物質中蘊含的核能遠遠高於化學能,核動力航母採用核裂變來產生能量,其續航能力遠遠超過了常規動力航母。
我們知道,火電廠和核電廠本質上都是「燒水」,把水蒸發為過熱蒸汽,過熱蒸汽推動汽輪機就可以做功,核動力航母和常規動力航母也是一樣的,都是利用汽輪機對外輸出動力,只不過兩者的能量來源不一樣。
常規動力航母使用化石燃料作為能量來源,一般使用熱值較高的重油,比如我國的第一艘航母——遼寧艦,採用四臺TB-12汽輪機和8臺鍋爐,滿載排水量6萬噸,最大能攜帶8000噸的重油(自身使用),以18節的航速可以行駛13000公裡,以32節的最高航速可以行駛7100公裡。
相比之下,核動力航母的最大優勢就是續航,其續航能力幾乎可以看作無限,核動力航母一般採用鈾-235作為裂變材料,豐度在30%以上。
理論上,鈾-235裂變的質量虧損率為0.09%,也就是1千克鈾-235發生裂變,釋放能量為8.1*10^13焦耳,這相當於2000噸重油燃燒釋放的能量,那麼10千克40%豐度的鈾-235,就相當於遼寧號8000噸的重油。
全世界第一艘核動力航母是美國的企業號,於1961年正式服役,直到2012年才退役,滿載排水量9.4萬噸,最大航速35節,一次裝填300公斤40%的鈾-235燃料,就能達到70萬公裡的續航,可以繞地球17圈。
而美國現役的尼米茲級航空母艦,滿載排水量10.4萬噸,使用更高豐度的鈾-235燃料,續航能力更是達到了240萬公裡(約130萬海裡),一次裝載核燃料可以使用十多年,是常規動力航母遠遠不能比的。
我國航母事業的起步比較晚,目前還遠遠落後於其他大國,核動力航母目前全世界也只有美國和法國有,不過隨著我國第一艘、第二艘航母的下水,相信不久之後我們也會擁有核動力航空母艦。
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