由于核动力具有无以伦比的优越性，全核动力舰队一直是美国海军的终极梦想，美国曾在六十年代一口气建造了69艘核潜艇，5级10艘核动力巡洋舰，2艘核动力超级航母。所以美国是第一个搞核动力航空母舰的国家，也是历史上建造核战舰最多的国家，是现在拥有核动力航母最多的国家。在当今世界各国所有现役的航母中，除了法国4w吨的戴高乐号核动力航母外，剩下的就都是鹰酱家得了。
除美国之外，只有法国和苏联也搞过核动力航母，法国的戴高乐号核航母直接使用核潜艇的小型反应堆，功率不足，事故频出。苏联则建造了乌里扬诺夫斯克号核动力航母，这艘航母于1988年开始建造，苏联解体后被分给了乌克兰，无力续建，最后以废钢铁的价格出售。
自20世纪50年代以来，美国一直在开发大型核动力超级航母。1961年，美国正式为“企业号”核航母服务。从1975年到2009年的34年间，它为1010万吨“尼米兹”核航母服务，2016年，它为最新的“福特”超级航母服务，另外两艘正在建造中。因此，让我们以美国尼米兹级航空母舰为例，谈谈它的核反应堆。20世纪70年代初，经过一系列复杂而漫长的争论，尼米兹级航空母舰最终采用了A4W型反应堆，每个反应堆的双功率为130000马力，其总功率低于“小鹰级”和“企业级”的280000马力。然而，之前的“企业级”采用了8个A2W反应堆。
由于核电站的设计、建造、使用和维护极其复杂，成本自然是惊人的，其中一项主要费用是核燃料成本。无论是A4W还是A2W压水堆，更换燃料(即低浓缩铀棒)都是一项耗时且昂贵的工程。然而，a4w反应堆更换铀燃料棒的频率明显低于a2w反应堆，a2w反应堆可以每25年更换一次，并且可以连续航行100万海里，而该企业的a2w反应堆每次更换时只能连续航行200，000 - 500，000海里。
然而，由于总功率稍低，船型较宽，阻尼增大，尼米兹级的速度仅为30 - 31节，而企业级的速度可达35节。尼米兹级和福雷斯特级的最大速度也可以达到33节。“尼米兹”核运载器的两个压水反应堆使用低浓缩铀，需要装载4吨铀- 235，一次浓缩40 %。至于一次更换燃料需要多少费用，由于核燃料费用所涉国家的严格保密，无法获得确切数字，只能估计。据推测，纯度为97的武器级浓缩铀的成本约为50万美元，而核载体使用的40 %高纯度核燃料的价格约为每公斤20万美元，4吨核燃料需要约8亿美元，加上更换过程中的各种成本，约为10亿美元。
尽管10亿美元的金额看起来很吓人，但是尼米兹级航空母舰可以一次航行100万海里，而且新建造的尼米兹级核燃料更换间隔时间已经增加到25年，比如林肯号，它在1988年服役，2014年才第一次更换核燃料。最新的福特级航空母舰声称可以服役50年，这意味着在福特级航空母舰的整个服役期内，没有必要更换核燃料。这样，核动力航空母舰的平均年核燃料成本就不多了。
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