核能既然是不可控的,為什麼航母可以在港口停靠?

落單90521754

你這個問題有兩個原則性的錯誤,導致了這個問題看起來有點雲裡霧裡。因為核能利用分為兩種方式,核聚變和核裂變,而航母也分為常規動力航母和核動力航母,你肯定是忽略這樣一個事實,所以你這個問題得這麼分析。

(夜幕下的遼寧號航母停靠港口)

什麼是核裂變和核聚變

裂變和聚變,就跟我們字面理解的一樣,一個是分裂,一個是聚合。核裂變的原理就是一些質量比較大的原子核,比如鈾(yóu)、釷(tǔ)和鈈(bù),他們吸收中子然後分裂,在這個過程中又釋放出中子和巨大的能量,促使其他的原子核又發生裂變,產生能量,持續不斷,這一個過程叫核裂變的鏈式反應。核聚變和這個剛好相反,它是比較輕的原子核聚合成比較重的原子核然後在這個過程中產生能量。

(核裂變原理)

(核聚變原理)

核裂變是可控的,核聚變是不可控的

核裂變分為兩種,可控和不可控。不可控的就是我們的原子彈,在不加約束的情況下產生失控的鏈式反應,於是乎巨大的能量在一瞬間釋放造成巨大的破壞,這就是原子彈。可控的核裂變就是我們說的原子能反應堆,人類對核裂變加以控制,使鏈式反應一點點的進行,逐步釋放出能量。核能主要有兩種用途,一種是用來發電,就是核電站。還有一種就是用作動力,為發動機提供能源,比如核動力航母、潛艇、人造衛星等等。


(核電站原理)

(艦船用反應堆原理)

而核聚變在目前人類的技術之下基本還處於不可控狀態,典型代表就是氫彈這類熱核武器,目前可行性較大的就是蘇聯發明的託卡馬克裝置,利用磁場約束,使核聚變有序進行,但是目前人類目前最多隻能維持幾秒鐘的狀態,核聚變之路還遙遙無期。
(氫彈爆炸)

核動力航空母艦是安全可靠的

既然我們知道了核裂變是可控的,那麼以核裂變原子反應堆作為動力的核動力航空母艦自然也是安全的,停靠在港口是沒有絲毫問題。從1961年世界上第一艘核動力航母建成之日起,美國已經發展了“企業級”“尼米茲級”“福特級”三代核動力航母。現在世界上只有兩個國家擁有核動力航母,一個是美國,美國目前擁有包括十艘“尼米茲級”和一艘“福特級”在內的是一艘核動力航母。另外一個就是法國,法國擁有世界上唯一一艘不屬於美國的“戴高樂號”核動力航空母艦。我國的核動力航空母艦目前還在研製之中,003型可能會會成為我國第一種核動力航空母艦。

(美國最新型福特級航母)


軍史吐槽君

人類普遍聽說並認識核的力量是在1945年。美國人把核的力量裝載到炮彈之內,在日本的廣島和長崎投下了兩顆這種‘核炮彈’,帶給日本巨大的傷亡和威懾,這就是讓人類瑟瑟發抖的原子彈!

原子彈能夠發揮出如此巨大的威力,完全得益於恐怖核力量。核能量的來源一般來自於核聚變和核裂變,以目前人類掌握的科技來說,人類還無法成熟控制並利用核聚變,但卻可以控制一部分核裂變。於是人類將這種可控的核裂變廣泛應用於生活和軍事上,所以才有了核能發電站,才有了核潛艇,核動力航母等這些威力巨大的武器!


(原子彈爆炸圖)

核裂變又分為可控核裂變和不可控核裂變。對原子彈這類具有巨大殺傷力的不穩定戰略武器來說,使用的是不可控核裂變。但像核電站所用的核反應堆,這種溫和輸出能量則利用的是可控核裂變。


(核反應堆圖片)

自從蒸汽戰艦誕生以來,驅動戰艦航行和戰鬥的都是其他能源轉變成的水蒸氣。利用水蒸氣龐大的氣壓推動戰艦的螺旋,以完成戰艦的運行。即使是現代的驅逐艦,護衛艦甚至航母這些先進的戰艦仍然使用的是蒸汽動力。而核反應堆就是通過核裂變的方式釋放大量的能量並利用這些能量將水轉化成水蒸氣驅動戰艦的運行 !



(核動力航母圖片)

現在世界上的核反應堆技術日漸成熟,一個普通的核反應堆 可為一個航母續航十年。龐大的續航能力大大提高了戰艦的行程,航行時間和作戰能力。目前世界上只有美國和法國擁有核動力航母,但據報道,我國自主研發的核動力航母馬上就要成功了,真是可喜可賀!所以現在的航母之所以可以在港口停靠,是因為航母所用的核技術是可控的,是安全的!

雖然安全,高效,清潔的核能利用,大大減緩了人類對資源的浪費和環境的汙染,但我們不能因為它是可控的就忽略他的潛在風險。切爾諾貝利和福島核電站的悲劇就是例子,這樣的災難決不能重演!(請大家多多指點)


西山軍武

核能是可控的。

要不然我們建的核電站為啥不爆炸呢?(當然也有因為事故爆炸的案例是吧。)

現在用在航空母艦、核潛艇以及核電站的核動力裝置基本上的原理都是一樣的。採用的是可控的核反應堆,並不是在航空母艦的船倉裡面不斷的引爆小型核彈獲得能量。


我們都知道都是核動力航空母艦中會裝有核反應堆。在核反應堆內核材料裂變放出熱量加熱反應堆內的水然後驅動蒸汽輪機提供動力。

但反應堆的內部似乎很多人不知道是什麼樣子的。看下圖例:

這是一個典型的核反應堆,內部結構,反應堆內部有很多裝有核燃料的燃料棒。燃料棒中的核燃料被中字擊中會產生裂變,放出一到兩個中子並分裂成兩個比核原料更輕一些的原子。

如果核燃料裂變的時候放出的中子繼續擊中其他核燃料的原子的話就繼續產生裂變。這種裂變在超過核材料臨界質量並且不加控制的時候會自動的持續進行下去。也就是人們說的鏈式反應——核爆炸。

為什麼有臨界質量?實際上中子要命中原子核才可以打碎原子,但是比起原子來說原子核就像一個體育館中的乒乓球一樣大,在中子運行的路徑中必須得有足夠多的原子才能恰巧能碰中一個原子核。臨界質量就是確保中子在運行過程中必然能碰到一個原子核的計算質量。

但是核反應堆內的核材料被中子擊中就會裂變的同位素很少遠遠達不到臨界值因此就並不會引發劇烈的核爆炸而知識緩緩的裂變放出熱量。

並且在反應堆內還會插入一些具有中子減速和吸收特性的材料,使一部分中子不能打中核材料被中子減速劑或中子吸收劑吸收掉。這種結構叫做核反應堆的控制棒。當控制棒完全插入核反應堆內,理論上所有裂變所產生的中子就被完全吸收——反應堆就停止工作了(停堆)當控制棒完全抽出的話反應堆就會達到最大的輸出功率。

因此控制棒就決定了反應堆都是可控的。


捎帶說下福島核電站事故。

由於海嘯的破壞,福島核電站的反應堆控制棒機構被破壞掉了,因此控制棒無法深入核反應堆內部完成停堆操作。導致反應堆燒乾了所有水分溫度持續不斷的提高而熔化(反應堆熔燬),但整個過程也是一個十分緩慢的沒有產生核爆炸的過程。


軍武數據庫

核能包括了裂變能、聚變能和衰變能。目前能夠實用的是裂變能和衰變能,聚變能還不能實用。

使用核能的關鍵在於如何“大規模釋放核能”,一次核反應所釋放出來的能量是非常非常小的,在宏觀尺度上可以忽略不計。但如果在每秒鐘內發生大量的核反應,例如每秒鐘發生一萬億億次(相當於十的二十次方量級)核反應,就可以釋放出大量的核能以供利用了。

對於裂變能,目前是採用“鏈式裂變反應”來產生大量的裂變核反應的。對於“核裂變”這個過程,人類是無法控制的,但可以控制“鏈式裂變反應”這個過程,使得大規模釋放核能的過程可以被“啟動”、被“關閉”,也可以“調整放能速率”——就是調整功率。所以說,核能不是“不可以被控制的”。

衰變能其實也可以被控制,但不是控制“衰變速率”,而是去控制“初始裝料”。一旦完成“初始裝料”,定下了“初始功率”,衰變能的利用裝置(核電池)就一直不停地釋放核能,直至其中所裝入的放射性同位素“衰變殆盡”為止。中間的過程是無法控制的,因為人類不可能去控制“放射性同位素的自然衰變”。


手機用戶58903279720

核動力航空母艦,簡稱核航母,是以核反應堆為動力裝置的航空母艦。它是一種以艦載機為主要作戰武器的大型水面艦艇。這種水面艦艇的優勢是可以在遠離本土的地方作戰,不用擔心燃料補充問題,目前只有美國和法國擁有核動力航母!

1961年,美國製造成功世界上第一艘核動力航母“企業號”,其核燃料可以續航十年,讓航母擁有了驚人的機動性和續航能力,從此美國的航母可以到全球任何海域作戰。


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