为何我国的民用核技术全球一流，却至今仍未造出核动力航母？

　　6月17日，我国第三艘航母福建舰正式下水，官方媒体报道称它是一艘常规动力航母。然而很多军迷却一直不相信这种说法，甚至怀疑福建舰有可能采用混合动力。理由是，福建舰体型实在太大了，而且还采用耗电巨大的电磁弹射、大量功率很大的先进雷达，常规动力难以满足需求。
　　福建舰下水照片那么常规动力真的无法满足福建舰大量先进装备的能耗需求吗？
　　实际上，电磁弹射器的能耗仅蒸汽弹射器的十分之一左右。美国的研究数据表明，电磁弹射的能量利用率达到60以上，而蒸汽弹射器的能量利用率仅4～6，相差10倍以上！不同之处是，两种弹射器的能量利用形式不一样，蒸汽弹射器直接从锅炉引入蒸汽，而电磁弹射器是利用锅炉产生的高温高压蒸汽推动汽轮机带动发电机发出的电作为能量来源。
　　既然能耗大10倍以上的蒸汽弹射器都能用在采用常规动力的航母（例如美国小鹰级常规动力航母），那电磁弹射器就更不是问题。
　　至于雷达嘛，功率和电磁弹射器根本没法比。虽然福建舰安装了很多高功率雷达，但这些雷达的单个雷达峰值功率也很难超过1兆瓦。以美国的大型先进有源相控阵雷达ANSPY6（V）4为例，其峰值发射功率仅大约1。0875兆瓦。福建舰所有雷达加起来的总平均功率更是难以超过10兆瓦。相比推进功率100兆瓦以上的航母推进器来说根本不在一个数量级。
　　ANSPY6有源相控阵雷达
　　显然，即便是常规动力也能满足福建舰的能耗需求。很多人很不解，明明我国的民用核反应堆技术早已是世界一流，甚至还出口多国，核潜艇也下水服役50多年，为何迟迟不造核动力航母？
　　先说结论：实际上我国也并非造不出航母核动力，而是在憋大招！
　　实际上，能造出先进的民用核反应堆不代表就能造出航母核动力，更何况是造出好用的航母核动力！
　　那么，好用的航母核动力是什么样的呢？
　　总结来说就是，核燃料更换周期、核反应堆维修保养降低时间越长越好；核反应堆功率密度越高越好；核动力系统可靠性越高越好，此外还需要有很好的耐冲击性能。
　　民用核反应堆由于核燃料丰度较低，更换周期较短，一般不超过20个月就要更换核燃料。对于民用核反应堆来说，安全性、经济性才是最重要的指标，至于更换周期，其实没那么重要。对于军用核反应堆来说，核燃料、堆芯更换周期恰恰是最重要的指标之一，早期的潜艇核反应堆燃料更换周期仅有几年，例如美国鲟鱼级攻击型核潜艇的核燃料更换周期仅8年。按照核潜艇25年使用寿命计算，全寿命周期内需要更换3～5次核燃料。核动力航母燃料更换周期是15年。后来，随着技术不断改进提升，核动力航母的核燃料更换周期提升到30年以上，甚至达到50年！例如美国的福特级核动力航母据说核反应堆燃料更换周期达到惊人的50年，航母全寿命周期内都无需更换核燃料！
　　A1B核反应堆
　　为何军用核反应堆和民用核反应堆燃料更换周期差距如此巨大呢？
　　根本原因在于核反应堆的核燃料丰度不一样。
　　核燃料丰度是指真正参与核反应的某种同位素原子数量在核燃料中所有同位素的占比。民用核反应堆使用的核燃料丰度一般不超过20，通常只有2～5。军用核反应堆核燃料丰度却达到20以上，甚至可以达到97！理论上来说，核燃料丰度越高，持续燃烧时间越长。
　　然而，要造出长寿命航母核反应堆一点都不简单！除了技术难度很大之外，测试周期也很长！
　　其中，技术难度主要集中在材料上。
　　航母核反应堆要求高功率密度，高可靠性，高耐久性，对材料要求很高。
　　1、高功率密度就要求核反应堆回路需要承受高强辐射的同时还要承受高温高压。
　　军用核反应堆要求要具有很高的功率密度，这就要求反应堆紧凑。
　　军用核反应堆一般由2个回路组成，其中一回路直接流经辐射最强、温度最高的核反应岛，在吸收热量后会产生高温高压蒸汽，需要承受超过100个大气压和300以上的高温。例如美国福特级核动力航母使用的A1B核反应堆一回路需要承受150个大气压和343高温。
　　有一定物理化学基础知识的网友应该都知道，高温高压蒸汽本身具有很强的腐蚀性。要想保证军用核反应堆一回路不发生锈蚀本身就很难，想要保持几十年不被锈蚀就更难了！
　　强辐射环境下，合金的各种元素成分也会发生改变，这将导致材料的物理化学性质发生改变，例如原来的高强度材料强度大大降低，韧性大大降低等等。
　　因此，想要造出长寿命、耐辐射、耐高温高压的材料并不容易。
　　2、长寿命军用核反应堆测试周期非常长。
　　早期的军用核反应堆对核燃料更换周期要求较短，自然也就不需要像现在这么长的测试周期。
　　燃料更换周期越长、维修间隔时间越长，对核反应堆的可靠性要求就越高，从15年不更换燃料提升到50年不更换燃料，难度可不止增加3。3倍，而是远超3倍！这意味着核反应堆内很多材料都需要重新研制，而且都需要经过更长时间测试，对可靠性要求也更高。举个例子，多数年轻人都能一口气爬5楼，但是多数人都很难一口气爬18楼。
　　即便已经造出各项指标完全达标的航母核反应堆，也不能立即投入使用。因为核反应堆不是普通设备，容不得半点问题，一旦出现核泄漏、高温高压蒸汽泄露，那都是要出大问题的。为了确保万无一失，都必须经过很长时间的陆上测试，中途还不能出现大问题，否则只能推倒重来。美国第一代航母用核反应堆
　　那么我国现在能不能造出航母核反应堆呢？
　　答案是肯定的。
　　玲珑一号核反应堆
　　事实上，我国的玲珑一号核反应堆（ACP100）就是源自军用核反应堆，功率达到385兆瓦。4座玲珑一号的热功率就能超过福特号航母2座A1B核反应堆的热功率。理论上，我国现在就可以为航母装上4座功率至少与玲珑一号相当的军用核反应堆，相比之下，美国第一代核动力航母装了8座核反应堆。既然我国已经具备研制航母核动力的技术能力，那为何我国至今迟迟不造核动力航母呢？
　　具体原因我们还不得而知，但可以看出，我国肯定对航母核动力要求很高，否则我国完全可以效仿法国，直接采用核潜艇的核反应堆，无非就是多装几座弥补功率不足。当然，这么做弊端很多，如果不是没有更好的选择，没必要这么做。为了提高航母动力系统集成度，降低维护成本，核反应堆数量太多肯定是不行的，美国就曾为拥有8座核反应堆的第一代核动力航母的维护繁琐、使用成本高昂而头疼不已，研究发现采用2座核反应堆是最为合理的做法，以防其中一座核反应堆出问题而无法失去动力。
　　因此，从这个角度看，我宁愿我们的核动力航母晚一些出来，以便尽可能提高核反应堆的技术成熟度。
　　好消息是，2018年《科技日报》就曾报道我国即将建造核动力破冰船的消息，采用2座源自军用核反应堆的ACP100S压水堆。
　　中国核动力研究设计院多用途模块化小堆总设计师宋丹戎此前接受媒体采访时曾介绍，ACP100S的安全性与经济性并重。就海上应用这一特点，ACP100S结构紧凑、重量集中、重心低、抗倾斜，摇摆能力和抗冲能力强，反应堆相关的主设备均开展过抗冲击试验。除了核燃料丰度较低之外，其他指标已经与军用船舶核反应堆差不多，被认为是航母核动力的验证平台。由此可见，国产军用船舶核反应堆研制、测试工作已经进入尾声，很快就能装上国产核动力航母！