美军第一艘核动力航母,拆除成大问题,中国005航母,不搞美国那套

前言:台媒中时新闻网报道,美国海军正在评估怎么能合理拆除已经退役的企业号核动力航母,并且有意请民营企业出面帮忙。要知道核动力航母不比常规动力航母,一旦处理不慎很可能造成核污染,这不比日本排放核废水危害小,美国海军难道是自己没能力拆除,还得请人帮忙,究竟是腾不开手还是处理起来太麻烦?不过这也能够理解,毕竟企业号是第一艘核动力航母,所用的技术相对落后,不好处理。而中国的核动力航母,采用了不同的技术,从根源上就没有这个问题。
图片
(台媒中时新闻网报道,美国海军拆除第一艘核动力航母企业号遇到问题)
1、企业号“老将迟暮”,成了“钉子户”
美国海军的企业号核动力航母,舷号CVN-65,于1950年开始设计,1958年开工建造,1960年下水,1961年正式服役,而2012举行退役典礼后,也让它成为了在役最长的航空母舰,一共为美国海军服役了51年。企业号不仅是美国海军唯一采用了8具核反应堆提供动力的军舰,也是唯一一艘建成的企业级航母,该舰满载排水量为93970吨。企业号不仅为美国海军的发展奠定了基础,也开创了美国核动力航母的时代。
但就是这么一位美军“老将”,在它晚年却也遭受了冷落,不仅没给予荣誉“老将”般的待遇,甚至像踢皮球一样,无论是美国海军还是美国民企,都不愿给它“颐养天年”,甚至在2017年拆除了核反应燃料后,便一直在纽波特造船厂的泊位上停着,实属成为了一个“钉子户”。因为要拆除企业号,就会涉及核辐射,处理起来相当麻烦,可能美军也是本着能拖就拖的原则,但眼看造船厂积压的维修任务越来越多,并且核污染的风险也越来越大,不处理不行了,以至于美军现在才开始讨论它的善后问题。
图片
(正在纽波特造船厂的泊位上停着的企业号,面临拆除)
2、企业号不好拆除的原因
众所周知,核动力航母有速度快、电力足、动力强、作战独立、能打持久战等优势,但核动力航母一生也会遇到两个问题一个就是“出生”,因为核动力航母建造难度大,不仅要求掌握航空母舰的设计制造技术,还得同时拥有成熟的核动力技术,而二者结合更是难上加难,并且在建造时需要投入大量的人力、物力、财力。从设计到建造再到服役,需要经过漫长的时间周期,而且安全风险高,在建造核动力航母时一旦出现事故,可能会引发核泄漏,对环境和人类健康构成极大威胁。
而核动力航母的另一大问题就是“死亡”,因为核动力航母的拆除非常困难,并且需要遵循严格的程序和规定,因为含有放射性物质,所以拆除工作必须由专业的队伍进行,确保不会对环境和人类健康造成危害。而具体来看,首先,退役的核动力航母必须被彻底清洁并去除所有可以移动的设备。然后,反应堆部分必须被安全地关闭并拆除。这个过程需要消耗大量的时间和资源,因为任何错误都可能导致严重的后果。最后,在反应堆被拆除后,船体和其他部分可以按照常规的船舶拆解程序进行拆除。然而,这些材料必须经过严格的检查,以确定是否受到了辐射污染。
图片
(压水反应堆,法国戴高乐号核动力航母装了两个,有动力不足的问题)
所以,核动力航母的退役和拆除是一个极其复杂且需要高度专业知识的过程。但是企业号又有点不同,因为采用的是第一代的核动力技术。虽然这项技术在当时标志着重要的突破,但与后来的核动力技术相比,还是有很大的劣势的。而这些缺点就导致企业号相比于其他的核动力航母更难拆除。
首先,第一代核动力系统的设计和制造复杂度较高,不仅意味着维护和修理工作更加困难和昂贵,而且拆起来也相当麻烦费时。
其次,早期的核动力系统可能存在安全性问题,例如冷却系统故障或其他机械故障可能导致严重的辐射泄漏,这就大大增加了拆除时的风险,需要专业的工作人员在专业的设备帮助下进行拆除,并且还可能有泄漏风险。
此外,早期的核动力系统的产生的核废料更多,更加难以处理。
最后,早期的核反应堆设计和材料选用使其服务寿命相对较短,并且技术更新换代难,这也是为什么美国有了第二代尼米兹级核动力航母后,都没有给企业号升级的原因。
图片
(美国尼米兹级核动力航母,也是美国采用第二代核反应堆技术的航母)
3、企业号的状况,美军难辞其咎
虽说企业号难拆是事实,也是客观情况,但是退役已经11年了,还停在纽波特造船厂,也是说不过去,并且就算核动力航母难以拆除,那已经退役的游骑兵号(CV-61)、独立号(CV-62)、小鹰号(CV-63)与星座号(CV-64),这四艘都是常规动力的航母,没有核辐射问题,但是美军还是没有多余的人手去处理,用句很熟悉的话来说,这已经不是能力问题了,而是态度问题。并且美国海军评估,如果要美军自己拆除企业号,并且使用普吉特湾的情况下,估计至少要到2030年以后,才能开始工作,并且这项工作预计会在2040年中期才能完成。这比美国现在造一艘核动力航母都费劲,而这也体现出了美国现在的实体工业陷入了困局。
对此,美军想要让民营企业插手,称其可以用更快、更低的成本完成此项工作,而这次美国海军发布了环境影响评估草案后,将等待30天来收集各界看法,之后就会选出拆除承包商,届时我们就会看到,到底是哪家美国企业如此“幸运”,接手了这个烂摊子。
图片
(美国小鹰号常规动力航母有4条蒸汽弹射)
4、企业号走了弯路
客观来说,美国企业号核动力航母的确集功名于一身,但是受时代所限制,同时它也是美国在核动力航母上的首次探索,并且现在来看,这是一次不小的弯路。具体来看,企业号使用了八个压水型核反应堆来为船只提供动力。稍微解释一下压水型反应堆的构成,它是由具有容器的主炉体、反应堆内设有燃料元件和控制棒的压水堆芯,以及冷却剂循环系统等部分构成。虽然在当时算是比较先进的技术了,但是放在今天,与现在的核动力技术相比,还是稍显落后。
首先,在设计上,早期的核动力系统设计通常更大,更复杂,对燃料的利用率较低。现代的设计更注重效率和可靠性,例如采用小型化、模块化设计,增大了电力和热力输出。
其次,随着现代材料学的进步,现在的核反应堆使用的燃料棒、堆壳材料等都更加耐用,抗辐射性能更强,可以在极端环境下长期运行。
第三,在安全性方面,现代的核动力系统进行了大量改进,包括更先进的紧急冷却系统、被动安全系统和控制系统等,大大降低了事故发生的可能性。
最后,现代的核动力系统使用的核燃料类型更多,比如使用铀和钚作为燃料,这不仅可以提高能源利用率,而且可以减少核废料的产生。
图片
(现在的核反应堆使用的燃料棒、堆壳材料等都更加耐用)
5、中国核动力航母不走美国的路
目前来看,也只有美国有能力独立建造核动力航母,而这些改进也是美国不断摸索出的,但并不是说任何一个国家都要重复走过美国的路,虽说美国摸着石头过河的精神可嘉,但是我国肯定不会走美国踩过的坑。
但是有些朋友就提出疑问了,我国连福建舰都还没有海试,从哪来的核动力航母?但是要知道,航母是项大工程,不是说建完一艘再去设计建造另一艘,我国山东舰2017年下水,但是福建舰保守估计在2016年就开始建造了,设计时间肯定更早,也就是说,按照进度来看,我国的004号航母,甚至005号航母的设计建造工作,肯定也早早就开始进行了。
那究竟是004号航母会用核动力,还是005号航母用,现在看来,很可能是005号,这下有很多朋友就不满意了,等了一艘又一艘,何时才能等到005?不过有一个好消息,根据此前江南造船厂透露出的信息,很可能004和005会同时到来,因为两艘航母是分属不同的造船厂建造的,北面有大连造船厂,南方有江南造船厂,两艘航母可能南北同时开建,而且江南造船厂负责的就是005号航母的建造,并且江南造船厂透露出的蛛丝马迹,很可能005就是核动力。
图片
(江南造船公众号发布的舷号20航母概念图)
6、中国核反应堆技术领先美国
除此之外,中国的核动力技术也不用过于担心,目前来看,美国有三代核动力航母,分别是企业号为代表的第一代,还有尼米兹级的第二代,和最新的“福特级”电磁弹射核动力航母的第三代,而我国很可能不会走美国第一代和第二代的路,将直接和美国第三代“福特级”看齐。
美国福特级的核动力采用了两套新型A1B核反应堆,其电力输出比尼米兹级上使用的A4W反应堆要高出25%,并且福特级航母的反应堆设计寿命比尼米兹级更长。不过我国一定不会对其照搬照抄,而是走出自己的路。
而中国核反应堆有着后发制人的优势,并且其中一项重要突破就是钍核反应堆技术,这种技术将钍作为主要核燃料,具有资源丰富、安全性高、废物产生少等优点,被认为是未来清洁能源的重要选择。美国在这方面一直没有放弃研究,但遇到了很多挑战,以至于进度上一直没有很大的突破。而我国能够取得突破除了我国在钍资源储量方面处于世界领先的地位外,也多亏了中方研究人员的多年攻坚。
图片
(我国用核能新技术建设钍熔盐核电厂)
并且除了核反应堆原料方面有突破,中国在液态金属冷却反应堆技术(LMCR)也有重大突破,液态金属冷却反应堆的工作原理是使用液态金属(如钠、铅或铅铋合金等)作为冷却剂,使得反应堆在更高的温度下运行,从而提高能量转换效率。与传统反应堆(如压水堆或气冷堆)相比,液态金属冷却反应堆具有一系列优点。目前,中国在液态金属冷却反应堆方面的研究已进入实验和建设阶段。中国在研制的液态金属冷却反应堆包括钠冷快中子反应堆(如中国快堆、华龙一号钠冷堆等)和铅冷快中子反应堆(如ADS错构器、CLEAR系列等)。
图片
(钠冷快中子反应堆技术原理图,中国快堆、华龙一号钠冷堆采用这样的新技术)
虽说我国目前的核动力航母还未到来,而亟待解决的问题就是将这些先进的技术,合理地运用到我国下代核动力航母的核反应堆上,幸运的是美国的企业号给各国在核动力航母的研究上提了醒,企业号难以拆除的困境,一方面是初代核动力反应堆的遗留问题,另一方面则是美国工业颓势的体现。而我国的核动力航母自然不会用那种老旧的技术,此外,我国目前制造业正在以不错的势头增长,相信我国的下代核动力航母,自然不会遇到美国企业号的问题。