近日，中国广核集团发布了一份招标文件，显示中国将开始建造一艘3万吨级的核动力船舶作为“实验船平台”，这极有可能成为中国有史以来第一艘核动力水面船只。此举对于中国海上力量意义重大，引发军迷广泛关注。
与稳健务实的中国路线相比，冷战初期的军备竞赛显得格外疯狂，当时，随着人类正式迈入原子能时代，核动力似乎成了一切问题的“万能解决方案”。一时间，各种大胆的核动力驱动方案应运而生，从核动力飞机到核动力导弹等不一一应数。这些千奇百怪的设计方案，标志着人类在原子能实用化的道路上所做的无畏尝试。而在1968年，美国海军在原子能实用化试验上迈出了有史以来最大胆的一步：为了解决深海潜水员的潜水服供暖问题，他们竟然为潜水员们设计了一套核动力供暖潜水服！
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▲身穿潜水服的美军海豹突击队员，为了解决潜水员的供暖问题，美国海军在上世纪60年代曾提出了一个疯狂的方案：核动力供暖潜水服

 
核动力潜水服的故事，还要从美国海军开展的海洋实验室系列试验说起。这个听起来人畜无害的项目开始于1960年代初，其目的是为了研究如何延长人类潜水员在深海的活动时间，并且研究实施深海救援的可行方案。在该系列试验中，美国海军会在深海里建设一个可供潜水员长期居住与进行试验的水下实验室。几位潜水员经过严格挑选而出，他们将会在这个海底实验室中度过数周的时间，以试验人类在深海中活动的可能性。首个海洋实验室——即“海洋实验室1号”——于1964年7月开始运行，其后又有另外2个实验室陆续进行了2次深海试验。我们今天所熟知的“饱和式潜水”，也是海洋实验室系列试验所带来的成果之一。 6park.com

▲在“海洋实验室”计划中，美国海军所使用的“海洋实验室1号”，在实验过后，美军将沉入海底的实验室打捞，并且陈列在博物馆中供人们瞻仰

 
然而，在海洋实验室系列试验中，美国海军却面临了一个前所未有的难题——得益于饱和潜水技术，潜水员们在深海的活动时间大幅度延长，这使得他们必须要面对深海环境所带来的严寒。当时的潜水服并没有足够的保温功能，无法支撑美军潜水员在这个深度下长时间活动。
 理论上，为潜水服提供电热功能是非常合乎逻辑的解决方案。但是，以半个多世纪以前的技术条件，即便解决了安全性问题，也没有足够高能量密度的蓄电池能够给潜水员提供长时间的供电。在当时，潜水员要在水下获得持续的保温，只能依赖长长的电缆，链接到舰船之上，这就极大限制了潜水员的活动范围。
正当美国海军绞尽脑汁、试图破解这个难题的时候，美国原子能委员会找上门来，为美军提供了一套破天荒的解决方案：核动力供暖潜水服！

▲“海洋实验室2号”实验中，一位正在舱外活动的美军潜水员，为了解决给深海潜水员供暖的这个难题，原子能委员会的设计师们为美国海军提出了一个疯狂的解决方案：核动力供暖潜水服！

 总体来说，原子能委员会所提供的这套“核能保温潜水服”的设计可以说是简单粗暴，其原理基本上类似于今天在航天领域上应用的放射性同位素温差发电机。首先，技术人员会在一个铝制的容器内装入800克的钚-238作为放射性热源，这是正是放射性同位素温差发电机常用的热源之一。由于钚-238所释放的大多数是α射线，对人体危害有限，因此无需为供热容器加上额外的防护措施。随后，一条管路将会在热源的正中心穿过，接受热量、加热在管路中间流动的液体。在辐射的作用下，液体的温度会稳步提升，随后将会在一个由电池驱动的水泵帮助下，在一套特制的潜水服中埋藏的管道内流动，加热潜水员的身体，帮助他们战胜深海的严寒。经过计算，原子能委员会的设计师们认为这套特制的“核能潜水服”能够帮助美军潜水员在600英尺深的海底下长时间活动，完全不必担心失温问题。

▲核能潜水服所用的钚-238供暖核心，从图中可见供暖液体的输送管道从4个钚-238的燃料棒中穿过，以达到通过核同位素加热液体的效果

▲核能潜水服的外观，其表面布满了输送供暖液体的管道。在使用过程中，潜水员还要在其外面套上一套常规的潜水服

 
1967年6月，首套核能潜水服于完成制造，并且在该年年底交付给美国海军进行实地测试。尽管核能潜水服的设计理念看起来很好，技术人员也信心满满地拍了胸脯，但是在实际使用过程中，美国海军却提出了相反的观点。在唯一一次下潜测试中，美国海军的测试人员给出了如下的结论：
“
这是唯一一次下潜测试的结果。在下潜过程中，我们详细记录了潜水员下水前和出水后的体温，以及在水中活动时皮肤和直肠的温度变化。根据这次实验，我们得出了结论：这套系统并不能在相应深度下保持潜水员的体温平衡。如果在‘海洋实验室3号’测试中使用这套设备的话，可能会导致严重的失温问题。

▲核能潜水服的总体系统结构，经过实际测试后，美国海军并不认可这个疯狂的设计
根据分析，之所以美国海军得出这个结果，很有可能是因为他们并没有获得足够的钚-238用于实验。也就是说，在最初设计潜水服的过程中，原子能委员会的技术人员们只算出了能够实现供暖效果的钚-238消耗量，但那只是一个理想数值，他们忽略了一个严重的问题：钚-238是一种核武器生产过程中的副产物，它的数量非常稀少，而价格也极端昂贵。具体下来，又多贵呢？在今日，美国能源部正在以每年投入7500万-9000万美元为代价，以1.5-2公斤/年的速度生产钚-238，用于航天和科研领域。而如此昂贵的钚-238，其整整一年的产量却仅能满足制作1-2套核能潜水服的需求。也就是说，为了让潜水员在深水中保持体温，一套核能潜水服的造价最少高达4000万美金——折合两亿五千万人民币！这对任何一个使用单位来说，都是完全不可接受的天价成本。


▲承载着人类银河系探索之梦的旅行者1号探测器，其供电系统正是由钚-238制造的同位素电池组成，一种能够承载人类外层空间探索之梦的元素，被大量地用在了一套作用有限核能潜水服身上，不得不说是人类史上最大规模的资源浪费
除此之外，驱动供暖液的电动水泵也是限制这套核能潜水服的另外一个原因。由于水泵必须通过电池驱动，因此，潜水员在下水的时候不仅要多背上800克的钚-238，同时还要带上一个好几公斤重的电池容纳箱。一旦电池的电量耗尽，这套潜水服便会沦为无用的死重，白白增加潜水员的体力消耗，并且加快身体失温的速度。总而言之，这套核能潜水服自身的设计缺陷已经完全盖过了它所带来的便利，使其变得毫无价值。

▲今天商业潜水员所使用的深海潜水服，其身上都会连接负责输送氧气和供暖的软管，时至今日，人们依然没有找到满足潜水员在深海自由活动的设计方案
最终，美国海军放弃了这个激进而又昂贵的核能潜水服计划，将其尘封在历史的档案柜之中。在后续的实验中，美国海军转而尝试通过化学能为深海的潜水员供暖，但是得出的结果却让人不甚满意。时至今日，大多数在深海作业的饱和潜水员，其潜水服上都会连接有供氧与供暖用的软管。然而，能够满足潜水员在深海中长时间自由活动的独立供暖潜水服，依然没有被人们研发出来。而在近日，美国海军正在测试一套基于热泵原理的供暖潜水服。到底这套供暖潜水服能否突破它的前辈所面临的种种界限，从而满足人类在深海活动时的供暖需求呢？让我们拭目以待吧。
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