核燃料更換影響成本與在航率

　　“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。”王群說。

　　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，對潛航在航率影響很大。

　　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。

　　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。

　　目前無法判斷該技術(shù)實(shí)際水平

　　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。”

　　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。

　　“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。

　　對于這一科研成果，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。

　　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。”