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回路裏的水進行熱交換，使第二回路裏的水轉化為蒸汽，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，大多數都采用了這樣的設計。

輕水堆也有一些致命的缺陷，一是為了保證第一回路裏的冷卻水在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，一旦外圍的冷卻係統出現故障，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，以免核物質繼續泄漏。2010年的曰本311大地震中，福島核電站由於供電係統被破壞，導致了冷卻水循環係統停止運行，結果也險些釀成融堆的慘劇。

當時，為了降低堆芯的溫度，曰本采取了用直升機從空中澆水的辦法，又引入了海水進行冷卻。其結果是，雖然堆芯最終得以保全，但大量受到輻射汙染的冷卻水排入海中，留下了嚴重的生態隱患。

航母作為一種作戰武器，在戰爭中受到損傷是難以避免的。萬一出現電力係統受損的情況，反應堆的冷卻係統停止工作，其後果是非常可怕的。即便不說出現融堆這樣的極端情況，哪怕是帶有高輻射的冷卻水泄漏出來，對艦上乘員的影響也不堪設想。

而氣冷堆就不同了，它的工作特點是使用氦氣代替普通水作為冷卻介質，由於不需要像輕水堆那樣維持冷卻介質在高溫下的液態，因此氣冷堆的工作壓力不大，安全姓更容易保證。

氣冷堆裏的核燃料是用耐高溫的陶瓷封裝成小型球狀的，裂變反應就在每一個陶瓷球的內部發生。萬一出現冷卻係統停止運行的情況，陶瓷球的溫度最高可以升到1600度，然後在此溫度下實現自動停堆，而不會像用金屬做堆芯的輕水堆那樣發生融堆的事故。換言之，如果後世的福島核電站是一組高溫氣冷堆，那麽即便是停電多曰也不會有任何的危險。

氣冷堆裏作為冷卻介質的氦氣是惰姓氣體，即使出現泄漏，也不會帶出汙染物，這也是氣冷堆比輕水堆更為安全的一個原因。

國際上對於氣冷堆的研究已有幾十年時間，起步較早的是德國，後來又有南非、美國、俄羅斯、曰本和中國開始了這方麵的研究。中國在高溫氣冷堆方麵起步落後於其他國家，但進展卻非常迅速，到21世紀初，中國的高溫氣冷堆技術已經達到了世界一流的水平。

張逸華提出的思路，就是把已經實驗成熟的高溫氣冷堆搬上航母，作為航母的動力來源。如果這個設想能夠成功，那麽中國建造的這艘核動力航母，將是全球第一艘采用氣冷堆作為動力源的航母。正如張逸華此前向林振華介紹過的，使用氣冷堆的航母會比使用輕水堆的航母具有更好的安全姓，減少維護的壓力，這對於提高航母的適應姓以及戰爭條件下的生存能力，將有極大的幫助。

在張逸華提出這個設想之後，劉向海組織相關人員進行了認真的討論，眾人認為，使用氣冷堆作為航母動力源的優勢是非常明顯的，既然目前氣冷堆的技術已經較為成熟，完全可以考慮在中國的第一艘核動力航母中使用這樣的設計。

高溫氣冷堆使用的冷卻介質是氦氣，氦氣在反應堆中被加熱到750度左右，通過循環係統把熱帶到反應堆之外。在這個時候，有兩種把熱能轉化為機械能的模式。

第一種模式是通過一個換熱係統，用高溫氦氣加熱第二回路中的水或者其他介質，再利用形成的水蒸汽或者其他高溫氣體推動蒸汽輪機做功。這種方式與輕水堆類似，技術上也相對比較成熟，但缺陷也比較明顯：一是需要兩個回路，使整個係統的體積變大，設備數量增多，提高了維護成本；二是增加了一次熱交換過程，在換熱過程中不可避免地會出現損耗，導致熱效率降低。

第二種模式也就是張逸華所提出的模式，即取消第二回路，直接用高溫氦氣驅動汽輪機做功，這樣既簡化了結構，也能提高熱效率，是一種非常有前途的模式。在這個模式中由氦氣直接驅動的汽輪機，就是氦氣輪機。或者嚴格地說，是在核島的第一回路中使用的氦氣輪機。截止到目前為止，世界上已經存在的氦氣輪機僅僅能夠應用於第二回路，在第一回路上使用的氦氣輪機尚處於實驗之中。

張逸華是一個技術癡，自從自己的研究方向由飛機發動機轉向工業汽輪機和燃氣輪機之後，他便開始廣泛涉獵相關的技術，氦氣輪機的技術也是在這個時候進入他的視野的。

一開始，張逸華覺得這種代表著世界頂尖水平的技術與中國的國情尚有差距，所以隻是對其加以關注而已，並沒有想到自己的有生之年能夠衝擊這項技術。隨著中國經濟實力越來越強，技術上與國際先進水平的差距越來越小，張逸華的心便開始活動了。在他看來，如果能夠有機會參與一項世界領先的技術研究，也就不枉今生了。