论文标题：A Review of Maritime Nuclear Reactor Systems

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-4362/6/1/5

期刊名：Journal of Nuclear Engineering

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/jne

在应对气候变化和推动航运业脱碳的全球背景下，核动力商船正重新成为研究热点。然而，海洋环境的特殊性对反应堆系统提出了远比陆基核电站更为严苛的要求。近日，美国亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院的Keith E. Holbert教授在Journal of Nuclear Engineering期刊发表了题为《海洋核反应堆系统综述》的综述论文，系统梳理了从军用核潜艇到民用破冰船的海洋核反应堆发展历程，特别聚焦于历史事故的教训，为未来核动力船舶的设计与安全评估提供了宝贵参考。

研究深入分析了海洋反应堆设计的独特挑战。与陆基核电站不同，船用反应堆必须布置在船体中央（如下图所示）以维持船舶稳定性，同时需承受海浪引起的横摇与纵倾运动。这种三维运动环境对依赖自然循环的被动安全系统提出了严峻考验。研究指出，核动力船舶必须建立四道放射性防护屏障：燃料包壳、一回路压力边界、安全壳结构以及作为最终屏障的船体本身。此外，反应堆舱室周围还布置了复杂的碰撞保护结构和多层辐射屏蔽层，以确保在碰撞、搁浅甚至沉没等极端海难工况下的安全性。

研究过程与结果

Holbert教授系统回顾了自1955年美国“鹦鹉螺号”核潜艇服役以来，全球海洋核动力装置的发展历程，涵盖了“萨凡纳号”、“奥托·哈恩号”、“陆奥号”以及俄罗斯“北方海路号”等四艘主要核动力商船，以及苏联/俄罗斯的核动力破冰船队。特别值得关注的是，文章详细披露了1965年苏联“列宁号”核动力破冰船的一次严重事故。由于操作失误，该船的2号反应堆在停堆检修期间发生冷却剂丧失事故，导致部分燃料元件因衰变热而熔化。1967年，苏联将包含125组受损燃料组件的堆芯围筒连同整个反应堆舱室切割后沉入喀拉海，这一处置发生在1972年《伦敦公约》禁止向海洋倾倒高放废物之前，其放射性影响至今仍是研究对象。

研究总结

文章总结指出，尽管迄今为止所有民用核动力船舶均采用压水堆技术，但新型反应堆如熔盐堆以及高纯度低浓铀燃料的应用，有望大幅缩小应急计划区，甚至将其限制在船体范围之内，从而有效解决核动力船舶进港所面临的法律与公众接受度难题。然而，近期红海地区商船遭导弹袭击的事件也为海洋核动力安全敲响警钟：如何确保反应堆在遭受攻击后仍能可靠排出衰变热，以及如何防止船舶被劫持后用作放射性散布装置，必须成为未来设计的强制性技术考量。

Holbert教授强调，借鉴“列宁号”等历史事故的深刻教训，结合固有安全设计理念与被动安全系统，是海洋核动力商船走向工程化应用的关键。未来的研究需建立类似于核电行业的全球性信息共享机制，以确保海洋核能的安全、可靠与可持续发展。

Journal of Nuclear Engineering期刊介绍

主编：Dan Gabriel Cacuci，University of South Carolina， USA

期刊创刊于2020年, 最新Impact Factor 1.2，CiteScore 2.6，是一个国际开放获取期刊，发表同行评审的论文。期刊涵盖了与核和辐射过程的科学和应用相关的原创研究、想法和进展。发文类型包括original research papers、reviews、communications、brief reports、opinions、technical notes、editorials等。

截至目前，期刊已被Scopus、ESCI (Web of Science)、EBSCO等数据库收录。