Um submarino nuclear é um submarino que é alimentado por um reator nuclear, sendo movido por meio da propulsão nuclear. A performance dessa variável do submarino comum possui algumas vantagens que superam, e muito, seu antecessor, normalmente movidos a diesel. Ele é completamente independente do ar, que poupa o submarino da necessidade de emergir frequentemente, o que é necessário para todos os submarinos convencionais. Além disso, a grande quantidade de energia gerada por um reator nuclear permite aos submarinos nucleares operarem em uma elevada velocidade durante longos períodos de tempo, e o longo intervalo necessário entre os reabastecimentos permite que a duração das viagens seja limitado apenas para reestocar produtos consumíveis, como os alimentos.
A ideia de um submarino movido a energia nuclear foi inicialmente proposta pelo físico americano Ross Gunn, do Laboratório de Pesquisa Naval, em 1939. Em 1954, os Estados Unidos lança o USS Nautilus, o primeiro submarino nuclear, que era capaz de ficar submerso por até quatro meses, sem a necessidade de emergir. A construção do Nautilus só foi possível pelo sucesso do desenvolvimento de uma usina de propulsão nuclear, por um grupo de cientistas e engenheiros do setor de reatores navais, que faz parte da Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos. A construção desse novo instrumento de guerra havia sido aprovada pelo Congresso americano em Julho de 1951, que colocara o capitão Hyman Rickover à frente do submarino. O Nautilus tinha quase 100 metros de comprimento, e custou, na época, 55 milhões de dólares. Após o lançamento desse troféu americano, a União Soviética se esforçou para colocar em funcionamento o seu próprio submarino nuclear. Após atravessar diversos problemas, incluindo vazamentos radioativos, o primeiro submarino nuclear soviético entrou em serviço em 1958.
Hoje, apenas seis países foram capazes de colocarem em prática projetos de submarinos nucleares: além dos Estados Unidos e Rússia, há também a França, o Reino Unido, a China e a Índia. Muitos outros países se encontram em fases de desenvolvimento desse tipo de projeto, incluindo o Brasil e a Argentina.
A diferença principal entre os submarinos convencionais e os nucleares é, obviamente, o sistema de geração de energia. Submarinos nucleares empregam o uso de reatores nucleares, que são responsáveis por essa tarefa. Eles geram eletricidade que alimenta motores elétricos, ligados ao eixo da hélice. É, também possível, usar o calor do reator para produzir vapor, que pode alimentar turbinas movidas ao vapor. Os reatores usados nos submarinos nucleares, geralmente usam um combustível de urânio altamente enriquecido (normalmente superior a 20%), para que possam fornecer uma enorme quantidade de energia, mesmo com um pequeno reator, além de operar mais tempo sem a necesisdade de reabastecimentos, que são extremamente perigosos e complexos, devido à natureza dos reatores nucleares.
Os submarinos nucleares possuem duas desvantagens notáveis. A primeira envolve o fato do reator precisar ser constantemente resfriado. Para isso, o sistema usa o próprio oceano, despejando na água cerca de 70% do calor produzido pelo reator. Essa solução acaba deixando um rastro de calor que pode ser percebido por varreduras termais. Além disso, como o reator não pode simplesmente ser "desligado", o submarino produz um ruído que pode ser detectado por sonares.
Fontes:
http://ciencia.hsw.uol.com.br/submarino-nuclear.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_submarine
http://www.aprendendosobreradioatividade.xpg.com.br/submarinonuclear.html