如何报废一艘核潜艇?

一份报告称，英国国防部30多年来没有废弃过20艘废弃核潜艇中的任何一艘近期公共开支报告．储存这些船只已经花费了政府大约5亿英镑。但是，为什么英国把这些潜艇留在造船厂这么长时间?拆除它们有多难?

什么是核潜艇?

“核潜艇”可以指携带核弹头的潜艇，也可以指以核能为动力的潜艇，或者两者兼而有之。在英国，先锋级、机敏级和特拉法加级潜艇都使用核反应堆提供动力，但只有四艘先锋级潜艇携带核弹头——机敏级和特拉法加级潜艇是用来击沉其他船只的“猎人杀手”。

英国目前的核电站依靠的是一种在世界各地的电站中很常见的反应堆——压水堆(PWR)。这些紧凑的发电厂通过铀-235的裂变产生大量的热量(²³⁵这种易裂变的同位素在天然铀中含量极少(少于1%)，主要由铀-238 (²³⁸U)。

把它用作燃料²³⁵U相对于²³⁸U的浓缩过程。在压水堆中，裂变废物产生，如铯、氙和氪，因为中子分裂²³⁵U燃料，与²³⁸U也吸收中子形成钚。这些裂变产物会破坏陶瓷燃料，降低反应堆的效率。包含整个过程的容器在其使用寿命内也会受到高水平辐射的轰击。

核潜艇退役后会发生什么?

核动力潜艇一旦退役，就会被长期储存起来。只有在监测完这艘船之后，工程师才会开始卸除燃料并将其拆除。然而，在过去的40年里，这第二部分并没有在英国发生。

自1980年以来，英国国防部已经让20艘核动力潜艇退役。在这20艘潜艇中，英国没有完全销毁任何一艘，其中9艘仍装有高放射性核燃料。这些船只在普利茅斯和罗赛斯的造船厂里荒废了。

这不是一个可持续的解决方案，但与其他国家过去的政策形成了鲜明的对比。冷战期间，苏联在喀拉海倾倒了19艘载有核废料的船只，以及14个反应堆和K-27核潜艇。随着这些船只继续在海床上生锈，人们担心这些地点可能隐藏着潜在的环境危机。

然而，储存在英国的潜艇在受控环境中不断被监控。尽管与北极潜艇墓地相去甚远，但英国舰队仍然暴露在咸水中，潜艇在造船厂里生锈。

为什么潜艇还在仓库里?

这是一个非常复杂的情况，但政府早在2004年就停止了为解散的舰队加油。英国核监管机构认为这些设施不符合标准，自那以后，英国一直在努力改进它们。由于延误和预算膨胀的原因，拆除燃料的工作可能要到2023年才能重新启动，而最初的启动日期是2012年。即使这些潜艇在处理过程中已经为下一次航行做好了准备，这也是一个充满复杂性的过程。

处理核废料的计划是什么?

一旦开始卸燃料，潜艇将被移动到轨道上的“反应堆通道”。在这个设施中，工程师们将从潜艇中取出乏燃料，其中含有各种锕系元素和放射性核素。这种燃料具有高放射性，会产生热量，因此在进一步的工作开始之前，需要在水中冷却。

为了冷却燃料棒，核废料被送到塞拉菲尔德的一家专门工厂，在那里被储存在巨大的水池中。水既是有效的冷却剂，也是辐射屏障。从历史上看，这些乏燃料会被回收以形成新的核燃料。

在再处理过程中，可裂变的铀和钚通过溶剂提取分离，然后将剩余的液体废物转化为玻璃进行长期储存。然而，目前还不清楚这种情况是否还会发生。更有可能的情况是，核废料在冷却后将无限期地储存。

英国目前的策略是将这些废物埋在一个高度工程的地质处理设施中，该设施将超过65万立方米^3.根据政府最近的估计，在一个地下洞穴中储存的废物。但计划仍在进行中，设施尚未建成。

潜艇在卸下燃料后会发生什么?

在卸下燃料后，潜艇将返回“湿”坞进行另一段时间的存储和监测。在此之后，潜艇被拆除。暴露在辐射下的管道和泵等部件被移走，反应堆容器也被拆除。

然而，工程师们并不是简单地拆除反应堆。在许多国家，反应堆的两侧都有两个空隔间，然后将其密封，以将暴露的风险降至最低。在拆除这个“三室单元”后，潜艇将被丢弃，进行最后一次航行，送往一家商业造船厂进行回收。

但这将是一项代价高昂的努力。如果英国想让整个舰队完成这次脱油和处置的航行，可能会面临高达75亿英镑的成本。目前尚不清楚该计划是否会按计划进行，但国防部已承诺“在合理可行的情况下”尽快拆除该舰队。