06.25 日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

当前,在政治右倾化的驱使下以及配合美国太亚再平衡战略的需要,日本正在大力发展武备。在军工造船领域,日本研制的拥有先进技术装备的高性能常规潜艇受到世界的瞩目。然而,日本并不满足于此,其政府内部时常有官员发表“独立研制核潜艇”的言论。尽管日本目前受到和平宪法的约束以及美国的限制,不能发展核潜艇,但依靠本国雄厚的核工业基础,日本并未放松过尖端核技术的研究,尤其是未来潜在军事应用的研究。

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

研制核潜艇只欠“东风”

日本掌握潜艇技术较早,在二战中曾建造过60艘潜艇。战后,在建造各种水面舰艇的同时大力推进潜艇部队的发展。日本潜艇的发展采取紧跟美国,发展本国潜艇的思路,依托雄厚的军民两用的造船工业基础,逐渐拥有了较高的潜艇设计与建造能力,并走上自行设计和制造之路。

当前,日本正在发展拥有高技术装备的常规潜艇,并渐进式地使潜艇部队向全部装备AIP方向发展,为将来向远洋海军发展做准备。而发展远洋海军也为日本未来突破“和平宪法”的限制,研制核潜艇抛出了一块敲门砖。

受战后“和平宪法”的限制以及“无核三原则”的约束,日本不能研制核武器及核能的军事应用。然而,近年来日本右倾势力和军国主义思潮逐渐壮大,政府内部不断传出发展核武器和制造核潜艇的呼声。特别是日本在2012年6月通过的《原子能规制委员会设置法》及《原子能基本法》修订案中最新提出了“原子能的安全应用旨在保护公众的生命、健康和国家安全”这样的语句,引发了外界的关注,担心日本正在为核能应用于军事目的开辟道路。

日本在谋求从经济大国到政治大国的过渡中,建成了远远超出自卫需要的军事力量。在美国的支持和默许下,军力复活的步伐越迈越大,海军中以“苍龙”级潜艇为代表的各种先进潜艇不断加入现役。未来一旦国际环境发生变化以及日本突破了宪法的制约,发展核潜艇议案或许将在日本政府中展开讨论。

一个国家建造核动力潜艇必须具备几个基本条件:一是制定本国的核战略;二是具有充足的经济实力;三是要掌握可靠的核技术;四是储备足够的核材料;五是具备制造潜艇的能力。就日本而言,除了制定核战略外,其他条件均已具备,可谓“万事俱备,只欠东风”。

日本企图“以常代核”

20世纪50年代中期,日本在美国的扶植下开始恢复潜艇研制能力,并研制了多个级别的常规动力潜艇。从60年代起,日本平均每6年左右推出一级新艇,潜艇服役16年后退役,随后增补新艇。新级潜艇与前一级相比,既有技术上的先进性,又有继承性。这有益于控制研制周期和建造成本,保证了日本潜艇的质量和水平。这样的更新速度在世界海军中罕见。

目前,日本在役的潜艇包括三个级别,分别为“春潮”级、“新潮”级和“苍龙”级,总共18艘。日本潜艇的数量虽然不算多,但技术性能不容小觑,从质量上,看装备新,战备程度高,与欧洲海军强国不相上下。18艘艇只是一线部队的数量,而退役潜艇一直保持着良好的状态,一部分装入洞库封存,一旦需要可以迅速恢复作战。日本将18艘潜艇部队编为两个潜水队群,分别以吴港和横须贺为母港,主要以黄海及东海为预想作战水域。

近年来,日本海上自卫队为提高战斗力,弥补没有核潜艇的缺陷,把增强潜艇隐蔽性、提高潜艇探测能力、增加潜艇的下潜深度、降低潜艇推进装置噪音以及减少潜艇水面暴露率作为其发展潜艇的重点,因此AIP系统成了实现上述目标的主要手段。在役的“苍龙”级均装备了AIP系统,意图在一定时期内“以常代核”。该级潜艇配属第一潜水队群,执行保卫西南、东南两条1000海里海上交通运输命脉的任务。

造舰能力奠定基础

50年代初期,日本仅能建造一些轻型舰艇和军辅舰,但到50年代末就可以自行设计建造2500吨级的驱逐舰。时至今日,日本已能设计建造除航空母舰和核潜艇以外的所有种类的作战舰艇,而且其性能之先进为世界所公认,其中典型代表是“苍龙”级常规潜艇和“金刚”级驱逐舰。日本海上自卫队拥有的精良装备,离不开本国雄厚的造船工业基础。

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

日本建有两家潜艇制造厂,即三菱重工公司和川崎造船集团。日本所有的潜艇均由这两家企业建造,生产能力和产品质量处于世界一流水平。每家企业都有独立的生产线,各自负责潜艇的设计和建造,有助于提高潜艇的建造速度。通过这种方式,日本保持了较强的潜艇生产能力,一旦需要可以在短时期内建造大量潜艇。据瑞典国际和平研究所预测,如果三菱重工及川崎造船厂的生产线满负荷运行,日本3000吨级常规潜艇的年建造量将达到5艘以上。

日本对潜艇用钢的开发和应用给予了充分重视。为获得品质更好的潜艇艇壳钢材,日本经过不断探索和努力,最终生产出多种型号合金钢,其中最新型为NS-110超高强度合金钢。同时,日本防卫厅在此种钢材的焊接工艺和钢板弯曲加工工艺上也取得了成果。采用这种钢板作为部分制作材料的“春潮”级潜艇的下潜深度可达350米左右,极限深度达到500米。

强大的造舰能力是支持日本海上自卫队从小到大、从近海走向远洋发展的后盾以及最终发展核潜艇的基础。建造核潜艇必须掌握先进的核技术,几十年来日本立足本国,引进国外成套先进技术,积极进行消化吸收并加以创新,目前日本的核能工业技术水平处于世界前沿。

研制潜艇核反应堆不是难事

迄今,日本已建成完整的核燃料循环体系。福岛核事故以前,日本拥有54座核电机组,核电装机容量位居世界第三。核电设备制造全部国产化。在铀矿勘探、铀转化、铀浓缩、燃料元件制造、反应堆设备制造、核安全技术、辐射加工与同位素应用等诸多领域处于世界先进水平。

虽然日本缺乏铀资源,但其开发了广泛的海外铀资源市场,建立了相对稳定的铀资源供应渠道,使本国核燃料拥有充足的来源保证。

目前,日本建有一座商业规模的铀浓缩工厂,年生产能力1050吨分离功单位(SWU)。未来采用新型离心机技术后,生产能力还将进一步提升。此外,日本在英、法两国尚储存有6400吨浓缩铀。

在燃料制造上,三菱重工的核燃料公司运行着一座年产440吨浓缩铀的燃料制造厂,为日本核电站提供铀燃料和MOX燃料元件。计划新建一个年生产能力600吨铀的项目。在核燃料工业公司(NFI)也建有两个燃料加工厂。

完备的核燃料生产基础,为日本核能应用提供了支持。

核技术在民用与军用之间没有明确的界限,核能工业技术与核潜艇动力技术在很多方面是通用的。虽然拥有核电的国家未必有能力制造潜艇的核动力系统,但对于核工业高度发达、科研能力和技术水平很高的日本来说,建造舰用反应堆并不是难事。

日本的长期技术积淀

1955年1月,美国研制的世界首艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号试航成功,开创了利用核能作为船舶动力的新时代。此举进一步激发了有关国家开展船用核动力技术研究的兴趣。在此期间,日本充分利用本国掌握的核技术和具备的能力,积极投入到核推进动力研究当中并最终成功研制了一艘核动力商船,成为当时世界上少数几个拥有水面核动力商船的国家之一。以此为基础,日本进一步深入开展了先进的船用核动力技术研究。

当前,日本已掌握船用核动力技术,然而出于日本国内政治、法律、环保与公众舆论以及开发/运行成本等原因的制约,日本现在尚未实际应用核推进动力。基于“先民后军,以民为主”的发展方针,日本在大力发展民用核技术的同时,也为军事工业的发展储备了技术和能力。

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

初期船用核动力研究

1963年8月,政府批准日本核船舶研究与开发局开展“陆奥”号核动力商船研制。政府当局规定,建成后的“陆奥”号核动力商船将作为原型商业船舶,用于运输特种货物和船员培训。

在项目实施过程中,三菱原子能工业公司负责制造船用反应堆,石川岛播磨重工业公司负责建造船体。1968年,船体在“第二东京工厂”开始铺设龙骨,1970年完工,当年6月,“陆奥”号船体下水;1972年8月完成反应堆安装,当年9月装载低浓铀燃料,燃料丰度为3.24%~4.44%,燃料组件长1.4米,棒束11×11根。1974年8月,反应堆运行达到临界。由于缺乏经验,反应堆设计存在缺陷,导致当年9月1日在海试过程中,反应堆功率提升时,反应堆屏蔽层产生微量中子和伽马射线泄漏。为此,日本对设计开展了认真评估,对反应堆屏蔽装置进行了多项改进。1991年 “陆奥”号完成修复,再次启锚,进行了8.2万公里的研究性航行。此次航行的成功,标志着日本船舶核动力技术应用取得初步进展,成为当时世界上少数几个掌握船舶核动力推进技术的国家之一,并为后续开展更为先进的核动力技术研究打下了坚实的基础。

尽管“陆奥”号航行里程较长,但从未进行过真正的商业运输。1992年,“陆奥”号退役。1995年拆除了反应堆。2001年反应堆乏燃料组件运抵反应堆燃料检验设施(RFEF)贮存。“陆奥”号船体经重新改装,作为海洋探测船使用。在20多年中,整个工程项目耗资1200亿日元(约12亿美元)。

1975年3月,日本对核动力船舶未来发展进行了讨论,当年6月原子能委员会表示,将支持继续实施核动力船舶研发计划。1983年,日本原子能研究所开展了改进型船用反应堆的设计研究,提出新型船用反应堆概念设计。

进一步开展先进核动力推进技术研究

为进一步掌握核推进动力领域先进技术的研发能力,90年代初,日本原子能研究所深入开展了新一代改进型船用反应堆的研究。据1992年2月出版的《日本原子》杂志透露,日本原子能研究所正在研究两种改进型船用反应堆项目,即船用反应堆(MRX)和深海船用反应堆(DRX)。研究工作以“陆奥”号项目为基础,基于本国的技术能力,选择了一体化压水堆设计发展路线,提出了这两种概念设计。

这两种设计均为小型核反应堆。小型核反应堆的堆芯热功率一般不大于100MW,与大、中型核电站反应堆相比,小型核动力反应堆更多地依靠了固有安全技术,采用模块化设计,建造周期短,在军用和民用船舶上应用具有更多竞争力和优势。

从当前世界船用反应堆发展历史来看,反应堆布置基本采用两种方式,即分散布置和一体化布置。两者相比,后者占用空间及重量比前者要少,更易操作,技术水平更高,是一种先进的设计。当前,美、俄、法、英等国的新型核动力航母或潜艇均采用了反应堆一体化布置。而日本当时发展小型核反应堆技术思路清晰,注重未来的发展用途,除了使船用反应堆具备小型化、轻量化的特点外,它还代表了新一代舰船用反应堆的发展方向,具有长远发展的战略意图。

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

MRX的一般技术特点。作为新一代船用反应堆,MRX总重约1600吨(“陆奥”号为8242吨);总容积1210米3(“陆奥”号为2300米3);功率100MWt(“陆奥”号为36MWt)。MRX的主要技术特点包括:

(1)使用了压力容器内置式控制棒驱动机构,可较好地预防控制棒弹出事故,避免CRDM 管座的复杂焊接及焊缝泄漏,确保更高的安全性。减少了部分构件装置,使反应堆容器周围及安全壳都能实现小型化。

(2)反应堆容器设置在充满水的安全壳内,即使在发生失水事故时,也会阻止一回路冷却剂的流失,使堆芯非能动地保持淹没状态,防止堆芯受到损害。另外,安全壳内的水还起到放射性屏蔽的作用。安全壳外的生物屏蔽也可取消。反应堆动力装置在轻重量、小型化方面有了飞跃式的提高。

(3)在发生蒸汽管道破损和传热管破损及失水事故时,采用了依靠自然循环将衰变热排放到安全壳水中的系统和热管式安全壳水冷却系统,可非能动去除衰变热,使安全性得到提高。

此外,在MRX设计中还考虑了船用堆的特殊条件,如反应堆能在常温下不用化学停堆系统就可实现停堆,以保证船只沉没后反应堆能安全关闭;当一组控制棒发生故障时,反应堆也能发出大于30%的额定功率,以保证船舶仍能保持一定的航速;反应堆可对船舶操控系统的载荷变化做出快速响应,以满足机动性要求;反应堆还能承受船体运动时产生的附加力。

1996年,MRX完成工程设计验证,曾计划设计建造一座装在船上进行试验。

DRX研究及技术特点。在开展MRX研究的同时,90年代初,日本原子能研究所在深海船用反应堆的概念设计上也取得进展。其设计特点是,热输出功率较低,约750kW(电功率约150kWe),与MRX型反应堆类似,但设计更简化。其设计结构主要是将堆芯与动力发生器设备(蒸汽轮机和直连励磁机)装在一个充满水的压力壳中。

1997年,日本对深海和海洋研究发展趋势、深海和水下航行观测船项目以及DRX相关项目进行了评估,随后批准了改进型船用反应堆设计,并计划在未来的破冰观测船和深海科研船上安装船用反应堆和深海反应堆。

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其他小型一体化反应堆的研究。根据前期一体化反应堆取得的成果,日本还相继研发了热功率1250kW的小型水下探测用潜水反应堆(SCR)以及多种不同功率的微型供热堆(VSR)。

SCR设计工作于1997年启动,2000年完成了概念设计和非能动系统设计分析。据初步估计,装备了两座热功率1250kW SRC的探测器最大潜水深度达到600米、最大航速l2节、排水量500吨、长度40米、直径5.5米、船员9人、乘员7人。SCR反应堆设计思路与MRX基本相同。

总体来讲,日本针对MRX和DRX等一体化小型核反应堆开展的研究,是以过去积累的丰富技术经验和研究创新为基础的。在某种意义上,MRX和DRX设计起点高,技术水平先进,为将来大规模舰船上的技术应用及快速装备完成了前期技术准备,一旦政治条件成熟,可根据需要,随时在较短时间内直接投入军用工程应用。

日本研制核潜艇拿中国“说事”?

以中国威胁为借口,日本有关方面不断发出研发核潜艇的言论。日本智库海洋政策研究财团研究员小谷哲夫在2009年5月6日发表的有关中国发展航空母舰的文章中称,“由于海上自卫队需要执行远洋作战任务,因此日本有必要开展核动力攻击型潜艇的可行性研究。”

日本原防卫大学校长、日本知名军事战略评论家森本敏在2010年3月出版的日本《世界舰船》杂志中提出,“为应对中国海军的威胁,日本最佳选择就是核动力潜艇。”“在水面舰艇数量上,中国占有明显优势,日本海上自卫队一旦与中国海军发生冲突,很难抵御来自中国水面舰艇和空中导弹的饱和攻击。因此日本水面舰艇的质量优势被中国的舰艇数量优势所压倒。为此日本需要针对中国的薄弱环节,发挥自身在制造业的优势,开发高静音核动力潜艇,再加上日本与美国以及台湾的空中反潜联合作战信息交流优势,才可以将中国潜艇挡在第一岛链内。”

《产经新闻》在2011年2月17日的报道中称,“多名原日本防卫厅高官透露称,日本政府2004年在制定《防卫计划大纲》时,曾在当时的防卫厅秘密召开‘日本防卫力存在方式检讨会议’,讨论日本独立制造核潜艇的可能性,意在抗衡‘拥有强大潜艇作战能力’的中国海军。报道称,与常规动力潜艇相比,核潜艇具有航行速度快、下潜时间长、隐蔽性高、作战能力强等优点。日本正是着眼于核潜艇的种种优点,同时基于对抗中国海军的需要,才对装备核潜艇进行了讨论。除自行研发以外,日本还曾考虑从美国购买核潜艇。”

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

上述这些言论和信息足以表明,虽然日本现在并未做出装备核潜艇的决定,但其并不满足当前的军事装备水平,希望进一步大幅扩充军事实力。日本政府的这些言行,表明军国主义势力的膨胀及其在核政策态度上的考虑和想法。

自安倍晋三上台以来,进一步推动了日本政治的右倾化——力图修改和平宪法,放弃专守防卫政策,图谋解禁集体自卫权,重新武装日本并向世界军事大国方向迈进。而掌握军事利器是其实现设想目标的重要工具。当前,日本通过构筑本国高水平的造舰能力和掌握的先进军工技术,建设并保持着一支规模较低但技术含量较高、整体性能先进的常规潜艇部队。为向远洋海军发展并进一步加强潜艇在整个舰队中的联合作战能力,常规动力潜艇不是能满足要求的,因而将来必然产生需要航速更高、机动能力更强的核动力潜艇的需求。

“陆奥”号船用反应堆的研制成功,带动了一体化船用反应堆先进技术的研究和发展。在发展新型核反应堆的同时,注重应用的广泛性。所有相关研究活动具备一定的战略前瞻性。虽然研究工作是以民用目的开展的,但在今后发展核潜艇的方向上提供了重要的技术能力。未来在需求明确时可将技术储备迅速转化为军事应用。

日本研制核潜艇已经万事俱备?这些事实不能忽视

因此,可以说,日本已具备了未来研制核潜艇的实力和能力。

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