若航母改用核动力驱动,一公斤的浓缩铀要多少钱,航母核反应堆需多少公斤铀?

冰川世纪85918566

由于核燃料的丰度不同,提炼成本也不一样,还有技术原因,有的复杂,有的简单,自然价格不一样,因为这东西没有向外卖的,就是有卖的也是偷偷摸也不会透明,参照老美,现在提炼一公斤大约5000多美元吧。

一艘航母需要多少公斤?参照美国“尼米兹”级航母,A4W和A1G两座核反应堆,两堆的核燃料大约重690公斤。

另告,中国小型核反应堆“玲珑一号”已于去年投入工程化运用,其热功率要比“福特”号航母的A1B高,大小完全可以运之未来中国航母。稍大一些的“华龙一号”研制也已结束,即将投入工程化运用。


魂舞大漠

铀矿石倒是有价格,2015年大约在40-50美元一磅,提取的话还要提取功。假设航母用的和核电站一样的3%左右浓度的浓缩铀。那么每千克铀需要6.6千克天然铀,天然铀大约200-300美元一磅,也就是一千克天然铀大约500-750美元。浓缩铀还需要提取功,提取功的价格大约一千克70-100美元。一公斤浓缩铀需要4公斤多的提取功。

这么算下来,大约一公斤3%浓度的浓缩铀=6.6*(500-750)+4*(70-100)=3580-5350美元之间。

一座一百万千瓦的核电站,一年浓缩铀用量,纯数学的算,需要2700千克。也就是说,一艘十万吨级的航母,按照推进功率200MW来算,其实百万千瓦还有结余。纯粹从功率而言是足够了的。也就是一个核动力航母,一年是用不了2700千克3%浓缩铀的。也就是纯算数的燃料消费低于一千四百万美元。

然而现实中,这是不可能的,要是都能这样算,美国人得乐掉大牙,省大钱了。实际上一台航母的年维护费用大约在3-5亿美元。


只有相思



浓缩铀,指经过同位素提炼后,铀235含量超过90%的铀金属,与其相对的是贫化铀,浓缩铀是制造核武器的原材料。

由于国际原子能机构明令禁止有核国家进行核扩散,因而,在国际市场上很难买到核武器的原材料。致使国际市场上对于浓缩铀的价格也没有一个统一的标准。

我们以美国尼米兹号核动力航母为例。尼米兹级航母装两座核反应堆(A4W和A1G),也就是双倍的核燃料。所谓核燃料有三种含义,一是指可以裂变的铀235,二是不能直接与热中子进行链式反应的铀238,三是两者之和的统称。而其中,核燃料的丰度(就是通俗说法浓度)很关键,决定了总的核燃料的总重量,丰度是核反应堆里铀235所占总的核燃料的比重。那么,经过有关资料的报道,尼米兹级航母的丰度一般是40% ,138公斤。那么一座反应堆总的核燃料重量应该是138公斤/40% =345公斤,两座核反应堆的核燃料大概重345x2=690公斤。一炉料能用多少年,是一个不定数,出海多,核燃料用得狠,当然换料周期短,尼米兹号一般正常使用13年左右换第一炉料,出海少可能整个服役期都不用换料。

但有的资料说尼米兹级后期的核反应堆已经开始使用报废的核弹燃料,丰度已经达到90%以上。那样的话,核燃料会装载的更少一些,使用时间会更长,换料周期会更长。


阿尔法军事

舰船核动力包相对于陆地核电站,最大的特点就是总体积大大压缩,核潜艇的反应堆尤其小巧玲珑,但相同体积的能量密度却比陆地核电站大得多,所用的核燃料的丰度也高的多。

一个百万千瓦级的陆地反应堆,核燃料棒总重在一两百吨,核燃料棒铀235的浓度只有3%到10%。尼米兹级或福特级,每台反应堆的热功率在30万千瓦以上,装入的核燃料总量不超过4吨。而俄亥俄级的S8W反应堆,装入的铀235的总重只有140公斤!

俄亥俄级的单台S8G 压水堆装置,采用美海军标准压水堆装置热线图,一台反应堆,两个动力循环分系统,每个分系统中包含一、二回路支回路,共用减速齿轮箱,单轴,推进一部七叶大侧斜螺旋桨。

一回路系统 S8G 自然循环压水堆,热功率250MW,堆芯直径1.6m,高度1.7m,燃料元件约60 盒。采用板状元件,铀锆合金燃料,铀 235 富集度为 40%,包壳材料为锆-4 合金,铀235 燃料初始装载量约为140kg。堆芯功率密度为80MW/m3。反应堆采用铪控制棒,用于控制后备反应性,使堆芯具有长寿命。一回路系统压力为16MPa,冷却剂进入反应堆入口温度280℃,出口320℃,冷却剂流量约 3600t/h,主循环泵功率 169kW。

由上可见,庞大的俄亥俄战略核潜艇,其反应堆核心部分,只是一个不到一人高的“金属罐”而已,其他核潜艇的反应堆也差不多这么大。这类反应堆用的都是“铀锆合金燃料板”,通过特殊工艺让高浓度铀渗透到金属锆合金中去,作为反应堆燃烧材料。而不是民用核电站那种二氧化铀陶瓷块。能量密度成百倍的提高。

至少一公斤浓缩铀要多少钱,我想是无价。

(兵说团队:瀚海狼山)


兵说

浓缩铀是不可能在市场上买卖的,这是国家严格管控的军工产品。只有铀矿石可以交易,差不多80万/吨吧。

中国现在还没有核燃料的航母,也正在建了。之前看过,说美国的核动力航母,第一炉燃料可以航行10多年,如果出海次数不多的话,可以更久。


红黑圣西罗

不要过度高估常规动力改为核动力的技术难度,对于有能力建造核动力航母的国家而言。

将常规航母改为核动力航母并不算多难!直接塞两个核潜艇反应堆也行!大不了速度慢点!

第二问,浓缩铀的价钱?航母上用的浓度也就比核弹里的差点,有价无市!

这个浓度的没有人卖!卡扎菲表示十亿美元买浓缩铀,没人卖!

开始回答第一个问题蒸汽轮机需要的就是蒸汽!

说白了就是烧热水,拿什么烧不是烧啊?换成核动力,无非是换了一个贵很多的锅炉。

想想核动力航母也是在常规动力航母上演变来的。没点继承可能么?

而且甭管是核动力航母还是常规动力航母,他们的动力来源都是蒸汽轮机(女王不是,女王是燃气轮机)

世界第一级航空母舰企业级航母也是在小鹰级航母的基础上改装而来的。


在英法合作建造航母的时候,在法国版伊丽莎白女王级上,法国打算使用两个k15型反应堆。英国依旧使用常规动力。

再比如说俄罗斯的风暴级航母计划,设计环节就是核动力/常规动力

所以说常规动力航母不可能改装成核动力航母是扯淡,但是核动力和常规动力在相同动力舱大小下进行对比,核动力航母的功率不占优势。

所以改装核动力,航母的总功率很可能会下跌。而且油库啊,油管啊,什么的怎么处理?


而且与其把常规动力航母改成核动力的还不如再造一条航母呢

改的价钱都够在买一条了

至于浓缩铀的价格?

高浓缩铀、武器级高浓缩铀根本就没有价,至于原因么,emmm还不如直接交易核弹呢....

给你个眼神自己体会

获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。再来看看铀矿石的价格:铀期货价格目前交投于:27美元/磅。1吨=2204.6磅,200×2204.6×27=11904840美元=1190万美元。也就是说:

1公斤武器级浓缩铀约为1190万美元这还只是原料的价格,离心机什么的还没有算,电力也没有算!而且卡扎菲表示老子十亿美元买上一公斤的武器级的怎么就没人卖?浓缩铀的价格可见一斑!

然后尼米兹级或福特级,装入的核燃料总量不超过4吨。


S8W反应堆(俄亥俄级),装入的铀235的总重只有140公斤!

两者的反应堆不同、所需核燃料铀—235的丰度不同,反应堆和反应堆不一样!核燃料棒的价格天差地别!

核动力航母使用的核燃料根本就没有官方的详细资料——这些都是保密的。

当然了核潜艇的核反应堆并不是不能直接搬到航母上的,但是做好心理准备!八核造价八倍风险!

要么就是两个然后动力很尴尬!连常规动力的都比不上!

所以么还是在常规动力航母设计的基础上进行改造,就行了。

至于常规动力航母强改核动力航母什么的还是算了吧。


寻找丢失的方向盘

核航母,是以核反应堆为动力驱动的航母。核反应堆以高浓缩铀的可控制的裂变反应,释放能量。

若论多少钱,真不好说。有以下几个想法。

第一,从市场角度,供求关系来讲,有普遍需求,没有供应。为什么,核不扩散条约,禁止交易,没有谁明目张胆的供货,甘冒天下大不韪。

第三,航母核反应堆要多少铀?1公斤铀-235释放的能量相当于2700吨标准煤。若航母全寿命周期50年,以设计续航能力100万海里以上,还有电磁弹射,全舰用电等,反过来推理,七八百公斤应该就够了。当然,核反应堆的水平有高低,铀的富集度是不同的。核反应堆的水平越高,所用铀的重量越小。

第四,核不扩散条约,另一方面说明,只有特殊国家之间可以存在交易转移。比如合法拥核的五大常任国,美国就利用俄罗斯报废的核武器再加工,提取核航母所用核燃料。有没有价钱,当然有,但是其基础是大国之间的核战略平衡考量的。


文武之刃

航母改用核动力驱动?题主想必搞错了:常规动力的航母根本就无法改用核动力——从根本上的设计就不同。这题可以改为:核动力航母用的浓缩铀多少钱一公斤?一艘核动力航母需要多少公斤浓缩铀?

先来看看什么是浓缩铀?根据国际原子能机构的定义,丰度为3%的铀235为核电站发电用低浓缩铀,铀235丰度大于80%的铀为高浓缩铀,其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀——可直接造核武器了。



目前,高浓缩铀、武器级高浓缩铀根本就没有价:这是严禁交易的。不过,可以根据耗费原材料的量来推算一下。根据权威资料:获得1公斤武器级铀235需要200吨铀矿石。再来看看铀矿石的价格:2017开年以来,全球铀矿市场大放上涨,铀价飙升近30%。 纽约商品交易所,铀期货价格目前交投于:27美元/磅。1吨=2204.6磅,200×2204.6×27=11904840美元=1190万美元。也就是说:1公斤武器级浓缩铀约为1190万美元,当然这只是按原材料推算的价格,实际上要高于这个价——人工等费用都未计算在内。


尼米兹级或福特级,每台反应堆的热功率在30万千瓦以上,装入的核燃料总量不超过4吨。而俄亥俄级的S8W反应堆,装入的铀235的总重只有140公斤!两者的反应堆不同、所需核燃料铀—235的丰度不同,而核动力航母使用的核燃料根本就没有官方的详细资料——这些都是保密的。并且核潜艇的核反应堆是不能直接搬到航母上的,法国的核动力航母就是照搬核潜艇的核反应堆,到现在都是问题不断,难以解决。



所以核动力航母需要的核燃料根本就无法计算其费用,其需要的核燃料重量倒是可查:低于4吨。有许多消息称:常规动力航母的效费比要比核动力航母的效费比更高,我是不敢苟同。且不说其依据是什么,单就核动力的优势来说,发展核动力航母就是必须做的事。真打起仗来还考虑效费比?效费比,那只是针对出口武器来说的,可增加其卖点——对于经济紧张的国家更有吸引力,至于别的吗?没用。

这场面??


儒道之主

好像还没有常规动力航母改装核动力的先例。可能是非常非常麻烦,或者是改装不了。

那这个问题就这样回答吧。就是一公斤浓缩铀的价值,航母核反应堆用多少公斤。你看行不?

呃,打听了。好像没有人卖。以前卡扎菲曾经出过十亿美元向有核国家购买一千克左右95%铀235,人家没肯卖。。。抱歉,这个回答不了了。请原谅。


就是他,没买成。谁知道,当时要花100亿美元能买成不……

回答第二个问题。呵呵,你这个问题问的有点不科学啊,也没确定是什么型号的航母啊!那我就这么回答了。

这个一般都是各国的机密。实在是说不准。你别生气啊,网上找了个这个资料,不知道准不准。权当个参考吧。


这个是美国的。装备俄亥俄级弹道导弹核潜艇,水上排水量16764吨,水下排水量18750吨。


就用这个潜艇的反应堆做参考吧。就当这个数据是准确的吧。实际上受限于各国舰用,潜用核反应堆的技术水平和研制年代,参考意义并不大。聊胜于无吧。

现找几个现在比较典型的,有点可比性的航母来看看。

法国戴高乐号航母。满载排水量42500吨。舰载飞机40余架。



作为法国的第一艘核动力航母舰,为了节约成本,法国海军没有为其研制新堆型,而是采用了技术成熟的“凯旋”级核潜艇的反应堆-K15一体化自然循环压水堆装置。该反应堆热功率150兆瓦,具有噪音低、安全可靠性高的特点。缺点是航母的最大持续航速只能达到27 节。

在参考一艘美国的航母。乔治.布什号航空母舰。满载排水量102000吨,舰载各式飞机90余架。

动力: 2坐A4W核反应堆、蒸气涡轮引擎4具、4轴推进,功率: 260,000马力(194 MW) 最高速度: 30节以上。

就以上这些了。

欢迎批评


海阔天空47855

首先,放射性物质是按放射性活度和比活度来卖的,不是按重量。买卖这东西只有铀矿石,国际铀矿石的价格约为人民币80万元/吨,但这玩意不是你有钱就能买到的。至于航母反应堆需要的公斤数,就拿美国来说吧,尼米兹级或福特级,每台反应堆的热功率在30万千瓦以上,装入的核燃料总量不超过4吨。


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