俄高調推出"永久性"核反應堆是怎麼一回事？

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近日，俄羅斯一家公司宣稱研製出核潛艇用「永久性」核反應堆。這種核反應堆在核潛艇的整個服役周期里持續工作，不必更換核燃料。

它將用來裝備俄羅斯的第四代核潛艇，能大幅度減少核潛艇因為更換核燃料所耗費的時間，目前核潛艇更換一次核燃料要花一個月。

眾所周知，核潛艇依靠核動力推進，核反應堆是核潛艇的靈魂，目前按照原理，分為壓水堆、氣冷堆、液態金屬堆、有機反應堆、熱離子堆五種類型。

其中應用最廣泛、設計最成熟的是壓水堆。目前核電站中壓水堆也占很大比例。

其工作原理是核燃料產生熱能，將冷卻劑從液態變為氣態，氣態的冷卻劑進入蒸發器，蒸發器中的水吸熱變成蒸汽，冷卻劑冷凝為液態再次回到反應堆吸熱，而蒸發器中的水蒸汽則推動汽輪發電機發電，做功之後的廢氣在冷凝器中凝結成水，就這樣通過冷卻劑和水的兩個循環，讓潛艇獲得充足的動力。

普通的核電站因為成本的關係，使用的一般是低濃度核燃料，在2%-5%左右，更換周期在12-18個月左右，通常一次更換三分之一，循環進行。

而核潛艇的核燃料丰度較高，大約在20%，通常採用的是鈾合金製作燃料芯，並且使用延壽技術延長堆芯壽命，所以核潛艇的燃料更換間隔時間非常長，在15-30年左右，當然成本也極其昂貴。

因為核燃料具備極高的能量密度，一公斤鈾235全部裂變，釋放的能量等於2500噸標準煤，也就是差不多1700噸汽油，1715噸柴油。

百萬千瓦級的火電站，一年耗煤量在150-180萬噸之間，而同樣量級的核電站，使用的核燃料棒只有一兩百噸，差了至少9000多倍。

但是美國尼米茲航母30萬千瓦級的反應堆，使用的核燃料就銳減到4噸，同樣美國俄亥俄級核潛艇25萬千瓦的核反應堆，加註的鈾235隻有140公斤！

核燃料使用越少，則意味著燃料的純度越高。

而美國最新的弗吉尼亞級核潛艇裝備一台S9G型壓水堆，一次裝料能用30年以上，等於全艦使用壽命，同樣做到了「永久性」使用。

順便說一句，美國是世界上唯一使用武器級鈾做燃料的國家，因為美國的核武庫存儲巨大，過期的核武器拆解成本極高，拿核彈做燃料可謂兩全其美，既消除了隱患，又獲得了充沛動力。

而同屬於核大國的俄羅斯還在使用丰度更低的核燃料，那麼，他們報廢的核彈頭是怎麼處理的呢？

讓大家跌破眼鏡的事實是，俄羅斯這些年拆解的核彈頭，大部分核材料都賣給了美國。

美國有錢，俄羅斯缺錢，世界上第一和第二的核大國之間，也不存在核擴散的危險。美國得到了核燃料，俄羅斯賺到了美元，大家也算合作愉快。

但是近年來美俄關係惡化，達到美俄冷戰後的最低點，這種核原料交易是否還能正常進行就比較耐人尋味了。

如果俄羅斯的報廢核彈找不到下家，自己處理成本又難以承受，那麼開發一款使用武器級鈾的核反應堆就顯得順理成章了，乾脆多用一點時間，直接用完整個服役周期。

或許，這就是俄方高調宣布研製成功「永久性」核反應堆的初衷。

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兵者，國之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也。