核反应堆的设计寿命与核潜艇或核航母基本相同,在整个使用寿命期间无需为核反应堆重新装填核燃料。俄罗斯国家原子能公司近日表示,已成功研制出“永久性”核潜艇核反应堆,并“在核潜艇永久性核反应堆的研发上超过美国”。目前,这种新型核反应堆已经在中国进行了开发和试验,并准备用于俄罗斯生产的第四代核潜艇。
国防科技大学国防科技战略研究智库王群教授说:“永久核反应堆其实是一种夸张。核反应堆中不应该有可以永久使用的核燃料,因为随着时间的推移,维持核裂变可控连锁反应所需的核材料在核燃料中的比例可能过低,产生的核能无法满足要求,影响核潜艇的正常运行。这时候就需要更换核燃料了。”王群指出,“俄罗斯新的核反应堆应该只在更大程度上延长换料周期,这符合核潜艇或核航母反应堆所追求的发展理念——‘舰船和反应堆寿命相同’。换句话说,核反应堆的设计寿命与核潜艇或核航母基本相同,在整个服役期内无需为核反应堆重新装填核燃料。”
民用核电站一般有多个反应堆,可以停堆维修和交替换料。而且他们加油的时候只需要部分更换燃料棒,而船用核反应堆需要取出整个堆芯,非常麻烦,费时费力。比如美国的尼米兹级航母,13年加一次油,包括其他部件的维护,需要35个月。在此期间无法使用,因此核动力船舶在服役期间频繁加油是无法忍受的。
早期核潜艇反应堆核燃料的生命周期不长。以美国鲟鱼级攻击核潜艇为例,它每八年需要加油一次,其核燃料在整个服役期间需要更换3~5次。一般来说,美国核潜艇的使用寿命可以达到25~30年左右,甚至更长。理论上,美国大部分较新的核潜艇在整个服役期间都不需要重新装载核燃料,但目前还没有核动力航母。
目前,“弗吉尼亚”级攻击核潜艇是美国第一艘不更换核燃料的核动力潜艇,其加油周期约为33年,而英国“Smart”级核潜艇也接近30年,因此服役期内基本可以认为不需要重新装填核燃料。当然,俄罗斯“亚森”级攻击核潜艇的燃料循环也可以达到25年,基本实现了服役期内不需要更换。但是对于弹道导弹潜艇来说,目前只有法国的“凯旋门”加油周期可以达到25年,而美国的“俄亥俄”加油周期是15年,俄罗斯的“北风之神”加油周期只有10年左右。
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