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核动力海军推进系统
核电站运行的最大经验是核海军推进，特别是航空母舰和潜艇。这些积累的经验可能成为拟议的新一代紧凑型核电站设计的基础。核动力潜艇的任务正在根据信号情报收集和特种作战重新定义。核动力舰艇约占美国海军作战舰队的 40%，包括整个海基战略核威慑力量。美国海军的所有作战潜艇和超过一半的航空母舰都是核动力的。这里的主要考虑因素是核动力潜艇不像传统发电厂那样消耗氧气，而且它们在燃料补给之前具有很长的续航能力或任务时间；仅受船上可用的食物和空气净化用品的限制。另一个独特的考虑因素是使用高浓缩铀 (HEU) 来提供紧凑的反应堆系统，该系统具有足够的内置反应性，以克服氙气反应堆的死区时间，从而实现快速重启和加油之间的长燃料燃烧期。第二次世界大战期间，潜艇使用可以在水面运行的柴油发动机，为大量电池充电。这些电池随后可以在潜艇下潜时使用，直到电量耗尽。此时潜艇必须浮出水面为电池充电，并且容易受到飞机和水面舰艇的探测。尽管使用特殊的通气管装置将浅潜水下的潜艇吸入和排出空气，但核反应堆理论上可以为其提供无限的下潜时间。此外，核燃料的高比能或每单位重量的能量消除了跟随水面或水下海军舰艇舰队的脆弱油轮舰队不断加油的需要。另一方面，核反应堆一次加油足以满足长时间的需要。现代海军反应堆的浓缩度高达 93%，铀 235 的浓缩度可达 97.3%，设计为在 20-30 年的使用寿命中每 10 年或更长时间更换一次燃料，而陆基反应堆使用的燃料浓缩度低至铀 235 的 3-5%，每 1-1.5 年需要更换一次燃料。新堆芯的设计使用寿命为在航母上 50 年，在潜艇上 30-40 年，这是弗吉尼亚级潜艇的设计目标。堆芯中加入了可燃毒物，如钆或硼。这允许较高的初始反应性，以补偿裂变产物毒物在反应堆寿命期间的积累