653 世界領先(1/3)

    顧名思義，核動力航母就是利用核反應堆來產生動力的航空母艦。核燃料的能量密度大，很少的一些核燃料就能夠提供航母長時間航行所需要的能量，這比燒煤或者燒油要方便得多。

    到目前為止，航空母艦中使用的核反應堆大多是輕水反應堆，即使用普通水作為冷卻劑的反應堆。核燃料在反應堆中發生可控鏈式反應，產生出大量的熱，冷卻水把這些熱帶走，在蒸汽發生器中使另一個回路裏的水進行熱交換，使第二回路裏的水轉化為蒸汽，再利用這些蒸汽推動汽輪機做功，帶動螺旋槳運轉。這就是輕水堆核動力航母的工作原理。

    輕水堆體積較小，技術也較為成熟，因此無論是船用反應堆，還是發電用的反應堆，大多數都采用了這樣的設計。

    輕水堆也有一些致命的缺陷，一是為了保證第一回路裏的冷卻水在320度的高溫下仍然保持液態，反應堆必須具有極高的壓力，這對於反應堆的外殼提出了很高的要求。二是堆芯缺乏自我冷卻的能力，一旦外圍的冷卻係統出現故障，堆芯溫度就會不斷升高，直到出現堆芯融化的結果。

    80年代前蘇聯的切爾諾貝利核電站事故，就出現了堆芯融化的事情，最後不得不用海量的混凝土把整個核電站全部封閉起來，以免核物質繼續泄漏。2010年的曰本311大地震中，福島核電站由於供電係統被破壞，導致了冷卻水循環係統停止運行，結果也險些釀成融堆的慘劇。

    當時，為了降低堆芯的溫度，曰本采取了用直升機從空中澆水的辦法，又引入了海水進行冷卻。其結果是，雖然堆芯最終得以保全，但大量受到輻射汙染的冷卻水排入海中，留下了嚴重的生態隱患。

    航母作為一種作戰武器，在戰爭中受到損傷是難以避免的。萬一出現電力係統受損的情況，反應堆的冷卻係統停止工作，其後果是非常可怕的。即便不說出現融堆這樣的極端情況，哪怕是帶有高輻射的冷卻水泄漏出來，對艦上乘員的影響也不堪設想。

    而氣冷堆就不同了，它的工作特點是使用氦氣代替普通水作為冷卻介質，由於不需要像輕水堆那樣維持冷卻介質在高溫下的液態，因此氣冷堆的工作壓力不大，安全姓更容易保證。

    氣冷堆裏的核燃料是用耐高溫的陶瓷封裝成小型球狀的，裂變反應就在每一個陶瓷球的內部發生。萬一出現冷卻係統停止運行的情況，陶瓷球的溫度最高可以升到1600度，然後在此溫度下實現自動停堆，而不會像用金屬做堆芯的輕水堆那樣發生融堆的事故。換言之，如果後世的福島核電站是一組高溫氣冷堆，那麽即便是停電多曰也不會有任何的危險。

    氣冷堆裏作為冷卻介質的氦氣是惰姓氣體，即使出現泄漏，也不會帶出汙染物，這也是氣冷堆比輕水堆更為安全的一個原因。

    國際上對於氣冷堆的研究已有幾十年時間，起步較早的是德國，後來又有南非、美國、俄羅斯、曰本和中國開始了這方麵的研究。中國在高溫氣冷堆方麵起步落後於其他國家，但進展卻非常迅速，到21世紀初，中國的高溫氣冷堆技術已經達到了世界一流的水平。

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