牋牋原標(biāo)題：俄“永久性”潛艇核反應(yīng)堆 文字游戲還是現(xiàn)實(shí)版“永動(dòng)機(jī)”

牋牋艦堆同壽——核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)壽命與核潛艇或核航母基本一致，且在整個(gè)服役期內(nèi)不需再為核反應(yīng)堆重新裝填核燃料。

牋牋俄羅斯國家原子能集團(tuán)公司近日表示，該公司成功研制出可用于核潛艇的“永久性”核反應(yīng)堆，“在研發(fā)核潛艇用永久核反應(yīng)堆領(lǐng)域超過美國”。目前這種新型核反應(yīng)堆已完成研制和國家試驗(yàn)工作，準(zhǔn)備用于俄生產(chǎn)的第四代核潛艇。

牋牋國防科技大學(xué)國防科技戰(zhàn)略研究智庫王群教授表示，“‘永久性’核反應(yīng)堆其實(shí)是一種夸張的說法。不應(yīng)該有一種核反應(yīng)堆中的核燃料能永久性使用，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，核燃料中維持可控鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所需的核物質(zhì)比重可能過低，產(chǎn)生的核能達(dá)不到要求，影響到核潛艇的正常運(yùn)行，此時(shí)就需更換核燃料�！�

牋牋王群指出，“俄新式核反應(yīng)堆應(yīng)該只是更大程度地延長了換料周期，這符合核潛艇或核航母反應(yīng)堆當(dāng)下所追求的發(fā)展理念——‘艦堆同壽’。也就是說，核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)壽命與核潛艇或核航母基本一致，且在整個(gè)服役期內(nèi)不需再為核反應(yīng)堆重新裝填核燃料�！�

牋牋核燃料更換影響成本與在航率

牋牋“民用核電站一般有多座反應(yīng)堆，可以交替停機(jī)檢修和換料。而且它們換料時(shí)只需部分更換燃料棒，而船艇用核反應(yīng)堆則要將整個(gè)堆芯取出，十分麻煩，耗時(shí)費(fèi)力。比如美國的尼米茲級(jí)航母大約13年換一次料，包括其他部分的維修一起需要35個(gè)月時(shí)間，這期間是不能使用的，所以核動(dòng)力船艇在服役期內(nèi)頻繁換料是難以忍受的�！蓖跞赫f。

牋牋早期核潛艇反應(yīng)堆的核燃料使用周期并不長。就拿美國鱘魚級(jí)攻擊型核潛艇來說，它每8年就需要換料一次，在其整個(gè)服役期內(nèi)，需要更換3—5次核燃料。每次換料對(duì)核潛艇來說不僅程序繁瑣、風(fēng)險(xiǎn)較高、成本昂貴，而且時(shí)間較長，對(duì)潛航在航率影響很大。

牋牋核潛艇更換核燃料基本上是建造時(shí)安裝反應(yīng)堆的反過程。換料時(shí)，核潛艇要駛進(jìn)專門的換料洞庫，固定并浮在水面。由于設(shè)計(jì)緊湊，要切開核潛艇反應(yīng)堆上方船體耐壓殼板、拆除堆艙內(nèi)反應(yīng)堆頂部的有關(guān)部件、拆除反應(yīng)堆頂蓋等，然后使用專門的換料機(jī)構(gòu)一組一組取出燃料元件。整個(gè)過程幾乎要拆掉一半的耐壓艇殼和大部分的反應(yīng)堆部件。更為麻煩的是需等待反應(yīng)堆冷卻，并做好防止核泄漏的各項(xiàng)措施，換料完成后再恢復(fù)反應(yīng)堆。

牋牋美國國家核安全局負(fù)責(zé)人曾表示，核潛艇更換核燃料，首先考慮的是成本。潛艇在服役期間更換核反應(yīng)堆成本十分高昂，其次是潛艇在航率；更換核燃料，潛艇在很長時(shí)間內(nèi)都無法投入使用。由于具備換料大修能力的船廠要優(yōu)先保證航母維修，，因此潛艇換料大修的時(shí)間可能長達(dá)一年或更多。

牋牋目前無法判斷該技術(shù)實(shí)際水平

牋牋王群介紹，“一般來說，美國核潛艇壽命可以達(dá)到25—30年左右，甚至更長，理論上美國較新的核潛艇大都可做到整個(gè)服役期內(nèi)不需重新裝填核燃料，但核動(dòng)力航母目前還不行�！�

牋牋目前，弗吉尼亞級(jí)攻擊型核潛艇是美國首款無需更換核燃料的核動(dòng)力潛艇，其換料周期約為33年，而英國“機(jī)敏”級(jí)核潛艇也接近30年，基本可認(rèn)為服役期內(nèi)不用重裝核燃料。當(dāng)然，俄羅斯亞森級(jí)攻擊核潛艇的燃料周期也能達(dá)到25年，基本實(shí)現(xiàn)了服役期內(nèi)不需更換。不過，對(duì)于彈道導(dǎo)彈核潛艇來說，目前只有法國凱旋級(jí)換料周期可達(dá)25年，而美國俄亥俄級(jí)為15年，俄羅斯北風(fēng)之神級(jí)只有10年左右。

牋牋“如果要延長換料周期，可以在核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、包殼材料、控制技術(shù)以及長壽命堆芯設(shè)計(jì)、高性能燃料組件等方面做出優(yōu)化和改進(jìn)。比如，可以采用高濃縮燃料棒，美國船用反應(yīng)堆的燃料濃度在93%以上，與武器級(jí)的濃度不相上下，確保了幾十年不換料。核潛艇反應(yīng)堆一般選用成熟度很高的壓水堆，可在一定程度上提升反應(yīng)堆的性能，延長核燃料更換周期。”王群說。

牋牋對(duì)于這一科研成果，俄羅斯北方艦隊(duì)前司令維亞切斯拉夫·波波夫海軍上將表示，目前世界上還沒有類似的永久核反應(yīng)堆。

牋牋王群指出，“從字面意思上看，他們應(yīng)該是在某些具體技術(shù)上做出了重要改進(jìn)和創(chuàng)新，大大延長了核燃料的更換周期。但因?yàn)橥嘎兜男畔⒎浅Ｓ邢蓿壳斑�無法判斷在技術(shù)上是否有根本性的變革。不過應(yīng)該看到，過去在核反應(yīng)堆技術(shù)上，俄羅斯與美國，甚至是與英國和法國都還存在差距，但此次經(jīng)過某些技術(shù)改進(jìn)，俄羅斯可能已經(jīng)追趕了上來�！�

牋牋核反應(yīng)堆與艇同壽將提高作戰(zhàn)能力

牋牋波波夫表示，核潛艇重新填裝核燃料在海軍中被稱為“頭號(hào)工作”，現(xiàn)階段核潛艇每次更換核燃料需費(fèi)時(shí)一個(gè)月，“永久性”核反應(yīng)堆的發(fā)明可使核潛艇始終保持戰(zhàn)斗力，對(duì)核潛艇整體作戰(zhàn)實(shí)力的提升具有重要意義。

牋牋“核船艇換料周期一般都盡可能與它們本身的大修周期一致，這樣能節(jié)省時(shí)間和成本。”王群說，“即便這樣，每次換料大修期間，潛艇和航母都不能使用，就算是輪流進(jìn)行，也大大影響了船艇的在航率和出勤率。為此，核潛艇都會(huì)最大限度的延長換料周期，甚至采用全服役周期反應(yīng)堆，實(shí)現(xiàn)一次裝填‘永久使用’�！�

牋牋目前，洛杉磯級(jí)攻擊型核潛艇在其33年的服役期內(nèi)只需更換1—2次核燃料，而最新一代核潛艇弗吉尼亞級(jí)不但反應(yīng)堆設(shè)計(jì)壽命更長，且在整個(gè)服役期內(nèi)都無需換料。

牋牋那么，這種“永久性”核反應(yīng)堆能夠投入使用的話，將在多大程度上提升核潛艇的作戰(zhàn)效率和利用率呢？

牋牋王群指出，“如果可以實(shí)現(xiàn)服役期內(nèi)無需換料，不但能降低風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)約成本，還必將大大提高核潛艇的在航率和出勤率，并減少戰(zhàn)備值班所需的核潛艇數(shù)量�！�

牋牋波波夫也表示，根據(jù)核潛艇型號(hào)和運(yùn)行狀況，核燃料每5—10年重新填裝一次，而重新填裝核燃料需要約一個(gè)月時(shí)間。在此期間，艦隊(duì)作戰(zhàn)潛艇將減少一艘。而使用這種永久核反應(yīng)堆，核潛艇利用率可提高數(shù)倍。

牋牋類似的計(jì)算可以引用美國2015年時(shí)的公開報(bào)道，時(shí)值美國開發(fā)出壽命長達(dá)40年的潛艇用反應(yīng)堆，這應(yīng)該也算是俄羅斯所稱的“永久核反應(yīng)堆”。

牋牋根據(jù)計(jì)劃，下一代戰(zhàn)略核潛艇“俄亥俄替代潛艇”首艇將在2031年開始服役值班。該潛艇服役后，預(yù)計(jì)在40年的整個(gè)服役期內(nèi)都無需更換核燃料。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“開發(fā)與艇同壽的核反應(yīng)堆，可使美國海軍利用12艘戰(zhàn)略核潛艇滿足過去需要14艘戰(zhàn)略核潛艇才能完成的戰(zhàn)略威懾任務(wù)，還可以使?jié)撏Р赊k和全壽期費(fèi)用降低400億美元。”（張強(qiáng)）