中国有中国核潜艇世界第一为什么不造核动力航母

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-08-26 02:52 标签： 中国核潜艇世界第一
钍核反应堆可以用于核潜艇核航母吗？钍基反应堆是绝对可以上舰的。钍基核反应堆的原料是钍232，它不会产生裂变放出能量。然而科学家们发现，用中子照射钍232，钍232的原子核俘获一个中子，变成铀233或者钍233，然后铀233或者钍233是可以被中子照射产生核裂变，从而释放出能量的。这就是钍反应堆的发热原理。为了确保安全，钍反应堆的“堆芯”和传统的铀反应堆的堆芯设计大不一样。钍反应堆的“堆芯”是熔盐1，核燃料就融化在熔盐1中，是呈流动状态。然后，一回路也是熔盐，我们称为熔盐2。熔盐2在熔盐泵的作用下，流入反应堆的核心，把反应堆核心的热量带出来，通过热交换器，传递给二回路。二回路里面的传热介质依然是熔盐，我们称为熔盐3。熔盐3称为冷却熔盐，用于把一回路的温度高达900度的高温熔盐冷却。然后，三回路中的传热介质才是水。三回路再和二回路发生热交换，产生高温高压水蒸气用于推动汽轮机发电。这个，和传统的铀反应堆有区别。铀反应堆里面的堆芯是一根一根的燃料棒，依靠提起或者放下燃料棒，来调节链式反应的程度，进而影响到发热量的大小。铀反应堆导热是一回路和二回路，或者只有内部是蒸汽的一回路，不像钍基熔盐堆搞出个三回路。为了保证钍基熔盐反应堆的安全，在反应堆的核心堆芯的下方，设计有一个易熔塞，下方还有一个大罐子。当堆芯温度超过预设温度的时候，易熔塞融化，然后熔盐1，也就是燃料熔盐就会在重力作用下，掉到大罐子里面。这样，燃料熔盐脱离了反应堆核心，没有了中子的轰击，裂变反应就不能持续，放热也就自然中止，堆芯温度就会慢慢自然冷却。为了保证燃料熔盐不至于过分降温变成固体，在大罐子里还要加上电加热装置，用来保证燃料熔盐总是液态。钍基熔盐堆的好处是，在反应堆的核心区域，没有高压蒸汽，也就不用担心会有高压蒸汽的泄露问题。熔盐都是处于常压状态不断流动。另外，只要停止用中子轰击钍232，也就不会产生钍233和铀233，裂变反应很容易就可以停止。所以说，钍基熔盐堆是一种高安全性的新型核反应堆。它采用钍为燃料，而地壳中钍的储量是铀的2到4倍，我国的内蒙古也有大量的钍资源，根本不用考虑钍燃料缺乏的问题。目前钍基熔盐堆正在建立小规模反应堆进行试验。在未来可以预见的发展方向，是设计建造数十万乃至上百万千瓦发电能力的大型钍基熔盐堆，和小型的，可以用于核动力潜艇，核动力航母和核动力飞机的小型熔盐堆。可能再过几十年，大型核动力飞机就会变成现实，航天母舰或者空天母舰也不会是科幻，而是会真的出现在生活中。而这一切，都依赖于钍基熔盐堆的科研继续深入研究。甚至，有可能搞出更小的，百公斤级别的钍堆，用于汽车发动机。如果这样，那么会直接宣布现在的电动汽车走入历史！将来买个钍堆汽车，可以直接开个上百万公里，自己一辈子开不完，传给儿孙继续开！好了，就写到这里吧。世界核协会称中国引领全球熔盐堆研究，熔盐堆使用什么核燃料，有何优点？一提起核燃料，我们首先想到的是铀，但其实，有一种名字很“土”，半衰期比宇宙年龄还要长，高达140.5亿年的元素，它也是铀的超级替补，这就是钍。而熔盐堆主要是指“钍基熔盐堆”。钍是什么在科幻小说中，未来世界是可以直接“烧”岩石的，从理论上讲，这并没有夸张。因为独居石这种石头中就含有大量的钍，而含量高的，可达8%。8%含量看上去似乎也不是那么高，但我们得知道，当今主流的核反应堆，以压水堆为例，核燃料中参与裂变的铀235含量只在2%～4.4%之间。图为独居石，图片来自Ra'ike。在原子家族中，钍排在第90位（原子序数），与排在第92位的铀仅相差两位。但比铀更优越的是，钍的含量要高得多，地球上，钍的蕴藏量是铀的3倍到4倍，而有报道认为，钍就跟铅一样普遍。总部设在美国的钍能源联盟估计，如果美国的用电量不变，则美国的钍蕴藏量足够给美国供电超过1000年。诺贝尔物理学奖获得者，粒子物理学家卡罗·鲁比亚，他说：“目前中国通过进口铀来满足现有的、待建的核电站的需求，如果用钍，那么中国就根本不需要依赖进口了。”钍的蕴藏量比铀大得多，这是世界公认的。现在的问题是，在反应堆中，钍是怎么产生能量的？它也像铀235一样，会裂变吗？不会。钍基熔盐堆原理铀235的裂变动图。铀235被中子撞击后，裂变并产生中子，从而有连锁反应。但钍不具备铀235这样的特性。不过，这不难解决。古有点石成金术，而今有中子术。自然界存在的钍是钍232，当它吸收一个中子后，就变成了钍233，钍233再经过两次β衰变，就摇身变成了铀233。而铀233就跟我们熟悉的铀235一样了，只要有中子撞击，铀233就会裂变并产生大量中子，这些中子反过来又去将钍232增值，如此就能循环下去了。有哪些优势钍基熔盐堆中，因为高温，钍和其他盐是以一种熔融的形态存在的，反应堆中，熔盐自身既是加载核燃料的载体，且因为是循环流动，所以它同时也是冷却剂。而像大家熟悉的压水堆，它是通过循环水作为冷却剂，这让反应炉需要常年保持在150个大气压左右。而钍基熔盐堆因为可以不使用水作为冷却剂，因此反应炉内是在常压下进行，安全性更高。另外，又由于是常压，所以反应堆可以做得很小很小，可以小到常规反应堆的几百分之一，甚至千分之一，这意味着，它可以应用在核潜艇，甚至是科幻中的核轰炸机上。压水堆中，核燃料芯块是装入一根有几层金属的管子中，构成核燃料棒。而在钍基熔盐堆中，由于核燃料自身就是熔融状态，所以也就无需专门制作固体燃料组件，这节约了成本。既然这么多优势，为何没见商用？实际上，熔盐堆的研究是很早的，上世纪40年代末，美国空军为了研制能持续在天上飞行数天的核动力轰炸机， 1946年5月28日，美国空军启动核动力轰炸机NEPA计划，1951年5月，NEPA计划被ANP计划取代，研究方向同样还是核动力飞行，而其动力之源就是熔盐堆。飞机上的核动力发动机基本原理。冷空气从右下方抽入，通过上图的绿色管道，经过熔盐堆，被强力加热后，从红色管子流向发动机尾部，向后高速喷出，以提供推力。美国橡树岭国家实验室承担了ANP计划中核能发动机的研发任务，他们于1954年建成第一个小型熔盐堆实验装置，运行最高温度达到 871℃，美国核物理学家阿尔文·温伯格，他在《第一核纪元》一书中说，这在当时是人类首次将核反应堆运行到如此赤热的状态。1954年建的这个熔盐堆虽然没有使用钍，但它证明了熔盐堆的可行性。1966年初，另一个设计功率10兆瓦的熔盐堆建成并成功运行，这时，钍成为了其中的核燃料，这个钍基熔盐实验堆运行很平稳，除了必要的维护而临时停堆外，它一直运行到了1969年12月，后因经费问题才彻底停堆。之后，远程轰炸机的作用逐渐被战略弹道导弹满足，另一个原因是，当时还是冷战期间，而钍基熔盐堆不像重水堆那样，既能发电，还能从中提取核燃料造原子弹。所以，钍基熔盐堆逐渐受到美国冷落。温伯格参与了美国熔盐堆的研究，他对此当然耿耿于怀。有一次他说：“这个国家现在一意孤行的要发展快增殖堆，这让其他堆型的发展变得不可能，特别是熔盐堆，希望联合委员会能改正这个错误。”如今，时代变了，从冷战时期的要大力造核武器，变成了现在的要努力防止核扩散。因此，钍基熔盐堆正在被越来越多的国家所重视。中科院经过7年多的先导研究和攻关，已突破熔盐堆多项关键技术，2017年11月7日，中国科学院与甘肃省共同签署“钍基熔盐堆”项目合作框架协议。根据报道，预计两年后，也就是2020年左右，甘肃的钍基熔盐实验堆将有望建成。寒木钓萌：喜欢本文就点个
2023-06-20 17:57
来源:
无知君
美国核动力航母都造十几艘了，为啥咱们还一艘都没整出来？
键盘侠先稳住，核动力航母可不是，会敲个键盘就能整出来的，实话实说。至今为止，美国都牢牢掌握着核动力航母的绝对话语权。放眼全球，装备核潜艇的国家是不少，但是拥有核动力航母的却只有美法两国。
大家可能会觉得，反正都是核动力，那把核潜艇的反应堆整到航母上不就完了，一个不行就多整几个呗。你能想到的别人也想到了，法国就替你干了这吕布骑狗的事，强行给航母塞上了核潜艇的反应堆。
核动力航母是出来了，但这脸也彻底丢没了。就用脚后跟都能想明白，核潜艇的体积跟航母一比就跟小鸡崽子似的，根本没法给航母提供足够的功率，怎么办？简单呐 那放两个呗！
就这样原本用在核潜艇的K15反应堆就安在了排水量4.06万吨的戴高乐核动力航母上。但这K15单堆功率才150兆瓦，除了提供动力，雷达，蒸汽弹射也不能停电呐。瘦驴拉硬屎的后果就是动力不足，只能跑25节。也就是46.3公里/小时。
被人嘲讽是世界上最慢的核动力航母。法国也很无奈啊，但究其原因还是制造难度问题，核反应堆的体积和重量必须能够适应航母的空间限制，造一个小的不难，造一个大的也不难，造不大不小的才是最难的。
虽然拥有核潜艇的国家很多，但是能造出航母用反应堆的国家还真没谁了。咱都别说核动力航母了，就普通航母，能建出来也不容易。
但是，随着科技的进步，咱们要是非得造核动力航母，应该也不是啥难事。那为啥就迟迟不造核动力呢？常规动力和核动力又有啥不同？美国11艘、咱们一个都没有。常规动力真的一文不值吗？
核动力航母用反应堆核裂变释放热，量带动发动机。
常规航母就用烧油的方式产生热量。可以肯定的是，不论核动力还是常规动力，本质上都是用烧开水的方式推动发动机工作，区别也只是烧水的方式不同。
核动力的优势在于超长续航能力。能够持续稳定提供动力。尼米兹级核动力航母最低续航就能达到100万海里。算下来能绕地球40多圈。不用担心没有油的问题，省下来的空间可以携带更多的武器和物资，
而常规动力，就得带着大量的燃料了。辽宁号，备满燃料出发，最大航程为1.6万公里，此后就需要补充燃料，这意味着在海上作战时，油量是否充足，就成了重要的问题。甚至还要随身携带补给舰加油。而补给舰的存在，也可能在作战的时候，暴露给敌人更多的软肋，相比之下，核动力航母就能够有效的避免这样的问题。无论是性能还是作战能力，对比常规动力都有巨大优势。
当然这只是一方面。首先，航母并不是单独出动的，就算美国再有钱，也不可能将整个航母舰队都装配上核动力系统，也就是说除了航母、核潜艇，其他的船都是常规动力。航母不加油，其他船得用，没有了战斗群的保护，航母就成了光杆司令。另外核动力航母的维修保养也很费劲，修一艘就得好几年，费用更是高的惊人，核废料的处理也让人头疼。
所以，核动力航母一定比常规动力好，这显然并不成立，那么面对如此巨大的开支，为何美国还要造这么多核航母呢,难道真的是人傻钱多吗？我国一个都没有，咱究竟是造不出来还是根本不需要？
核动力航母一直被视为国家军事实力和地位的象征。但是航母的建造不仅考验国家的科技水平，还需要强大的经济实力。不算后期的维护保养，核动力航母光制造成本就是常规动力航母的1.5倍，需要投入的经费实在太大了。以美国福特级航母为例，仅仅是造价就高达1000亿人民币，够咱们造两艘003了。而且，光有航母不行啊，还得有护卫舰驱逐舰啥的吧。整支航母大队的各种费用又是一笔不小的支出。
不仅如此，退役后，处理核废料的费用也极为高昂。所以从性价比上来看，造核动力航母似乎并不划算。
虽然它好，但常规动力航母也不差，我国迟迟不见核动力航母，也是有多方面考量的。就目前的情况来看，常规动力航母已经足够满足咱们的海军需求。核动力航母的存在，一般是用来远洋战略打击的。如果战略目标不是为了侵略他国，造不造核动力航母，其实没有太大意义。
如果强行制造，法国戴高乐就是典型的例子，被誉为世界最慢核动力航母，让人笑话不说，还可能会带来巨大的经济压力，所以别着急，先稳住够用，等到技术成熟了，再造也不迟。那大家觉得我国现在到底该不该造核动力航母呢？欢迎评论区留言。下期再见。拜拜返回搜狐，查看更多
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