这种核心堆,也可以终生不换料了

这种核心堆,也可以终生不换料了

过去有一个长期的认识误区,就是习惯说美国的核潜艇和核动力航母,因为使用的是从核弹头上拆下来的丰度在91%以上的武器级浓缩铀235,所以美国的核潜艇和核动力航母都是终生不用换料大修。其实这种说法,瀚海狼山认为本身是很不严谨的。美国的核潜艇实现35年的服役期间,终身不用换核燃料,只是到最近5年才出现的弗吉尼亚级的第3批次刚刚达到的水平。弗吉尼亚的第3批次之所以终身不换料,最关键的因素,并不少燃料丰度高。而是因为核动力包的压力外壳材料先进,强度和耐久性更高。可以确保安全使用40年。而即使美国目前最新的所有福特级。也是在首次装堆点火后的20年,必须换一次料。而核动力航母的规定服役期一般是40年,因此确定中间需要换一次料。之所以说采用武器级的铀235还必须换料,在于武器级铀235并不能从弹头中拆下来,再原封不动的整体安装到舰船动力包中。

一大块完整的武器级铀235金属块或者钚239金属块,都是高度危险的存在。很可能在外界环境的干扰下,就会突然接近临界状态。实际上比一个有多重保险的完整核弹头放在那里还危险。过去就有人没事用螺丝刀撬铀235武器级金属块,而突然发出蓝光,接近临界状态的事件。因此美国核动力航母和核潜艇上用的武器级铀235,是先把他们融化分散在和饼干一样的大量燃料片中,大大的稀释后,再安装到压力容器的动力包中,绝不敢把一整块武器级铀金属直接当柴烧。此时的铀235,就像饼干中的糖分。虽然糖含量还很高,但是已经非常分散,不能直接大面积反应。这种状态下,俄罗斯用45%浓缩铀当核潜艇燃料。其他大国用20%到45%的浓缩铀当燃料,其含有的总能量,未必比美国的动力包少。可能体积比美国的动力包稍大,但是总能量密度并不低。

这种核心堆,也可以终生不换料了

核潜艇中途要换料,必须切开耐压壳,对核潜艇剩余寿命的强度非常的不利。而核动力航母换料,也要对全舰开膛破肚,不但影响此后的强度,还要花费数年的时间。因此核潜艇要尽量做到全寿命不换料。核动力航母由于总能量消耗巨大,能做到只换一次料,就已经是非常高的水平。过去谁谁家的这方面经验少。但是目前却完全是另外一种样子。现在全球85%的新体制动力包,都在谁谁家。当前的燃料技术,比几十年前的技术水平高的多。而美国已经接近50年没有建设任何一个新电站。这类技术,在军用和民用上是完全相通的。民用堆已经达到是世界第一的水平,发电效率比国外最先进的堆型提高20%,而燃料消耗却下降15%以后。给水上水下作战武器用的堆,无论是堆本身还是配套的系统,都同时达到了世界领先水平。水下的已经可以做到40年不用换料。就像在水面上,燃气轮机技术的全面突破,是神盾一造就几十艘的大前提;先进全寿命堆的完全突破,也是大黑鱼成群制造的大前提。

这种核心堆,也可以终生不换料了

在水面大型堆方面,过去有两套方案:一种是3个堆的体制,单堆功率稍小;另一种方案是放大功率全自然循环的2堆构型。现在看来,大功率2堆是更加优化的方案。因为功率更大,船的体量也可以建造的更大。载机数量和战斗力完全可以碾压福特级。最小13万吨起步,到15万吨也有可能。


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