从上世纪90年代中期以后，高温气冷反应堆就是一个经常出现在各种技术刊物中的高频词。而当时就有人说这种先进的反应堆可以应用到新一代的核潜艇上。如果真能实现必将天下无敌。那么已经20多年过去了。高温气冷堆已经发展到什么程度？到底能不能应用到潜艇上呢？瀚海狼山（匈奴狼山）就来简单的分析一下。首先要说明什么是高温气冷堆。在搞明白什么是高温气冷堆以前，先了解传统的核电站或者核潜艇的反应堆的主要问题在哪里。反应堆，也有人翻译成反应炉，其实就是把裂变原料堆放在一起，进行核反应的装置。目前虽然也有用热核原理发电的装置，不过都距离工业化还很远。因此当代的商业和军用的反应堆，其实%仍然是利用基本的裂变反应原理来发电和产生蒸汽热能的核装置。最早的反应堆，就是把铀矿石和石墨块堆积在一起，用来生产核武器需要的钚元素。

不过很快发现，这种反应堆释放的热能和产生的蒸汽能量很大，可以直接用来发电。后来的民用核电站，就把反应堆的这种副业当成了主业。最早的民用反应堆基本是压水堆和沸水堆两种类型。压水就是高压下的水；沸水就是承压小得多，容易直接沸腾的水。这两种反应堆，都是把水作为反应堆堆芯的二回路甚至是一回路半的冷却剂。置换出堆芯的热量产生高压蒸汽来推动汽轮机发电。这类堆芯只靠液态金属和水来换热还不行，还必须用多种减速棒插入堆芯，控制中子的发生量和速度来控制裂变反应的整体速度。这样一来，所有这些堆的堆芯的安全性，就必须有两个外带的前提。第一，就是减速棒的插入是否准确及时。如果减速棒群的插入被偶然卡住，或者因为停电事故导致减速棒不能插入就麻烦了。第二，则是如果冷却剂泄漏，或者冷却水的循环泵坏了，也会麻烦大了。

这两种风险，其实都曾经发生过。甚至会因为外界的地震、海啸等自然灾害，或人为的严重操作失误等而同时出现。这样堆芯的反应就会持续而冷却跟不上。就像炉子上一直干烧的水壶和铝锅一样，堆芯的温度会快速超过摄氏度，直接融化整个的堆芯和防护壳，甚至产生高温高压导致堆芯剧烈爆炸，出现顶级的事故。到了第三代核电，发明了在反应堆安全壳的顶上，设置一个上千立方的大水罐，如果堆芯失控熔融，则爆炸力会把头顶水罐内大量的水直接炸下来，迅速淹没安全壳下面已破坏的堆芯。但是这种办法也只能维持最多1周。一周后散发热量极大的熔融堆芯，会把数千方水最终“烤干”而导致不可收拾。那么有没有一种堆芯，可以彻底不会出事故熔融呢。这就是第4代的高温气冷堆。高温气冷堆的设计，其燃料、减速棒和冷却循环的这3套系统，与传统的设计完全不同。堆芯内部根本没有任何需要机械操纵的减速棒。而是有几十万个特殊的核燃料球。整个堆芯就像一个简单的大炉膛。每个燃料球和我们过去烧的煤球差不多大。

这种“煤球”内部是铀燃料和碳化硅颗粒的混合物，外面包裹着一层石墨。反应堆的冷却剂是氦气。氦气几乎不吸收任何辐射，因此可以直接交换出堆芯的热量再去生产蒸汽。如果遇到问题停机，只需要简单地切断摄氏度氦气的循环。此时反应堆内部的温度会上升到度，几十万个“煤球”不但不会像传统堆芯一样熔化外壳熔融成一块，反倒会自动反应停止。因此叫高温气冷堆。安全性相当的好。不过弱点是功率密度太低。一个10万千瓦的堆芯，就需要长宽高各10米的“大炉膛”来装这些“煤球”。无法适应内部空间紧凑而功率密度要求极高的核潜艇；核动力航母都不行。目前的技术只能用来陆地发电。正规航母和核潜艇上仍然是传统的压水堆。至于小虎鲸的堆，和这个高温气冷原理也不一样。