若核動力航母被擊沉,反應堆會爆炸嗎?

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核動力航母如果被擊沉,反應堆是完全不可能發生爆炸的!許多人常常執拗於核動力反應堆的燃料丰度過低,其實這並不是反應堆不能爆炸的主要原因!雖然民用電站的反應堆所使用的鈾燃料棒丰度只有3%左右,而核武器的鈾235或者鈈239的丰度則要求在90%以上,然而!軍用艦艇因為空間有限,加裝核燃料極其複雜,因此要求一次裝填足夠保證儘可能的長時間不用更換核燃料!


(航母核動力裝置)

目前法國的戴高樂航母使用的是丰度在20%左右的低濃縮鈾燃料,因此平均每七八年就必須進行一次大修式的燃料更換,所以我們也可以看到這艘歐洲唯一核動力航母趴窩的時間遠比出港的時間要多的多!而美國主流的尼米茲級航母則使用丰度40%到60%之間的鈾燃料棒,一次可以使用15年之久!美國最新下水的福特級航母採用新式的A1B壓水反應堆,燃料棒丰度提高到90%以上,直接就是使用的武器級鈾235,有些甚至是直接從過期核彈頭上拆解而來,可以保證一次裝填,全壽命使用!所以航母如果被擊沉,單純說核燃料的丰度,顯然不正確!
(俄羅斯核潛艇換裝武器級鈾燃料)

航母的核動力裝置簡單來說就是使用鈾235材料進行裂變,裂變產生的大量熱能被一回路中的冷卻劑帶至二回路中的水,水燒熱後產生的大量高溫蒸汽通過增壓後被用來衝擊汽輪機轉動軸的葉片之上,從而帶動螺旋槳旋轉。所以核動力裝置的核心就是鈾235的裂變!

艦用核動力裝置中的鈾235之所以發生裂變,是因為其被人為的設計成了一個臨界狀態,在這個狀態之下,中子撞擊鈾235原子核,釋放出的中子繼續撞擊另外的鈾原子核,從而發生持續穩定的能量輸出。那麼如何保證這樣的裂變反應在認為的可控範圍之內?這就是反應堆所用到最多的控制棒,控制棒是由碳化硼等容易吸收中子的材料製造而成,當裂變產生的中子數過多,就將反應堆中間的控制棒插深一點,鏈式反應就會慢下來,需要增加功率,就拔出來一點,中子數增加,裂變反應就加劇,從而實現人為可控的核裂變反應。


(核反應堆控制棒)

艦用反應堆的第一設計準則就是安全!因此航母反應堆通常被安裝在艦體中間裝甲防護最為嚴密的區域,一般是沒有任何導彈或者魚雷能夠一發直接打中艦用核動力裝置的!而在受到攻擊後,反應堆通過人為預或者自動預警,會進入緊急狀態,反應堆中間的控制棒會全數掉落至最中間,中子被全數吸收,反應堆處於完全停堆狀態,這種情況是絕對不可能發生爆炸的!


而即使是受到攻擊後,控制棒沒有掉落,反應堆一二回路導熱裝置損壞,那麼也大概率仍然不會發生爆炸!當年的切爾諾貝利事件中,因為堆芯過熱,控制棒數量過少,而熱量又遲遲無法排解出去,最終導致水蒸汽含量過高,發生了可怕的反應堆蒸汽爆炸,直接掀開了反應堆保護罩。而航母核反應堆即使控制棒失靈,由於已經被擊沉,那麼艦體必然大部甚至全部都淹沒在大海之中,由於海水既可以吸收中子又能夠吸收大量熱能,因此沉入水下的反應堆即使繼續工作,受到海水的影響,功率也會降低,而釋放的熱能則會源源不斷被海水吸收,以水蒸汽形式衝出海面。

那麼如果發生最極端的情況,魚雷或者導彈直接貫穿艦體裝甲,在反應堆中心爆炸,而這一反應堆又剛好使用的是90%以上的武器級鈾,那麼可能會發生核爆炸嗎?仍然不會!核武器之所以發生核爆炸,主要是通過在一個密閉空間內使用經過了精確計算和佈置的常規炸藥爆炸將次臨界狀態的核裝藥擠壓,增加中子密度而達到超臨界狀態,從而發生劇烈的不可控鏈式核裂變,從而發生核爆炸!
(原子彈原理)

如果是魚雷或者導彈在反應堆中爆炸,因為炸藥並不是事先經過嚴密計算和設計的,所以爆炸釋放出的爆炸壓力也是無序雜亂的。又因為反應堆從嚴格意義上屬於一個半敞開的大型裝置,所以這些核裝藥不僅不會被壓縮,反而會被四散炸出反應堆,最後淪為放射性汙染源!如果隨便弄些濃縮鈾,再用炸藥就能引起核爆炸,那核武器的製造豈不是太簡單了?



軍武吐槽君


眾所周知,目前世界上擁有核動力航母的國家只有兩個,一個法國,為戴高樂號航空母艦,另一個就是美國的一眾尼米茲級和一艘福特級航母共計11艘。(如圖)

如問題所問,要想知道反應堆會不會爆炸,就不得不先講一下核反應堆釋放能量的基本原理,依然是核裂變的鏈式反應。

(核裂變的過程)

鈾裂變釋放出中子,中子再撞爆其它鈾核,如此循環往復。不過和原子彈原理不同,航母的核反應堆濃度沒那麼高,微觀裂變的頻率較為緩慢,不會瞬間爆炸而是慢慢釋放熱量。

(燃料棒插入反應堆)

通過調節控制棒插入反應堆的深度,改變吸收熱中子的面積,就能控制核燃料的裂變頻率和規模,從而控制整個反應堆的熱能輸出。

(艦用核反應堆結構示意圖)

之後用這些熱能燒開水,自用產生的蒸汽驅動輪機,這就是沸水反應堆,但如果先為反應堆燒出來的熱水加壓,使其雖在高溫下而不沸騰,然後隔離起來再燒一壺開水,用第二循環產生的蒸汽再次驅動輪機,這就是壓水反應堆。

接下來就是重點啦,敲黑板!!由於壓水反應堆驅動的水與經過核反應堆的水是相互隔絕的,所以汙染洩露概率更低,所以更安全也更高效!

所以得出結論如果核動力航母被擊沉,反應堆被破壞接觸到海水則很大可能會爆炸並對周圍海洋環境產生極大汙染和破壞。

(美國航母編隊被攻擊-1)

當然也不排除一些特殊情況的存在,比如航母雖然受到攻擊但並未直接造成瞬間不可抗拒的殉爆

(美國航母編隊被攻擊-2)

而是由於受到魚雷的攻擊而導致進水,在有反應時間的前提下航母官兵在沉沒前關閉了核反應堆的運行,使其冷卻或停止運轉。

(美國航母編隊被攻擊-2)

從而避免了更大的傷害,具體情況可參考2000年8月12日俄羅斯核潛艇庫爾斯克號沉沒的例子。

另外給大家多科普一點,美國目前所有航母用的都是壓水反應堆,型號為A4W型反應堆。其中編號首字母A為Aircraft Carrier,代表航空母艦專用。

(艦用反應堆命名規則)

最後一個字母W代表生產公司,為西屋電氣公司Westinghouse Electric。

(美國三大反應堆製造商)

中間數字則表示改款核反應堆為生產商的第幾款產品。而美軍最新的福特級航母使用的是A1B型反應堆

(擊敗了西屋電氣公司A5W反應堆的貝蒂斯核子動力實驗室的A1B反應堆)

是新加入美國艦船用反應堆的供應商貝蒂斯核子動力實驗室的產品。

以上就是我對這個問題的所有見解,如考證有誤,不詳實的還請諒解。不知我的答案能否對你有所幫助和啟發。


鋼雨百科


這個問題是不是想問核動力航母被擊沉會不會發生類似原子彈爆炸的“核爆”?答案是不會!當然,核動力裝置如果在控制不當的情況下,確實會發生爆炸,人類歷史上最嚴重的兩次核事故“切爾諾貝利核事故”和“福島核事故”都是由於核反應堆控制不當(人為或者自然原因),但是都不是“核爆”,而是反應堆系統在高溫高壓下的常規爆炸以及事故產生氫氣聚集造成的“氫氣爆炸”!法國“戴高樂號”核動力航母上的2座K-15反應堆及動力系統佈置

美國上世紀60年代的全核艦隊:“企業號”核動力航母、“長灘號”核動力巡洋艦和“班布里奇號”核動力驅逐領艦“福島核事故”中由於“氫氣爆炸”被炸燬的核電廠廠房

目前核動力艦艇採用的還是可控核裂變反應堆,也就是與原子彈原理相同的重核元素裂變釋放能量,因此,對於核動力航母會不會“核爆”的問題,我們先了解一下原子彈的“核爆”過程。原子彈的原料一般為鈾或者鈈,鈾原子受到一箇中子的轟擊後將分裂為2箇中等質量的原子及2箇中子,而新產生的2箇中子又可以繼續轟擊其他鈾原子,以此類推實現鏈式裂變反應並釋放能量,直到鈾原子消耗完。這一過程在極短時間內完成導致大量能量急劇釋放,就是我們看到的原子彈爆炸!核動力艦艇上的反應堆不會發生類似原子彈爆炸那也的“核爆”


核爆炸的核心條件有2個:一是易裂變原子富集度要足夠高、也就是純度要高,二是要有易裂變原子一定的質量,即要達到臨界質量以上。對於核動力航母來說,為了實現長時間不換料(核潛艇甚至整個設計壽命內都不換料),需要在反應堆中裝載足夠量的核燃料,因此,其核反應堆裝載的是高富集度的燃料,據稱富集度可以達到70%-80%,遠高於核電站中採用的富集度3%-5%的燃料。但是,原子彈中採用的鈾235的富集度必須在90%以上,如果是鈈彈的話則需要達到93%以上。因此,即使核動力航母被擊沉,核反應堆損毀的話,也不會發生類似原子彈那也的核爆炸。

美國“福特號”核動力航母上的A1B反應堆,採用高富集度核燃料!

核動力艦艇中的反應堆都具有完善的控制系統設置,一旦遇到外部劇烈衝擊或者關鍵系統、部件損壞,控制系統就會自動動作,使反應堆停堆,一旦裂變反應終止也就不會發生爆炸。但是,即使反應堆沒有停堆,裂變反應持續釋放能量,那麼最終也只導致反應堆一回路系統超溫超壓而發生常規爆炸,反應堆存在炸燬的可能。另外,要想擊沉核動力航母是一件非常困難的事情,而且核動力裝置也安裝在航母防護能力最強的位置,一般手段也無法直接毀傷航母反應堆。即使最壞的的情況,導彈穿透航母直接炸掉反應堆,也不會引起核爆炸。

“尼米茲級”核動力航母核反應堆位於防護最強的核心位置

不過,不管核動力航母被擊毀反應堆是不是發生核爆炸,其都會造成大量的放射性釋放,即使反應堆完整的沉入海底,長時間後也肯定會發生核洩漏。從核動力應用到軍事裝備上以來,已有多艘核潛艇發生事故沉入海底,但是截至目前並沒有發生由於事故潛艇核洩漏對海洋環境造成明顯的影響,這主要是得益於海洋龐大的容量,那些放射性釋放量放到整個水體中不會有明顯的影響(“切爾諾貝利”和“福島”事故與此不同)。

歷史上已有多艘核潛艇發生事故、沉入海底,都沒有發生過核爆炸。

核能是目前人力能夠掌握的最高端的能源形勢,但是,對人類及自然環境的潛在威脅也是最大的。目前全球範圍內運行的核電站約有400座、各類核動力艦艇超過200艘,任何一個出現問題都會引起全球的關注,因此,不論任何時候,對於核能的開發利用不僅要有先進、可靠的技術,也要有嚴謹的態度!美國是核能利用能力最強的國家,其不僅航母全部為核動力,潛艇也全部為核潛艇!


威吶解析


核動力航母擊沉與否與反應堆是否爆炸沒有直接關係,因為海水是無法加快或者減緩核反應進行的,我想提問者正真想問的是如果核動力反應堆在受到嚴重攻擊時會不會發生爆炸。

先來了解下核反應相關的基本原理,目前所說的核反應通常就是指核裂變,即U235或者Pu239的裂變,核裂變過程就是中子轟擊U235或者Pu239原子的過程,轟擊後會將U235或者Pu239變成2個或者多個小的原子,同時放出2-3箇中子,這些中子又會引起的新的裂變反應。

下圖所示:核裂變過程

在以上的核反應過程中,中子是再生的,但是作為核燃料的U235或者Pu239原子數量必然在減少,如果變少到不足以維持核反應進行的時候,則到了換料大修的時候。

目前有能力製造航母反應堆的公司主要還是美國西屋公司、貝蒂斯核子動力實驗室以及通用電氣公司,為了製造出堆艇同壽的反應堆,即反應堆的換料週期為可長達50年以上,航母上空間有限,這樣就不得不提高反應堆核材料的濃縮度,做到堆艇同壽的核動力堆使用的核材料鈾濃縮度達到90%以上,是武器級別的。

下圖所示:核動力航母反應堆

也就是說如果核動力航母反應堆受到嚴重攻擊是有可能發生爆炸的。

為了提高反應堆的安全性,反應堆在設計之初就採取了縱深防禦的策略,這一里年還是美國海軍上將,世界著名的核物理學家,美國核動力海軍的奠基者海曼·里科昂最早提出的,當航母受到攻擊時,艦體巨大的振動必然引起反應堆停堆保護動作,這時控制棒會穩穩的插入堆芯,組織核反應的繼續進行。

下圖所示:海曼·里科昂

因此,除非先發生控制棒嚴重故障或者插棒過程中發生嚴重的卡棒事故,否則不可能發生爆炸。

今天的科普就到這裡了,更多科普歡迎關注本號!


核先生科普


首先,炸沉一艘航母是非常難的事 , 僅以美軍來說,單艘航母可能擁有80架到90架艦載機,以及多艘護航艦,一艘為2艘巡洋艦+4艘驅逐艦,合計擁有約600個垂髮單元,以及幾十枚反艦導彈,幾十枚反潛魚雷,以及水下的核潛艇等。 艦艇核反應堆通常為壓水堆。第一冷卻方便,大海是取之不盡的冷卻源。第二,安全性好,相對於沸水堆,壓水堆不易洩漏。第三,出項故障後停堆方便。 一般航母沉沒都是敵方炸彈或者魚雷爆炸導致航母內部的彈藥庫和油料庫集體大爆炸所致,所以密閉的動力艙在大爆炸中不太可能能抗的住,很可能發生小型核爆。另外,就算動力艙沒有損壞,沉入海底後長期海水侵蝕也會讓動力艙破損,導致放射性物質外洩。所以不管怎樣,都會對海洋生態造成巨大影響。





PLA物競天擇


不會爆炸。

首先反應堆濃度不是武器級的!

燃料級反應堆出事。前蘇聯的、日本🇯🇵的都叫核事故,核洩露。

再一個核電都建在海邊。便於海水冷卻,沉到海底,不會缺少冷卻的海水吧!

倒是核汙染給人類及海洋生物帶來重大影響!

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一代天蕉194719518


核反應堆不是核彈,釉材料的濃縮層度不一樣,並不會直接爆發出核彈爆炸的威力。

航母被擊中後,大規模的海水滲漏進來,能快速起到降溫減壓稀釋的作用,更不會爆炸了。


田野麥穗


核反應堆的核原料濃度遠遠低於武器級的核原料,所以不可能爆炸,只會造成核汙染


心情故事23


其實挺簡單,航母被擊毀,打不中核裝置,航母本身不會核爆炸,但是,後果嚴重的是,核導彈肯定會落到敵國頭上,必然遭受核報復。


坤叔道


爆炸的危害比不爆炸小的多,所以希望他能爆炸,但是很可惜,他並不會爆炸,而是不斷的洩漏……


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