美国政府总共从华盛顿的神盾局旧总部三叉戟大厦下面,挖出来五艘飞空母舰。
其中两艘是原本已经造好了的,当初洞察计划启动的时候,总共有三艘飞空母舰起飞,其中一艘被打落,直接坠毁在了华盛顿市区外面,也就是飞空母舰采用了最新式的斯塔克集团的方舟反应炉,要不然美国人就得换一个首
都了。
如果按照最初的设计,使用旧式的核反应堆......那乐子就真的大了。
这里要稍稍说一下核动力。
目前全世界除了英国人的“伊丽莎白女王级”航母特立独行的采用了燃气轮机加综合电推的动力组合方式,其他所有航母无一例外都是采用蒸汽轮机驱动。蒸汽轮机所用来烧开水的锅炉被分为常规动力的“燃油锅炉”和核动力
的“原子锅炉”,二者都是使用锅炉烧开水产生高温高压水蒸汽,然后水蒸汽冲击汽轮机叶片,从而带动转子另一端的螺旋桨运转,最后推动航母前进。人们为了区别烧开水的方式,于是就诞生了核动力航母和常规动力航母的的说
法,殊不知两者其实不过是一奶同胞的兄弟罢了!美军尼米兹级航母的主动力虽然看似是两具A-4w反应堆,但是真正最后做功的却是4具总功率约26万马力的蒸汽轮机。现在有人质疑并嘲讽蒸汽轮机落后,完全就是无稽之谈,
连最先进的尼米兹级和福特级都使用这种动力,动力充沛,经济实用的蒸汽轮机在未来很长很段时间仍然是大型航母的首选动力,又何来落后一说?
虽然同样是烧开水,但是与传统燃油锅炉的直接点燃重油就开煮不同,原子锅炉是同时具备两个回路系统的,而且反应堆内的热水并不直接参与蒸汽轮机的运转。反应堆内一回路中通常放置的是高洁净度的纯净水或者重水,
这些水也被称为冷却剂,当反应堆开始运转产生大量热能后,这些冷却剂水就循环不断地将热量持续带走,并在这一过程的尽头传导至二回路,二回路中的水就被加热并产生蒸汽,而后蒸汽在经过蒸汽轮机的增压喷嘴后,就会高
速喷射至转子叶片,从而带动转子旋转,以此推动螺旋桨旋转和航母航行。
航母航速主要取决于螺旋桨转速,而螺旋桨转速则取决于蒸汽的产量,燃油锅炉可以通过增加减少燃料的加入量来控制火势大小,从而准确把握蒸汽的产量,以此来调整航母航速,那么高大上的原子锅炉是怎么进行这样的操
作呢?核心就是传说中的反应堆控制棒!航母反应堆主要是临界状态核燃料进行自发的链式裂变反应,而核裂变主要原理就是热中子轰击铀-235原子,而后铀原子炸裂后又释放大量中子,以此循环往复,所以要减缓或者终止核
裂变,只需要控制中子数量即可,而这就需要反应堆控制棒登场了。
反应堆控制棒通常是由硼、镉、碳化硼、银铟镉这些对中子吸收能力强的材料制造而成,当控制棒完全插入反应堆芯底部时,中子被全部吸收,反应堆处于停堆状态,当拔出来一段时,部分中子被释放出来,反应堆小功率运
转,当控制棒完全拔出来时,反应堆则满功率运转。所以只需要调整控制棒的插入深度就能够控制蒸汽的产量,进而操控航母的速度。
核动力相对于常规动力最大的优势就是续航性能的无限提高,原子锅炉燃烧一千克?235释放的能量约等于2500吨煤炭或者2000吨柴油。美国最后一型常规动力航母“小鹰级”最多能够携带7800吨舰用燃油,可以让满载排
水量8万吨的“小鹰级”以20节的经济航速连续航行1.2万海里,高速32节时则只剩下4000海里的续航能力。而现如今的尼米兹级和福特级航母因为采用了核动力,理论上可以支持航母以最高时速无限航程尽情狂奔,所以一旦热
点地区形势突变,美军航母总能第一个赶去镇场子,这就是核动力的优势。
与民用电站的核燃料棒有所区别,舰艇用反应堆体积小,功率大,更换维护困难而且成本较高,因此为了尽可能的减少燃料棒的更换周期,就必须提高燃料棒丰度!相对于民用丰度仅为3.5%的核燃料棒,军用舰艇反应堆的
核燃料丰度都高的离谱,法国戴高乐号航母上使用的铀燃料棒丰度为20%,尼米兹级铀燃料棒丰度为40%,而俄亥俄级核动力潜艇甚至是直接使用丰度在90%以上的武器级铀235,有的甚至是直接从退役核弹头上拆解下来的!
一般来说,一次性能够装入反应堆的燃料棒丰度越高,质量越大,更换核燃料的周期也就更短。各项数据表明,戴高乐号航母平均更换一次核燃料的时间只有7年,这和它照搬核潜艇动力导致小马拉大车,能耗太高有着莫大
的关系。而尼米兹级更换一次燃料平均时间则达到了15年,在更换燃料的同时还可以进行大修,算是一波美滋滋的操作了。而福特级因为采用了新式的A1B反应堆,燃料更换周期大幅提高到40年左右,也就是说在福特级航母整
个服役期都不需要进行任何燃料补给,这已经是逆天存在了!而这种天生优势也正是美军将其水下潜艇以及水面航母全部转换为核动力的最大动力!
核动力航母虽然名曰核动力,但其实也是配置了常规动力装置的,而这些常规动力装置通常是用作应急,以备不时之需!美军装备最多的尼米兹级航母一共拥有4个直径为6.4米的5叶大倾斜螺旋桨,而每个螺旋桨的驱动轴除
了连接蒸汽轮机之外还另外加装了一个8000马力的大功率柴油机,一旦核反应堆出现停堆或者其他突发事件,总功率达到3.2万马力的4台柴油机依旧可以推动航母慢速航行,在和平时期可以免于兴师动众呼叫紧急救援的尴尬,
战争时期则不至于因为抛锚而沦为敌人的固定靶子!
核动力装置能够获得超强的续航力,例如海狼级使用的S6w型反应堆,20多年才需要更换一次核燃料,因此深受青睐。但危险也显而易见,如果发生碰撞、沉没等事故,可对周围环境产生不同程度的影响。
据不完全统计,目前世界上有160多艘在役的核动力船舶,舰(艇)载核反应堆数量超过200个。这些船舶中,大部分是核潜艇。
根据劳埃德船级社的数据,从1950年代以来,大约有700座核反应堆在海上使用。截至2021年,美国海军在役的舰(艇)载核反应堆数量超过100个。由于核潜艇长时间在海洋上运行,所到之处经纬度跨度极大,海况也不
同,因此,对核反应堆的紧凑性、耐用性、坚固程度等的要求比陆地上的核电站高得多。
例如核潜艇上搭载的反应堆通常有以下三个特点:第一,整体抗冲击能力要比核电站强。核潜艇上使用的核燃料、元件和各种模块需要在极端操作下持续工作,因此,抗冲击能力要比陆地上的反应堆强,才能应对包括碰撞、
被反潜武器击中等极端情况下的冲击。同时,反应堆还需要快速、频繁地改变输出功率,以适应相关战术需要。
第二,要有高效的屏蔽装置防止人员被辐射危害。由于核潜艇上的人员长时间在封闭环境中工作,因此,反应堆要有高效的屏蔽装置,并从设计上防止高放射性裂变产物进入冷却剂,减少艇员在辐射中暴露的时间。
根据美国海军核潜艇非动力舱内辐射水平的要求,艇员受到的辐射甚至要比在日常生活环境中更低。
第三,核潜艇上的反应堆还需要足够紧凑和安静。在紧凑性方面,由于潜艇上的空间有限,美军核潜艇主要使用高浓铀燃料的压水反应堆,即便如此,艇载反应堆的输出功率还是要低于陆基核电站。以海狼级为例,输出功率
为43兆瓦,而陆基核电站可达到上千兆瓦。
此外,潜艇上的反应堆还需采用静音设计,一方面是降低被反潜平台发现的概率,另一方面也是给艇员创造一个良好的环境。
如果碰撞发生在艇艏或者围壳附近,一般不会伤及安装在中后部的核反应堆。但如果碰撞发生的位置正好处于反应堆所在的舱段,那么核泄漏的概率就大大增加,具体取决于反应堆的结构是否受损。
以2000年爆炸沉没的“库尔斯克号”核潜艇为例,虽然艇已经被炸得面目全非,反应堆也受到爆炸的冲击,但主体结构却没有受到影响。这是因为,“库尔斯克号”上搭载的两座oK-650b反应堆使用的浓缩铀封装在锆金属管
中,被20至30厘米厚的钢制外壳包裹着,外壳之外还覆盖了一层厚度为1.5米的合金钢制的屏蔽装置。从这个结构可以看出,只要最里面的错金属管没有撞破裂,那么核泄漏就可以控制。除了封装浓缩铀的最内层模块外,放射性
物质还可能留存在堆体其他内部构件上??比如反应堆冷却剂通过管道系统时带走一些放射性产物。正常情况下这些放射性产物会被净化系统去除,但如果艇体破裂伤及反应堆的管道系统,也会造成一定程度的放射性污染。通过
以上分析我们得知,核潜艇在水下发生碰撞是否发生核泄漏,取决于撞击的位置。同时,反应堆的多重屏障也会起到保护的作用,即便像“库尔斯克号”那样,艇艏被炸得面目全非,也可能不发生核泄漏。后来俄罗斯方面的调查发
现,爆炸沉没的“库尔斯克号”核潜艇之所以没造成严重的后果,是由于反应堆舱的值班人员在第一次爆炸后将自己反锁在舱内,关闭了反应堆。
万一核潜艇由于碰撞等事故发生了核泄漏,评估影响后果还需要结合事故深度。如果发生在浅海,那么问题就很尖锐和棘手了。
一方面,浅海如果发生核泄漏,会严重破坏海洋生态环境;另一方面,由于事故深度太浅,需要着手打捞才能解除隐患。而对于那些已经沉没在深海中,成为辐射源的核潜艇残骸,目前只能依靠海洋的稀释作用降低影响。库
尔斯克号之所以备受瞩目,是因为事故发生的深度只有108米,属于在浅水海域,一旦发生核泄漏,那是非常危险的。
我们以挪威海洋研究所对1989年沉没的苏联K-278核潜艇研究为例,其沉没深度为1680米,由于深海环境的稀释作用,而且鲜有鱼类在如此深的环境中生存,因此对挪威海岸的影响相对要小一些。
然而,这艘核潜艇目前仍然是巴伦支海海底一个不断对外辐射的源,加上两枚钚核弹头无法打捞,该艇周围的放射性铯含量要比正常水平高出100万倍。因此,核潜艇在深海沉没,也会对环境造成影响。
据美国国家核安全管理局的数据,美国海军每年消耗2.5吨的高浓缩铀以支持各种舰艇的核反应堆使用,占全球海军高浓缩铀使用量的60%,能够造至少100件不同当量的核武器。
总的来说,虽然核反应堆的技术已渐趋成熟和稳定,但用于作战的核潜艇会面临各种遭遇,一旦发生水下碰撞或者其他事故,破坏了堆体及周围带有放射性物质的管道,就会造成不同程度的放射性污染。
而飞空母舰上需要反应堆......绝对比什么核动力潜艇要劲霸的多的多!
毕竟这玩意要把整个飞空母舰弄飞起来......另外还有全舰所有能源都需要反应堆供给......所以想想看那玩意要真的在华盛顿边上爆开......呵呵。
换成方舟反应堆就没问题了。
绝对安全干净!
要不然,美国那些莫名其妙的组织又来出来闹了......虽然现阶段的美国,他们的声音已经小了很多,但也麻烦。
其中两艘是原本已经造好了的,当初洞察计划启动的时候,总共有三艘飞空母舰起飞,其中一艘被打落,直接坠毁在了华盛顿市区外面,也就是飞空母舰采用了最新式的斯塔克集团的方舟反应炉,要不然美国人就得换一个首
都了。
如果按照最初的设计,使用旧式的核反应堆......那乐子就真的大了。
这里要稍稍说一下核动力。
目前全世界除了英国人的“伊丽莎白女王级”航母特立独行的采用了燃气轮机加综合电推的动力组合方式,其他所有航母无一例外都是采用蒸汽轮机驱动。蒸汽轮机所用来烧开水的锅炉被分为常规动力的“燃油锅炉”和核动力
的“原子锅炉”,二者都是使用锅炉烧开水产生高温高压水蒸汽,然后水蒸汽冲击汽轮机叶片,从而带动转子另一端的螺旋桨运转,最后推动航母前进。人们为了区别烧开水的方式,于是就诞生了核动力航母和常规动力航母的的说
法,殊不知两者其实不过是一奶同胞的兄弟罢了!美军尼米兹级航母的主动力虽然看似是两具A-4w反应堆,但是真正最后做功的却是4具总功率约26万马力的蒸汽轮机。现在有人质疑并嘲讽蒸汽轮机落后,完全就是无稽之谈,
连最先进的尼米兹级和福特级都使用这种动力,动力充沛,经济实用的蒸汽轮机在未来很长很段时间仍然是大型航母的首选动力,又何来落后一说?
虽然同样是烧开水,但是与传统燃油锅炉的直接点燃重油就开煮不同,原子锅炉是同时具备两个回路系统的,而且反应堆内的热水并不直接参与蒸汽轮机的运转。反应堆内一回路中通常放置的是高洁净度的纯净水或者重水,
这些水也被称为冷却剂,当反应堆开始运转产生大量热能后,这些冷却剂水就循环不断地将热量持续带走,并在这一过程的尽头传导至二回路,二回路中的水就被加热并产生蒸汽,而后蒸汽在经过蒸汽轮机的增压喷嘴后,就会高
速喷射至转子叶片,从而带动转子旋转,以此推动螺旋桨旋转和航母航行。
航母航速主要取决于螺旋桨转速,而螺旋桨转速则取决于蒸汽的产量,燃油锅炉可以通过增加减少燃料的加入量来控制火势大小,从而准确把握蒸汽的产量,以此来调整航母航速,那么高大上的原子锅炉是怎么进行这样的操
作呢?核心就是传说中的反应堆控制棒!航母反应堆主要是临界状态核燃料进行自发的链式裂变反应,而核裂变主要原理就是热中子轰击铀-235原子,而后铀原子炸裂后又释放大量中子,以此循环往复,所以要减缓或者终止核
裂变,只需要控制中子数量即可,而这就需要反应堆控制棒登场了。
反应堆控制棒通常是由硼、镉、碳化硼、银铟镉这些对中子吸收能力强的材料制造而成,当控制棒完全插入反应堆芯底部时,中子被全部吸收,反应堆处于停堆状态,当拔出来一段时,部分中子被释放出来,反应堆小功率运
转,当控制棒完全拔出来时,反应堆则满功率运转。所以只需要调整控制棒的插入深度就能够控制蒸汽的产量,进而操控航母的速度。
核动力相对于常规动力最大的优势就是续航性能的无限提高,原子锅炉燃烧一千克?235释放的能量约等于2500吨煤炭或者2000吨柴油。美国最后一型常规动力航母“小鹰级”最多能够携带7800吨舰用燃油,可以让满载排
水量8万吨的“小鹰级”以20节的经济航速连续航行1.2万海里,高速32节时则只剩下4000海里的续航能力。而现如今的尼米兹级和福特级航母因为采用了核动力,理论上可以支持航母以最高时速无限航程尽情狂奔,所以一旦热
点地区形势突变,美军航母总能第一个赶去镇场子,这就是核动力的优势。
与民用电站的核燃料棒有所区别,舰艇用反应堆体积小,功率大,更换维护困难而且成本较高,因此为了尽可能的减少燃料棒的更换周期,就必须提高燃料棒丰度!相对于民用丰度仅为3.5%的核燃料棒,军用舰艇反应堆的
核燃料丰度都高的离谱,法国戴高乐号航母上使用的铀燃料棒丰度为20%,尼米兹级铀燃料棒丰度为40%,而俄亥俄级核动力潜艇甚至是直接使用丰度在90%以上的武器级铀235,有的甚至是直接从退役核弹头上拆解下来的!
一般来说,一次性能够装入反应堆的燃料棒丰度越高,质量越大,更换核燃料的周期也就更短。各项数据表明,戴高乐号航母平均更换一次核燃料的时间只有7年,这和它照搬核潜艇动力导致小马拉大车,能耗太高有着莫大
的关系。而尼米兹级更换一次燃料平均时间则达到了15年,在更换燃料的同时还可以进行大修,算是一波美滋滋的操作了。而福特级因为采用了新式的A1B反应堆,燃料更换周期大幅提高到40年左右,也就是说在福特级航母整
个服役期都不需要进行任何燃料补给,这已经是逆天存在了!而这种天生优势也正是美军将其水下潜艇以及水面航母全部转换为核动力的最大动力!
核动力航母虽然名曰核动力,但其实也是配置了常规动力装置的,而这些常规动力装置通常是用作应急,以备不时之需!美军装备最多的尼米兹级航母一共拥有4个直径为6.4米的5叶大倾斜螺旋桨,而每个螺旋桨的驱动轴除
了连接蒸汽轮机之外还另外加装了一个8000马力的大功率柴油机,一旦核反应堆出现停堆或者其他突发事件,总功率达到3.2万马力的4台柴油机依旧可以推动航母慢速航行,在和平时期可以免于兴师动众呼叫紧急救援的尴尬,
战争时期则不至于因为抛锚而沦为敌人的固定靶子!
核动力装置能够获得超强的续航力,例如海狼级使用的S6w型反应堆,20多年才需要更换一次核燃料,因此深受青睐。但危险也显而易见,如果发生碰撞、沉没等事故,可对周围环境产生不同程度的影响。
据不完全统计,目前世界上有160多艘在役的核动力船舶,舰(艇)载核反应堆数量超过200个。这些船舶中,大部分是核潜艇。
根据劳埃德船级社的数据,从1950年代以来,大约有700座核反应堆在海上使用。截至2021年,美国海军在役的舰(艇)载核反应堆数量超过100个。由于核潜艇长时间在海洋上运行,所到之处经纬度跨度极大,海况也不
同,因此,对核反应堆的紧凑性、耐用性、坚固程度等的要求比陆地上的核电站高得多。
例如核潜艇上搭载的反应堆通常有以下三个特点:第一,整体抗冲击能力要比核电站强。核潜艇上使用的核燃料、元件和各种模块需要在极端操作下持续工作,因此,抗冲击能力要比陆地上的反应堆强,才能应对包括碰撞、
被反潜武器击中等极端情况下的冲击。同时,反应堆还需要快速、频繁地改变输出功率,以适应相关战术需要。
第二,要有高效的屏蔽装置防止人员被辐射危害。由于核潜艇上的人员长时间在封闭环境中工作,因此,反应堆要有高效的屏蔽装置,并从设计上防止高放射性裂变产物进入冷却剂,减少艇员在辐射中暴露的时间。
根据美国海军核潜艇非动力舱内辐射水平的要求,艇员受到的辐射甚至要比在日常生活环境中更低。
第三,核潜艇上的反应堆还需要足够紧凑和安静。在紧凑性方面,由于潜艇上的空间有限,美军核潜艇主要使用高浓铀燃料的压水反应堆,即便如此,艇载反应堆的输出功率还是要低于陆基核电站。以海狼级为例,输出功率
为43兆瓦,而陆基核电站可达到上千兆瓦。
此外,潜艇上的反应堆还需采用静音设计,一方面是降低被反潜平台发现的概率,另一方面也是给艇员创造一个良好的环境。
如果碰撞发生在艇艏或者围壳附近,一般不会伤及安装在中后部的核反应堆。但如果碰撞发生的位置正好处于反应堆所在的舱段,那么核泄漏的概率就大大增加,具体取决于反应堆的结构是否受损。
以2000年爆炸沉没的“库尔斯克号”核潜艇为例,虽然艇已经被炸得面目全非,反应堆也受到爆炸的冲击,但主体结构却没有受到影响。这是因为,“库尔斯克号”上搭载的两座oK-650b反应堆使用的浓缩铀封装在锆金属管
中,被20至30厘米厚的钢制外壳包裹着,外壳之外还覆盖了一层厚度为1.5米的合金钢制的屏蔽装置。从这个结构可以看出,只要最里面的错金属管没有撞破裂,那么核泄漏就可以控制。除了封装浓缩铀的最内层模块外,放射性
物质还可能留存在堆体其他内部构件上??比如反应堆冷却剂通过管道系统时带走一些放射性产物。正常情况下这些放射性产物会被净化系统去除,但如果艇体破裂伤及反应堆的管道系统,也会造成一定程度的放射性污染。通过
以上分析我们得知,核潜艇在水下发生碰撞是否发生核泄漏,取决于撞击的位置。同时,反应堆的多重屏障也会起到保护的作用,即便像“库尔斯克号”那样,艇艏被炸得面目全非,也可能不发生核泄漏。后来俄罗斯方面的调查发
现,爆炸沉没的“库尔斯克号”核潜艇之所以没造成严重的后果,是由于反应堆舱的值班人员在第一次爆炸后将自己反锁在舱内,关闭了反应堆。
万一核潜艇由于碰撞等事故发生了核泄漏,评估影响后果还需要结合事故深度。如果发生在浅海,那么问题就很尖锐和棘手了。
一方面,浅海如果发生核泄漏,会严重破坏海洋生态环境;另一方面,由于事故深度太浅,需要着手打捞才能解除隐患。而对于那些已经沉没在深海中,成为辐射源的核潜艇残骸,目前只能依靠海洋的稀释作用降低影响。库
尔斯克号之所以备受瞩目,是因为事故发生的深度只有108米,属于在浅水海域,一旦发生核泄漏,那是非常危险的。
我们以挪威海洋研究所对1989年沉没的苏联K-278核潜艇研究为例,其沉没深度为1680米,由于深海环境的稀释作用,而且鲜有鱼类在如此深的环境中生存,因此对挪威海岸的影响相对要小一些。
然而,这艘核潜艇目前仍然是巴伦支海海底一个不断对外辐射的源,加上两枚钚核弹头无法打捞,该艇周围的放射性铯含量要比正常水平高出100万倍。因此,核潜艇在深海沉没,也会对环境造成影响。
据美国国家核安全管理局的数据,美国海军每年消耗2.5吨的高浓缩铀以支持各种舰艇的核反应堆使用,占全球海军高浓缩铀使用量的60%,能够造至少100件不同当量的核武器。
总的来说,虽然核反应堆的技术已渐趋成熟和稳定,但用于作战的核潜艇会面临各种遭遇,一旦发生水下碰撞或者其他事故,破坏了堆体及周围带有放射性物质的管道,就会造成不同程度的放射性污染。
而飞空母舰上需要反应堆......绝对比什么核动力潜艇要劲霸的多的多!
毕竟这玩意要把整个飞空母舰弄飞起来......另外还有全舰所有能源都需要反应堆供给......所以想想看那玩意要真的在华盛顿边上爆开......呵呵。
换成方舟反应堆就没问题了。
绝对安全干净!
要不然,美国那些莫名其妙的组织又来出来闹了......虽然现阶段的美国,他们的声音已经小了很多,但也麻烦。