好消息传来!玲龙一号小型核反应堆出世,中国核动力航母稳了吗?

国之重器“玲珑一号”正式开建,中国核动力航母问世指日可待?玲珑一号能否成为国产核动力航母的心脏?

大家好我是沐沐,今天要带大家了解的是“玲珑一号”小型核反应堆和中国核动力航母是否能够成功问世的问题,感兴趣的朋友们可以点赞评论加关注,我们接着往下看。

航空母舰是一个国家综合实力的象征,如果有了航空母舰,就能在远离国土的地方,不依靠当地机场来进行作战。

当然了如此利器也不是随随便便能造出来的,我国第一艘国产航母也在2017年才下水2019年才正式交付给海军。

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如今各国都在增加海军实力,航母更是重点研究对象,如今各国不仅期待自己能多造几艘航母,而且还希望自己能够早日造出核动力航母。

据今年4月底的相关报道称:海南“玲珑一号”核电项目设计已完成,主要设备已经进入订货阶段,如果顺利的话,今年可以开工建设。

这则消息已经传出立马引起了广泛议论,人们纷纷猜想:中国国产核动力航母是不是要往前推进一大步了?

一直以来,中国都在致力于核动力航母的研究,而遇到的最大困难就是核反应堆小型化。

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所以说,如果玲珑一号顺利建设完工,很有可能就能成为咱们国家核航母的动力,的确是一件振奋人心的事情。

但同时也有人担忧,玲珑一号小型核反应堆真的能成为中国核动力航母的心脏吗?核动力航母的技术难题真的这么容易攻破吗?

首先我们要明白第一个问题:核动力航母为什么那么难造?

航母按照动力装置不同,可以分为常规动力的航母以及核动力航母,而核动力航母毫无疑问就是如今最强大的航母。

目前世界上有核动力航母的国家只有一个半,美国算一个,法国算半个。为什么说法国只算半个呢?

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因为法国的戴高乐号核航母搭载的核反应堆,是直接从核潜艇上面移植的,根本带不动航母,航行速度慢,算不上一艘真正意义的核动力航母。

如今世界上有3个国家拥有载人航天能力,拥有核航母却只有一个半,这么说下来造核动力航母真的比登天还难。

那核动力航母的难点到底在哪里呢?

首先,你得要有自己建造航母的能力吧,也就是说,得先迈过自主建造航母的门槛,才有可能继续研究核动力航母,但如今世界上能够自主造航母的国家真的是不多,核航母的门槛自然就更高了。

其次,在通往核航母路上,最大的拦路虎是小型原子反应堆,它可是堪比人体的心脏。为啥这么说呢?

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航母的能量供应系统,在本质上是通过把液态水加热,让它变成水蒸气,来推动汽轮机转动,螺旋桨也就被带动起来,航母也就能够前进。

核动力航母常规航母的区别在于两者的能量源,前者是核反应堆,后者则是燃油

按理来说,这也比较简单,咱们把核反应堆放到航母上,让它推动其前行即可,但如果稍微对核反应动力堆有所了解,就知道它们大多是用于大型核电装置。

比如我国的华龙一号国和一号等核电技术,这个技术虽然难吧,但世界上还是有不少国家能做到,全世界的核电站也有上百座。

然而之所以能有这么多核电站,是因为咱们在建造它时不需要考虑体积、占地面积等问题,只需要掌握技术原理,制作水平再跟得上就可以了,如果要用到航母上就必须要考虑体积的问题。

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航母的体积算是大的了,但它再大也是有边界的,咱的核反应堆不可能大过航母吧?再者说了,航母上还得安装各种零部件以及军事设备,这下留给它的空间就更小了。

也就是说核航母搭载的核反应堆必须是小型的,可偏偏还要满足能够蕴藏巨大能量的条件,这相当于让一个只有100斤的人,举起来300斤的重物,不可谓门槛不高。

那咱们核潜艇上的小型核反应堆为什么不能直接装到航母上呢?

核潜艇的吨位和空间有限,核反应堆的功率也不会太大,如果直接装到航母上,就会陷入带不动的困境,如果多装几个核反应堆,又会降低其可靠性协调性。

打个比方,这种操作就相当于咱们把家用汽车的引擎装到了重型卡车上数量再多也不如为其量身打造的大排量柴油机。

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法国曾经不信邪硬要这么干,在没有成熟的小型反应堆技术的情况下,就搬了3座核潜艇的核反应堆,偷工减料的结果就是造了一艘龟速的航母,最大航行速度只有25节,引得世界群嘲。

所以想要造出核动力航母,还是要老老实实的研究新技术,弄出一款专业的小型核反应堆。

那玲珑一号会成为中国核动力航母的“心脏”吗?

玲珑一号其实就属于模块式的小堆,是中核集团基于军用核动力和成熟压水堆技术而研发的,当年它刚设计完成时,模型曾在第十二届中国国际核工业展会亮相,就引起了广泛关注。

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其模块化设计让它有着体积小、输出功率大等特点,人们当时就猜测这也许能应用在航母上;

到了2020年10月,召开第十六届中国国际核工业展览会时,玲珑一号的更多性能和数据被公布,人们对它的期待更甚。

玲珑一号高14米,宽10米,与那些核电站的核电机组相比,它真的应了小巧玲珑的名字,这个体积比我们常规航母用的柴油机、蒸汽轮机等主机还要小,所以单从体积上来看,它与航母对于发动机体积的要求是相配的。

咱们再来看看,玲珑一号的功率性怎么样,据悉玲珑一号的单座热功率可达310MW,两座核反应堆的热功率就是620MW。

如今美国尼米兹级航母的两座核反应堆热功率是550MW,最先进的福特级航母两座核反应堆的热功率为700MW。

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由此可见,咱们玲珑一号的功率性介于这两者之间,是可以满足大型航母的动力和电能需要的。

除了功率性能优异,玲珑一号的安全性更是一绝,早在2016年它就通过了国际原子能机构的安全审查,是世界通用核反应堆中,第一个通过审查的安全型核反应堆。

它有5道纵深防御措施,哪怕就算极小概率的故障真的出现了,也能根据提前设置好的程序来自救,其安全蓄电池还能让其72小时不间断供电

总之,它的核事故发生概率和影响,可以说是如今世界上最小的了。光是从玲珑一号的体积、输出功率和安全性上来说,是适合作为核动力航母的心脏的。

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其集团工程师也曾表示:玲珑一号的规模小,更具有灵活性,用途也会更加广泛,在陆地和海上都能使用,甚至说可以装到船舶中,作为其动力和电能来源。

这段话在很多人看来就差直说玲珑一号可以用来造航母了。看起来玲珑一号的问世,仿佛已经能让我国成功研制出核动力航母了,但理想很美好,现实却并没有那么乐观。

毕竟玲珑一号从完成设计到真正建造成功乃至投入使用,还会面临一些考验,而且就算这一切都很顺利,玲珑一号依旧无法承担核航母动力的纵然,因为它的核燃料丰度还有待提升。

核燃料丰度,顾名思义就是核燃料中核物质的浓度。如今咱们采用的核燃料不是一种纯净的物质,而是经浓缩铀是与其他物质混合而成,就像咱们常用的酒精灯中里面的酒精,是水和酒精等物质混合而成。

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混合物中,有些成分是能释放能量的,有的却是不能,而负责释放能量的物质浓度,就是丰度。

关于丰度目前国际上也有标准,一般来说民用级别的核燃料丰度在20%以下,比如核电站就在2%-5%之间,它属于低丰度的核燃料。

如果丰度超过20%就属于军用核燃料的浓度,只有达到90%以上,属于武器级别,制造原子弹的核燃料就处于这个级别。

不难看出,核燃料的丰度越高,它的危险性就越大造成的破坏也就越厉害,可这也就意味着丰度越高,释放的能量越高,能够持续使用的时间越长。

可惜的是咱们玲珑一号的核反应堆燃料丰度只有3%,如果要直接拿来使用也不是不可以,但其寿命只有2年左右。

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航母上的核动力装置咱能任性地想换就换吗?当然不行。

换核燃料可不是像换电池那样,轻轻松松就搞定了,如果要给它换一次,需要先将航母的舰体切开,把燃料板一块块更换完,再一层层的焊接好。

换一次恐怕就得要个三年五载,想想服役两年就要花三五年来换燃料,那咱们造它是不是有点得不偿失呢?

为啥法国的戴高乐被群嘲,除了航行速度慢以外,它的核反应堆燃料丰度只有20%每隔四五年就换燃料四分之一的时间都呆在港口中,根本无法长时间在海上执勤;

再看美国最先进的福特级航母,其核燃料丰度达到97%,可以持续执勤50年以上,换言之,美国的福特级航母在整个服役期间根本不需要更换燃料。

假如,我们真的直接用3%的丰度来造核航母,恐怕造出来后,有一半的时间都在换燃料,效率低得出奇,到时候说不定就代替法国戴高乐成为群嘲对象。

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所以,当下我们要面临的问题是增加核燃料的丰度吗?理论上说,这个操作是可行的,但也仅仅是理论上。

前面提到了民用核反应堆的丰度在3%-5%,而核航母所需要的是武器级的高丰度,即93%铀235。目前这种浓缩铀,各国是通过大型离心机分离出来的,这需要有上万台离心机同时运作。

虽然与传统的提取方法相比,耗电量已经小了许多,但它在精密度、功率等方面要求都更严格,耗电量也是不可小觑的。

想要提炼出武器级的铀235,基本上要消耗一个中等城市的用电量,这也仅仅是用电量而已,还有工厂、科技、人力等支出,耗资只能用巨大来形容,而这项成本并不是任何一个国家能轻易承担的。

哪怕耗费巨资,真的把它给搞出来了,它也是一块烫手山芋,存在着诸多潜在风险。毕竟高丰度的燃料,需要体积更小的核反应堆,这样才能提高它的使用效率,但稍有不慎就容易发生核事故。

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想想日本因地震而发生的福岛核事故苏联统治下发生在乌克兰境切尔诺贝利核事故所造成的危害,也没有谁敢轻易地就入手去研究。

故此,增加燃料中的丰度,是一件在理论上可行的事情,却并不是能轻易实操的,毕竟谁也不知道它会造成多少连锁反应,给我们带来怎样的后果。

综上所述,如今我们已经研究出了玲珑一号,但想要顺利研制出核动力航母,依旧还要经历一重一重的考验。

当也不能说是白高兴一场,它的问世填补了我国核电有大无小的空白,实现了零的突破,在核动力航母研制上也是前进了一大步。

如果我们把“玲珑一号”与核动力航母的联系看得不那么紧密,就会发现它体积小、能模块化安装等特点,可以让它的应用十分广泛。

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如今我们一些超大型城市,供电供热可能会有些压力,一些偏远地区或城市供电也比较困难,玲珑一号都能为解决这些问题提供助力,除了解决电力问题,它还能对海水进行淡化,为缺乏淡水的沿海城市提供淡水。

如果要是把它搭载到船上放进海里,这艘船就变成了个“移动充电宝”,走到哪里就可以为哪里提供电和热量,假如它靠近海岛,就能给岛上的小区提供暖气和电,假如是经过海上钻井平台,也能为其提供电力和能源。

从民用的角度来说,它可以根据需求为用户量身打造,是非常简单方便又安全高效的功能设备,

这一次的突破性研究,也会让人们继续优化小型核反应堆,让它能突破更多的空间限制,得到更有效和广泛地运用,比如飞行器、大型运输车、大型工程车等。

不管怎么样,“玲珑一号”都能称得上是国之重器,它的问世不仅增加了我们建造核动力航母的信心,更重要的是,它让我们看到了小型核反应堆能带来的的更多可能性,让我国在核动力技术上更上一层楼。

最后沐沐也想问问大家:大家觉得中国的下一艘航母会是核动力航母吗?如果不是,中国的第几艘航母会是核动力航母呢?欢迎大家在评论区交流讨论。

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页面更新:2024-05-10

标签:核反应堆   核动力   戴高乐   航母   中国   核燃料   核潜艇   核电   核电站   法国   玲珑   燃料   体积   好消息   功率

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