1964年7月31日，企業號航母、長灘號核動力巡洋艦和班布裡奇號核動力護衛艦組成世界上第一個“全核動力”特遣編隊，經直布羅陀海峽駛入大西洋，繞非洲，穿印度洋和太平洋，再繞南美洲，返回美國東海岸。3艦共搭載官兵6057名，環球航行49075千米，用時57天，編隊平均航速22節，全程無需陸上基地和海上後勤艦船補給。
2008年，小鷹號退役後，美國海軍在役航母全部是核動力的。隨著企業號、尼米茲級相繼退役和福特級陸續服役，美國航母將繼續保持“全核動力化”。
與美國類似，蘇聯海軍的航母也經歷了從常規動力到核動力的發展歷程，這與蘇聯海軍從“近海防禦”型到“遠洋進攻”型戰略的轉變是一致的。
眼下，俄羅斯正實施重新裝備海軍的宏偉計劃，俄海軍重返大洋需要航母。俄羅斯曾有意對庫茲涅佐夫海軍元帥號實施核動力改裝，研發中的新型航母和導彈驅逐艦也計劃採用核動力，進而組建“全核動力化”的航母打擊群。
與常規動力航母相比，核動力航母續航力強，全壽命周期內，只需在少數幾次大修期間更換核燃料，福特級更是全壽命周期無需換料，在航率更高，這也相當於減少了需求航母的數量。而常規動力航母要保持較高在航率，燃油消耗量極大，且在遠海和大洋執行任務時，燃油補給壓力非常大，戰時更是十分危險。
現代條件下，航母主要執行前沿存在和部署、危機響應、戰略威懾等任務，這對航母的快速部署能力、持續高航速、續航力和自持力提出了更高要求。此外，指揮與控制、信息、電子系統日益先進，電力推進、電磁彈射、新概念武器上艦裝備，艦員生活和工作環境舒適性要求提高，動力需求急劇增大，在這些方面，核動力航母占有絕對優勢。
隨著現代科技迅猛發展，人類的核能利用水平不斷提高，而利用成本卻在不斷下降，相應地，核動力航母的建造難度和造價也會隨之下降。而航母作為遠洋進攻性武器和戰略威懾力量，高在航率是必然要求，這也是維持其較高戰備水平和技戰術狀態的必然要求。因此，採用核動力似乎是航母技術發展的趨勢。
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