Un submarino nuclear es un submarino que es accionado por un reactor nuclear, siendo impulsado por la propulsión nuclear. El rendimiento de esta variable del submarino común tiene algunas ventajas que superan, y mucho, a su predecesor, generalmente movido a diesel.
Es totalmente independiente del aire, lo que ahorra al submarino de la necesidad de emerger frecuentemente, hecho necesario en todos los submarinos convencionales. Además, la gran cantidad de energía generada por un reactor nuclear permite a los submarinos nucleares operar en una elevada velocidad durante largos periodos de tiempo, y el largo intervalo necesario entre los reabastecimientos permite que la duración de los viajes sea limitado apenas para reponer productos consumibles, como los alimentos. Las generaciones actuales de submarinos nucleares nunca necesitan ser reabastecidos durante toda su vida, cerca de 25 años.
La limitada capacidad de almacenamiento de las baterías eléctricas de los submarinos convencionales, incluso los más avanzados, hace que sólo puedan permanecer sumergidos durante unos días, y a baja velocidad, con muy pocos períodos en los que operan a la velocidad máxima. La propulsión independiente de aire, significa que el periodo de inmersión es mucho mayor, abriendo una enorme gama de posibilidades de maniobra a la tripulación. Sin embargo, el alto costo de la tecnología nuclear significa que sólo unos pocos países pueden permitirse la inversión en el campo de los submarinos nucleares. Algunos de los accidentes nucleares y radiactivos más graves envolvieron accidentes provocados por submarinos nucleares soviéticos.
La idea de un submarino de propulsión nuclear fue propuesta por primera vez por el físico estadounidense Ross Gunn, del Laboratorio de Investigación Naval en 1939. En 1954, Estados Unidos lanzó el USS Nautilus, el primer submarino nuclear que fue capaz de permanecer bajo el agua durante un máximo de cuatro meses sin la necesidad de salir al exterior. La construcción del Nautilus sólo fue posible por el éxito del desarrollo de una planta de propulsión nuclear por un grupo de científicos e ingenieros del sector de reactores navales, que forma parte de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos. La construcción de este nuevo instrumento de la guerra había sido aprobada por el Congreso de los EE.UU. en julio de 1951, que puso al capitán Hyman Rickover al frente al submarino. El Nautilus fue de casi 100 metros de largo, y el costo, en el tiempo, de 55 millones de dólares. Después del lanzamiento de este trofeo americano, la Unión Soviética luchó para poner en marcha su propio submarino nuclear.
Tras atravesar diversos problemas, incluidos escapes radiactivos, el primer submarino nuclear soviético entró en servicio en 1958. Hoy en día, sólo seis países han sido capaces de poner en práctica proyectos de submarinos nucleares más allá de los Estados Unidos y Rusia, también Francia, Reino Unido, China y la India. Muchos otros países se encuentran en etapas de desarrollo de este tipo de proyectos, entre ellos Brasil y Argentina. La principal diferencia entre los submarinos convencionales y nucleares es, obviamente, el sistema de generación de energía. Los submarinos nucleares emplean el uso de reactores nucleares, que son responsables de esta tarea. Ellos generan electricidad que alimenta motores eléctricos, conectados al eje de la hélice. También es posible usar el calor del reactor para producir vapor, que puede alimentar a las turbinas de vapor.
Los reactores utilizados en los submarinos nucleares típicamente utilizan un combustible de uranio altamente enriquecido (normalmente más de 20 %), por lo que pueden proporcionar una gran cantidad de energía, incluso con un pequeño reactor, y operar más tiempo sin necesidad de las reposiciones, que son extremadamente peligrosos y complejos debido a la naturaleza de los reactores nucleares.
Los submarinos nucleares tienen dos desventajas notables. La primera consiste en el hecho de que el reactor tiene que ser enfriado constantemente. Para este fin, el sistema usa el agua del océano real vertiendo aproximadamente el 70% del calor producido por el reactor. Esta solución termina dejando un rastro de calor que puede ser percibido con facilidad por los escáneres térmicos. Además, debido a que el reactor no puede ser simplemente apagado, el submarino produce un sonido que puede ser detectada por el sonar mostrando su presencia en territorios de conflicto armado.
