航母上核反应堆的工作原理

目前世界上所有的用于发电或者军事的核反应堆都是核裂变，核聚变仅在试验室中存在模型，核专家们还没有解决它的安全使用这一难题。

更广泛的意义上讲，反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆，但一般情况下仅指裂变堆。

核反应堆的工作原理是这样的：
原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。
还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。

核聚变
核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。
相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。
代表船只
尼米兹级核动力航空母舰（NimitzClassAircraftCarrier）
尼米兹级核动力航空母舰是美国的一种多用途大型航空母舰，是目前世界上最大的战舰，所有这个级别的舰艇都是以核动力推进的。装备4座升降机、4台蒸汽弹射器和4条拦阻索。可以每20秒弹射出一架作战飞机。舰载作战联队中的机型配备根据作战任务性质的不同也有所不同，可搭载不同用途的舰载飞机对敌方飞机、船只、潜艇和陆地目标发动攻击，并保护海上舰队。以它为核心的战斗群通常由4至6艘巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰只构成。
主要特点
与常规动力航母相比，核动力航母显示出诸多优越性：
一、核动力这一巨大的动力资源使航母具有更强的机动性。
核动力航母可以高速驶往世界任何海域。在最高航速上，核动力航母和常规动力航母难分伯仲，但在连续高速航行能力上，核动力航母却独占鳌头。因而在地区性危机和冲突中，核动力航母可以迅速奔赴现场，起到不可替代的威慑和实战的双重效能。
二、核动力使航母节省出大量空间和载重吨位。
一方面可以装载更多的航空燃油，以满足舰载机作战的需要；另一方面大大改善了舰员的居住和工作条件。
三、核动力使航母减少了对基地和后勤支援的依赖。
核动力航母更换一次燃料可以连续航行50万海里，不用海外基地的支援。而常规动力航母执行同样的任务，却需要事先在世界各地建立燃料补给网。
缺点
核反应炉造价及维修费用极高。
美国“尼米兹”号（CVN68）
母港为美国弗吉尼亚州的诺福克军港
舰长：332.9米，舰宽：40.8米，飞行甲板最宽76.8米，吃水：11.3米。
动力装置：核动力，2座压水堆，4台蒸汽轮机，4台应急柴油机，4轴推进功率：194兆瓦（26万马力）航速：30节以上续航力：80万～100万海里。
主要武器装备：3座“海麻雀”防空导弹系统，4座“密集阵”近战武器系统（CVN-68和CVN-69为3座），3座324毫米3联装鱼雷发射系统搭载飞机：固定翼飞机约80架，直升机6架。
人员：舰员3184人，航空人员2800人。

主要是它有两座压水式核反应堆，其主要工作原理和蒸汽涡轮机相似，不同的是前者依靠核子撞击（裂变）产生的能量，来使水变成水蒸气。这样要比一般的蒸汽涡轮机强的多。不仅其燃料需要少，续航能力也比以前强。但是，并不是核动力航母上，就没有蒸汽涡轮机。其实美国的“尼米兹”
除了压水式核反应堆外，还有4台蒸汽涡轮机，作为备用动力。