深海大洋里的核能引擎

深海大洋里的核能引擎

■贾轩闻  焦伟轩

“亚森-M”级核潜艇。资料图片

在深海与远洋的舞台上，核动力系统堪称现代海军装备最强劲的“动力源泉”。这项将原子能转化为澎湃动力的尖端技术，不仅彻底改写了海战规则，更成为大国战略威慑的物理载体。

核动力系统本质是一套精密的能量转化装置，其核心在于实现“核能—热能—机械能”的三阶转换。以压水堆为例：铀-235核燃料在反应堆中通过受控链式反应释放热能，1克铀完全裂变释放的能量理论上相当于2.9吨标准煤。主循环泵驱动高压水流经堆芯，将水温加热至327℃形成过热水。这些高温流体经蒸汽发生器完成热交换，产生280℃的饱和蒸汽推动汽轮机。

现代核动力系统的汽轮机采用三维气动设计的钛合金叶片，转速可达每分钟6000转，通过行星齿轮减速器将动力输出至七叶大侧斜螺旋桨。核动力装置的热效率可达33%，相比常规舰用蒸汽轮机提升约50%。美国“福特”级航母的A1B反应堆单堆热功率达700兆瓦，可连续运转20年无需换料，其能量密度是柴油动力的约200万倍。俄罗斯“亚森-M”级核潜艇配备的KTP-6反应堆，采用自适应循环设计，可在-50℃至50℃环境中稳定运行。其特制破冰艏柱配合泵喷倒车装置，可在3米厚冰层下实现垂直上浮。艇载“锆石”高超声速导弹的冷发射系统，正是依赖核动力系统提供的瞬时高压蒸汽完成弹射。

新一代核动力系统正沿着模块化与智能化的技术轴线快速演进。法国Nuward小型堆采用一体化紧凑设计，系统体积缩减60%，为战术舰艇核动力化开辟新路径。

在安全防护上，非能动安全系统正在成为主流，重力驱动应急冷却装置、负温度系数堆芯设计、堆芯捕集器等创新，可将堆芯熔毁概率降至千万年一遇。

从深海到远洋，核动力技术推动着海军装备的革命性进化，重塑着现代海战形态。当第四代核动力系统与人工智能、高能武器深度结合时，必将给海上主战舰艇带来更长时的续航、更澎湃的动力以及更具颠覆性的作战能力。