为什么核潜艇能够长时间保持在水下？
1. 能源：核反应堆提供的“无限”动力
这是核潜艇最本质的优势。与依靠电力储存（电池）的常规潜艇不同，核潜艇的核心是一座小型核反应堆。
核裂变原理： 简单来说，核反应堆就是通过控制铀或其他重元素的原子核裂变过程来释放巨大的热能。在这个过程中，原子核受到中子轰击后分裂成更小的原子核，同时释放出更多的中子和大量的热量。
链式反应： 释放出的中子会继续轰击其他原子核，形成一个自我维持的链式反应。通过控制反应堆内的中子吸收材料（如控制棒），可以精确地调节核裂变的速度，从而控制能量的输出。
热能转化为机械能： 反应堆产生的热量被用来加热冷却剂（通常是高压水）。这些高温冷却剂会流经蒸汽发生器，将另一侧的水加热成蒸汽。
驱动汽轮机： 高压蒸汽会驱动汽轮机高速旋转。
驱动螺旋桨： 汽轮机再通过传动装置带动潜艇的螺旋桨，提供前进的动力。
为什么说“无限”？
核潜艇携带的核燃料（主要是浓缩铀）的能量密度极高。一小块核燃料所含的能量，比一个常规潜艇装载的所有柴油或电池加起来还要多得多。这意味着，核潜艇即使满负荷运转，其燃料也能支撑它进行数月甚至上年的航行，根本不需要频繁上浮更换燃料或充电。
2. 推进系统：高效静音的“心脏”
核反应堆提供动力，但如何将这股力量转化为潜艇在水下前进的动力，也是个技术活。
传统的螺旋桨： 大多数核潜艇仍然使用螺旋桨，但为了减少噪音，它们经过了极端的优化设计。螺旋桨的形状、叶片数量、转速都被精心计算，以最大程度地减少激起水流产生的噪音。
泵喷推进器： 现代一些先进的核潜艇（尤其是攻击型核潜艇）则采用了泵喷推进器。这种装置将螺旋桨包裹在一个圆柱形导流罩内，水流被吸入导流罩，经过内部的叶轮（类似喷气发动机的叶轮），然后被高速喷出。这种设计能显著降低噪音，提高推进效率，并且更不易受到水流影响而产生噪音。
降噪技术： 除了推进器本身，潜艇的整个动力传动系统都进行了严格的降噪处理。从反应堆到涡轮机，再到齿轮箱，所有可能产生振动和噪音的部件都安装了减震器、隔音材料，并通过计算机模拟优化布局，将噪音降至最低。
3. 循环空气：解决“呼吸”问题
潜艇长时间封闭在水下，官兵需要氧气呼吸，并需要排出二氧化碳。
氧气来源：
电解水： 这是最主要的制氧方式。利用核反应堆产生的电力，通过电解水（H₂O → H₂ + O₂），将水分解成氢气和氧气。产生的氧气被输送到舱内供呼吸。
固态氧储存： 紧急情况下或在电解水系统出现故障时，可以依靠储存的固态氧（如过氧化钠或超氧化物）缓慢释放氧气。
携带压缩空气瓶： 作为备用。
二氧化碳处理：
吸收剂： 潜艇内有专门的设备，使用氢氧化钠或氢氧化锂等化学物质吸收空气中的二氧化碳。
循环再生： 一些先进的潜艇还配备了“再造空气”系统，能够将二氧化碳转化为氧气，进一步延长在水下作业的时间。
4. 供水与食品：后勤保障
虽然不如能源和空气关键，但长时间的潜航也需要解决淡水和食物问题。
淡水来源： 主要是通过海水淡化设备。利用反应堆产生的热能驱动蒸馏器，将海水蒸发、冷凝，得到纯净的淡水。
食物储存： 潜艇会携带大量的罐头、干粮等不易变质的食品。现代核潜艇的储存能力更强，有时还会配备冷冻和冷藏设备，以保证船员的营养。
5. 艇体结构与浮力控制：精准的“水下航行”
要能长时间呆在水下，艇体必须能承受巨大的水压，并且能够精确控制下潜和上浮。
耐压壳体： 潜艇最重要的部分是它的耐压壳体，通常由高强度合金钢制成，能够承受深海的巨大压力而不变形或破裂。
浮力控制： 潜艇通过调节压载水舱的注水和排水量来控制其浮力。
下潜： 向压载水舱注入海水，增加潜艇的整体重量，使其浮力小于重力，从而下潜。
上浮： 将压缩空气注入压载水舱，将海水排出，减小潜艇的整体重量，使其浮力大于重力，从而上浮。
定深： 通过微调压载水舱中的水量，并结合潜艇上的水平舵，可以实现精确的定深航行。
总结来说，核潜艇之所以能长时间在水下活动，并非单一技术的突破，而是核动力、高效推进、空气再生、生命维持以及精密的结构设计和浮力控制等一系列先进技术的综合应用。核反应堆提供了几乎不受限制的能量，使得潜艇不必依赖外部氧气或频繁补充能源，从而能够长时间地隐藏在深海之中，执行各种战略任务。
网友意见
其实这个问题可以反过来问：为什么常规潜艇不能在水下待很久。
为啥？因为水下用不了内燃机啊。
你丫一开内燃机，多少氧气也不够烧啊，而且废气往哪排？
所以常规潜艇水下咋办？靠电池啊。
电池电不够了咋整？赶紧浮上来开内燃机给电池充电啊。
那没电了咋整？一点电都没了？那你就在水下呆着吧，别上来了。
而且就算你不开引擎就在水底下猫着，潜艇里面的人也得喘气啊。宝贵的电力又不能拿去制氧，所以自然是不能在水下待很久了。
核潜艇之所以可以在水下待很久，就是因为它可以解决这些问题。
首先，核动力在水下也能用，所以即使一直在水下带着潜艇也是有动力的。
其次，核动力可以近似的认为无穷无尽，那只要电解水就可以无限制氧。唯一麻烦的是制氧的同时会产生氢气，氢气很危险还不能直接排掉，这个时候就需要用吸氢剂把氢气固化，当然二氧化碳也需要专用的吸收剂。
好在这些都是固态，出门的时候多带点就是了，可以用很久。
人长时间活着需要三样东西:饮用水、食物、空气。
人长时间舒服的活着除了以上三样东西还需要:良好的作息和活动空间。
只要你的潜艇可以满足了上面的五样东西，人能在潜艇里待多久取决于人的寿命。
核潜艇能够提供什么?充足的能量，艇内搭载的全功率运转十年核燃料也不会耗光。
那这么多能量能不能保证人长时间活着和活好的几个因素呢?
饮用水，大海里的水可以用啊，海水不能直接喝但可以海水淡化啊，需要电罢了，核潜艇不缺电。
空气，人会吸入空气中的氧气呼出二氧化碳，氧气可以通过电解水制氧啊，还是需要用电，核潜艇还是不缺电。二氧化碳可以通过设备吸收再排放掉，耗电而已，没问题。
食物，理论上如果潜艇搞得足够大，是可以在潜艇里玩植物种植和家畜养殖的，但军用核潜艇显然没必要造到可以容纳一个生态系统那么大，所以这条pass，但储存两百号人吃一年好的肉、蛋、奶、蔬菜、水果、调味料、盐、维生素这一堆食物所需的空间和吨位，核潜艇显然是可以提供的。一个人一天就算消耗10公斤各种食物（我就算你使劲造吧），我储存400天的也才4千公斤，4吨，200人也才800吨，一个核潜艇小也有七八千吨了，存不下这点吃的?
实际上一条现役核潜艇上150人都用不了，自动化程度高一点的核潜艇上连100人都不到，一个人一天吃5公斤食物也吃不了，我存200天，一共100*5*200，100吨足够。
潜艇在水下要能动吧?需要能量，那核反应堆的能量足够啊，完全不是问题。
剩下最后的问题了，是不是能让人在水下舒服的活着?
人需要一个良好的作息，就是保持适当强度的工作和休息时间，睡觉也要足够的舒服，这在核潜艇上还是有点问题的。首先是工作强度还是比上班族大的，规矩也更多，同时工作时间也更长，而且休息也没有足够的地方休息，睡觉呢大部分床位都是不太舒适的。
活动空间上呢?也不太充裕，毕竟这是战斗舰艇，里面空间大了，潜艇排水量就会增加，造价就会显著增加，同时潜艇太大了也不灵活。
但这两条在一些弹道导弹核潜艇面前真不是问题，毕竟开这种潜艇这帮哥们手里掌握的都是灭国重器，不能让他们里面搞出一些负面的精神情绪，你长期让他们过得不舒服他们火了给你把世界都点了可不好玩，或者哪怕是给他们在核战后增加生还的希望，也要让核潜艇随时准备能在水下待一年，
所以台风级核潜艇内部空间简直是奢侈，豪华浴室、健身房、餐厅……空间非常宽敞，内部高度也足够不会让人觉得压抑，住舱环境也非常nice，全部舱室都有空调保持最适宜居住的温度，总之就是住的舒坦。目标就是让哥们在水下玩的开心。
核电的存在可以保证核潜艇可以持续不断的从水中提取氧气和淡水，同时提供动力和电力，实际上加满核燃料之后，甚至可以连续运作十几年，而单纯的储备例如山屋食品之类的完全脱水的肉类和蔬菜，加上启航前潜艇包括人员都会进行一次彻底消杀(潜艇上储存药物是比较麻烦的，但潜艇是个相对的密封环境，彻底消杀之后细菌滋生是比较缓慢的)，保证这些物资维持数年的运行也不是难事，但有一个问题是心理承受能力，潜艇是一种不见日光的幽闭环境，长时间工作的压力是人无法承受的，所以实质上，工作时间最多也就是数月，极限也不过就是一年，核潜艇最大的优势其实是水下极限速度和能够搭载的电子设备强度，以及相对来说，其它因素一致的话，会更安静一点，单纯的运行时间和aip潜艇没有太大的差别
有人替我补充技术细节了……说实话我都没想过这个答案会高赞……那我自己也大概解释一下吧，核电运行是不需要氧化剂的，它不是氧化还原反应而是核裂变，而常规动力航母需要，所以最早的处理办法是，潜艇在水上运行时开发动机(直接接触空气)，然后顺便给铅酸电池蓄电，潜入水中之后就全靠电池，但如果只是这样的话，水下运行能坚持的时间太过有限，所以就诞生了各种aip装置，本质上来说，aip装置就是在水下也能保证给发动机的氧化还原反应提供氧化剂维持其继续工作，实际上就比较复杂了，最早二战德国搞的过氧化氢，铅酸电池，柴油机是最基础的单纯靠过氧化氢分解供氧，而现代潜艇aip已经和发动机以及电池整合成一体，所以我不得不用氧化剂而非氧气，氧化还原反应而非活塞机燃烧做工来说明问题 ，只希望不要误导各位
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