以鐵換血!美蘇液態金屬反應堆核潛艇競賽

Mondo 軍事 更新 2024-01-31

俄羅斯決定在其第五代核潛艇“赫斯基”號上使用液態金屬冷卻劑反應堆,這引起了海軍專家的擔憂,即為什麼這種先進的反應堆是喜憂參半的原來,關於這種反應堆,美蘇兩個超級大國之前已經嘗試過了,也曾有過慘痛的教訓。 在核潛艇中,有一種核潛艇是專門為獵殺其他核潛艇而生的,這種水下殺手,其航行速度超過一般核潛艇,具有優異的靜音效能,那就是液態金屬反應堆核潛艇,在這個領域,美蘇兩個超級大國已經展開了激烈的競爭。

早在核潛艇研製初期,美國和蘇聯就分別展示了三種不同型別的核反應堆結構,即壓水堆、液態金屬冷卻堆和氦冷堆。 簡單來說,這種反應堆採用液態金屬鈉或鈉鉀合金作為冷卻劑,取代傳統的水冷方式作為潛艇核反應堆的主要熱能傳遞材料,使核反應堆能夠以更高的輸出功率執行,為潛艇提供更強大的動能。

此外,液態金屬冷卻反應堆還有乙個天然的優勢,即具有自然迴圈的能力,反應器上取消了水幫浦等裝置,大大降低了潛艇反應堆執行的噪音,使潛艇高速高效。 美國和蘇聯都研製了液態金屬反應堆核潛艇,這些核潛艇都以獵殺其他核潛艇為目標,顯示出它們相對於壓水堆核潛艇的巨大技術優勢。

早在2024年初,美國通用動力公司就在西公尺爾頓建造了一座液態金屬冷卻反應堆陸地模擬反應堆,代號為SIR-A,通用動力公司有乙個非常明顯的意圖,要將其安裝在模擬核潛艇模組中進行研究和測試。 美國海軍發現通用動力公司的方法具有很強的應用前景,並於 1953 年撥款 2向通用動力公司(General Dynamics)投資25億美元,該公司希望它能繼續開發這樣的核反應堆。

2024年,美國海軍已經建造了第一艘核潛艇“鸚鵡螺”號,並高瞻遠矚地訂購了第一艘液態金屬冷卻反應堆核潛艇,將其命名為“海狼”號,代號為SSN-575。 美國的意思很明確,就是要像綿羊一樣在海浬獵殺其他核潛艇。 美國人雄心勃勃,所以建造速度很快,僅僅兩年後,核潛艇就下水了,2024年,它開始執行,使用代號為S2G的反應堆和液態金屬鈉冷卻劑。

“海狼”號的水下航速為30節,與“鸚鵡螺”號核潛艇等當時航速只有20多節的常規動力潛艇相比,“海狼”號的靈敏度簡直無與倫比,而且它配備了搜尋能力更強的聲納,給美國人帶來了希望。 然而,這時,帶有液態金屬反應堆的核潛艇的陰霾也開始出現,即嚴重故障,悲劇開始了。

與壓水反應堆相比,液態金屬冷卻反應堆可以提供有效的傳熱,但其冷卻劑液態金屬鈉在流經反應堆時會產生嚴重的核輻射。 相比之下,壓水堆使用水作為冷卻劑,也可以作為輻射隔離的慢化劑。 在液態金屬冷卻反應堆的實際執行中發現,一旦水意外流入反應器,就會與鈉發生劇烈反應,但由於反應器採用水作為蒸汽發生材料,整個反應器中任何一點的洩漏都會導致水與鈉直接接觸, 而核反應堆將成為隨時可能使用的定時炸彈。

此外,美國研究人員還發現,海狼的反應堆一旦啟動,就無法停止,因為一旦液態金屬反應器停止使用,整個反應堆就會凝固,永遠無法重新啟動,因此整個反應堆必須始終保持在高溫下,以確保液態金屬鈉始終處於熔化狀態, 而且反應堆即使停泊在海岸上也必須啟動,這給和平時期反應堆的維護和保養造成了困難,被擊中簡直是地獄般的地獄。

在“海狼”號首次試航之前,液態金屬鈉冷卻劑發生洩漏,放射性核輻射在核潛艇上的多個艙室中不受控制地擴散,就這樣,“海狼”號的S2G反應堆一直執行到2024年12月,在此期間,由於事故頻發,他從未參加過任何作戰行動和戰備值班。 就這樣,美國人對液態金屬反應堆的嘗試以失敗告終。

早在美國研製SSN-575“海狼”核潛艇時,2024年10月,蘇聯就已經開展了自己的液態金屬冷卻反應堆的研製。 在研發過程中,蘇聯吸取了美國的教訓,不再使用金屬鈉作為冷卻劑,而是改用鉛鉍合金作為冷卻劑。

蘇聯的液態金屬反應堆核潛艇專案代號為645,從2024年開始設計整艘船,2024年開始在北德文斯克402造船廠開始建造,2024年下水時,美國海狼號已經廢棄,蘇聯人信心滿滿,認為自己將成為世界上第乙個完全掌握相關技術的國家, 蘇聯給這艘核潛艇編號為K-27,但蘇聯人有個好主意,但結果比美國更悲慘。

當然,645核潛艇與傳統核潛艇相比還是有巨大優勢的,它裝備了兩座專門研製的VT-1液態鉛鉍合金冷卻核反應堆,總輸出功率超過35000馬力,足以推動航母前進,而蘇聯早先研製的627 627A N級核潛艇上的VM-A壓水反應堆輸出功率提高了10倍43%,而且像美國的S2G反應堆,實現了自然迴圈,潛艇的水下速度高達32節,靜音效能也很好,但是蘇聯人也發現了美國人遇到的問題,那就是反應堆內部溫度必須長期保持在125°C以上, 否則反應器也會凝固,非常不利於使用和維護。

2024年,K27核潛艇進入大西洋南部海域執行秘密任務,但核潛艇上的VT1反應堆突然發生故障,反應堆內部溫度執行不暢,發生了嚴重的液態金屬冷卻劑凝固事故。 如果反應堆凝固不再執行,也不怕,而是待反應堆的冷卻劑凝固後,反應堆執行故障突然自動消除,恢復執行。

而這僅僅是個開始。 2024年,經過休整和維修,蘇聯海軍決定恢復K27的執行,使其重新進入戰鬥序列,這一次蘇聯決定使用K-27核潛艇跟蹤美國航空母艦,但當年8月26日,K27核潛艇在完成跟蹤任務後突然爆發, 而反應堆中的過熱水蒸氣洩漏到核潛艇中,又造成了一定的**。這還不是災難的高潮。 蘇聯隨後暫停使用K-27一段時間,但雙方不甘心,於是2024年5月,蘇聯海軍再次派出K-27核潛艇前往巴倫支海進行航海訓練,但災難再次發生,5月24日,K-27核潛艇的反應堆突然失控, 事故造成核潛艇艙內的核輻射劑量超過載人能力,9名船員冒著生命危險進入反應堆艙進行維修,不久因嚴重放射性汙染而死亡。

蘇聯人非常失望,他們決定放棄核潛艇,但K1上的VT27反應堆因為堆芯反應而無法終止,所以蘇聯人只能偷偷地將其拖到新地島附近的水域,將其沉入33公尺的深度,然後放棄它,然後直到上世紀90年代, 該區域的輻射劑量大大超過正常值,反應堆一直執行到80年代末。 這就是液態金屬冷卻劑反應堆核潛艇的發展過程,即使他如此可怕,但美國和俄羅斯仍在努力發展它,俄羅斯最新規劃的第五代核潛艇赫斯基基本下定決心使用液態金屬冷卻劑核反應堆,可見未來圍繞這已經不是什麼新鮮事了, 但強大、可怕的核反應堆競爭,依然不會停止。這就是軍事科技的恐怖,軍事科技的魅力也在這裡。

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