核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

中国连造原子弹和核潜艇的铀都不缺，哪里会因为一艘核动力航母的核燃料消耗就闹出“铀资源能够自给自足吗”这种问题呢？

很抱歉太令人失望了，世界铀矿主要集中在哈萨克斯坦、美国、加拿大、澳大利亚等国，此外还有乌克兰、俄罗斯、南非、纳米比亚、巴西等国。

中国的铀矿资源很一般，探明储量处于世界10名以后，且矿床规模都不大，开采价值小成本高，还喜欢与磷矿、铁矿、稀有金属、硫等伴生，再加上国家制定的核电2020年翻4番的计划，我们确实在铀矿的使用上有点紧张。

不过，且不说军用与民用核电站有区别，中国能供得起核潜艇，难道就供不起核动力航母的燃料消耗吗？

要知道武器级铀的生产和出口连现在的日本都在做，这方面根本不是什么贸易禁区，铀矿目前只是核电站常用的原材料罢了，世界早已不是谈铀色变的冷战年代。

中国自己虽然贫铀，却并不妨碍中国的投资生产。例如中广核集团在纳米比亚的铀矿项目，占据了高达29.3万吨的铀矿储备，居世界第三。2013年开始，产值年年增长，光2017年就生产了超过1000万磅八氧化三铀，完全达产后它将成为全球第二大铀矿,产出的核燃料能够20台百万千瓦的核电机组40年的运转。

这种产能，只要匀一匀，足够我们撑到核聚变技术被彻底攻破，开启氚氘元素能源的时代。那时候铀矿只能是被淘汰的高污染产业，但在此之前，我国航母的核动力建设不可能因为铀矿的缺乏问题停摆，那么多原子弹都造了，缺航母这点开胃菜？

俄罗斯也是中国的铀矿合作国家，俄罗斯国家原子能公司在外贝加尔边疆区的铀矿项目上与中国核工业集团签订了条约，通过融资的方式共同开发“6号矿场”。沙特据说也有开放大型铀矿给中国企业开发的意愿。

我们国家的探矿和开采技术也一直没有落下，铀矿这东西与石油的经历有些相像，先是找不到，一找就找个没完。以前深了抽不出，现在连页岩里的都算宝贝。17年中核集团二四三大队在松辽盆地发现了总长度超过10公里的厚矿体大型铀矿床。这些矿给100艘航母烧都够了。

很幸运的是，哈萨克斯坦、俄罗斯、乌克兰、纳米比亚这些都是友好国家，再艰难十倍，我们在进口方面也并不困难。

再看看航母的消耗，辽宁舰山东舰这些都是普通的常规动力航母，不好核算。所以直接拿美国的福特级航母来做参照物。

福特级航母有11万吨的排水量，两台A1B反应堆为其提供动力。舰船的反应堆大小是远不如地面的，据说福特级的单台反应堆热功率超过30万千瓦，核燃料需要4吨。这里还有能量密度的问题，核电站的燃料铀棒一般是百万千瓦-200吨燃料棒。

根据美国人的计算，一艘航母1次加注基本就是一生，她大约能行驶80万海里，20-30年才需要加一次燃料。实际使用中，一艘尼米兹级航母需要十几年到七八年换一次燃料，但燃料的数量也少的多，一般为690公斤，后期甚至使用了低浓度燃料，只能吐槽福特号使用了核弹头做燃料。

不过，即便用福特级的这个8吨燃料再翻倍，16吨高密度铀燃料棒中国难道拿不出来？这未免太小看咱们这个越来越厉害的国了。

核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

核动力航母跑一天需要19公斤铀，我们的核燃料够用吗？这个问题需要好好算一下。

首先，说一下这个19公斤是怎么来的。

按照航母全速航行需要20万马力的功率输出来算，核反应堆的输出功率应该为147兆瓦。

由于核反应堆的循环水温不高，一般在300摄氏度左右，因此它的热效率比燃油锅炉要低。燃油锅炉通常在40%左右，核反应堆则在33%左右。

按照热效率33%来算，反应堆核心的功率就是147 * 3 = 441兆瓦。也就是每秒提供441兆焦的热量。

然后，根据爱因斯坦的质能方程等（过程数字表示太复杂，此处省略500字），可以算出每天（24小时）需要消耗的铀，大约为0.57公斤。

浓缩铀颗粒

我们知道铀燃料是有浓度的，比如美国军用反应堆，绝大多数燃料浓度为97.3%，英国为93%，俄罗斯大多在20%～40%，法国则在7.5%左右，中国是3～5%（公开资料）。

这里需要延伸一下，为什么我们的反应堆只能用与民用堆差不多浓度的燃料？我认为过去是因为技术不够，而现在则是在发力熔盐反应堆，准备弯道超车。就像当年发力有源相控阵雷达一样。

美国的核动力飞机——NB-36H

熔盐堆不是新技术，最早是美国准备用在飞机上的，只是那个时候技术上实在是达不到（其实现在也很难）。但作为第四代核反应堆的主要方案之一，熔盐反应堆已经受到了有核国家的青睐。它最大的优势就是可以使用熔盐来代替高压水，在不需要怎么加压的情况下，温度可以达到1000度以上，这就能大大提高反应堆的热效率，从而提升功率和节省燃料。

显然，把主要精力放在下一代反应堆技术上，要比加强旧技术有意义得多。不过这也需要大量的投入，不是随便哪个国家能做到的。当然，美国也做不到，现在正在跟我们合作。因此，可以毫不夸张地说，在熔盐反应堆领域，我国是主导者。而在我国未来的核动力航母上，极有可能就会见到它的样子。

熔盐反应堆的难点之一，是找到合适的“盐”

至于很多人期待的玲珑一号，那个其实是核潜艇反应堆的民用版。军用改民用，然后再返回去给航母用？显然是不合理的。就算未来升级后用到航母上，那也会有很长的路要走。说实话，要是这样的话，还不如拿潜艇反应堆来直接改，速度更快。

回到正题。如果将来航母上用了熔盐反应堆，那燃料是不是可以提升到跟美国一样的浓度？这个问题就只能靠猜了，完全没有意义。

因此，不妨继续以3%的浓度来计算，这个数字比较接近于民用核燃料，也能与我国的核燃料产量和消耗量来直接对比。

以3%的浓度计算，0.57公斤的铀，就相当于19公斤的核燃料。因此，如果航母持续以20万马力的功率运行，每天消耗的核燃料为19公斤。

当然，航母不会每天都在跑，跑的时候也不会一直全功率，直接用这个数字乘以天数来计算核燃料消耗，是非常错误的。因此，我假设了一个比较简单粗暴的计算模型——

按照一年有1/3的时间在训练，训练过程中，有1/3的时间是全功率运行，其余时间为1/3功率，非训练时间为5%功率运行。

则可以得出，航母反应堆的日均功率为峰值的20%，也就是平均每天消耗19 * 0.2 = 3.8公斤，一年消耗1400公斤。

关于这个模型准确性，可以用美国的尼米兹来简单论证一下。以20%的日均功率来计算，尼米兹平均每天消耗燃料0.57 * 20% ÷ 97.3%（浓度） * 365 = 43公斤。以25年的寿命计算，燃料棒总重量为 43 * 25 = 1075公斤。这与尼米兹反应堆有1吨核燃料的传言相吻合。因此也就说明模型具有一定的可信度。

如果考虑到我国航母的实际训练强度会比较大，1艘航母每年消耗核燃料大约在2吨左右。如果未来有6艘核动力航母的话，每年总消耗燃料为12吨。

核燃料棒组件

12吨是个什么概念呢？

根据世界核协会网站的资料，我国目前每年消耗的铀材料为9000吨。这些铀材料（黄饼）的主要成分是U3O8，含量为85%，其中U235的含量约为0.7%。要用到燃料棒的话，就得继续分离提纯。所以，简单计算的话，纯的U235为5.355吨，换算成3%的核燃料棒的话，就是178.5吨。

12吨就相当于我国目前年消耗量的6.7%。

铀浓缩

这个数字看起来可不小，但是也不用担心。

因为9000吨是消耗，实际上我国储备的铀原料要比消耗得多得多。资料显示，我国在2009-2014 年，进口了超过11.5万吨铀，平均每年2万多吨。另外，我国核原料的来源，分为3部分：一部分是国内开采，一部分是国外合营，还有一部分是公开市场采购，这3部分各占1/3。

未来10年，随着我国民用核电站的迅猛发展，消耗的铀也会增加很多，当然，储备量相应也会增加。到那个时候，核动力航母消耗的铀，占总消耗的比重，估计连1%都达不到。

因此，区区30吨完全是小菜一碟。

就算严格要求绝对自产，根据进口数量来推算，自家开采的也绝对够用，自给自足完全没问题。

燃料棒组装

有的人可能会问，你看哈萨克斯坦、澳大利亚等国家每年铀矿产量巨大，要不要担心我们自家的铀矿储量呢？我觉得大可不必。一方面，有些国家是靠卖矿为生的，自然会拼命去挖；另一方面，我们明明自己有还要去购买，原因不言自明（美国更狠）；还有一方面，有些事情还是自己明白不公开更好……

所以，我们的铀资源完全够用，核动力航母赶紧下饺子吧！

（本文计算数据皆源于推测，不能作为任何依据，如有考虑不周，欢迎留言指正。）

核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

这其实也就是个算数题而已，只要知道国产核动力航母消耗多少核燃料然后再比较我国铀的年产量就能看穿一切。以尼米兹级核动力航母为例，它装备了两座通用动力公司的A4W/ AIG大功率压水核反应堆，根据相关资料，尼米兹级一个反应堆每次更换核燃料棒为138公斤，两个就是276公斤，而这些核燃料棒的丰度为4%左右，也就是说每次需要的纯铀重量为11公斤左右，而这小小的11公斤铀足以支撑尼米兹航母航行10万公里以上，根据使用情况不同，每13年左右才需要更换一次。（尼米兹级航母压水反应堆）

我国第一艘国产核动力航母不出意外排水量应该不会超过尼米兹航母，所以使用的反应堆功率肯定也不会超过尼米兹航母，因此在核燃料消耗上应该持平甚至略低，我们就以10年消耗10公斤纯铀计算，未来我军装备三艘核动力航母，那么10年也才30公斤而已。（我国展出的核动力海洋平台）

那我国的铀矿储量如何呢？全世界铀资源丰富的国家主要由澳大利亚、哈萨克斯坦、俄罗斯、刚果等国，其铀资源储量都在100万吨以上，我国总体上来说其实也是一个丰铀国家，在新疆、广西、广东、江西、内蒙古等地都相继发现了不少天然铀矿，近年来又在东北和重庆等地勘探出储量达万吨级的新铀矿。但是，这里必须说但是，我国铀矿虽然多，但是大部分都是是埋深在500米以下的非常规矿，而且铀矿的品质低，开采加工难度低，因此在90年代后，我国核电站燃料多依靠进口铀资源维持运转，可以说我国的铀需求和供应之间还是存在较大的缺口。但是缺口归缺口，军用行业上我们可一点都不含糊，虽然国内资料保密，但是根据西方情报机构的预测，我国在80年代中期的纯铀生产能力已经达到800公斤/年，这不仅能够支持我国保持一定规模的核武库，而且也足够我国军用核潜艇反应堆的正常运转，即使这一能力几十年没有变，应对核动力航母30公斤的需求也是绰绰有余。（兰州铀浓缩工厂）

近年来，我国不仅大力发展国内铀矿开采业，而且还在非洲的纳米比亚、尼日尔等铀矿资源丰富的国家控股了不少矿山，2012年，中广核集团拿下纳米比亚湖山铀矿100%的股权（全球第二大），该铀矿每年可生产高达1500万磅八氧化三铀，在内部产能已经足够满足军用需求的情况下，这些矿山还将助力国内核电站的民用需求。（纳米比亚湖山铀矿）

核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

这个问题问的就有点儿失水平了。我国都可以满足核电站、核武器、核潜艇的需求，难道就满足不了几艘航母的核燃料需求吗？感觉这个问题没有太大的意思。确实我国的铀矿储备量相较于我国的国土面积来说很少。即便是总储备量也排不进世界前10。要说自己用的话，肯定是足够用的了。这里只是说军用方面哈，民用方面可以进口。而且军事领域所使用的铀必须得足够保障，这算是一个大国利器，是保家卫国的一大利剑。怎么可能少得了它呢？

我国铀矿的分布面积分散，而且储备量也不多，开采困难。虽然和平时期我国可以从他国进口，但是到了战争时期，像有这种重要的战略物资肯定是会被禁止出口的，即便是有钱，也不一定能够买得到。不知道其他国家是做什么打算，但是我国肯定会有一定量的铀储备。

美国也是打的这个算盘，虽然他们国内稀有金属和重要的战略物资储备量都很多，但依旧选择进口，首先一个原因是进口的价格远远要低于开采的成本，而且像这种自然资源是用一点少一点。真到了打起仗来，那个时候世界通用的纸币就不值钱了。

我国国内的铀储备量虽然不多。可是我国有成熟的铀开采技术，依靠这些技术，我国完全可以在国外进行铀矿的开采。否则你以为我国在非洲投入那么多是干什么用的？即便是极限情况来讲，我国不从国外进口铀原料。那么我们来计算一下我国国内的铀储备量能否满足航母的需求。按照美国的尼米兹级核动力航母来计算，他们每一次更换核燃料差不多需要11公斤的纯铀，我国以后可以发展为航母编队那么按12艘航母来计算。这12艘航母也只需要132公斤的纯铀，提供这些储备量的铀我国还是能够做到的。铀作为重要的战略物资。即便是我国国土上开采不出一点铀来，也需要从外国进口来进行储备。

核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

你以为我们在非洲投入那么多为的是什么？

核动力航母上马，铀资源能够自给自足吗？你怎么看？

具体情况我不清楚，我就想杠一下。

假设：一艘核动力航母燃料消耗与一个核电站相当（一个核电站不够，那就再来几个），结合近年来核电站的发展数量，结论：核动力航母的核燃料绝对够用！