مفاعل الجيل الخامس

كان مفاعل S5G نموذجًا أوليًا لمفاعل بحري صُمم لصالح البحرية الأمريكية لتوفير توليد الكهرباء ودفع الغواصات . ويرمز اختصار S5G إلى :

• S = منصة غواصة
• 5 = الجيل الخامس من النواة المصممة من قبل المقاول
• G = شركة جنرال إلكتريك هي المصمم المتعاقد معه

كان مفاعل S5G مفاعلاً يعمل بالماء المضغوط ^{[ 1 ]} مزوداً بحلقتين للتبريد ومولدين للبخار . وقد صُمم بحيث يكون وعاء المفاعل منخفضاً في الهيكل ومولدات البخار مرتفعة لضمان دوران طبيعي للمبرد الأساسي والحفاظ عليه. ^{[ 2 ]}

تُعد مضخات التبريد الأساسية للمفاعل أحد المصادر الرئيسية للضوضاء الصادرة من الغواصات، كما أن إزالة مضخات التبريد والمعدات المرتبطة بها من شأنه أن يقلل من التعقيد الميكانيكي والمساحة المطلوبة لمعدات الدفع.

كان لدى مفاعل S5G مضخات تبريد أساسية، لكنها لم تكن ضرورية إلا عند السرعات العالية جدًا. ولأن قلب المفاعل صُمم بمسارات انسيابية للغاية لسائل التبريد، كانت مضخات التبريد أصغر حجمًا وأقل ضجيجًا من تلك المستخدمة في قلب مفاعل S5W المنافس . كما كان عددها أقل. في معظم الحالات، كان بالإمكان تشغيل الغواصة دون استخدام مضخات التبريد على الإطلاق. أدى التصميم الهادئ إلى زيادة قطر الهيكل، ولكنه تطلب أنابيب تبريد أساسية أكبر من تلك المستخدمة في مفاعل S5W المنافس. ^{[ 3 ]} نظرًا لحجمه الأكبر، لم يُستخدم مفاعل S5G في غواصات الهجوم اللاحقة، ولكنه كان بمثابة مقدمة لتصميم مفاعل S8G المستخدم في غواصات أوهايو الأكبر حجمًا .

لتقليل ضوضاء محرك الغواصة بشكل أكبر، تم استبدال نظام الدفع التقليدي، الذي كان يتألف من توربينين بخاريين يديران المروحة عبر وحدة تروس تخفيض، بتوربين دفع كبير واحد بدون تروس تخفيض. أدى هذا إلى التخلص من ضوضاء تروس التخفيض الرئيسية، ولكن كان ثمن ذلك هو ضخامة حجم توربين الدفع الرئيسي. كان التوربين أسطوانيًا، بقطر حوالي 12 قدمًا وطول حوالي 30 قدمًا. كان هذا الحجم الهائل ضروريًا لتمكينه من الدوران ببطء كافٍ لتشغيل المروحة مباشرةً بكفاءة عالية. تم استخدام نظام الدفع نفسه في كل من الغواصة يو إس إس ناروال والنموذج الأولي البري.

كان مفهوم محطة الدوران الطبيعي جديدًا نسبيًا عندما طلبت البحرية هذا التصميم. ولذلك، خضعت المحطة النموذجية في ولاية أيداهو لاختبارات أداء صارمة لتحديد مدى ملاءمة هذا التصميم للبحرية الأمريكية. وقد حققت نجاحًا كبيرًا، على الرغم من أن التصميم لم يُعتمد كأساس لأي غواصات هجومية سريعة أخرى باستثناء غواصة ناروال . شمل اختبار النموذج الأولي محاكاة غرفة محركات غواصة هجومية بالكامل تقريبًا . سمح تعويم المحطة في حوض مائي كبير بتدوير النموذج الأولي حول محوره الطولي لمحاكاة انعطاف حاد، وذلك عن طريق تدوير جيروسكوبات كبيرة مثبتة أمام حجرة المفاعل. كان هذا ضروريًا لتحديد ما إذا كان الدوران الطبيعي سيستمر حتى أثناء الانعطافات الحادة، نظرًا لاعتماد الدوران الطبيعي على الجاذبية، في حين أن الغواصات معروفة بقدرتها على المناورة بزوايا مختلفة.

تم تركيب هذا المفاعل النووي في نموذج أولي أرضي - استُخدم في البداية لاختبار المفهوم، ولاحقًا لتدريب آلاف من مشغلي البحرية - في منشأة المفاعلات البحرية ، مختبر أيداهو الوطني بالقرب من أركو، أيداهو ، وفي الغواصة يو إس إس ناروال (SSN-671) ؛ وقد تم إخراج كليهما من الخدمة. وكان الهدف منه اختبار المساهمة المحتملة لتقنية الدوران الطبيعي في تهدئة الغواصات . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

تم بناء النموذج الأولي S5G في أوائل الستينيات، وتم إيقاف تشغيله نهائياً في مايو 1995. ^{[ 8 ]} بعد تفريغه من الوقود، سلمته البحرية للتفكيك في عام 2024. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 4 ]}

• ستايسي، سوزان م (2000). "إثبات المبدأ، تاريخ مختبر أيداهو الوطني للهندسة والبيئة، 1949-1999"، (الفصل 10)