核动力推进技术

核裂变能提供如此强大的能源，人们首先想到它在军事上的广泛用途。除了美国的“曼哈顿工程”之外，人们利用核动力驱动舰船的研究也一一付诸实现。核动力装置体积小、功率大，舰船的续航能力强，这对运输业也产生了重大的变革，特别对海上运输业的影响是非常深远的。

核潜艇

18世纪下半叶，人们发明潜艇之后，它在海军战史上不断立下各种战功，特别是第二次世界大战期间，潜艇发挥了巨大的威力。为了增强潜艇的作战能力，1946年，美国决定研制第一艘核潜艇。1949年，美国“核潜艇之父”赫曼黎可维领导一个机构，组织了一批有才干的科学家和工程师，工作的速度极快。潜艇技术的关键在于核动力发动机。美国的威斯汀豪斯公司和通用电气公司分担了发动机研制工作。500家工厂承担了两艘核潜艇和4套发动机的制造工作。成功在即的时刻，海军军方将核潜艇命名为“鹦鹉螺号”，并于1954年1月2日在柯罗顿市举行下水仪式。它重达2800吨，花费5500万美元。核潜艇全长90米，其中核发动机占了一半。它的平均航速为20海里/小时，比常规潜艇快一倍。当核潜艇开足马力，以25海里/小时的速度连续航行50天，行程可达3万海里，其间不需要添加燃料。如果从纽约下潜，只需要5天的时间就可达英国的利物浦。它不受气候的影响。“鹦鹉螺号”实现了潜艇核动力技术上的一次突破，开创了潜艇发展史上的新篇章。1957年，美国还为核潜艇安装了导弹。这是潜艇发展史上又一次突破，核潜艇成了一个巨大的核武库。

新潜艇还创造了一个又一个的新纪录。它曾三进三出北冰洋。1958年8月3日23点15分实现了人类首次穿越北冰洋，航程8164海里，历时21天。

20世纪70年代初，前苏联的水下战略核力量与美国相比还是微不足道的，但到80年代也一跃成为最大的核潜艇国家之一。他们的新式核潜艇航速可达40海里/小时，潜水深度达600米。到80年代，美、苏、英、法共拥有300多艘核潜艇，其中美国占150多艘，前苏联占120多艘，其余为英法所有。

在所有的核潜艇中，很有代表性的是美国的“三叉戟”核潜艇。这是美国20世纪60～70年代研制的核潜艇，后来又拨款280多亿美元建造4艘这样的核潜艇。

“三叉戟”核潜艇长约171米、宽约13米、吃水深度达11米，水面排水量为5750吨、水下排水量为1．87万吨。发动机功率为3万马力，采用自然循环压水堆。由于是自然循环，它取消了主要噪声源之一的主泵。这种核潜艇可以连续航行180万千米，可连续在水下呆9年。

核舰船

就核动力舰船来说，核动力巡洋舰研制得较早。1957年，世界上第一艘核动力巡洋舰“长滩”号在美国下水。它的排水量为1．4万吨，航速达35海里/小时。60～70年代，美国又新建了一些新型的核动力巡洋舰。

在军用舰船中，核动力航空母舰是最引人注目的。第二次世界大战期间，在“珍珠港事件”之后，航空母舰逐渐取代了战列舰。美国开始建造核动力航空母舰，例如，“企业”号、“尼米兹”号、“艾森豪威尔”号、“文森”号等。前苏联也建造了7．5万吨级的核动力航空母舰，法国于1980年建成核动力航空母舰。

建造航空母舰的费用非常高。有现代“舰艇之王”称号的“尼米兹”号，它全长332米、宽41米，吃水11米。甲板长77米、面积可达1．8万平方米。可携载90架战斗机。载人员6300人。装载2台压水堆，一次满载燃料可连续航行13年。但它的造价昂贵，达20亿美元，加上舰载飞机则达百亿美元以上。

在民用船中，最早的是原子破冰船。1959年9月12日，前苏联建成世界上第一艘原子破冰船——“列宁”号破冰船。它长134米、宽27米，吃水9米，吨位3.2万吨。有3台核反应堆(压水堆，1966年又更新反应堆，只剩下2台)和3台汽轮机(带动3个螺旋桨)。每台反应堆的最大功率为9万千瓦。航速为20海里/小时，在厚2米的冰面上的航速为3海里/小时。20世纪70年代，“列宁”号破冰船在北极地区连续活动390天，创历史最高纪录。后来，前苏联又建造了“北极”号(1974年)和“西伯利亚”号(1976年)。1977年，“北极号”破冰船首次到达北极点。

20世纪50年代，美国也决定建造核动力船。1958年春动工，同年5月22日，当时的尼克松副总统夫人主持了安装龙骨的仪式。1959年7月2日，由艾森豪威尔总统夫人命名为“萨凡纳”号。这是为纪念1819年“萨凡纳”号小帆船首次用辅助蒸汽动力装置横渡大西洋。1960年底，“萨凡纳”号全部建成。它全长181米、宽23米，吃水9米，载重9300吨、排水量2万吨，航速21海里/小时。

随着核动力技术的不断成熟，还会建造更多的核动力商船，前苏联曾计划建造筹建核动力商船队。从长远的观点来看，可以高速行驶的核动力商船队会很多，特别是它省时、省燃料、节约费用，在未来的海上运输业将会发挥更大的作用。

核火箭

第二次世界大战之后，美国大科学计划的杰作是“阿波罗”登月计划。它耗资达230亿美元。其中“土星五号”火箭颇为引人注目，它高达110米，有35层楼高。整个火箭离地重量达3000吨以上。现在，一些国家正在计划利用载人飞船登上火星，如果还采用普通的化学燃料，火箭的体积将是极其庞大的。所以有人设想利用“宇宙油船”、“宇宙渡船”、“宇宙拖船”，以及庞大的核动力长程火箭等技术的集合。

要研制的新型核动力火箭是利用铀－235或钚－239裂变产生热能把推进剂(如氢)加热到极高的温度，超过4000℃，高温气体以极高的速度喷出。借此来推动飞船航行。

美国从1955年就开始重点执行它的第一个核火箭计划，重点研究带有大功率反应堆的核火箭，并提出4种核发动机，即“过热喷射式核发动机”、“等离子挤压式核发动机”、“气体堆芯核发动机”、“内爆排气式核发动。机”。其中对第一种核发动机研究的时间最长，但推力尚不足以满足星际航行的要求。其他核发动机也有一些技术难题需要克服，也还不能满足星际航行的要求。研究核火箭的意义不止于满足行星际之间的航行，而是更着眼于使人类飞出太阳系，以达到其他恒星系。甚至火箭的速度要达到光速，而达到这样的速度，其研究是还要有二段很长的路要走。