航母使用核動力,一次裝多少鈾235?馬上帶你「漲姿勢」

2020-12-05 中國小康網

核動力航母時代的到來,讓航母的航程和遠程打擊優勢進一步凸顯。目前來說,海軍第一強國美國擁有規模最龐大、戰力最強的核動力航母編隊。其中,美制航母的核燃料主體就是鈾235。暫且不說市場供求關係問題,目前純度97的武器級濃縮鈾,其價值已經超過了50萬美元/公斤。按照設計標準,現役全球數量最多的"尼米茲"級核動力航母所使用的是40%高純度核燃料,其價格一般也達到了20萬元/公斤。一般來說,核動力航母一次注滿核燃料的數量為4噸,其總價值就高達8億美元(加上中後期維護保養,核燃料的費用支出一般在10億美元。

首先來說,在鈾-235被人類熟悉之後,其用途最廣泛的領域就是在軍事方面。不過,在天然礦石中,包括鈾-235在內,鈾共有3種共生的同位素,而被用作核武領域的鈾-235含量卻是最低,只佔到了0.7%。因此,人類在挖掘到所謂的鈾礦之後,必須通過極為複雜的工業化處理,將另外兩種規模龐大的鈾同位素分離,持續不斷地加大鈾-235的濃度(就是大家最熟悉的鈾濃縮),才能最終獲得想要的標準化鈾-235。按照國際原子能機構的劃分,目前用在民用核電站領域的屬於低濃縮鈾,其中的鈾-235濃度僅有3%,而只有濃度係數超過80%的鈾-235才能被稱為高濃縮鈾。當然,高濃縮鈾也並不能都用作製作武器級材料,只有達到90%的鈾-235才能製造核武器。相應的,核動力航母的燃料對於鈾-235的濃度需求其實並不高,一般達到40%的濃度即可。但是,由於鈾-235的濃縮作業非常複雜,產出比例非常低,這也導致低濃度鈾材料價值一直居高不下。

以"尼米茲"級航母來說,要想驅動這樣一款滿載排水量超10萬噸的海上龐然大物,其裝備的A4W型反應堆馬力非常驚人。在航母出港之前,美國海軍都要為其填裝核燃料,一般需要至少4噸高純度核燃料,其中鈾-235的濃度一般達到了40%。僅僅是這些核燃料的價值,成本造價就需要8億美元。不得不說,航母除了造價高昂之外,日常出行、維護保養都耗資不菲。當然,和常規動力航母相比,核動力航母的優勢就是在於燃料的持續性效果。在一般強度的服役期,"尼米茲"級航母滿載一次核燃料可以保證50萬海裡的續航時間,基本能滿足超過25年的使用需求。

值得一提的是,作為美國海軍的第三代核動力航母,已經服役兩艘的"福特"級航母擁有多項前沿黑科技。其中,在小型艦用核動力技術的創新應用上,"福特"級相比於"尼米茲"級更是樹立了新標杆。據了解,該級航母裝有兩臺貝蒂斯核子動力實驗室研製的A1B反應堆,總輸出功率高達驚人的50萬馬力,其中用於航母驅動力的部分馬力就達到了30萬。即便擁有如此驚人的動力性能,但按照50年的服役壽命標準,"福特"級在完成初次燃料裝滿作業後,整個服役期都不需要進行燃料更換補給。可以說,單此一項,就為美國海軍省下了一大筆錢。

當然,即便是對於略顯落後的"尼米茲"而言,美國海軍為航母制定的20年左右一次返廠大修,其實很大程度上就考慮到了核燃料的消耗情況。"尼米茲"級航母在服役25年後,核燃料基本消耗殆盡。一般來說,這款航母每年的維護保養費用為2億美元,基本還在美國海軍的心理承受範圍之內。和一般中小型艦艇相比,航母的服役期普遍在30年以上,很多都能達到50年左右。而在航母整個服役期內,更換燃料的工作一般僅需要一次就可以。和常規動力航母堪稱"吞油獸"的消耗相比,核動力航母的確算得上"省錢標兵"了。

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