和商业电站反应堆技术原理一样,但实际使用中,堆芯参数会有很大差别。这个差别最大不同,在于堆芯的铀235浓度不同。
普通商业核电站,堆芯铀235纯度只有3%到6%,燃料需要一年一换。
但美国航母使用的堆芯,是直接是从退役核弹头中,拆解出来的武器级铀,铀235的浓度超过95%,可以连续工作三十年,功率也更强大。
刘院士告诉叶青,华夏如果制造核动力航母,堆芯的铀235浓度,最多在60%到80%。因为越往上提纯铀235浓度,需要花费的资金成本也就越高。
美国在冷战期间制造了海量的核弹头,这些核弹头退役后,海军干脆直接收回用作军舰的核动力燃料堆芯。华夏没有这个历史积累,自然也就无法模仿财大气粗的美国。刘院士还告诉叶青,美国在冷战后,封存的武器级铀约有数千吨;足够那些军舰用上一千多年。
用武器级铀充当堆芯,是一种非常奢侈,也非常先进的技术。
好在武器级铀的堆芯理论并不复杂,它只难在工业制造能力上。
最后一个问题,中午叶青与刘院士在招待所吃饭时,闲聊问道为何美国航母反应堆搭配的都是普通蒸汽轮机机组,而不是超临界,甚至超超临界。
后者哈哈大笑,说这跟堆芯制造技术有关。
哪怕强大到世界第一的美国,也没有把握制造出合格的堆芯材料。
刘院士举例道,军舰反应堆堆芯中的一个燃料芯块,只有一厘米长一厘米宽,但它可以释放的能量,相当于数百吨煤炭。无数的燃料芯块,装载在燃料棒中。进行裂变时,燃料棒内部温度通常保持在700到800度。但燃料棒直接与一回路冷却水接触,将冷却水加热到三百度。特殊合金制成的燃料棒,会长期在一个内外温度不同的水下环境工作。
内外温度不同,又要长期接受高温影响,金属的材料性能将接受巨大考验,稍有不慎,就会发生燃料棒断裂破损的情况。当
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