澳大利亚政府刚刚宣布与美国和英国达成一项历史性的防务协议，新的核动力潜艇舰队将在我们的海岸和周围水域巡逻。
对海洋船舶核动力推进的研究始于 1940 年代“核时代”的曙光。从那时起，只有六个国家拥有和运营核潜艇：中国、法国、印度、俄罗斯、英国和美国。
考虑到澳大利亚刚刚撕毁了一份价值 900 亿澳元的建造新常规潜艇库的合同，昨天的宣布可能会让许多人感到意外。
那么什么是核潜艇的“核”呢?首先要说的是，核动力潜艇不是核武器。
从表面上看，它们看起来像任何其他潜艇。主要区别在于它们的供电方式。
在原子研究的早期，科学家们很快意识到“分裂原子”释放出的大量能量可以用来发电。70 年来，发电站内的核反应堆一直为世界各地的家庭和工业提供动力。同样，每艘核潜艇都从其自己的微型舰载核反应堆中汲取动力。
每个原子的核心是一个原子核，由质子和中子组成。质子数定义了该原子属于什么化学元素;质子数相同但中子数不同的原子核称为该元素的同位素。
一些非常重的原子核极易受到称为核裂变的过程的影响，即它们分裂成两个总质量小于原始原子核的较轻原子核。剩余部分转化为能量。
释放的能量是巨大的，正如我们从爱因斯坦著名的方程E = mc² 中看到的那样，它告诉我们能量等于质量的变化乘以光速的平方!
核动力潜艇中的反应堆通常以铀为燃料。从地下开采的天然铀主要由称为铀 238 的同位素组成，并与少量 (0.7%) 的关键同位素铀 235 混合。
为了使反应堆工作，铀燃料必须“浓缩”以包含所需比例的铀 235。对于潜艇，这通常约为 50%。燃料浓缩程度是维持链式反应的关键因素，从而提供一致、安全的能量输出水平。
在反应堆内，铀 235 被中子轰击，导致一些原子核发生核裂变。反过来，更多的中子被释放出来，这个过程在所谓的“核链式反应”中继续进行。能量以热量的形式释放，可用于驱动涡轮机，为潜艇发电。
使用核能有什么好处和坏处?
核动力潜艇的一大优势是它们不需要加油。当其中一个投入使用时，它将使用足够的铀燃料来使用超过 30 年。
核动力的高效率还使这些潜艇能够比常规柴电潜艇更长时间地高速运行。此外，与传统燃料燃烧不同，核反应不需要空气。这意味着核潜艇可以一次在很深的地方潜入水中数月，从而赋予它们更好的隐身能力，并允许进行更长时间、更远距离的部署。
缺点是令人眼花缭乱的成本。每艘核潜艇的建造成本通常高达数十亿美元，并且需要具备核科学专业知识的高技能劳动力。凭借由世界一流大学和政府机构提供的专门培训项目，澳大利亚能够很好地满足这一领域日益增长的需求，并且还将通过新的三边安全协定受益于英国和美国现有的专业知识。
在现阶段，关于燃料来源的细节尚不清楚。虽然澳大利亚在地下拥有充足的铀供应，但它缺乏浓缩或制造反应堆燃料的能力，这些燃料可以从海外采购。
乏燃料会发生什么?2015 年核燃料循环皇家委员会在南澳大利亚发现了长期放射性废物储存和处置设施的商业可行性。毫无疑问，这是否会在未来几年受到地方和联邦政府层面的审议。
流行的误解
我再说一遍。这不是澳大利亚呼吁在我们的水域部署核武器。要将铀指定为“武器级”，它需要浓缩到 90% 以上的铀 235 - 核动力潜艇的燃料无法接近。
无论如何，澳大利亚从未生产过核武器，它是核不扩散条约和国际出口管制制度的缔约国，包括《不扩散核武器条约》和《不扩散与裁军倡议》。
潜艇的战术优势来自它们的隐身性和在不被发现的情况下秘密确定目标的能力。
维护船员和自然环境的安全对于任何海上船舶都至关重要。好莱坞电影，如K19：寡妇制造者，其中一艘核潜艇在其处女航中发生故障，利用我们的情绪和我们对核辐射的本能恐惧。
但现代安全控制和程序的进步意味着潜艇反应堆事故现在有望成为过去。
这一政策决定的战略和地缘政治结果还有待观察。但有一件事已经很清楚：澳大利亚最新的外交政策也是对核科学的坚定拥护。
