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最后是核动力水面舰艇，主要是航空母舰。
目睹核潜艇的巨大威力后，年，美国人就迫不及待的把核动力应用在航空母舰上。由于当时没有专门为航母研制的核反应堆，为了让航母达到30节以上的航速，美国人在企业号内塞进了8座A2W压水反应堆，再加上4台蒸汽轮机和32个热交换器，企业号的舰身中段几乎全部被各种设备占满，浪费了大量的空间。
吃了亏的美国人痛定思痛，研制了新的大功率舰用核反应堆。年服役的尼米兹号航空母舰，只用了2座A4W核反应堆，总功率就达到了26万马力。尽管低于企业级的28万马力，但是内部空间利用更为合理，核燃料更换周期更长，花费更低。随后，美国批量建造了十艘尼米兹级航空母舰，成为其全球海军霸主地位的基石。
年，美国又开始建造新型航空母舰福特号，使用了2座A1B核反应堆，功率比尼米兹级增加了25％以上，而且其堆芯使用寿命长达50年，意味着航母寿命周期内不需要再更换核燃料。
除了美国之外，唯一造出核动力航母的就是始终坚持核工业自主发展的法国。法国用了12年的时间建造了戴高乐号航母，为了节省经费，法国并没有专门为航母研制新型核反应堆，而是用了两座K-15核反应堆。由于功率不足，造成戴高乐号航母动力只有马力，成了二战结束以后航速最慢的航母。而且K-15反应堆的核燃料丰度不够，造成其换料周期太短，只有7年。
实际上，航空母舰所用的核反应堆不同于核潜艇反应堆，对于静音效果要求不高，最重要的就是功率要足够大，换料周期长。但是，由于科技水平和科研经费等问题，全世界只有美国单独研发了航母用核反应堆，而且不止一代。其他国家，要么受限于科技实力，要么财力窘迫，都没能发展专用的航母核反应堆。
拥有核潜艇，代表着核反应堆实现小型化，美俄英法中五国都有这种实力。但是核反应堆上航母，技术难度提高了很多，目前只有美国一家完全拥有这种实力。
具体来说，核反应堆功率足够大，这并不难达到，世界上很多国家都可以建造大功率的民用核反应堆，但是小型化这一关就将绝大多数国家挡在了门外。
另外，换料周期长，意味着必须将核燃料丰度大大提升，这又是一道难关。
以我国的玲龙一号为例，体积足够小了，高度只有14米，宽度10米。而且热功率足够，达到MW，电功率也达到MW。且安全性好，技术成熟先进，但是，玲龙一号的核燃料丰度仅为3％，这就意味着如果直接应用到航母上，可能一年多之后，就需要进港大修，花上两年甚至三年时间更换核燃料，这对于航空母舰来说，是不可想象的。所以，玲龙一号绝对没有可能直接上航母。
有很多人张口就来，“不就是增加核燃料丰度吗，我国连核材料丰度90％以上的原子弹都造出来了，怎么可能造不出高丰度的核燃料棒！”
这完全是无知者的梦话！
造原子弹和核反应堆完全不是一回事，原子弹是利用武器级的核材料链式反应产生的爆炸作用；而核反应堆是维持可控链式反应，以实现核能利用。这中间的根本差别在于可控。
核电站为什么宁肯每隔18个月甚至12个月就更换一批核燃料棒，也要把核燃料丰度控制在3％到5％的低水平，就是为了安全。
核燃料丰度提高，能量密度自然提高了，但是会带来一系列的问题：堆芯温度升高、压力提高、腐蚀性增强、辐射强度增加，控制精度增加，一二回路热交换量提升……要解决这些问题，又涉及到材料学、热力学、自动化控制、流体力学、核电子学、辐射防护、机械设计、电气部件、仪表控制……
任何一个问题，都不是一个人甚至一个团队就能单独解决的。而且从规划、设计、材料、施工、检验等各个方面任何一个环节，都要求极高。举个例子，年造成K-19核潜艇反应堆一回路管道破裂、冷却剂大量泄漏的罪魁祸首，仅仅是主循环回路的一个焊点出现虚焊，循环泵因此出现故障导致一回路管道因高温而破裂。事故造成8人死亡，核潜艇整个反应堆舱全部切割，重新装了一个全新的反应堆舱，耗时3年。
又比如直接装载核燃料的包壳，是反应堆第一道安全屏障，因为它是核燃料与冷却剂之间的隔离屏障，面临高温、高压、腐蚀、强辐射等一系列考验。美俄等国经常用锆合金制作包壳材料，但直到年，我国才掌握了拥有自主知识产权的高性能锆合金包壳材料研制技术。
再看核辐射问题。切尔诺贝利核电站核燃料丰度约3％，但其堆芯熔融后形成的“大象脚”在80年代每小时释放的辐射剂量达伦琴，两分钟内就可以杀死一米范围的人类。航母核反应堆的燃料丰度是核电站的二十甚至三十倍，一旦发生泄漏，其辐射强度可想而知。
所以，航母核反应堆绝对不只是将核燃料棒丰度提高而已，而且需要推翻之前的一切，重新规划、设计、研制、建造、组装一种全新的核反应堆。
根据美国的调查，常规航母的研发建造，涉及个专业，而核动力航母则涉及多个专业，由此可见其难度之高。
所以，那些认为玲龙一号研制成功后，我国的核动力航母就“稳了”，甚至“已经超过美国”，完全是痴人梦呓。即使有了核反应堆小型化的部分经验，也要花费巨大精力和投入，去一步步攻关克难，解决掉遇到的一个个难题。
