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核推进

核动力船是用核电站建造的船舶内部的核电站Clded电箱舱内。核电站的部件包括高强度钢反应器容器，热交换器（蒸汽发生器）和相关管道，泵和阀门。每个反应器厂含有超过100吨的引线屏蔽，其中一部分通过与放射性物质接触或通过引线中的杂质的中子活化来制造放射性。

核动力船或潜艇的推进厂使用核反应堆来产生热量。热量来自反应器内含有的核燃料的裂变。由于触感过程也产生辐射，因此屏蔽围绕反应器放置，使得机组人员受到保护。

核推进装置采用加压水反应器设计，具有两个基本系统 - 一种主要系统和二级系统。主要系统循环普通水，由反应器，管道环，泵和蒸汽发生器组成。反应器中产生的热量在高压下转移到水中，使其不沸腾。将该水通过蒸汽发生器泵送并回到反应器中以进行再加热。

在蒸汽发生器中，从初级系统中的水的热量被转移到二级系统以产生蒸汽。二次系统与主要系统隔离，使得两个系统中的水不会混合。

在第二系统中，蒸汽从蒸汽发生器中流出，驱动为船提供电力的涡轮发电机，并进入主推进涡轮，主推进涡轮驱动螺旋桨。经过汽轮机后，蒸汽凝结成水，水通过给水泵反馈给蒸汽发生器。因此，主系统和二次系统都是封闭系统，其中的水是循环和更新的。

由于没有迈出需要存在空气或氧气的这种功率，因此这允许船舶在延长的时间段内完全独立于地球的大气层。

与在稳定状态下运营的平民对手不同，海军反应堆对船舶操纵的反复电力变化进行了反复的电力变化。核安全，辐射，震动，安静和经营性能要求除了靠近机组人员的操作外，规定了组件制造和质量保证的异常高标准。海军反应器的内部在长期核心寿命中仍然无法进行检查或更换 - 与典型的商用核反应堆不同，该核反应堆大致每十八个月开放加油。

不同于商用核电站，船用反应堆必须是坚固和弹性足以承受几十年严谨的海上操作，受到了船的俯仰和横摇和快速变化的电力需求，可能在战斗条件。这些条件 - 与反应器厂内的恶劣环境相结合，将组件和材料进行辐照，腐蚀，高温和压力的长期影响 - 需要积极，彻底和视力的技术努力来验证反应堆操作和增强运营设备的可靠性，以及确保海军核推进技术为未来需求提供最佳选择。

随着20世纪70年代的商业核工业的消亡，海军核供应商几乎没有其他工作可以帮助吸收开销并维持一个坚实的商业基础，从中竞争海军核工作。结果减少了竞争和更高的成本。海军核推进厂的要求比平民产品所需的更严格。昂贵的质量控制和工作生产程序，以满足核要求，通常防止这些公司成功竞争，公司竞争不太复杂的民用工作。没有平民对抗强，紧凑，抗冲击的核推进系统的需求，这将使熟练的设计师和生产工人当前。这是航空航天，电子和地面车辆行业的独特差异，其中国防部购买了许多武器系统。

海军反应堆的计划已经证明了世界，核电可以安全地处理，对公共或环境没有不利影响。虽然其他人偶然发现了这项挑战技术，但海军反应堆的节目突出了私营部门以及公共部门 - 寻求愿景，纪律和技术卓越。

美国海军船舶的核推进器厂，同时尺寸和部件布置不同，都是坚固的，紧凑，加压的水反应堆，设计，构造，并操作于严格的标准。这些植物的核组件都容纳在船舶的一部分，称为反应器隔室。反应器隔室全部用于相同的目的，但可能具有不同的形状，这取决于船舶的类型。对于潜艇，反应器隔室是由船舶压力船体的一部分形成的水平的多孔，每根屏蔽舱壁。巡洋舰反应器隔室是屏蔽垂直气缸或船舶结构内深度屏蔽的矩形盒子。

即使在血管被关闭后，核动力船舶的推进厂仍然是辐射源，并且除去核燃料。自燃料设计，建造和测试以确保燃料将包含裂变产品以来，防御除以所有裂变产品。超过99.9％的放射性物质仍然是形成植物组分的结构合金的组成部分。通过在植物操作期间通过金属部件中的铁和合金元素的中子辐射产生放射性。剩余的0.1％是通过反应器冷却剂透过的放射性腐蚀和磨损产品，该磨损产品被反应器核心暴露于中子，然后沉积在管道系统内部。

反应器中的燃料含有密封在金属包层内的铀原子。铀是少数能够在自我维持链反应中产生热量的材料之一。当中子使铀原子裂变时，铀核被分成产生较低原子数Clded裂变产物的原子的部件。形成时，裂变产物最初速度相隔，但它们不会远行，达到几千分之一英寸，然后在燃料包层内停止。裂变过程中产生的大部分热量都来自燃料内的这些裂变产物，并将其动能转化为热量。

在裂变期间创建放射性，因为这些裂变产品中的一些在形成时是高放射性的。核燃料产生的大多数放射性都在裂变产物中。海军核核心抗体反应器芯中的铀燃料采用高度耐腐蚀性和高辐射耐辐射的燃料和夹层。作为Respt，燃料非常强壮，完整性非常高。该燃料是设计，构建和测试，以确保燃油结构将包含并保持放射性裂变产品。海军燃料完全含有燃料裂变产品 - 在正常运行中没有燃料释放裂变产品。

铀的裂变也产生中子，而核电站运行。产生的大部分中子被燃料内的原子吸收并继续链反应。然而，一些中子远离燃料远离燃料，在燃料之外，并被吸收在支撑燃料或在反应器压力容器的壁中的金属结构中。痕量的腐蚀和磨损产物由反应器植物金属表面的反应器冷却剂携带。其中一些成为放射性出生的中子暴露。

反应堆冷却剂携带一些放射性产品通过管道系统，其中一部分放射性被净化系统移除。从反应堆堆芯运输出来的大部分剩余放射性核素沉积在管道系统中。当这些中子被铁等非放射性原子的原子核吸收时，就会产生放射性原子。例如，铁-54总共含有54个粒子。再加上一个中子，就会产生一个含有55个粒子的原子，称为铁-55。这个原子有放射性。后来，它以辐射的形式释放能量，变成一个非放射性的锰55原子。这叫做放射性衰变。

由于在操作期间需要水手住在船上，反应堆舱被设计成将反应堆舱外的辐射水平降低到极低水平。在正常运输条件下，巡洋舰、洛杉矶级和0HI0级潜艇的外部表面辐射水平，预计仅为49CFR173下每小时200毫雷姆的一小部分。

历史

在Hyman Rickover的领导下，海军签订了Westinghouse Electric Corporation来构建，测试和操作原型潜艇反应堆工厂。该第一反应器植物称为潜艇热反应器或STR。1953年3月30日，该行动首次带到了电力，海军核动力推进年龄出生。海军战争历史上最大的革命之一已经开始。

为了测试和操作他的反应堆植物，Rickover将一个蓬勃发展到这一天的组织。Westinghouse的Bettis Atomic Power实验室被分配了操作它设计和建造的反应堆的责任。随着训练有素的运营商的干部，船员越来越多地被海军人员增强。海军上将的Rickover通过执行最严格的技术和程序遵守标准来确保反应堆工厂的安全运行。

在网站和str，两次用于原型的任务迅速出现。首先是对舰队的先进反应堆工厂设计和程序的研发。其次是舰队培训和认证运营商的使命。舰队很快和大量的。STR被重新设计了S1W，USS Nautilus的原型，并在50年代中间遵循A1W，飞机承运人的原型，USS企业。同样在50年代后期，耗费了消费的核心设施。它习惯了这一天，以检查消费的海军反应堆燃料，以帮助改善未来几代海军反应堆。最后，在20世纪60年代中，S5G，潜艇的原型，USS NARWHAL和前身用于推动三叉戟舰队弹道导弹潜艇的反应器厂，并在服务中建造。

随着海军在爱达荷州东部的扩张，海军支援组织慢慢地成熟起来。1954年底，核动力训练组成立。1961年，海军管理处在布莱克福特设立了办事处。在1965年，该单位搬到它现在的位置在爱达荷瀑布，并在接下来的30年里，继续扩大和改善其服务。到1979年，一个独立的人员支援支队已经抵达。1982年成立了牙科分院，1983年又成立了医疗分院。

20世纪50年代初期，在爱达荷州国家工程和环境实验室开始工作，为美国海军开发反应堆原型。建立了一部分Bettis原子能实验室的海军反应堆设施，以支持海军核推进。该设施由Westinghouse Electric Corporation经营，该公司在DOE海军抗反应机办公室的直接监督下。该设施通过进行指定的测试，检查和燃料管理活动来支持海军核推进计划。

该设施包括三个海军核反应堆原型植物，消费核心设施和各种支持建筑。潜艇热反应器原型于1951年构建，并于1989年关闭;大型船舶电抗器原型于1958年构建，并于1994年关闭;潜艇反应堆工厂原型于1965年构建，并于1995年关闭。原型用于培训核海军的水手，并进行研发目的。将在1958年建造的核算，检查和对海军核燃料进行研究，仍然是运作的。

1953年，在防伊埃埃尔在国内座上进行了第一核潜艇的原型反应器（S1W）的初始动力运行。A1W原型设施包括在钢船体的一部分内的双加压水反应器厂组成复制航空母舰企业。该设施于1958年开始运营，首先是拥有两个反应器，为一艘船的螺旋桨轴提供电力。S5G反应器是原型加压水反应器，其在强制或天然循环流动模式下操作。冷却剂流过反应器是由热循环而不是泵引起的。S5G原型工厂安装在实际的潜艇船体部分中，能够模拟海上船的滚动运动。这三种反应堆原型对美国核海军发展的独特贡献使他们可能有资格提名历史名额的国家登记册。

测试反应器区域（TRA）占地面积在inel的西南部的102英亩。该TRA是在20世纪50年代初建立的，随着材料测试反应器的发展。随后在TRA下建造另外两种主要反应器：工程试验反应器和先进的测试反应器。工程试验反应堆自1982年1月以来一直处于非活动状态。材料测试反应堆于1970年关闭，建筑物现在用于办公室，储存和实验测试区域。TRA的主要计划现在是先进的测试反应堆。由于先进的测试反应堆于1967年实现了关键性，因此它几乎完全由能源海军反应堆计划。经过近30年的运营后，这一反应堆仍被认为是首屈一指的测试设施。它预计将仍然是研究，辐射测试和同位素生产到下个世纪的主要设施。

该海军将海军花费燃料​​发货，以满足国家安全要求，以抵御或加油核动力潜艇，地面战舰或海军原型或培训堆，或确保从这些来源检查海军的燃料。在向爱达荷州州长通知的通知后，证明了2035年的海军花费燃料​​的总数证明了该货物的总数。海军将不会发货超过二十四（24）个货物inel于1995年底到1995年底，1996年末期不超过三十六（36）件出货量，每年历年1997年至2000年的每年不超过二十（20）个货物。从2001年至2035年，海军可能每年运行平均不超过二十（20）个货物的inel。2035年海军燃料到Inel的海军燃料的总次数不得超过575.海军燃料到Inel到2035的货物不得超过55公吨的花费燃料。

退役和防御

美国海军核潜艇在其使用寿命结束时，当其军事能力不足以证明继续使用的成本是合理的，或者当该舰不再需要时，就会退役并去燃料。美国海军面临着缩减舰队规模的必要性，这在上世纪80年代冷战结束前是无法想象的。大多数核动力巡洋舰将被退役，一些洛杉矶级潜艇也计划退役。最终，海军还需要退役0HIO级潜艇。

美国海军核动力船在失活期间和转移船员之前被卸油。排燃料过程将核燃料从反应堆压力容器中移除，并因此从反应堆工厂中移除大部分放射性物质。除燃料是一项常规操作，使用造船厂用于执行反应堆维修工作的既定流程完成。

当持续运行的成本不受船舶军事能力或不再需要船舶时，需要一种用于防御反应器隔室的处理方法。后一个核动力船舶不再具有足够的军事值的理由继续维持船舶或不再需要的船，该船可以是：（1）放置在保护存储较长时间，随后永久disposd或recychg;或（2）准备永久性次产或再循环。首选替代方案是华盛顿汉福德能源低水平废弃物墓地整个排水反应堆舱的土地埋葬。

可以将船舶放在浮动保护储存中以进行无限期。核动力船只可以将DSO放置在储存中，没有风险环境。船舶WODD保持在浮动存储中。大约每15年每艘船都必须从水中取出水，以进行船体的检查和重新粉刷，以确保持续的安全水性储存。然而，这种保护储存不能为从这些核动力船舶处理反应器隔室的永久解决方案。因此，这种替代方案不提供永久性处理。

在船舶停止使用之前，在一个名为Defeuming的过程中，从船的反应器压力容器中取出废燃料。这种防御除去了所有燃料和来自船舶的反应器植物的大部分放射性。从退役的船舶中移除的燃料将与从船舶中取出的方式相同，因此加油并返回服务。与Defueled Reactor植物中的低级放射性物质不同，1982年的核废料Poficy Act在深层地质储存库中需要花费燃料。

在处理之前，反应器压力容器，放射性管道系统和电抗器隔室驱动器封装WODD被密封。因此，它们用作放射性原子的容纳结构，并延迟WODD内部的任何放射性原子的时间，以便释放到环境作为金属腐蚀。这是重要的，因为放射性��������;也就是说，随着时间的推移放射性原子变为非酰基活性原子。由于RA和Aactivity随时间衰减，因此延迟的效果是较少的放射性原子将被释放到环境中。超过99.9％的这些原子是金属的一个组成部分，它们在化学上类似于普通铁，镍或其他金属原子。由于缓慢的腐蚀过程，这些放射性原子仅从金属释放。其余的O.1％ - 这是腐蚀和磨损产品 - 通过腐蚀渗透到容纳结构之前衰变。

汉福德工厂是用来处理能源部作业中产生的放射性废物的。洛杉矶级之前的潜艇反应堆隔间被放置在汉福德基地低水平掩埋场，位于200东部地区218-E-12B掩埋场。来自巡洋舰、洛杉矶和俄亥俄级潜艇的反应堆隔间的处理与洛杉矶级潜艇反应堆隔间的处理计划一致。巡洋舰、洛杉矶和俄亥俄级潜艇大约100个反应堆隔间的btid需要的土地面积大约为4公顷(10英亩)，这与洛杉矶级潜艇之前的反应堆隔间的土地面积需求类似。

每个洛杉矶级潜艇反应堆舱室的估计陆地掩埋费用为1020万美元，每个0HIO级潜艇反应堆舱室为1280万美元，每个巡洋舰反应堆舱室为4000万美元。据估计，为每个洛杉矶级潜艇包准备反应堆舱室处置包的造船厂职业暴露总量为13雷姆(大约增加0.005潜在癌症死亡)。每一个0~0级潜艇包裹14雷姆(大约增加0.006潜在癌症死亡)和每一个巡洋舰包裹25雷姆(大约增加0.01潜在癌症死亡)。

源和资源


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http://www.乐动登陆www.tuuruguay.com/man/dod-101/sys/ship/eng/reactor.html.
维护罗伯特谢尔曼
最初由约翰·派克创作
2000年2月29日星期二更新了6:28:32