Laivan propulsiojärjestelmä ydin- tai meri- ydinkäyttövoimaan on eräänlainen voimanlähteenä laivojen , sukellusveneiden ja pinta-alukset, jotka ovat tässä tapauksessa varustettu yhdellä tai useammalla ydinreaktoreita tuottaa lämpöä höyryn kääntää turbiinin tai sähköinen kokoonpano.
Amerikkalainen tekniikka onnistui ensimmäisenä ja jaettiin Ison-Britannian kanssa .
Neuvostoliiton ja Ranskan suorittaa erillisen kehitystä.
Länsi-Saksa ja Japani kehittänyt ainutlaatuisen lasti prototyyppejä minnekään.
Sitten oli Kiinan , sitten äskettäin Intian , vuoro Neuvostoliiton avustamana.
2010-luvulla kahdella muulla maalla, Argentiinalla ja Brasilialla, oli konkreettisia ohjelmia, joihin liittyy epävarmuustekijöitä talousarviossa, ja muut tutkivat niitä, mukaan lukien Italia.
Ydinreaktorien suunnittelu, kehittäminen ja tuotanto merivoimien käyttövoimaa varten aloitettiin 1940-luvulla Yhdysvalloissa amiraali Hyman Rickoverin johdolla . Ensimmäinen koereaktori käynnistettiin vuonna 1953, ja kaksi vuotta myöhemmin vuonna 1955 käynnistettiin ensimmäinen ydinsukellusvene , USS Nautilus (SSN-571) . Suuri osa reaktorin varhaisesta kehitystyöstä tehtiin Yhdysvaltain merivoimien reaktorilaitokseen Idaho National Laboratorio .
Tämä merkitsi sukellusveneiden siirtymistä tähän mennessä olemassa olevista hitaista vedenalaisista aluksista ja sota-aluksista, jotka kykenivät ylläpitämään 20/25 solmun matkanopeutta pysyessään veden alla useita viikkoja.
Sukellusveneen USS Nautilus menestys johti uuden amerikkalaisen sukellusveneiden luokan , Skate- luokan , yhdellä reaktorilla varustetun, ja risteilijän , USS Long Beachin (CGN-9) , joka otettiin käyttöön vuonna 1961, rinnakkaiseen kehitykseen. kaksi C1W reaktoria , joka oli 1 s pinta sota ydin- maailmassa.
Hänen seuraansa liittyi lentotukialus USS Enterprise (CVN-65) , joka varustettiin kahdeksalla reaktorilla vuonna 1960, otettiin käyttöön vuoden 1961 lopussa ja oli edelleen toiminnassa vuoteen 2013 saakka, jonka kanssa hän perusti yksinomaan ydinvoimaloista koostuvan työryhmän 1. sillä Operation Sea Orbit . Kun Yhdysvaltain laivaston alukset luokiteltiin uudelleen vuonna 1975 , ydinkäyttöiset hävittäjät luokiteltiin risteilijöiksi.
Vuonna 1962 Yhdysvaltain laivastolla oli 26 toiminnassa olevaa sukellusvenettä ja 30 rakenteilla. Ydinenergia oli siis mullistanut Yhdysvaltain laivaston.
Vuonna Yhdysvalloissa , kun amerikkalainen Skate- luokan sukellusveneet , reaktorin kehitys jatkui ja uniikkisarjan vakiomalleista rakennettiin Sekä Westinghouse ja General Electric , yksi reaktori kustakin valmistajan sovitettu yhteen kahden reaktorin alus..
Rolls Royce rakensi samanlaisia malleja, minkä jälkeen kuninkaallinen laivasto kehitti edistyneemmän mallin, PWR-2: n ("Painevesireaktori" 2, Painevesireaktori ).
Pienin ydinvoimakäyttöinen vedenalainen, NR-1 , rakennettiin 1960-luvun lopulla.
Uuden sukupolven 2000-luvulta lähtien A1B-reaktoria on kehitetty lentoliikenteen harjoittajille, jotka aloittavat toimintansa vuodesta 2015 lähtien. Sen ydinreaktorien ytimien elinikä on yhtä suuri kuin aluksen, mikä estää niiden vaihtamisen uransa aikana.
Neuvostoliitto Sosialististen järjestetään maailman hallitsevuus lukumäärälle ydinkäyttöisten rakennettuja aluksia, eli noin 250 sukellusveneitä, viisi pinta sotalaivoja, mukaan lukien useita ohjus risteilijöitä ja kahdeksan jäänmurtajia tai noin 900 reaktoria.
Neuvostoliiton Jäänmurtaja Lenin teetti vuonna 1957 oli sekä ensimmäinen ydinkäyttöinen siviili aluksen ja ensimmäinen ydinkäyttöinen pinta alus. Ydinkäyttöisen lentotukialuksen, Uljanovskin , rakentaminen aloitettiin vuonnaMarraskuu 1988hylättiin Neuvostoliiton hajotessa .
Stalin aloitti vuonna 1952 Neuvostoliiton laivaston ydinvoimakäyttöinen sukellusvenehanke johti Naton ydinhyökkäys sukellusveneen K 3, projekti 627, luokan marraskuu käyttöönottoon, joka purjehti ensimmäisen kerran ydinvoimalalla vuonna 1958 ja se otettiin käyttöön vuonna 1959. Sitä seurasi SNLE K-19 , 658-hanke, Naton hotelliluokka , joka otettiin käyttöön vuonna 1961 ja oli kuuluisa lukuisista onnettomuuksistaan.
Suurimmat koskaan rakennetut ydinsukellusveneet ovat Venäjän 25000 tonnia Typhoon-luokkaa , joka otettiin käyttöön vuodesta 1981.
Koska rikastamatonta uraania ei ollut, Ranska käynnisti vuonna 1955 ensimmäisen luonnonuraania ja raskasta vettä käyttävän ydinsukellusveneiden hankkeen Q 244. Sen oli luovuttava siitä vuonna 1958 ylitsepääsemättömien teknisten ongelmien takia. Tällaista tekniikkaa ei ole koskaan voitu kehittää. maailmassa tänään (2020). Vuonna 1959 Ranska otti oppia tästä epäonnistumisesta ja perusti ohjelman, jonka tarkoituksena oli valvoa ydinkäyttöisten sukellusveneiden koko suunnittelua ja rakentamista, joka otti Coelacanthin nimen vuonna 1962.
Noin 1960, Yhdysvallat toimitti Ranskalle ensimmäisen rikastetun uraanin latauksen sillä ehdolla, että se oli varattu tutkimukseen, prototyypille - CEA: n laiturien Cadarachessa rakentama Prototype à terre (PAT) , josta on sittemmin tullutmaaliskuu 2017TechnicAtome . Azur- kasa , PAT: n kriittinen malli (pienennetyssä mallissa), eroaa9. huhtikuuta 1962. PAT toimi Cadarachen uima-altaassa vuodesta 1964. Vuonna 1971 käynnistettiin Le Redoutable , ensimmäinen ranskalainen SNLE .
Vuonna 1974 prototyyppi nimeltä "CAP" " Advanced boiler room prototype " otti PAT: n ja mahdollisti validoida uuden konseptin pienemmistä ydinreaktoreista - malli K48 -, jotka on tarkoitettu Rubis-luokan ydinaseiden sukellusveneisiin . Se lopetettiin vuonna 1987. Sen seuraaja vuosina 1989–2015 on uuden sukupolven reaktori (”RNG”). Vuonna 2018 maapohjainen testireaktori (RES) puolestaan aloitti palvelun laivalla toimivien reaktorisektorien kehittämiseksi.
Vuonna 1983 käyttöön otettu SNA Rubis ja muut samaan luokkaan kuuluvat maailman pienimmät ydinaseiden sukellusveneet.
Lentotukialuksen Charles de Gaullen konehuoneesta huolehtiminen vie 55 atomiatomivirkamiehiä ja Le Triomphant -luokan SSBN-koneiden huoltoon noin kaksikymmentä .
Ydinvoimaloissa käytetään yhtä tai useampaa ydinreaktoria. Tuotettu lämpö siirretään lämmönsiirtonesteeseen, jota käytetään vesihöyryn tuottamiseen:
Merivoimien ydinreaktorit ovat pääasiassa painevesireaktorityyppiä ja eroavat kaupallisista sähköntuottajista siinä, että:
Paineistetun veden lisäksi USA: ssa (natriumlinja) ja Venäjällä (Neuvostoliitto) (lyijy-vismuttilinja) on historiallisesti toteutettu ainakin kaksi muuta reaktorilinjaa ja hylätty. Niiden tarjoamat edut suorituskyvyn (tehotiheys ja energia) suhteen eivät ole suurempia kuin painevesijärjestelmän toiminnan yksinkertaisuus.
Sydämen pitkä käyttöikä saavutetaan suhteellisen korkealla uraanirikastuksella ja sisällyttämällä sydämeen kulutettava myrkky, joka vähitellen vähenee, kun fissiotuotteet ja vähemmistö aktinidit liukenevat, mikä johtaa alentuneeseen polttoainetehokkuuteen. Nämä kaksi vaikutusta kompensoivat toisiaan. Yksi teknisistä vaikeuksista on sellaisen polttoaineen luominen, joka sietää erittäin suuren määrän säteilyvaurioita. Tiedetään, että käytön aikana ydinpolttoaineen ominaisuudet muuttuvat. On erittäin mahdollista, että polttoaine repeytyy ja että ydinfissiosta muodostuu kaasukuplia .
Raskaan reaktorisäiliön pitkäaikainen eheys säilytetään asentamalla sisäinen neutronisuojus (toisin kuin Neuvostoliiton siviilipainereaktorien varhaisissa malleissa, joissa haurastuminen johtuu neutronipommituksesta raskaassa reaktorisäiliössä. Hyvin kapea reaktori).
Reaktoriteho saavuttaa jopa 550 MW suurimmissa sukellusveneissä ja pinta-aluksissa. Ranskalaisilla Rubis- luokan sukellusveneillä on 48 MW: n reaktori, joka vaatii tankkausta 7 vuoden välein.
Venäjän , Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian laivastot käyttävät höyryturbiinikäyttöä , kun taas Ranskan ja Kiinan laivastot käyttävät turbineja sähkön tuottamiseen käyttövoimaa varten. Suurin osa venäläisistä sukellusveneistä ja suurin osa amerikkalaisista lentotukialuksista USS Enterprise -luokan (CVN-65) jälkeen toimii kahdella reaktorilla (vaikka Enterprise on kahdeksalla). Amerikkalaisia, brittiläisiä, ranskalaisia ja kiinalaisia sukellusveneitä ajaa vain yksi.
Ydinkäyttöisten sukellusveneiden purkamisesta on tullut tärkeä tehtävä Yhdysvaltojen ja Venäjän laivastoille. Kun polttoaine on poistettu, amerikkalainen käytäntö on katkaista aluksen reaktoriosasto ja haudata se matalasti matalan radioaktiivisen jätteen joukkoon. Venäjällä kokonaiset alukset tai sinetöidyt reaktoriosastot pysyvät tyypillisesti kelluvassa varastossa, vaikka kaukana pohjoisessa sijaitsevassa Saida-lahdessa on nyt perustettu maalla sijaitseva laitos 150 reaktoriosaston pitkäaikaiseen varastointiin.heinäkuu 2006.
Tämä energia tuo:
Ydinvoimaloiden strategiset ja taktiset edut ylittävät luetellut edut: se ylittää rakennuksen kyvyt. Testien aikana on Nautilus ja sitten Seawolf , The US Navy oli hämmästynyt taktinen suorituskykyä ensimmäiset kaksi prototyyppiä ydinaseilla sukellusveneitä :
"Ensimmäiset testit, vuonna Tammikuu 1955, ylittävät optimistisimmat ennusteet. Nautilus helposti välty ryhmä sukellusveneiden vastaisen lentotukialus, joka seuraa sitä alas ja torpedot jotka laukaistaan sitä. Operatiivisissa arvioinneissa päädytään siihen, että ydinhyökkäyssukellusvene voi tuhota kahdeksan pinta-alusta, mukaan lukien lentotukialus, ennen kuin se neutraloidaan. Vuosina 1955–1957 Nautilus kärsi yli viisituhannesta hyökkäyksestä, ja se tuhoutui vain kolme kertaa. Sen selviytymismahdollisuus on sata kertaa suurempi kuin tavanomaisen aluksen. […] Nämä merkittävät tulokset oikeuttavat perinteisten sukellusveneiden rakentamisen välittömän luopumisen huolimatta ydinsukellusveneen kolminkertaisista kustannuksista. […]
Seawolf on kuitenkin kohtaamaan Nautilus testeissä tarkoitus arvioida suorituskykyä ydinsukellusvene toista ydinsukellusvene. Ne näyttävät avuttomilta toisiaan vastaan. Suurella nopeudella ne voidaan havaita kaukaa, mutta riittämätön torpedojen kantama estää tartunnan. Pienillä nopeuksilla ne voidaan havaita lähietäisyydeltä, mutta ne voivat poistua, ennen kuin torpedon laukaisusuunta on pystynyt laskemaan ampumisratkaisun. Itse torpedoinnin vaara ei ole nolla, jos sukellusvene nousee vauhdilla jahtaamaan sen vasta-ainetta. "
- J.-M. Mathey ja A.Sheldon-Duplaix, sukellusveneiden historia; alkuperästä nykypäivään
Maailmassa on rakennettu noin 400 ydinkäyttöistä alusta, ylivoimaisesti sotilaalliset, erityisesti sukellusveneet , mutta myös lentotukialukset ja risteilijät sekä muutama siviililaiva, pääasiassa jäänmurtajia .
Of lasti Nuclear havaittiin myös 1960 ja 1970, mutta niiden käyttö ei ole osoittautunut kannattavaksi ja nämä kokeet on lopetettu. Se on :
Ydinvoimaloiden investointi- ja käyttökustannukset (korkeasti koulutettujen miehistöjen koulutus, palkkakustannukset ja vakuutuskustannukset) tekevät siitä todella houkuttelevan sotilaskäyttöön ja erityisesti sukellusveneille sekä jäänmurtajille, joille ydinenergia on hyvä vastaus tärkeään tehovaatimukset yhdistettynä tankkauksen vaikeuksiin keskellä jäätä.
On myös otettava huomioon ydinvoimaloiden käyttöön liittyvät erityiset vaikeudet satamiin pääsemiseen, joiden alukset rinnastetaan vaarallisia aineita kuljettaviin aluksiin (Otto Hahnin kieltäytyminen pääsystä tiettyihin satamiin kielsi häntä "varmistamasta tavaroiden kuljetusta". kannattavimmilla linjoilla) sekä tiettyjen julkisten mielipiteiden vihamielisyys, kuten se, joka Japanissa vaikeutti Mutsua .
Ainoa ydinkäyttöinen siviili aluksia tällä hetkellä palvelu maailmassa ovat venäläinen ydinkäyttöinen jäänmurtajien hoitaa Murmanskin Shipping Company on Jäämeren varsinkin Koillisväylä .
Suoraan merivoimien reaktoreiden tekniikasta johdetut proomureaktorit olivat useiden alustavien hankkeiden kohteena 1960-luvulla sekä Yhdysvalloissa (Westinghouse) että muissa maissa, mukaan lukien Ranska.
Ensimmäinen kelluva laitos oli MH-1A (vuonna) 10 MW, joka rakennettiin vuonna 1961 Yhdysvaltain armeijalle ja joka palveli Panaman kanavan alueella vuosina 1968-1975.
Venäjä on kuitenkin raivaamassa tietä. Venäjän kelluva ydinvoimala Akademik Lomonosov on hyvin edistynyt sen itäisen alueen yhteydessä sähköverkkoon.joulukuu 2019. Mallissa on kaksi 35 MW: n sähköyksikköä, jotka perustuvat KLT-40-reaktoreihin, joita käytetään joissakin jäänmurtajissa (tankkaus neljän vuoden välein). Joitakin venäläisiä aluksia käytettiin sähkön toimittamiseen kotitalous- ja teollisuuskäyttöön Suur-idän ja Siperian kaupungeissa .
Kiina ilmoitti vuonna tammikuu 2016, tällaisten rakenteiden rakentaminen vuonna 2020.