صنعت کشتیرانی برای دستیابی به انتشار خالص صفر گازهای گلخانهای تا سال ۲۰۵۰، به سوختهای کمکربن نیاز دارد. اما گزینهها محدود هستند. باتریها میتوانند برای کشتیهای مسافربری و شناورهای مورد استفاده در بنادر نیرو تامین کنند، اما برای مسافتهای طولانی غیرعملی هستند1. تولید متانول به صورت پایدار دشوار است2. آمونیاک سمی است و زنجیره تامین آن آلاینده است3. هیدروژن نیز بیش از حد حجیم و ذخیرهسازی ایمن آن در دریا دشوار است4.
راکتورهای هستهای به عنوان یک راهحل مورد توجه قرار گرفتهاند. انرژی اتمی هیچ انتشار مستقیم دیاکسید کربن ندارد و نیاز به ذخیرهسازی چندین هزار متر مکعب سوخت در کشتی را از بین میبرد و فضای بیشتری را برای بار آزاد میکند. استفاده از نیروی هستهای میتواند با حذف توقفهای سوختگیری و دستیابی به سرعتهای بالاتر، زمان سفر را کوتاه کند. این امر میتواند سالانه دهها میلیون دلار در هزینههای سوخت دریایی و مالیات کربن برای صاحبان کشتی صرفهجویی کند (به go.nature.com/4hs7u3r مراجعه کنید).
نسل جدیدی از کشتیهای تجاری با نیروی هستهای میتواند در دهه آینده در دریاها تردد کند. علاقه صنعت و دولتها در حال افزایش است. در ماه مه، اداره دریایی ایالات متحده نظرات عمومی را درخواست کرد در مورد یک سیستم راکتور ماژولار کوچک (SMR) با قابلیت تجاری و مقیاسپذیری برای استفاده دریایی. در سال ۲۰۲۸، شرکت Core Power مستقر در لندن قصد دارد دفتر سفارشات خود را برای نیروگاههای هستهای شناور تولید انبوه باز کند، با تجاریسازی کامل در اواسط دهه ۲۰۳۰ و به دنبال آن کشتیهای غیرنظامی هستهای. در چین، کارخانه کشتیسازی دولتی جیانگنان (Jiangnan Shipyard) مستقر در شانگهای، قصد دارد اولین کشتی کانتینری با سوخت توریم جهان را تا سال ۲۰۳۵ بسازد.
یک گزارش آمریکایی در سال ۲۰۲۳ تخمین میزند که چندین صد کشتی تجاری با نیروی هستهای (عمدتاً کشتیهای کانتینری، فلهبرهای بزرگ و نفتکشها) میتوانند تا سال ۲۰۵۰ در سراسر جهان فعال باشند، با فرض سهم بازار ۲ تا ۵ درصد5 (به «کشتیرانی تجاری به سمت هستهای میرود» مراجعه کنید). اما یک کشتی تجاری مجهز به راکتور، یک تاسیسات هستهای متحرک است که باید با دقت فراوان با آن رفتار شود. این کشتی میتواند ربوده شود، به گل بنشیند یا حتی مورد حمله موشکی قرار گیرد.
پیش از آنکه کشتیهای با نیروی هستهای به دریاها راه یابند، جهان باید مقررات قوی در مورد آنها تدوین کند. مهندسان، تنظیمکنندگان، بنادر و شرکتهای کشتیرانی باید این شناورها را ایمن و قابل کنترل سازند. اما قوانین کنونی منسوخ و پراکنده هستند.
دو تلاش عمده در حال انجام است. در اواخر ماه اوت، در یک رویداد در سطح وزیران در واشنگتن دیسی، آژانس بینالمللی انرژی اتمی (IAEA) قصد دارد تنظیمکنندگان هستهای و دریایی را در مراسم راهاندازی ابتکار خود با عنوان فناوریهای اتمی دارای مجوز برای کاربردهای دریایی (ATLAS) گرد هم آورد. در ژوئن ۲۰۲۵، سازمان بینالمللی دریانوردی (IMO) بازنگری کد ایمنی کشتیهای تجاری هستهای خود را که در سال ۱۹۸۱ تدوین شده بود، آغاز کرد و انتظار میرود کد بازنگری شده را در سال ۲۰۳۰ تصویب کند.
در اینجا به آنچه در خطر است میپردازیم و از آژانس بینالمللی انرژی اتمی (IAEA) و سازمان بینالمللی دریانوردی (IMO) میخواهیم که صدور مجوز راکتور، گواهینامه کشتی، ورود به بندر و واکنش اضطراری را در یک چارچوب واحد به هم پیوند دهند، تا شرکتها، بنادر و کشورها سیستمهای ناسازگار را پیادهسازی نکنند و از وقوع یک حادثه هستهای در دریا جلوگیری شود.
نیروی هستهای سابقه طولانی در دریا دارد و زیردریاییها، ناوهای هواپیمابر و یخشکنها را به حرکت درآورده است. راکتورهای فشرده با محافظت قوی، برنامههای نگهداری دقیق و آموزش منظم خدمه، حداقل ۷۰ سال است که در محیطهای دریایی سخت، حتی زیر یخهای قطبی، فعالیت میکنند.
نیروی دریایی ایالات متحده یکی از بزرگترین ناوگان هستهای جهان را اداره میکند. تا دسامبر ۲۰۲۴، این نیرو ۷۷ کشتی جنگی با نیروی هستهای – ۶۶ زیردریایی و ۱۱ ناو هواپیمابر – را به کار گرفته بود که تقریباً نیمی از ناوگان جهانی را تشکیل میدهند. از سال ۱۹۵۵، شناورهای هستهای ایالات متحده مسافتی حدود ۳۰۰ میلیون کیلومتر را طی کردهاند.
چین، فرانسه، هند، روسیه و بریتانیا نیز زیردریاییهای هستهای را اداره میکنند و روسیه دارای یخشکنهای هستهای غیرنظامی است. ناوگان جهانی امروز کوچکتر از پایان جنگ سرد است – در سال ۱۹۸۹، بیش از ۴۰۰ زیردریایی هستهای در حال عملیات یا ساخت بودند، در مقایسه با حدود ۱۵۰ فروند در حال خدمت امروز.
با این حال، همین سابقه دشواری کاربرد تجاری را نشان میدهد. استفاده هستهای در نیروی دریایی بخشی از یک سیستم قابلیتهای حاکمیتی است: یک کشور (یا چندین کشور در همکاری نزدیک) میتواند راکتور را طراحی و بسازد، زیرساختهای نگهداری یا جایگزینی آن را ایجاد کند، خدمه را آموزش دهد و مسئولیت ایمنی را بر عهده بگیرد.
در مقابل، بیشتر کشتیهای تجاری در یک کشور طراحی میشوند، در کشوری دیگر ساخته میشوند، در کشوری سوم پرچمگذاری میشوند، در کشوری چهارم بیمه میشوند، وارد بنادر خارجی مختلفی میشوند و اغلب در پایان عمر خود در کشورهایی با رویههای ایمنی ضعیف بازیافت میشوند6.
کشتیهای تجاری هستهای غیرنظامی اولیه نتوانستند به موفقیت تجاری گستردهای دست یابند. تنها چهار فروند از آنها ساخته شد. کشتی NS ساوانا که در سال ۱۹۵۹ به آب انداخته شد، بخشی از برنامه «اتم برای صلح» رئیسجمهور دوایت آیزنهاور (Dwight Eisenhower) بود. این کشتی توانست به سراسر جهان سفر کند و در بسیاری از بنادر پهلو بگیرد. اما رویه پیچیده برای اخذ مجوزهای بازدید و پهلوگیری، آن را به عنوان یک کشتی باری غیرقابل استفاده کرد.
کشتی اوتو هان (Otto Hahn) آلمان غربی، که در سال ۱۹۶۴ به آب انداخته شد، به مدت ۹ سال سنگ معدن را در سراسر جهان حمل کرد، ۱.۲ میلیون کیلومتر سفر کرد و از ۳۳ بندر در ۲۲ کشور بازدید کرد، پیش از آنکه راکتور آن برداشته شود و کشتی در سال ۱۹۸۲ به نیروی محرکه معمولی تبدیل شود.
کشتی موتسو (Mutsu) ژاپن، که در سال ۱۹۶۹ به آب انداخته شد، در سال ۱۹۷۴ پس از نشت نوترونها در طول آزمایش راکتور به دلیل نقص در محافظ، با یک فاجعه روابط عمومی مواجه شد. اگرچه این حادثه فاجعهبار نبود، اما باعث مخالفتهای محلی شد که کشتی را سالها از فعالیت بازداشت.
چهارمین کشتی، سورمورپوت (Sevmorput) روسیه، در سال ۱۹۸۸ وارد خدمت شد و دههها به حمل بار در مسیر دریایی شمالی در قطب شمال پرداخت. این تنها کشتی تجاری با نیروی هستهای بود که در دهه ۲۰۲۰ هنوز فعال بود و به عنوان یک کشتی باری دولتی با قابلیت یخشکنی حفظ شده بود.
بیشتر کشتیهای اولیه با سوخت اورانیوم با غنای پایین کار میکردند، درست مانند یک نیروگاه هستهای غیرنظامی. اما گزینههای پیشرانه فعلی متنوعتر هستند7. این گزینهها شامل فناوریهایی است که از تجربه طولانی با یخشکنها و برنامههای راکتورهای ماژولار کوچک توسعه یافتهاند، مانند راکتورهای آب سبک، گاز خنکشونده با دمای بالا، راکتورهای سریع خنکشونده با سرب، نمک مذاب و لوله حرارتی. طرحهای آزمایشی دیگری نیز در دست بررسی هستند.
با این حال، منوی گستردهتر فناوری تنها سوالات ایمنی بیشتری را مطرح میکند. هر کشتی با راکتور نیاز به مجوز، بیمه، خدمه، نگهداری، پذیرش بندر، آمادگی و واکنش اضطراری و پشتیبانی برای از کار انداختن دارد. حتی سرنوشت نهایی ساوانا نیز یک مسئله نظارتی است که هنوز حل نشده است. برخی مدلهای تجاری ماژولهای راکتور اجارهای و هزینههای عملیاتی کمتر را از طریق نظارت از راه دور، سوختگیری متمرکز و از کار انداختن فرض میکنند. اما این انتخابها ایمنی کشتی را تضمین نمیکنند.
سوابق نظامی نشان میدهد که استرس و برنامهریزی ضعیف به کجا میتواند منجر شود. زیردریاییهای هستهای شوروی حوادث از دست دادن خنککننده، افزایش ناگهانی قدرت و آسیب به هسته راکتور را تجربه کردهاند. در زیردریایی K-19 در سال ۱۹۶۱، تعمیرات اضطراری برای بازگرداندن خنککننده، ملوانان را در معرض تشعشعات کشنده قرار داد. در K-27 در سال ۱۹۶۸، حادثه راکتور خنکشونده با فلز مایع دوباره منجر به قرار گرفتن در معرض تشعشعات کشنده شد. در K-431 در سال ۱۹۸۵، افزایش قدرت در طول سوختگیری در خلیج چازما (Chazhma Bay)، نزدیک ولادیوستوک، باعث انفجار بخار شد که چندین کارگر را کشت و منطقه اطراف را آلوده کرد.
طرحهای جدیدتر راکتور میتوانند برخی از خطرات را کاهش دهند، به ویژه زمانی که در فشار پایین کار میکنند و دارای هستههای مهر و موم شده، سیستمهایی برای حذف گرمای اضافی و ساختارهای مهار قوی هستند8. اما رویکردهای پیشرفته عمدتاً مشکلات را جابجا میکنند تا اینکه آنها را از بین ببرند. یک راکتور نمک مذاب ممکن است از حوادث خنککننده با فشار بالا جلوگیری کند، اما تنظیمکنندگان هنوز باید بدانند که آیا خوردگی نمک پس از قرار گرفتن طولانیمدت در معرض لرزش قابل کنترل است یا خیر. آنها همچنین نگران مدیریت تریتیم و محصولات شکافت فرار، محافظت کافی و حذف قابل اعتماد گرما از واپاشی رادیواکتیو پس از خاموش شدن خواهند بود.
یک کشتی با نیروی هستهای به مجوز راکتور، گواهینامههای کشتی و مجوزهای بندر نیاز خواهد داشت. هر یک شامل قضاوتها و مجوزهای جداگانه است.
برای تنظیمکننده هستهای، سوالات اصلی حول ایمنی راکتور، حفاظت رادیولوژیکی و امنیت هستهای میچرخد. برای کشور صاحب پرچم، این سوالات شامل قابلیت دریانوردی و ایمنی خدمه است. مقامات بندر عمدتاً نگران این هستند که آیا کشتی میتواند وارد بندر شود، پهلو بگیرد، بار را تخلیه کند، پناه بگیرد یا بدون خطر برای جامعه اطراف در بندر نگه داشته شود.
برای یک کشتی معمولی، این تصمیمات استاندارد هستند. اما برای یک شناور با نیروی هستهای، روابط پیچیدهتر است. اگر ناخدای بندر، راهنما، اپراتور ترمینال، بیمهگر یا خدمات اضطراری نتوانند تضمینهای ایمنی ارائه شده توسط مجوز راکتور را درک کنند، آنگاه این سند معنای عملی کمی خواهد داشت.
به عنوان مثال، پهلوگیریهای کشتی ساوانا (Savannah) نیازمند مذاکرات گستردهای در مورد پهلوگیری و ترانزیت، و همچنین رویههایی برای مقابله با شرایط اضطراری و اقداماتی برای اطمینانبخشی به مردم بود. حادثه موتسو (Mutsu) نشان داد که وقتی اعتماد از بین برود، هیچ استدلال منطقیای فایدهای ندارد؛ کشتی مورد استقبال قرار نخواهد گرفت.
تهدیدات جنگ و تروریسم نیز خطراتی را به همراه دارند که باید جدی گرفته شوند. تحلیل هزینه-فایده برای کشتیرانی هستهای، ترافیک دریایی منظم و همکاری زمان صلح بین بنادر را فرض میکند. رویدادهای کنونی در دریای سرخ و تنگه هرمز از زمان حملات ایالات متحده و اسرائیل به ایران، این فرض را به چالش میکشند. شبهنظامیان حوثی تحت حمایت ایران در یمن بارها از پهپادها، موشکها و قایقهای بدون سرنشین علیه کشتیرانی تجاری استفاده کردهاند. در تنگه هرمز، محدودیتها و حملات، ترافیک را مختل کرده و هزاران دریانورد را سرگردان کرده است.
اگر یک کشتی با نیروی هستهای از چنین آبهایی عبور کند، میتواند با همان موشکها، پهپادها، تلاشهای تروریستی برای سوار شدن و اختلال الکترونیکی که نفتکشهای معمولی با آن مواجه هستند، روبرو شود، اما با عواقب بسیار بزرگتر.
یک راکتور دریایی نمیتواند مانند یک سلاح هستهای منفجر شود؛ سوخت و هندسه یک راکتور غیرنظامی این امر را غیرممکن میسازد. اما خطرات دیگر را نمیتوان نادیده گرفت: آسیب به سوخت، از دست دادن محافظ یا خنککننده، آتشسوزی هیدروژن یا انفجارهای بخار میتواند مواد رادیواکتیو و آب آتشنشانی آلوده را آزاد کند و یک کشتی غرق شده ایجاد کند که هیچ بندری مایل به پذیرش آن نیست.
آیا حمله موشکی یک راکتور دریایی را ناامن میکند؟ بستگی دارد. ضربهای که به کمان یا پشته کانتینرها برخورد کند، ممکن است به راکتور واقع در نزدیکی میانه کشتی نرسد. با این حال، ضربهای که به موتورخانه، تابلو برق، ژنراتور اضطراری، کابلهای کنترل یا ورودیهای آب خنککننده برخورد کند، میتواند سیستمهایی را که از خاموش شدن ایمن پشتیبانی میکنند، از کار بیندازد.
آتشسوزی کانتینر میتواند روزها ادامه داشته باشد و تلاشهای نجات را مسدود کند. سوراخی در زیر خط آب میتواند پایداری کشتی را به خطر بیندازد و محفظههایی را که فرض میشود در طراحی راکتور خشک بمانند، آبگرفتگی کند.
حملات بعدی ممکن است به امدادگران اصابت کند. یک گروه سوار بر کشتی میتواند خدمه را پس از خاموش شدن راکتور تخلیه کند، اما گرمای واپاشی (decay heat) همچنان باید مدیریت شود.
در ساعات اولیه پس از حمله به کشتی، چالش اصلی نجات جان انسانها و خاموش کردن ایمن راکتور، و حفظ خنککنندگی و نظارت خواهد بود. طی چند روز آینده، اولویتها به خنککنندگی راکتور، نظارت و هماهنگی واکنش اضطراری تغییر خواهد کرد. پس از آن، تمرکز به نجات لاشه کشتی و جبران خسارت معطوف خواهد شد.
به همین دلیل، اقدامات ایمنی در برابر حملات موشکی را نمیتوان تنها به افزودن صفحات فولادی ضخیمتر در اطراف راکتور محدود کرد. راکتور باید به گونهای طراحی شود که پس از ضربه شدید، آتشسوزی، آبگرفتگی، خاموشی، از دست دادن نیروی محرکه یا از دست دادن ارتباطات، به طور خودکار خاموش شود.
طراحی راکتور همچنین باید امکان حذف گرمای واپاشی (decay heat) را برای روزها، و ترجیحاً هفتهها، بدون وابستگی به اقدامات خدمه، برق ساحلی یا دسترسی به محفظه راکتور فراهم کند. منابع تغذیه اضطراری و سیستمهای ابزار دقیق باید از نظر فیزیکی جدا، از نظر الکتریکی مستقل، محافظت شده و قابل آزمایش باشند. خنکسازی باید با وجود حرکت کشتی، آبگرفتگی محلی و انسداد ورودیها حفظ شود.
برای مسیرهای حساس ژئوپلیتیکی، یک آزمایش اضافی مربوط به عامل انسانی وجود دارد. چه اتفاقی میافتد اگر کاپیتان کشته شود، خدمه مهندسی ربوده شوند، نگهبانان امنیتی محل را ترک کنند، یا مهاجمان کنترل کشتی را به دست بگیرند؟ طراحیای که تنها زمانی ایمن است که تمام خدمه در کشتی باقی بمانند، برای آبهای خطرناک مناسب نیست.
ارزیابیهای ایمنی آینده باید دو لایه داشته باشند. لایه فنی میتواند جامع و دقیق باشد و به دلایل ایمنی و امنیتی تا حدی محرمانه باقی بماند. لایه مربوط به بنادر باید مختصر، استاندارد و واضح باشد.
این ارزیابی باید مشخص کند که راکتور موجود در کشتی چیست، چه محدودیتهای عملیاتی اعمال میشود و چه فرضیاتی برای مسیر تأیید شده در نظر گرفته شده است. همچنین باید شامل برنامههایی برای مدیریت خاموش شدن و حذف گرمای واپاشی، مسیرهای حادثهای که ارزیابی شدهاند، مسئولیت فرماندهی عملیات اضطراری و اطلاعاتی که نظارت و به اشتراک گذاشته خواهد شد، باشد. لایه بندر نیز باید به مسائلی فراتر از خود راکتور بپردازد، از جمله مسئولیتهای سوخت و پسماند، میزان پوشش بیمهای و مبنای تعلیق ورود به بندر.
این باید خطرات جنگ را نیز در بر گیرد. اگرچه اطلاعات حساس طراحی که میتواند آسیبپذیریهای یک کشتی را آشکار کند، باید محرمانه باقی بماند، اما اجزای پوشش تهدید باید همچنان تعریف شوند: برخورد، آتشسوزی، حمله پهپادی، اصابت مستقیم موشک، انفجار زیر آب، نفوذ سایبری، ربودن، تخلیه خدمه، غرق شدن و عدم پذیرش پناه. این خطرات باید هنگام تعیین مسیر ارزیابی شوند. به عنوان مثال، یک کشتی که فقط برای کریدورهای اقیانوس اطلس با ریسک پایین گواهینامه دارد، نباید وارد منطقه تهدید موشکی شود مگر اینکه ایمنی برای آن سطح تهدید ارزیابی شده باشد.
اختیار نظارتی باید در دست نهادهای عمومی باقی بماند. این نهاد نظارتی هستهای است که مسئول ایمنی راکتور و رادیولوژیکی است و اداره دریایی مسئول ایمنی کشتی و خدمه است. کشورهای بندری باید حق خود را برای تعیین شرایط ورود، برنامههای اضطراری و الزامات واکنش اضطراری حفظ کنند. «انجمنهای طبقهبندی» کشتیرانی و صنعت میتوانند قوانین بدنه کشتی، روشهای بازرسی و روشهای مختلف ارائه شواهد را استاندارد کنند.
سازمان بینالمللی دریانوردی (IMO) و آژانس بینالمللی انرژی اتمی (IAEA) به یک چارچوب مشترک نیاز دارند، نه دو سیستم جداگانه که باعث سردرگمی میشوند. در حال حاضر، IMO قوانین مربوط به طراحی کشتی، گواهینامه، خدمه، کنترل دولتی بندر و کد ایمنی کشتیهای تجاری هستهای را اصلاح میکند، در حالی که IAEA ایمنی هستهای، امنیت، پادمانها، آمادگی اضطراری و مدیریت چرخه سوخت را هدایت میکند. با این حال، یک کشتی تجاری هستهای در میان این وظایف قرار میگیرد. این کشتی بین حوزههای قضایی سفر میکند، یک راکتور و سوخت هستهای را از طریق آبهای خطرناک حمل میکند و از بنادری که راکتور را مجوز ندادهاند، میخواهد تا بار اضطراری و مسئولیت را به دوش بکشند.
برای پر کردن این شکاف، ATLAS و اصلاحات IMO باید به یک «بسته شواهد» استاندارد متکی باشند. این بسته باید بین یک کشتی تجاری با راکتور پیشران، یک نیروگاه هستهای شناور و یک نیروگاه هستهای متصل به بندر تمایز قائل شود. این بسته باید شامل طراحی راکتور بررسی شده، فرضیات مسیر یا سایت، مسئولیتهای سوخت و پسماند، پوشش مسئولیت، فرماندهی اضطراری، نظارت رادیولوژیکی و معیارهای اعطا، رد یا تعلیق ورود به بندر باشد. همچنین باید مسیر یا سایت عملیاتی تأیید شده، بنادر یا لنگرگاههای پشتیبان و شواهد مورد نیاز قبل از گسترش این محدودیتها را ثبت کند.
این بسته باید سناریوهای خصمانهای را که ارزیابی شدهاند، مشخص کند. یک مسیر کمخطر ممکن است مسیری باشد که بر تهدید برخورد، آتشسوزی، آبگرفتگی، خاموشی، به گل نشستن و نفوذ سایبری تمرکز دارد. در آبهای خطرناک، پوشش تهدید باید گسترش یابد تا شامل حملات پهپادی، حملات موشکی، سوار شدن مسلحانه، چالش تخلیه خدمه، عدم پذیرش پناه و تأخیر در نجات کشتی شود. طرحهای حساس میتوانند محرمانه باقی بمانند، اما پوشش تهدید تأیید شده باید برای تنظیمکنندگان، بنادر و برنامهریزان اضطراری قابل مشاهده باشد.
استقرار ناوگان باید با شواهد قابل اثبات همراه باشد. طراحان باید نشان دهند که یک راکتور میتواند بدون نظارت خاموش شود و گرمای واپاشی (decay heat) میتواند پس از آتشسوزی، آبگرفتگی یا از دست دادن برق، ارتباطات یا دسترسی خدمه حذف شود. برق اضطراری، مسیرهای خنککننده، ابزارهای نظارت بر تشعشعات و قابلیتهای گزارش وضعیت از راه دور باید محافظت شده، قادر به کار مستقل باشند و برای کار بر روی یک کشتی متحرک که در معرض امواج، لرزشها و آبگرفتگی جزئی است، تأیید شوند.
اگر یک سفر دیگر با فرضیات تهدید تأیید شده مطابقت نداشته باشد، یا اگر خاموش شدن، خنکسازی یا نظارت به خطر افتاده باشد، عملیات باید متوقف شود. تنظیمکنندگان باید بپرسند که آیا راکتور زمانی که کشتی در حال سوختن، رها شده یا مورد حمله قرار گرفته است، کنترل میشود یا خیر، نه فقط اینکه آیا در طول یک سفر تبلیغاتی ظاهراً ایمن کار میکند.
انرژی هستهای صرفاً یک گزینه پیشران پاکتر نیست. در جهانی که کشتیرانی تجاری در حال حاضر مورد حمله قرار میگیرد، خطرات و بارها باید جدی گرفته شوند.