出品：科普中国
制作：川陀太空
【核动力潜艇|如果核潜艇在水下发生碰撞事故，会不会导致核泄漏？】监制：中国科学院计算机网络信息中心
近日 ， 美国海军一艘海狼级核潜艇二号艇“康涅狄格号”发生了水下碰撞事故 ， 引发了大家对核潜艇的安全措施的担忧——如果核潜艇在水下发生碰撞事故 ， 会不会导致核泄漏？
核动力装置能够获得超强的续航力 ， 例如海狼级使用的S6W型反应堆 ， 20多年才需要更换一次核燃料 ， 因此深受青睐 。
但危险也显而易见 ， 如果发生碰撞、沉没等事故 ， 可对周围环境产生不同程度的影响 。
目前 ， 关于这一事件公开的信息比较有限 ， 碰撞的具体情况我们不得而知 ， 这篇文章主要是分析一下 ， 核潜艇的核动力装置究竟是什么情况 ， 发生碰撞后导致核泄漏的可能性 。
△海狼级二号艇“康涅狄格号”核潜艇（图片来源：维基百科）
使用核动力的船舶舰艇 ， 其实就是一座座海上核反应堆
据不完全统计 ， 目前世界上有160多艘在役的核动力船舶 ， 舰（艇）载核反应堆数量超过200个 。 这些船舶中 ， 大部分是核潜艇 。
根据劳埃德船级社的数据 ， 从1950年代以来 ， 大约有700座核反应堆在海上使用 。 截止2021年 ， 美国海军在役的舰（艇）载核反应堆数量超过100个 。
由于核潜艇长时间在海洋上运行 ， 所到之处经纬度跨度极大 ， 海况也不同 ， 因此 ， 对核反应堆的紧凑性、耐用性、坚固程度等的要求比陆地上的核电站高得多 。
核潜艇上搭载的反应堆通常有以下三个特点：
第一 ， 整体抗冲击能力要比核电站强 。 核潜艇上使用的核燃料、元件和各种模块需要在极端操作下持续工作 ， 因此 ， 抗冲击能力要比陆地上的反应堆强 ， 才能应对包括碰撞、被反潜武器击中等极端情况下的冲击 。
同时 ， 反应堆还需要快速、频繁地改变输出功率 ， 以适应相关战术需要 。
△核裂变链式反应的图解（图片来源：维基百科）
第二 ， 要有高效的屏蔽装置防止人员被辐射危害 。 由于核潜艇上的人员长时间在封闭环境中工作 ， 因此 ， 反应堆要有高效的屏蔽装置 ， 并从设计上防止高放射性裂变产物进入冷却剂 ， 减少艇员在辐射中暴露的时间 。
根据美国海军对核潜艇非动力舱内辐射水平的要求 ， 艇员受到的辐射甚至要比在日常生活环境中更低 。
第三 ， 核潜艇上的反应堆还需要足够紧凑和安静 。 在紧凑性方面 ， 由于潜艇上的空间有限 ， 美军核潜艇主要使用高浓铀燃料的压水反应堆 ， 即便如此 ， 艇载反应堆的输出功率还是要低于陆基核电站 。 以海狼级为例 ， 输出功率为43兆瓦 ， 而陆基核电站可达到上千兆瓦 。
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