为何说玲龙一号核反应堆满足不了航母需求？对比尼米兹级就明白了
《国产小型核反应堆亮相 ， 尺寸功率都能满足需求 ， 但离核航母还很远》
长期以来 ， 有关国产核动力航母的发展一直备受关注 。 最近有这么一则消息 ， 更是把未来国产核动力航母的发展又联系在了一起 ， 把国产核动力航母发展的讨论推上了热搜 。 那就是在前不久开展的第16届核工业装备展览中 ， 中核集团研制的“玲龙一号”（ACP-100小型核反应堆）多功能模块化小型核反应堆 。 作为一款为民用推出的核反应堆 ， 它为何会让专家学者们与核动力航母联系在一起 ， 本期内容我们就为大家解读这个问题 。
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ACP-100小型核反应堆结构图
“玲龙一号”多功能模块化小型核反应堆最大的特点就是采用模块化设计 ， 体积小 ， 紧凑 ， 功率大 。 光从体积和功率上来看 ， 它完全能够满足10万吨以上核动力航母的需求 ， 据公开资料显示 ， 它的尺寸高度不超过14米 ， 长和宽不超过10米 ， 这样的体积完全能够满足上舰需求 。 它的单台输出功率为125兆瓦 ， 如果使用两台ACP-100小型核反应堆组合 ， 将产生250兆瓦的功率 ， 可以换算出约等于28万匹的马力 。 这个马力已经超过美军现役“尼米兹级”核动力航母使用的两台A-4W反应堆190兆瓦的总功率和26万匹的马力 。 同美军最先进“福特级”核动力航母所使用的2台A1B压水式核反应堆产生的功率和马力相当 。
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美国A4W核反应堆的基本原理图
为此 ， 有人认为 ， ACP-100小型核反应堆完全可以用到核动力航母上 ， 那它真的可以用到核动力航母上吗？答案是否定的 。 尽管ACP-100小型核反应堆的体积和功率都能达到美国10万吨级核动力航母的水平 ， 但它本身不是为军用而设计 。 它最主要的用途是作为分布式电源 ， 在接近工业区和人口密集区中建设 ， 实现城市区域供热和工业工艺供热 ， 为偏远地区的中小型电网供电 ， 作为移动电源为海洋资源开发等供电 ， 并可用于海水淡化和海洋开发等使用 。 而不是为船舶或者军用而设计 ， 往往军用级的产品和民用级的产品在标准上有巨大的差距 ， ACP-100小型核反应堆亦是如此 。
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据悉 ， ACP-100小型核反应堆的“核燃料”丰度只有3% ， 远远达不到美国核动力航母的水平 ， 更满足不了上舰需求 。 在这里我们需要提一下 ， 所谓的“核燃料”丰度是指核燃料中核物质的浓度 ， 核燃料的''丰度''越高 ， 其发生核反应时释放的热量就越大 ， 使用寿命就越长 。 特别是美国尼米兹级核动力航母A-4W反应堆的核燃料的''丰度''达到了60% ， 这可以让它连续工作20年以上不换燃料 ， 一艘航母的服役周期内 ， 只需要换1-2次燃料即可 ， 效率非常高 。 最新的“福特级”核动力航母使用的A1B压水式核反应堆核燃料的''丰度''更是达到了前所未有的97% ， 这使得它在航母的服役期内不需要换燃料 ， 从建造时装上去 ， 就再也不用换 ， 直到退役 。
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国际上把核燃料的''丰度''低于20%的归类为民用级别 ， 为了安全 ， 所有核电站反应堆里装的核燃料都是低浓度铀-235(丰度2%~5%) ， 任何情况下都绝对不可能发生原子弹那样的核爆炸 。 所以 ， 每次核电站发生事故 ， 都只是泄漏具有放射性的物质 ， 而不是像原子弹那样爆炸 。 而丰度大于20%的就属于军用级别的了 ， 大于85%就可以用于制造核弹 。
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按照ACP-100小型核反应堆的核燃料3%的丰度来计算 ， 2年左右就需要更换一次燃料 。 同美国的A1B压水式核反应堆和A-4W反应堆相差甚远 。 如果让这样的核反应堆上舰 ， 使用效率还不及燃气轮机 ， 可以在服役周期内 ， 三分之一的时间都在换燃料 ， 而且成本也是高昂的 。 就像法国戴高乐号使用的K-15核反应堆 ， 使用的核燃料丰度只有约20%左右 ， 这导致戴高乐号航母不到5年就要换一次燃料 ， 服役40年就需要换8次燃料 ， 同美国的核动力航母相比 ， 效率相差不是一点点 。
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所以 ， 从以上的分析中我们可以看出 ， ACP-100小型核反应堆根本不满足上航母条件 。 但有小型化的基础 ， 未来我们就有能力在不久的未来发展出可以满足航母使用的核反应堆 ， 让我国的航母也使用上核动力 。 为此 ， 让我们共同期待！
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