如何看待美方称中国正在制造大型核动力航母?
我国刚开始研发第四代核反应堆——钍基熔盐堆的时候,遇到的一个大问题就是没有适合的材料。
现在世界上最常用、技术最成熟的反应堆,是压水堆。
现今世界上所有航母、核潜艇,用的都是压水堆。
熔盐堆和压水堆最大的区别之一就是:
压水堆的核燃料,是泡在水里的反应的,水外面才是容器,
熔盐堆的核燃料,是直接放在容器里反应的,
没有了水的吸热和阻隔,容器要直接面对核反应的高温和熔盐的腐蚀。
这意味着压水堆上的很多成熟材料,都不能用在熔盐堆上。
那熔盐堆的温度能高到多少?可能会达到1600K甚至更高。
考虑到冷却装置会进行降温,容器材料必须拥有在1200K高温下长期稳定工作的能力。
1200K看起来不算高,因为先进航空发动机的热端部件材料,能在无冷却下容忍1300K的高温,
但是研发者却不能把航空发动机上的材料直接拿过来用,因为它们不耐腐蚀。
空气中毕竟是没有盐离子的,但熔盐堆里到处都是,研发者找了一圈,没有在国内找到合适材料。
于是他们把目光转向国外,熔盐堆在上世纪六十年代,美国就研究过,
当时美国希望把熔盐堆用在核动力飞机上,后来美国觉得这个目标无法实现,于是放弃了熔盐堆。
不过他们却研发出了一款能够耐受高温、熔盐腐蚀的合金,牌号Hastelloy N。
这种合金经过长期实践,被证明是可靠耐用的。
Hastelloy N合金,被美国认定为管制材料,必须有政府许可,才能出口到中国。
有趣的是,美国政府同意了这种合金的出口,
更有趣的是,虽然美国政府同意出口,我们却没有进口,
而是联合国内研究所和工厂,开始自主研制耐高温、耐腐蚀合金。
最终,我国成功研发出了这种合金,牌号GH3535。
从这个小细节就能看出,我国的钍基熔盐堆,很可能从一开始就在为上舰做准备,
像以前引进压水堆技术,都是先引进,再国产化的,
熔盐堆直接一步到位,防止敌人卡脖子。
钍基熔盐堆上舰相比于压水堆上舰,有很多优势,
其中最重要的一点,就是能够小型化,这对于寸土寸金的战舰来说是非常重要的。
核反应堆必须要有燃料、冷却剂和慢化剂,
在压水堆中,它们三者是不在一起的,燃料棒、冷却水都要占用巨大体积,
而在熔盐堆中,它们三者是合在一起的。
压水堆为了防止冷却水沸腾,必须给水加压,加压装置和高压容器占据了体积,
而熔盐堆,系统始终在常压下运行,无需加压装置。
除了小型化之外,熔盐堆还比压水堆安全,
压水堆的冷却剂丧失是极其严重的问题,
而熔盐堆,燃料和冷却剂本身就是混在一起的,冷却剂不会丧失。
堆芯过热是核反应堆最棘手的问题,切尔诺贝利和福岛核电站,都是因为堆芯过热爆炸,
在压水堆中,出现堆芯过热,需要插入控制棒,控制棒材料能够吸收中子,
这样射得核燃料裂变的中子就减少了,反应速度也就降下来了,
可是这样做速度太慢,很可能来不及。
在熔盐堆中,只需要打开预先设计好的冷冻阀,将一部分燃料排出去,就能快速减慢反应速度,
而在压水堆中,你是不可能在运行的时候拿出核燃料的。
除此之外,钍基熔盐堆还有可用燃料广泛、核废料处理难度低等诸多优点。
不过,熔盐堆也存在一些缺点,这些缺点在上个世纪很难解决,也就导致了美国将其放弃。
比如说,对系统设备的密封性要求极高,运行之后系统带有强放射性,只能通过遥控进行维修。
这些问题,在现代我国的技术下,能够比较好的解决,
我国是世界上最大的无人机械生产国,对于通信、控制等相关技术,得心应手。
所以在2023年,我国的钍基熔盐堆已经开始了试运行。
在2024年12月,江南造船厂宣布将建造一艘24000标准箱的集装箱船,使用钍基熔盐堆为动力,
这标志着我国的船用钍基熔盐堆技术已经成熟,可以使用。
既然钍基熔盐堆能够放在集装箱船上,那放在航空母舰上就不是什么难事,
2024年3月,解放军海军上将袁华智在接受媒体采访时明确表示:“中国在建造航母方面没有技术瓶颈”,
这也说明,核动力航母开建已经没有技术障碍,而且很可能使用钍基熔盐堆。
不过考虑到我国小型压水堆领域也有充足进展,且压水堆技术比熔盐堆成熟,也不能排除我国核动力航母吉林舰使用压水堆的可能。