以冰为家：俄青少年原子能破冰船探险记实

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第一印象

“知识的破冰船·人类科学项目”知识竞赛获胜者及行业和全俄竞赛及奥赛获胜者，从摩尔曼斯克出发参加此次同名科学探险。他们的年龄在12-23岁，共81人。随行指导员是来自原子能信息中心的工作人员、“天狼星”（Sirius）教育中心和盖达尔儿童及青年创意宫的教师及一些科学家。

海上的第一个夜晚令人印象深刻。必须牢记安全规则：移动时要有三个支点，双脚分开站立，一只手抓住船的栏杆。调整好时间：破冰船船员按莫斯科时间作息，乘客按欧洲时间作息，相差两小时。这样做的原因竟然是餐食！分开的好处是船上厨房有时间给所有人做饭。旅途第二天我们的破冰船进入冰冻区，晃动得非常厉害。旅客休息厅的玻璃杯叮当作响，甚至把汤匙送进嘴里都难。走上甲板可以看到破冰船正劈啪作响地冲破两米厚的冰层……

核动力船内部

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破冰船船员团队很高兴在工作空闲时间带领大家参观。我们下到主机舱。那里有许多庞大、复杂的系统，如涡轮机、发电机……它们通过不同颜色和粗细的管子连接在一起。许多机器在呼吸、轰鸣、呜呜、嗡嗡…….又嘈杂又炎热！再往下，隔一层厚厚的玻璃，是船舶的两颗原子心脏——OK900a型反应堆，每个反应堆的热功率为171兆瓦。

俄将建世界最大破冰船 确保北方海路全年货运
 

“胜利50周年”破冰船总机械工程师尤金（Vladimir Yudin）介绍破冰船发动机的工作原理说：“反应堆产生热能。热量通过一回路传递给水，水进入蒸汽发生器。再通过蒸汽发生器管壁将热量传递给二回路中的水，水转化为蒸汽。蒸汽进入涡轮机，推动6台发电机转动。发电机产生电力，为主推进发动机供电，由其推动螺旋桨。”反应堆堆芯产生的能量不仅为船舶提供动力，而且为生命保障系统供电。例如海水淡化器破冰船上有两台，每台功率105吨水/天，足以满足技术需要及所有船员和乘客的洗漱及洗衣需求。

所有控制指令都从船长室（或驾驶室）发出。那里是核动力船的大脑。大副戈尔班（Andrey Gorban）说：“我们在这里设置航向，所有信号通过电缆传输到电动液压舵机，它决定舵的转动。舵叶高4米。船尾有3个螺旋桨，由强大的推进电动机驱动。它们推动破冰船前进。需要时，螺旋桨可以反转……”中央控制站是船舶的神经系统。总机械工程师尤金继续介绍说：“我们从驾驶室接到提供一定功率的命令，利用各种设备调整到这个功率，并将控制权交给驾驶室，那里在这个功率范围内控制船舶航行。”中央控制站还负责辐射监测系统并监测核反应堆、发电系统、其他技术设备和装置的状况。

破冰船的燃料

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“胜利50周年”号长159.6米，宽30米，高55米，体型巨大，如同一栋大楼，能破开超过2米厚的冰层。这样的船需要很多燃料吗？还真不用。破冰船的反应堆堆芯只有两三百个盒式燃料组件。每一个盒子就是一束燃料元件。反应堆可不补充燃料运行5年。从第一艘核动力破冰船“列宁”号起，莫斯科博奇瓦尔高科技无机材料科学研究所和莫斯科州埃列克特罗斯塔尔市的机械制造厂，就开始研制和生产核动力船的燃料元件和燃料组件，现在它们均隶属于TVEL燃料公司。与其合作的是下诺夫哥罗德的阿夫里坎托夫机械制造试验设计局（隶属于俄原子能集团的机械制造部门），负责开发堆芯和反应堆本身。

除燃料元件外，科学家们还在研制可燃吸收棒和中子发射源，前者用于补偿初始堆芯过剩反应性，后者用于确保反应堆长时间停机后的可控启动。埃列克特罗斯塔尔市机械制造厂的工程师、技术员和工人则通过“硬件”实现设计方案。

快速环游世界

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了解核动力破冰船工作原理之后，你就会感觉在冰上和在家里一样，可以安心地享受旅程了。10天时间，我们的核动力船两次抵达法兰士约瑟夫地群岛海岸。我们近距离观看了冰川和冰山、十几只北极熊、几只海象以及无数“北极企鹅”——海鹦。今年10月，为12-17岁中学生举办的新一季“知识的破冰船”竞赛启动。大奖是参加2022年夏天乘坐“胜利50周年”号核动力破冰船进行类似的北极探险。

北方海洋计划

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核动力破冰船队的任务越来越重。随着北方海路货运量的增长，必须保证其全年通航。现有船队开始补充新的核动力船。功率达60兆瓦的“北极”号首船已投入使用。“西伯利亚”号“乌拉尔”号“楚科奇”号和“雅库特”号正在波罗的海船厂建造，目前处于不同阶段。普里莫里亚新造船厂“领袖”号首船已开始切割船板，它能破开4.5米厚的冰层。

“领袖”号动力装置由两个RITM-400压水反应堆组成，其燃料需求是“北极”级的1.5倍。我们已经知道，“领袖”号反应堆堆芯将为管式，燃料元件插入循环冷却剂管道中。燃料元件结构材料是一种特殊铬镍合金，已在“亚马尔”号和“瓦伊加奇”号核动力破冰船上通过测试。未来核动力船燃料由博奇瓦尔高科技无机材料科学研究所开发，由燃料元件企业之一生产。

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奥莉加·甘茹尔（Olga Ganzhur）