核能既然是不可控的，为什么航母可以在港口停靠？

问题描述：核能既然是不可控的，为什么航母可以在港口停靠？

领域专家：核能是可控的。

要不然我们建的核电站为啥不爆炸呢？（当然也有因为事故爆炸的案例是吧。）

现在用在航空母舰、核潜艇以及核电站的核动力装置基本上的原理都是一样的。采用的是可控的核反应堆，并不是在航空母舰的船仓里面不断的引爆小型核弹获得能量。

我们都知道都是核动力航空母舰中会装有核反应堆。在核反应堆内核材料裂变放出热量加热反应堆内的水然后驱动蒸汽轮机提供动力。

但反应堆的内部似乎很多人不知道是什么样子的。看下图例：

这是一个典型的核反应堆，内部结构，反应堆内部有很多装有核燃料的燃料棒。燃料棒中的核燃料被中字击中会产生裂变，放出一到两个中子并分裂成两个比核原料更轻一些的原子。

如果核燃料裂变的时候放出的中子继续击中其他核燃料的原子的话就继续产生裂变。这种裂变在超过核材料临界质量并且不加控制的时候会自动的持续进行下去。也就是人们说的链式反应——核爆炸。

为什么有临界质量？实际上中子要命中原子核才可以打碎原子，但是比起原子来说原子核就像一个体育馆中的乒乓球一样大，在中子运行的路径中必须得有足够多的原子才能恰巧能碰中一个原子核。临界质量就是确保中子在运行过程中必然能碰到一个原子核的计算质量。

但是核反应堆内的核材料被中子击中就会裂变的同位素很少远远达不到临界值因此就并不会引发剧烈的核爆炸而知识缓缓的裂变放出热量。

并且在反应堆内还会插入一些具有中子减速和吸收特性的材料，使一部分中子不能打中核材料被中子减速剂或中子吸收剂吸收掉。这种结构叫做核反应堆的控制棒。当控制棒完全插入核反应堆内，理论上所有裂变所产生的中子就被完全吸收——反应堆就停止工作了（停堆）当控制棒完全抽出的话反应堆就会达到最大的输出功率。

因此控制棒就决定了反应堆都是可控的。

捎带说下福岛核电站事故。

由于海啸的破坏，福岛核电站的反应堆控制棒机构被破坏掉了，因此控制棒无法深入核反应堆内部完成停堆操作。导致反应堆烧干了所有水分温度持续不断的提高而熔化（反应堆熔毁），但整个过程也是一个十分缓慢的没有产生核爆炸的过程。

领域专家：你这个问题有两个原则性的错误，导致了这个问题看起来有点云里雾里。因为核能利用分为两种方式，核聚变和核裂变，而航母也分为常规动力航母和核动力航母，你肯定是忽略这样一个事实，所以你这个问题得这么分析。

（夜幕下的辽宁号航母停靠港口）

裂变和聚变，就跟我们字面理解的一样，一个是分裂，一个是聚合。核裂变的原理就是一些质量比较大的原子核，比如铀(yóu)、钍(tǔ)和钚(bù)，他们吸收中子然后分裂，在这个过程中又释放出中子和巨大的能量，促使其他的原子核又发生裂变，产生能量，持续不断，这一个过程叫核裂变的链式反应。核聚变和这个刚好相反，它是比较轻的原子核聚合成比较重的原子核然后在这个过程中产生能量。

（核裂变原理）

（核聚变原理）

核裂变分为两种，可控和不可控。不可控的就是我们的原子弹，在不加约束的情况下产生失控的链式反应，于是乎巨大的能量在一瞬间释放造成巨大的破坏，这就是原子弹。可控的核裂变就是我们说的原子能反应堆，人类对核裂变加以控制，使链式反应一点点的进行，逐步释放出能量。核能主要有两种用途，一种是用来发电，就是核电站。还有一种就是用作动力，为发动机提供能源，比如核动力航母、潜艇、人造卫星等等。

（核电站原理）

（舰船用反应堆原理）

而核聚变在目前人类的技术之下基本还处于不可控状态，典型代表就是氢弹这类热核武器，目前可行性较大的就是苏联发明的托卡马克装置，利用磁场约束，使核聚变有序进行，但是目前人类目前最多只能维持几秒钟的状态，核聚变之路还遥遥无期。（氢弹爆炸）

既然我们知道了核裂变是可控的，那么以核裂变原子反应堆作为动力的核动力航空母舰自然也是安全的，停靠在港口是没有丝毫问题。从1961年世界上第一艘核动力航母建成之日起，美国已经发展了“企业级”“尼米兹级”“福特级”三代核动力航母。现在世界上只有两个国家拥有核动力航母，一个是美国，美国目前拥有包括十艘“尼米兹级”和一艘“福特级”在内的是一艘核动力航母。另外一个就是法国，法国拥有世界上唯一一艘不属于美国的“戴高乐号”核动力航空母舰。我国的核动力航空母舰目前还在研制之中，003型可能会会成为我国第一种核动力航空母舰。

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（美国最新型福特级航母）

领域专家：航母的强大是不知可否的，作为比较重要的战略装备，实现了在海洋上起飞战斗机的可能。尤其是在核能的开发，并运用在航母上之后，航母的整体性能较之以往更强了，尤其是在续航和动力方面。

但是，核能的危害在目前为止还是不可控的。为什么这样说呢。就看看日本的这些核事件的地域吧，到现在还是无法居住，足以见得，在核能方面，人类还只是处于能使用而不能解决后续影响的阶段。既然是这种情况，那为什么应用核能的航母可以停靠在港口呢，就不怕出事情吗？

这主要是由于运用核能的航母在制造的过程里就把核反应堆部位的设施建设的十分坚固，重重保护。目前，核反应堆通常有四道防泄露措施，核动力舱也受到了最为严密的保护，关于核反应堆的关闭则有人为和自动多种方式，只要其中一项能起作用就行。哪怕是在战争里，航母被击毁，只要不是正中核反应堆的位置，那么就算是航母被击沉了，也不会造成太大的影响。

就是在这些重重的保护下，航母即便是运用了核能，一般情况在基本是不会有任何的影响的。所以，航母可以安然的停靠在港口，哪怕是核能再怎么不可控。而且，在核能最初运用到航母上，一直到现在，还没有出现过一次关于航母核能的事故，所以，在正常的情况下，还是非常的安全的。

领域专家：人类普遍听说并认识核的力量是在1945年。美国人把核的力量装载到炮弹之内，在日本的广岛和长崎投下了两颗这种‘核炮弹’，带给日本巨大的伤亡和威慑，这就是让人类瑟瑟发抖的原子弹！

原子弹能够发挥出如此巨大的威力，完全得益于恐怖核力量。核能量的来源一般来自于核聚变和核裂变，以目前人类掌握的科技来说，人类还无法成熟控制并利用核聚变，但却可以控制一部分核裂变。于是人类将这种可控的核裂变广泛应用于生活和军事上，所以才有了核能发电站，才有了核潜艇，核动力航母等这些威力巨大的武器！ （原子弹爆炸图）

核裂变又分为可控核裂变和不可控核裂变。对原子弹这类具有巨大杀伤力的不稳定战略武器来说，使用的是不可控核裂变。但像核电站所用的核反应堆，这种温和输出能量则利用的是可控核裂变。

（核反应堆图片）

自从蒸汽战舰诞生以来，驱动战舰航行和战斗的都是其他能源转变成的水蒸气。利用水蒸气庞大的气压推动战舰的螺旋，以完成战舰的运行。即使是现代的驱逐舰，护卫舰甚至航母这些先进的战舰仍然使用的是蒸汽动力。而核反应堆就是通过核裂变的方式释放大量的能量并利用这些能量将水转化成水蒸气驱动战舰的运行 ！ （核动力航母图片）

现在世界上的核反应堆技术日渐成熟，一个普通的核反应堆 可为一个航母续航十年。庞大的续航能力大大提高了战舰的行程，航行时间和作战能力。目前世界上只有美国和法国拥有核动力航母，但据报道，我国自主研发的核动力航母马上就要成功了，真是可喜可贺！所以现在的航母之所以可以在港口停靠，是因为航母所用的核技术是可控的，是安全的！

虽然安全，高效，清洁的核能利用，大大减缓了人类对资源的浪费和环境的污染，但我们不能因为它是可控的就忽略他的潜在风险。切尔诺贝利和福岛核电站的悲剧就是例子，这样的灾难决不能重演！（请大家多多指点）

领域专家：核能包括了裂变能、聚变能和衰变能。目前能够实用的是裂变能和衰变能，聚变能还不能实用。

使用核能的关键在于如何“大规模释放核能”，一次核反应所释放出来的能量是非常非常小的，在宏观尺度上可以忽略不计。但如果在每秒钟内发生大量的核反应，例如每秒钟发生一万亿亿次（相当于十的二十次方量级）核反应，就可以释放出大量的核能以供利用了。

对于裂变能，目前是采用“链式裂变反应”来产生大量的裂变核反应的。对于“核裂变”这个过程，人类是无法控制的，但可以控制“链式裂变反应”这个过程，使得大规模释放核能的过程可以被“启动”、被“关闭”，也可以“调整放能速率”——就是调整功率。所以说，核能不是“不可以被控制的”。

衰变能其实也可以被控制，但不是控制“衰变速率”，而是去控制“初始装料”。一旦完成“初始装料”，定下了“初始功率”，衰变能的利用装置（核电池）就一直不停地释放核能，直至其中所装入的放射性同位素“衰变殆尽”为止。中间的过程是无法控制的，因为人类不可能去控制“放射性同位素的自然衰变”。

领域专家：核动力航空母舰，简称核航母，是以核反应堆为动力装置的航空母舰。它是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇。这种水面舰艇的优势是可以在远离本土的地方作战，不用担心燃料补充问题，目前只有美国和法国拥有核动力航母！

1961年，美国制造成功世界上第一艘核动力航母“企业号”，其核燃料可以续航十年，让航母拥有了惊人的机动性和续航能力，从此美国的航母可以到全球任何海域作战。