对于潜艇而言，最大的瓶颈就在于速度和续航力问题上，这受限于人类自身原因，因为人类离不开空气，动力系统也离不开空气，而在水下，空气就成为最大的问题。不管潜艇设备多么的先进，人和发动机都需要空气，这就导致元级潜艇始终无法突破这个瓶颈。

但这个瓶颈随着中华帝国开战核反应堆试验后，给了帝国海军潜艇设计师们新的发展思路，尤其是中华帝国首艘核动力终极战列舰光华大帝号服役后，帝国的潜艇设计师们终于有了突破性的设计思路——核动力潜艇概念被提出。

中华帝国海军早在20世纪20年代中期，便对科幻小说《海底两万里》里面的先见潜艇设想产生浓厚的兴趣，当时帝国舰政总监魏翰便对利用核能推进潜艇的远景表示出浓厚的兴趣，只不过受限于帝国当时的核物理研究发展缓慢而放弃。

三十年代开始，中华帝国陆续完成了核反应堆试验，并在大亚湾修建了人类历史上第一个核电站。三十年代末，中华帝国成功的将核反应堆搬上了战列舰，为战列舰提供近乎无限的能源，核动力终极战列舰光华大帝号的出现，让帝国潜艇设计师们眼前一亮，找到了元级潜艇的出路。

光华三十九年二月，北洋大学核物理实验室在大沽完成了首个小型核反应堆，其体积相比光华大帝号战列舰上的核反应堆更小。只有四分之一左右，一次性注入燃料可以支撑宋级潜艇全速行五万公里的耗电需求。这样一来，为元级潜艇实现不依赖空气推进提供了可能。

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