为何只有美国航母和核潜艇用武器级铀当燃料?

我们都爱想念熊


更正一下,美国是在1996年的开始启用93%丰度的核燃料

经过仔细的网上搜索,终于搜到一份靠谱的资料,美国海军在1995年作的关于低浓度核原料报告。这份报告是由美国海军核动力研究小组所做,可以视为这一问题的权威解答。

在这份报告中,提到美国海军有两种核燃料,一种为低浓度浓缩铀(LEU),其丰度为20%,另一种为准备启用的高浓度浓缩铀(HEU),其浓度为93%。报告提到,使用HEU的主要优势在于能量密度较高,堆芯产生的废渣含量较少,从而有助于提高核反应堆堆芯寿命,因而计划在1996年开始,使用HEU作为核反应堆核心燃料。

1cc(立方厘米)HEU产生的能量相当于,4.7cc的20%核燃料,18.6cc的民用级的5%核燃料,129cc的自然核矿物下的核燃料。

尼米兹级航母使用HEU和LEU后的寿命对比,使用LEU情况下反应堆寿命只有14年,期间需要添加2次核燃料,使用HEU核燃料下使用寿命可以达到45年,不需要添加核燃料。

不过,报告中也提到,HEU不是万能的,对于攻击型核潜艇来说有很大弊端,他以7800吨级核潜艇(洛杉矶级)为例替换掉20%的LEU核反应堆后,会导致传动装置增加18%的重量,排水量增加12%,直径增加3英尺,长度缩短10英尺。

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下面是自己写错的回答,检讨,抱歉,不好意思,以后会努力查仔细,加强自我反身。


武器级铀是什么?只有铀235丰度在90%以上的才能称为武器级铀,把这个浓度的核原料仍进反应堆,准备接受核爆炸吧!

实际上关于美国使用武器级铀当燃料的说法,主要原因是美国拿拆解下来的核弹头上的武器级铀,将其加工稀释之后作为核燃料使用。冷战时期美苏双方最高拥有7万枚核弹头,冷战后到现在,双方决定将核弹头削减到各自2000枚。大量核武器要拆解销毁,所以美国是用这些报废核弹头上的核材料,稀释到40%这一核反应堆安全运行的上限作为核燃料。
冷战时期双方核弹头数量

核武器上的核原料本身纯度和质量非常高,逆向稀释后是质量非常好的核燃料。实际上在销毁核武器高峰时期,美国和欧洲的很多核电厂也纷纷采购这种高质量的核燃料,用于发电。


是否用这种核武器拆下来的核原料与反应堆寿命没有关系,毛子的雅森级和北风之神级核潜艇核反应堆也是30-35年寿命,与耐压壳寿命接近,服役期间同样不需要更换核燃料。

而俄罗斯之所以没有学美国这样,因为他把自己核武器上拆下来的核原料卖给美国和欧洲了……价格便宜,质量好,各大电厂非常欢迎……
核航母服役时间长,服役期间必然需要添加核燃料,福特号航母计划是2038年添加核燃料。


五岳掩赤城


首先说实话,关于美国舰船应用武器级高浓缩铀作为燃料的传闻由来已久,美国人到底用没用武器级浓缩铀现在还有争论。

不过根据“军事小科普”看到的中国船舶信息中心与海军装备部,在2007年对美国福特级号航母A1B型高能核反应堆的技术跟踪来看,很可能是真的。

美国福特号航母的A1B型核反应堆比以前尼米兹级所用的A4W/A1G输出功率提高2倍,是美国贝蒂原子能实验室在弗吉尼亚级和洛杉矶级核潜艇的反应堆的基础上进行研制的美国新一代舰船反应堆。

根据海军装备部的说法(可能是美国自己的说法,海军直接借用了)A1B相比上代反应堆具有更好的设计性能、更先进的计算机控制技术,并且简化了结构,应用了新的堆芯材料。

而美军目前的舰用反应堆核燃料均为高浓度浓缩铀,除尼米兹级A1G反应堆的U-235铀浓缩度为97.3%外,包括福特号A1B、弗吉尼亚级S9G在内的其他舰船用核反应堆燃料,铀-235的浓度均为93%,美军未来舰船反应堆也将使用浓度为93%的高浓缩铀。


而众所周知铀-235浓度超过90%即为武器级铀材料,所以美军现在舰船及未来舰船反应堆采用武器级浓缩铀还是比较可信的。

而美军之所以采用武器级浓缩铀作为舰船反应堆的燃料,主要原因是在1992年美国关闭主要的朴茨茅斯核材料浓缩厂,停止了高浓缩铀的生产,并决定以后美军舰船反应堆使用来自退役核武器中的高浓缩铀,而美军核武器中的高浓度U-235含量就是93%。


美国从1945年至1992年间共生产了994吨高浓缩铀,而美国海军舰船(不包括福特号)所有反应堆年消耗仅为700公斤,所以美军库存的高浓度核燃料足够美国海军舰船使用1000多年,所以美军舰船采用武器级浓缩铀也就不奇怪了!


军事小科普


世界大国用做动力的核动力反应堆使用的都是铀235,基本都是采用浓度20%-40%之间的燃料铀。而美国采用的武器级别浓度的铀和更是体现了他财大气粗的特点,这种级别的材料能量密度大,使用寿命,最高可达35年,因为不论是核潜艇还是航空母舰更换一次核燃料都要切开船体和耐压壳,可谓是开肠破肚需要耗费大量的时间和财力,所以说能用上纯度高的燃料做到燃料和舰体同寿命那时最理想的结果,但是想做到这一点确实困难重重,因为一个核反应堆的使用寿命是非常有限的,最多35年。美国最新级别的弗尼吉亚级核潜艇通过最先进的技术可以让燃料使用35年勉勉强强做到不更换燃料,而核动力航母基本寿命都可以达到40-50年,必须要在25年后更换一次燃料!

为何其他国家不用高纯度的铀呢?提炼武器级别的铀各拥有核武器的国家技术都有。主要原因就是差钱儿。因为提炼高纯度的铀那花费简直惊人,成本太高了。那简直就是土豪才用得起的东西,穷人用不起!



安迪631


因为其它国家还没这个技术


吉连叶赫ln


只有美国掌握了可控裂变技术


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