顧名思義，核動力航母就是利用核反應堆來產生動力的航空母艦。核燃料的能量密度大，很少的一些核燃料就能夠提供航母長時間航行所需要的能量，這比燒煤或者燒油要方便得多。

到目前為止，航空母艦中使用的核反應堆大多是輕水反應堆，即使用普通水作為冷卻劑的反應堆。核燃料在反應堆中發生可控鏈式反應，產生出大量的熱，冷卻水把這些熱帶走，在蒸汽發生器中使另一個迴路裡的水進行熱交換，使第二回路里的水轉化為蒸汽，再利用這些蒸汽推動汽輪機做功，帶動螺旋槳運轉。這就是輕水堆核動力航母的工作原理。

輕水堆體積較小，技術也較為成熟，因此無論是船用反應堆，還是發電用的反應堆，大多數都採用了這樣的設計。

輕水堆也有一些致命的缺陷，一是為了保證第一回路里的冷卻水在320度的高溫下仍然保持液態，反應堆必須具有極高的壓力，這對於反應堆的外殼提出了很高的要求。二是堆芯缺乏自我冷卻的能力，一旦外圍的冷卻系統出現故障，堆芯溫度就會不斷升高，直到出現堆芯融化的結果。

80年代前蘇聯的切爾諾貝利核電站事故，就出現了堆芯融化的事情，最後不得不用海量的混凝土把整個核電站全部封閉起來，以免核物質繼續洩漏。2010年的日本311大地震中，福島核電站由於供電系統被破壞，導致了冷卻水迴圈系統停止執行，結果也險些釀成融堆的慘劇。

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