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发信人: glees (针叶林), 信区: Green
标  题: 核潜艇的核秘密
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年09月25日09:12:28 星期三), 站内信件

2002年09月24日 14:17  
  

提起核，人们想到的也许是腾空的烈焰、翻卷的蘑菇云；还会想到恐怖和死亡。可是核
潜艇的反应堆为什么却能如此地温驯呢？下面就让我们一起揭示----核潜艇的核秘密 


文 力伟 


核潜艇的核秘密来源于核反应堆。核反应堆是核潜艇的动力之源。正是因为核反应堆的
出现才使潜艇成为真正的"海中蛟龙"。 


潜艇的生命之堆 


核潜艇是以核反应堆作动力源的潜艇。由于核反应堆的功率远远超过常规潜艇，使得核
潜艇的吨位可以很大，航速也可以很高。例如，美国的"洛杉矶"级攻击型核潜艇，反应
堆功率2．6万千瓦，航速32节。核潜艇一次装料虽然数量不多，但可使用数年甚至20余
年，而且不需要氧气。因此，核潜艇的续航时间和距离几乎不受限制，核反应堆发出的
电能源源不断，可以为艇上武器使用和人员生活提供充足的电能。潜艇上无线电发射、
声纳发射和水声通话系统所需的电力主要就是靠核反应堆提供的。 


核潜艇上提供氧气的主要设备是制氧机。如果核反应堆停止运转，制氧机就会由于没有
电力而失去作用。另外，潜艇上使用的淡水也是从海水中提取的，提取时也必须靠核反
应堆提供电力。还有潜艇上的空调、照明等用电，更是一刻也离不开核反应堆提供的电
力。 


所以，如果核反应堆停止运行，核潜艇就不能再前进了，艇内各舱都会变得一片漆黑，
艇员在潜艇中的生活也会十分困难。因此，人们都认为核反应堆是核潜艇的"生命之堆"
。 



取之不竭的核能 


按照核反应方式的不同，可以将核反应堆分为核聚变反应堆和核裂变反应堆两大类。核
聚变反应堆是利用轻核之间发生聚变反应释放能量的核反应堆。核裂变反应堆是利用重
核裂变反应释放能量的反应堆。核裂变反应堆按照不同的核装料和核装料所处的状态可
以分为不同的类型。目前，世界各国核潜艇上的核反应堆主要是压水堆。正在研究的堆
型有气冷堆、快中子堆、熔盐堆等。所谓压水堆，是指以普通水为导热介质，使水处于
高压状态的核反应堆。在当今的地球上，还没有哪一种能源能与核能的密集度相媲美。
正因为如此，核装料并不太多的核反应堆却能以其巨大的能量推动核潜艇前进。 



火热的燃料芯块 

核潜艇的核燃料，一般都是经高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷块，即燃料芯块。其堆芯
周围充满了作为慢化剂和冷却剂的水，而且还有一层反射层，以便传递热量并将堆芯泄
漏出的中子反射给堆芯，以提高核反应的效率。这些材料都装在一个耐高压、高温的压
力壳内，构成了核潜艇的核反应堆舱。 


燃料芯块在发生裂变反应后，产生的热量首先传到芯块表面，然后传到包壳表面。最后
，由包壳表面传给冷却剂---水。 


核潜艇在正常工作情况下，芯块产生的温度比火苗的温度还高。堆芯的热量传给水后，
压力壳入水口处的水温约为293℃，出水口处的水温约为329℃，堆内的压力为150多个大
气压。在这一压力下，水的沸点为345℃，所以，核反应堆内的水是不会沸腾的。这就是
人们将核潜艇的核反应堆称为压水堆的原因所在。 



神奇的控制魔棒 


高温高压水离开核反应堆后，就进入蒸汽发生器，将蒸汽发生器管外的水加热成蒸汽。
所以，整个核反应堆就像一台大锅炉，但这台"锅炉"的"锅"与"炉"分开了，核反应堆相
当于燃料的"炉子"，蒸汽发生器相当于"锅"。"锅"与"炉"之间通过循环泵及管道连在一
起。 


那么，核反应堆是怎样调节其反应速度，以满足核潜艇运动时快时慢要求的呢？ 


根据核反应堆的工作原理，如果改变堆内的中子数和中子密度，就可以改变核反应的剧
烈程度，从而改变核反应堆的功率。核潜艇是用控制棒和化学控制两条途径来控制核反
应堆反应速度的，从而使核潜艇做到快慢自如。 


按照这一原理问题就简单了，若想使核反应堆停堆，只需将控制棒完全插入堆芯中即可
。这样，由于控制棒吸收了大量中子，堆芯就会由于中子数量不足而使裂变反应难以为
继，核反应自然就会减弱或停止运行了。 



严密的防范措施 


由于核反应堆一般不能轻易停堆，所以，核潜艇在静坐海底待敌时，其噪声要比同样条
件下的常规潜艇大得多。当核潜艇失事沉入海底后，由于海水长时间的不断侵蚀，潜艇
的外壳和反应堆舱外壳很可能会慢慢失去对核反应堆的保护作用。那么，核反应堆内的
放射性物质就会外泄，从而污染周围的海区。目前，世界各国由于失事的核潜艇静卧在
大洋深处，随着时间的推移，它们都会不同程度地污染周围的海水，许多海域自然会变
成核垃圾场。当大量核废料一旦失去保护层时，核污染将会十分严重。不过，由于核反
应堆中二氧化铀是固化在陶瓷块内的，这些陶瓷块与水接触时不易起化学反应，所以即
使核燃料棒破裂，二氧化铀也很难扩散到周围。 


同时，为了防止核反应堆发生爆炸，核潜艇的控制棒在紧急情况下能够迅速插入堆芯底
部，使核反应堆停堆，此情景在许多电影"大片"中都有演示。例如，当冷却系统出现问
题后，堆芯的温度就会由于不能迅速冷却而升高，这样，就很可能使核反应堆熔化，甚
至爆炸。为此，核潜艇反应堆舱内设有温控系统，当反应堆冷却剂的温度超过允许值时
，温控系统将信号传给控制棒驱动机构，控制棒便会在几秒钟内迅速插入堆芯底部，使
核反应堆停堆。停堆后的核反应堆逐渐冷却，自然就不会发生爆炸了。（《中国国防报
》2002-09-24第3版） 
 

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  世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵
  一件是我们心中崇高的道德准则
  另一件是我们头顶上灿烂的星空
                             
                             ——伊曼努尔·康德                                   
    

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