为何只有美国航母和核潜艇用武器级浓缩铀当燃料?

来源:军武酷之武酷君 2018-11-29 22:45:21

笔者认为,从尼米兹级核动力航母和弗吉尼亚级核潜艇以后批次,美国海军越来越强调用武器级铀235作为舰船反应堆的燃料!追求越来越长的换料周期,提高出动效率。核动力航母和核潜艇换料都需要切割船体,航母一次换料就需要3年;而核潜艇一旦换料,就必须破坏耐压壳,会让核潜艇的安全系数大大降低,因此到了最新的弗吉尼亚级核潜艇,美国人已经达到了核燃料——反应堆壳体——艇体的寿命都是35年,潜艇全寿命期内都不用换料了。

而尼米兹级航母的船体寿命是50年,使用20多年后,仍然必须换一次料,把反应堆和燃料板一起换掉。福特号到2038年也是必须换料的。即使武器级铀制成的燃料板不用换,反应堆本身也很难有超过40年的安全寿命。弗吉尼亚级能做到30多年全不换,已经是相当惊人了。

美国核动力航母和核潜艇堆芯都用武器级铀燃料,像原子弹一样爆炸的危险基本不存在。原子弹的核心是两个近乎纯铀组成的金属半球或者金属环圆环,引爆前还要用高能炸药极度压缩体积,才能超临界爆炸。舰船核反应堆虽然名义上用的是武器级铀,但实际这些高浓度铀金属,已经通过特殊工艺渗透进了锆合金中,制成像饼干一样的一片片燃料板,体积密度已经大大分散,而且反应堆中还有大量的冷却剂和减速金属,出现超临界状态几乎没有可能,更不会出现快中子瞬间集中链式反应,就没有核爆炸的危险。

俄罗斯和其他3个核大国的核潜艇和其他核动力船舶,所用的核燃料的丰度,都没有达到武器级铀燃料的浓度,采用20%到40%的核燃料。

高丰度的铀金属在自然界根本不存在,天然铀矿在自然界的丰度比黄金矿还低,因此工业和军事上用的铀235,等于是通过人力把铀金属的半衰期进行逆转。一直逆转到相当于40亿年以前,这样才得到武器级的铀金属块。这个人工逆转的过程,等于人为的往这些金属里储存能源。生产铀235需要极大的电力,即使强大如美国,在冷战高峰年代,也曾经把全国发电量的六分之一用来提炼浓缩铀,可见武器级铀里面储存了大量的电能。现在用在核动力船舶上,其实是等于把这些电能再缓慢释放出来。

用武器级铀235当舰船燃料,能量密度高,寿命长,但提炼到如此高的浓度,单价那是相当的惊人,美国人用的起,是因为美国现在还有钱。特别是最近这些年,大量美国旧核弹头到了服役寿命被拆解,可以直接取出内部的超高浓缩铀用来生产燃料板。

俄罗斯有更多的核弹头同样拆解了,俄罗斯人为何不直接用呢?很简单,俄罗斯现在缺外汇,他拆出来的核武级铀块,自己不舍得用,掺点同位素,就全部出口到美国用来换绿纸!其他三大国也不用,在于原来生产的弹头数量就比美俄少,即使有少量的拆了,又用来生产新弹头,没有太多剩余的武器级铀可以铺张浪费。不过美国这种用武器级浓缩铀的做法也长久不了,因为成本实在是太高。到2030年以后,美国海军也要恢复到用中度浓缩铀。

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