反应堆当下所追求的发展理念——‘舰堆同寿’。也就是说,核反应堆的设计寿命与核潜艇或核航母基本一致,且在整个服役期内不需再为核反应堆重新装填核燃料。”
民用核电站一般有多座反应堆,可以交替停机检修和换料。而且它们换料时只需部分更换燃料棒,而船艇用核反应堆则要将整个堆芯取出,十分麻烦,耗时费力。比如美国的“尼米兹”级航母大约13年换一次料,包括其他部分的维修一起需要35个月时间,这期间是不能使用的,所以核动力船艇在服役期内频繁换料是难以忍受的。
早期核潜艇反应堆的核燃料使用周期并不长。就拿美国“鲟鱼”级攻击型核潜艇来说,它每8年就需要换料一次,在其整个服役期内,需要更换3~5次核燃料。一般来说,美国核潜艇寿命可以达到25~30年左右,甚至更长,理论上美国较新的核潜艇大都可做到整个服役期内不需重新装填核燃料,但核动力航母目前还不行。
目前,“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇是美国首款无需更换核燃料的核动力潜艇,其换料周期约为33年,而英国“机敏”级核潜艇也接近30年,基本可认为服役期内不用重装核燃料。当然,俄罗斯“亚森”级攻击核潜艇的燃料周期也能达到25年,基本实现了服役期内不需更换。不过,对于弹道导弹核潜艇来说,目前只有法国“凯旋”级换料周期可达25年,而美国“俄亥俄”级为15年,俄罗斯“北风之神”级只有10年左右。