核动力航母的动力到底有多强大？有多恐怖？

核先生科普  · 中核集团核电工程师 核电问题专家

核动力航母的续航能力与核反应堆直接相关。

目前世界上只有美国和法国有在役的核动力航母。世界上第一艘核动力航母企业号系列目前已退役，美国目前有十艘尼米兹级核动力航母和一艘福特级核动力航母在役，法国有一艘戴高乐号核动力航母。

图释：企业级航母

企业级航母采用西屋公司研发的8座A2W型压水堆，单台功率35000马力，首次换料周期三年半，我国三门核电采用的AP1000型商用压水堆也由此公司设计制造。

尼米兹级航母使用两座A-4W型号反应堆，A4W是A2W的升级版，仍由西屋公司供货，单座功率130000马力，总功率260000马力，连续服役约25年就要经历一次换料大修，换料大修时间长达36个月。

图释：A3W反应堆控制室，和上一代研究用反应堆控制室类似，比商用堆控制室要小很多

2017年服役的福特级航母，美国政府没有采用西屋公司的A5W反应堆，采用了由贝提斯原子能实验室研发的两座A1B核反应堆，推进功率280000马力，换料周期长达50年。

戴高乐号直接将核潜艇使用的反应堆搬上了航母，虽然安装了两座，但仍然有小牛拉大车的感觉，总输出仅76200轴马力，是全世界跑的最慢的航母，换料周期七年半，检修时间将近占了在役时间的一半。

那么决定堆芯的寿期的因素是什么？

决定堆芯寿期的因素有很多，主要因素就是燃料富集度和燃料装载量。

核燃料富集度

燃料棒中有效的裂变成分是U235，但是天然铀矿石中U235的富集度仅仅有0.7%，剩下的全都是U238，富集度就是指核燃料棒中U235与总的铀核子的数量之比，燃料富集度越高，有效成分越多，寿期就越长。

图示:燃料组件目前国内核电站使用的核燃料富集度都不超过5%，一个寿期循环大概12个月到18个月。福特级和尼米兹级航母使用的核燃料浓缩度都达到了90%以上，有效延长了换料周期。

图示:反应堆堆芯

燃料装载着

核燃料装载量越大，寿期当然也会越长，航母虽然空间比核潜艇大了许多，但毕竟空间有限，航母反应堆堆芯每座燃料装载量一般不超过4吨，不到一个卫生间大小，相比于200多吨的大型商运压水堆堆芯已经小了不少。

此外，反应堆运行方式，控制毒物的分布都会影响堆芯寿期。

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