火车作为一种依赖长距离固定路轨且间断停靠车站的运输工具,最大的方便就是能量源可以依托沿线保障,从而不必携带大量燃料。虽然蒸汽机车带一车煤,内燃机车装一大箱油并不累赘,还是让位于动力更稳定、更强劲,但能量来自沿线电网的电力机车甚至动车组技术,哪怕这样需要在路轨上增加电网投资,仍然是合理而划算的。
而核动力最大的优势是能持续超长时间提供能量,中间不用补充燃料,这其实更适合航海和太空飞行,因为后两者的环境极为空旷,燃料补给成本高昂甚至不可能实现。对铁路来说,核动力的这个优势远非必需,而且非常不重要。
同时,核反应堆是个相当危险的工业设备,一旦泄漏造成核污染事故,后果的处理需要花费极大的成本。虽然为此核反应堆也设计了反复保险的多重安全装置,但也迅速推高了它的成本。这个成本在能发出巨量电能赚钱的核电站上可以消化掉,在事关国家战略安全、而且数量极少的核潜艇上,可以认为值得,但在航母上就已经不是必需,因为核动力航母也需要定期补充生活物资和弹药,而常规动力航母借此机会补充燃油即可。美国采用核动力航母,也有全部11艘,连同几十艘核潜艇共用一整套技术保障体系,干脆就省掉了航母和潜艇工业的常规动力花费,才显得划算。
另外,火车长时间装载大量人口并穿行于人口密集地区,对核辐射的屏蔽和对核泄漏的防范都要求更高,这些屏蔽设施非常笨重,将大大挤占火车载重能力。飞机没有采用核动力而大型舰艇可以,也是类似原因。
还有,铁路最好广泛通用标准设施设备,也许汽车、轮船甚至飞机都不排除个别狂人改装一台核动力型,特立独行的可能,但铁路上只要有一辆不标准的火车在运行,全路都要考虑不匹配、不兼容的问题,还要为它担风险。
一项技术的推广应用至少需要满足两个条件:必要性和可行性。必要性解决要必要研究推广这项技术的问题,可行性解决能不能推广这项技术的问题。
从便捷性来看无必要性。核反应堆只解决一个问题,即供能问题。你觉得把核反应堆拖在火车上方便还是让反应堆固定在核电站内,通过电线将电能输送出来方便。
两者都能达到供能的目的,当然会选择后者更为方便,并且一条铁路电网布置好,所有跑这条线的火车都可以利用其电能。
除非是非常偏远的高山、极地、深海,不方便拉电网的地方可能需要。
图释:全世界最北的铁路线,从挪威的narvik到瑞典的abisko从成本上来看无必要性。百万千瓦核电站约合136万马力,10万吨级航母大概需要需要26~28万马力,核潜艇大概2~5万马力,动车根据挂的车厢不等动力大约为5000kW到11000kW之间,换算到马力大概为0.68~1.50万马力。
即通常一个商运压水堆可以为100-200列火车的提供电能,如果一个分成100-200个小反应堆,必然总的成本比一个大的反应堆更大,这就好比“集成化”成本低。
图释:俄罗斯50年胜利号破冰船,是有史以来最大、最有力的核动力破冰船从核安全上看无可行性。核原料用在供能方面是绿色能源,核原料用在武器方面就是魔鬼。所以各个国家对于核材料以及设备都是严格管制的,不信,你上网买个核反应压力容器都买不到,更别说核材料了。
如果每列火车都运行着反应堆,各地会频繁出现这样的报道:某某国家某列火车被恐怖分子劫持,目的是抢劫其中反应堆的核材料,某某国家火车用反应堆由于火车侧翻掉落等等。
图释:我国首艘核动力破冰船开始招标从技术上来看也无可行性反应堆为了运行安全,是不允许巨大的波动的,当加速度达到一定值(核电站是0.1g)时就会保护停堆。这样很可能火车一起步快了就熄火了。
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