顾名思义，核动力航母就是利用核反应堆来产生动力的航空母舰。核燃料的能量密度大，很少的一些核燃料就能够提供航母长时间航行所需要的能量，这比烧煤或者烧油要方便得多。

到目前为止，航空母舰中使用的核反应堆大多是轻水反应堆，即使用普通水作为冷却剂的反应堆。核燃料在反应堆中发生可控链式反应，产生出大量的热，冷却水把这些热带走，在蒸汽发生器中使另一个回路里的水进行热交换，使第二回路里的水转化为蒸汽，再利用这些蒸汽推动汽轮机做功，带动螺旋桨运转。这就是轻水堆核动力航母的工作原理。

轻水堆体积较小，技术也较为成熟，因此无论是船用反应堆，还是发电用的反应堆，大多数都采用了这样的设计。

轻水堆也有一些致命的缺陷，一是为了保证第一回路里的冷却水在320度的高温下仍然保持液态，反应堆必须具有极高的压力，这对于反应堆的外壳提出了很高的要求。二是堆芯缺乏自我冷却的能力，一旦外围的冷却系统出现故障，堆芯温度就会不断升高，直到出现堆芯融化的结果。

80年代前苏联的切尔诺贝利核电站事故，就出现了堆芯融化的事情，最后不得不用海量的混凝土把整个核电站全部封闭起来，以免核物质继续泄漏。2010年的日本311大地震中，福岛核电站由于供电系统被破坏，导致了冷却水循环系统停止运行，结果也险些酿成融堆的惨剧。

当时，为了降低堆芯的温度，日本采取了用直升机从空中浇水的办法，又引入了海水进行冷却。其结果是，虽然堆芯最终得以保全，但大量受到辐射污染的冷却水排入海中，留下了严重的生态隐患。

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