تكنولوجيا

في روسيا ، لا تزال 10 مفاعلات نووية من نوع تشيرنوبيل تعمل. هل هي آمنة؟

في السلسلة الأخيرة من مسلسل "تشيرنوبيل"علماء التلفزيون HBO اكتشف العلماء الروس حقيقة سبب انفجار مفاعل وحدة الطاقة النووية الرابعة بمحطة تشيرنوبيل للطاقة النووية ، والذي "قام في وقت لاحق" بتلقيح "سيزيوم مشع في 17 دولة أوروبية بمساحة إجمالية قدرها 207.5 ألف كيلومتر مربع. كشفت الكارثة في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية عن أوجه قصور أساسية في مفاعل RBMK-1000. على الرغم من هذا ، لا تزال 10 مفاعلات من النوع RBMK-1000 تعمل في روسيا. هل هي آمنة؟ وفقًا للخبراء الغربيين في الفيزياء النووية ، الذين شاركوا آرائهم مع بوابة العلوم الحية ، يبقى هذا السؤال مفتوحًا.

بعد حادث مروع في تصميم العملتم تعديل RBMK-1000 ، ولكن لا يزال غير آمن مثل معظم المفاعلات المصممة الغربية. بالإضافة إلى ذلك ، لا توجد ضمانات والتزامات دولية يمكن أن تحول دون بناء قدرات إنتاجية جديدة ذات عيوب تصميم مماثلة.

"هناك عدد من الأنواع المختلفة من المفاعلات ،المشاريع التي تعتبرها بلدان مختلفة والتي تختلف اختلافًا كبيرًا عن مفاعلات الماء الخفيف القياسية الغربية. يقول إدوين ليمان ، رئيس مشروع السلامة النووية في اتحاد العلماء المهتمين ، إن العديد منهم يعانون من عيوب قللها المصممون.

ويضيف العالم: "كلما تغير كل شيء ، كلما بقي كما هو".

ما هي خصوصية مفاعل وحدة الطاقة الرابعة في تشيرنوبيل NPP؟

يشبه مفاعل أول وحدة طاقة في ChNPP المفاعل الرابع قبل وقوع الحادث

في وسط كارثة تشيرنوبيل كاننوع المفاعل RBMK-1000. تستخدم مستشعرات التصميم المماثل فقط في الاتحاد السوفيتي وكانت مختلفة بشكل ملحوظ عن معظم مفاعلات الماء الخفيف ، والتي هي المعيار لمعظم الدول الغربية.

تتكون مفاعلات الماء الخفيف من وعاء كبير.تحت الضغط ، والذي يحتوي على مادة نووية (أساسية أو أساسية) ، والتي يتم تبريدها بواسطة مصدر مائي متداول. في الانشطار النووي ، يتم تقسيم الذرات (في هذه الحالة ، اليورانيوم) ، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة والنيوترونات الحرة. ضرب هذا الأخير ذرات أخرى ، مما تسبب في تسوسها ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية أكبر من الحرارة والنيوترونات. تعمل الحرارة على تحويل المياه المتداولة إلى المفاعل إلى بخار يحول التوربينات التي تنتج الكهرباء.

في مفاعلات الماء الخفيف ، يتم استخدام الماء فيكمشرف يساعد على التحكم في الانشطار النووي المستمر في المنطقة النشطة. يعمل الماء على إبطاء حركة النيوترونات الحرة بحيث تكون أكثر عرضة لمواصلة تفاعل الانشطار ، مما يزيد من كفاءته. مع ارتفاع حرارة المفاعل ، يتحول المزيد من الماء إلى البخار ويصبح أقل متاحًا لدور المشرف هذا. نتيجة لذلك ، يبطئ الانشطار النووي. يعد مبدأ التعليقات السلبية جانبًا أساسيًا للسلامة يمنع ارتفاع درجة حرارة المفاعلات من هذا النوع.

مفاعلات RBMK-1000 مختلفة. تم إنشاؤها خصيصا للعمل على وقود أقل إثراء. تستخدم المفاعلات من هذا النوع الماء أيضًا كمبرد ، ولكن يتم استخدام كتل الجرافيت كمشرف. بسبب هذا الفصل بين أدوار سائل التبريد والمنسق ، فإن مبدأ التعليقات السلبية "مزيد من البخار أقل تفاعلية" لا يعمل في RBMK. بدلاً من ذلك ، استخدمت المفاعلات من نوع RBMK مبدأ معامل التفاعل الفراغ.

يمكن أن يتبخر جزء من سائل التبريد في المفاعلتشكيل فقاعات البخار (الفراغات في المبرد). يمكن أن تؤدي الزيادة في محتوى البخار إلى كل من زيادة التفاعل (معامل بخار إيجابي) وانخفاض في التفاعل (معامل بخار سلبي) ؛ وهذا يعتمد على الخصائص الفيزيائية للنيوترون. يقول الفيزيائي النووي السويدي لارس إريك دي جيير إنه بفضل معامل النيوترون الإيجابي ، أصبحت مهمة الانتقال إلى مدير الجرافيت أسهل.

يقول دي. ومن هنا ينمو جذر الكارثةالجير. مع زيادة التفاعل ، ترتفع حرارة المفاعل ، ويتحول المزيد من الماء إلى بخار ، مما يزيد من التفاعل. تستمر العملية وتطول.

ما سبب الكارثة في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية؟

عندما كانت محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية تعمل بكامل طاقتها ،لم يكن ذلك مشكلة كبيرة ، كما يقول ليمان. في درجات الحرارة المرتفعة ، يمتص وقود اليورانيوم الذي يدفع الانشطار النووي مزيدًا من النيوترونات ، مما يجعله أقل تفاعلًا. ولكن عند التشغيل بقدرة منخفضة ، تصبح مفاعلات RBMK-1000 من النوع غير المستقر للغاية.

في المحطة في 26 أبريل 1986 كان المشيالصيانة الوقائية المجدولة. وقد تضمن كل إصلاح من هذا النوع لمفاعل RBMK اختبارات المعدات المختلفة ، الروتينية وغير القياسية ، التي يتم تنفيذها وفقًا لبرامج منفصلة. اشتمل هذا التوقف على اختبار ما يسمى "وضع الجري في الدوار التوربيني" الذي اقترحه المصمم العام (Institute Hydroproject) كنظام إضافي لتزويد الطاقة في حالات الطوارئ.

يقول دي جير: "في النهاية ، كان هذا أحد أسباب ما حدث"

قبل الاغلاق المقرر ، كان المفاعل يعمل في50 في المئة من الطاقة أكثر من 9 ساعات. بحلول الوقت الذي تلقى فيه مشغلو المحطة إذنًا بتخفيض الطاقة بشكل أكبر ، تراكمت مادة زينون تمتص النيوترونات (تسمم الزينون) المتراكمة في المفاعل بسبب انقسام اليورانيوم ، وبالتالي لم يكن بالإمكان الحفاظ على المستوى المناسب من التفاعل داخلها. عندما يعمل قلب العميد بكامل طاقته ، يتم حرق الزينون قبل أن يبدأ في خلق مشاكل. لكن بما أن رئيس الجامعة كان يعمل لمدة نصف ساعة فقط لمدة 9 ساعات ، فإن الزينون لم يحترق. مع الانخفاض التدريجي المخطط ، كان هناك انقطاع في الطاقة على المدى القصير تقريبا إلى الصفر. قرر موظفو المحطة استعادة طاقة المفاعل عن طريق استخراج قضبان الامتصاص للمفاعل (المكونة من كربيد البورون الممتص النيوتروني) ، والتي تستخدم لإبطاء تفاعل الانشطار. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب انخفاض سرعة المضخات المتصلة بمولد "النفاد" ، تفاقمت مشكلة معامل التفاعل الإيجابي للبخار. في ثوانٍ ، زادت طاقة المفاعل بشكل كبير ، فاقت مستواه بمقدار 100 مرة.

بعد أن فهمت خطورة الوضع ، فإن المشرف على التحول من 4أصدرت وحدة الطاقة تعليمات لكبير مهندسي التحكم في المفاعل للضغط على زر إغلاق الطوارئ للمفاعل A3-5. عند إشارة هذا الزر ، يجب إدخال قضبان الحماية في حالات الطوارئ في المنطقة النشطة. ومع ذلك ، نظرًا لوجود عيوب في تصميم المفاعل ، لا يمكن خفض هذه القضبان تمامًا - فقد ضغطها ضغط البخار في المفاعل على ارتفاع 2 متر (كان ارتفاع المفاعل 7 أمتار). واصلت الطاقة الحرارية في النمو بسرعة ، وبدأ المفاعل لتسريع النفس. وقع انفجاران قويان ، ونتيجة لذلك تم تدمير مفاعل وحدة الطاقة الرابعة بالكامل. كما تم تدمير الجدران والسقوف في غرفة المحرك ، وظهرت الحرائق. بدأ الموظفون في ترك وظائف.

لا يزال العلماء يجادلون حول ما يمكن أن يصلحسبب كل انفجار. وفقًا لبعض الآراء ، يمكن أن يكون كلا الانفجارين بخارًا ويتسبب عن زيادة حادة في الضغط في نظام الدورة الدموية. وفقا لنسخة أخرى ، يمكن أن يكون انفجار واحد البخار. ونتيجة لانفجار الهيدروجين الثاني خلال التفاعلات الكيميائية داخل المفاعل المنهار. ومع ذلك ، فإن التعريف بعد انفجار نظائر زينون في تشيريبوفيتس ، والذي يبعد 370 كيلومترًا عن موسكو ، يشير ، وفقًا لصحيفة دي جير ، إلى أن الانفجار الأول كان في الواقع إطلاقًا للغاز المشع الذي أطلق عدة كيلومترات في الجو.

ما الذي تغير في مفاعلات RBMK بعد كارثة تشيرنوبيل؟

كان كارثة تشيرنوبيل ضربة حقيقية لوقال جوناثان كوبر سميث ، مؤرخ التكنولوجيا من جامعة تكساس إيه آند إم ، الذي كان في موسكو عام 1986 ، إن الاتحاد السوفيتي. لم يعرف المجتمع على الفور الحجم الحقيقي للحادث بسبب بطء السلطات والإهمال على أرض الواقع.

لم تبلغ وسائل الإعلام السوفيتية على الفور عن كارثة. ظهرت المعلومات الأولى حول عواقب الانفجار في وسائل الإعلام السويدية بعد ظهور سحابة مشعة في جميع أنحاء البلاد. في ظل عدم وجود معلومات موثوقة وتعليقات واضحة من السلطات ، بدأت المنشورات الأجنبية في نشر بيانات لم يتم التحقق منها بناءً على شائعات. ردا على ذلك ، اتهمت الصحف السوفيتية "دوائر معينة" في الخارج بمحاولة تصعيد الوضع.

ناشد ميخائيل غورباتشوف المواطنين السوفيت في 14 مايو فقط ، بعد ثلاثة أسابيع تقريبًا من الكارثة.

يقول Coopersmith ، "لقد جعل الدعاية حقيقة" ، وهذا يعني أن هذا الحدث وضع الأساس لسياسة الشفافية الناشئة في الاتحاد السوفيتي.

بالإضافة إلى ذلك ، فقد كان بداية عهد جديدالتعاون الدولي في مجال الأمن النووي. في أغسطس عام 1986 ، عقدت الوكالة الدولية للطاقة الذرية مؤتمرا في فيينا ، حيث أظهر العلماء السوفييت مستوى غير مسبوق من الانفتاح في ذلك الوقت ، وقدموا تفاصيل عن الحادث ، حسبما ذكر دي جير ، الذي حضر أيضًا هذا المؤتمر.

يقول العالم السويدي: "ما زال من المدهش أنهم أخبرونا كثيرًا".

بعد حادث مروع في تصميم العملتم إجراء تغييرات على RBMK-1000: تم استخدام المزيد من الوقود المخصب ، وزاد عدد قضبان التحكم ، وأدخلت مثبطات إضافية لتجنب فقدان السيطرة على المفاعل بقدرات منخفضة.

المفاعلات الثلاثة المتبقية في محطة تشيرنوبيل للطاقة النوويةكانت في العملية حتى عام 2000. في 15 كانون الأول (ديسمبر) 2000 ، تم إغلاق مفاعل وحدة الطاقة الثالثة الأخيرة بشكل دائم. في ليتوانيا ، بقي أيضا اثنان من RBMK ، والتي أغلقت بعد ذلك على الطلب بعد أن أصبحت البلاد عضوا في الاتحاد الأوروبي. حتى الآن ، يوجد أربعة من RBMK العاملة في كورسك ، وثلاثة في سمولينسك وثلاثة أخرى في سان بطرسبرج (تم إغلاق الرابع في ديسمبر 2018).

"هذه المفاعلات ليست جيدة مثل المفاعلات الأوروبية ، على الرغم من أنها أصبحت أقل خطورة" ، يلاحظ دي جير.

"هناك خصائص أساسية للتصميمRBMK-1000 ، والتي لا يمكن إصلاحها. يضيف إدوين ليمان: "من الصعب زيادة أمان RBMK ككل إلى المستوى الذي يمكن توقعه من مفاعل مماثل على النمط الغربي".

بالإضافة إلى ذلك ، يلاحظ دي جير أن هذهلا توفر المفاعلات وجود أنظمة حماية كاملة للاحتواء متوفرة للمفاعلات من النوع الغربي. هذه الأنظمة عبارة عن دروع من الرصاص والصلب ومصممة لمنع الغاز المشع أو البخار من الانبعاثات في الغلاف الجوي في حالة وقوع حادث.

تشديد الضوابط اللازمة

على الرغم من العواقب المحتملة لحادث نوويبالنسبة للمجتمع العالمي بأسره ، لا يوجد حتى الآن اتفاقات دولية تنص بوضوح على ما يمكن اعتباره محطة للطاقة النووية "آمنة" ، كما يقول ليمان.

ويلاحظ أن اتفاقية السلامة النوويةيتطلب الأمر أن تكون البلدان شفافة تمامًا فيما يتعلق بالتدابير المتخذة لضمان سلامة محطات الطاقة النووية وتسمح بإجراء تقييم خبير لهذه الأنظمة ، ولكن لا توجد آليات إنفاذ تشريعية أو عقوبات للامتثال لهذه المتطلبات. يقول ليمان إن الدول الفردية لها هيئات تنظيمية مستقلة خاصة بها ، لكن استقلالها محدود بسبب مقدار ما توفره من السلطات المحلية.

"كيف يمكننا أن نتوقع كفاءة أداء هيئة تنظيمية مستقلة في البلدان ذات الفساد المتطور وانعدام الحكم الرشيد؟" ، سأل ليمان.

على الرغم من حقيقة أنه إلى جانب الاتحاد السوفياتي لا أحد آخربنيت مفاعلات من النوع RBMK-1000 ، في بعض البلدان ، تم اقتراح تصاميم مفاعل جديدة ، حيث يكون لها أيضًا معامل تفاعل باطل. على سبيل المثال ، يتم استخدام هذا المبدأ في المفاعلات السريعة لتكاثر النيوترونات (RRBN) ، حيث يتم إنتاج المزيد من المواد الانشطارية مع نمو الطاقة. يتم بناء هذه المفاعلات ، على سبيل المثال ، في الصين وروسيا والهند واليابان. على الرغم من أنه في الحالة الأخيرة ، لا يعمل المفاعل ومن المخطط إيقاف تشغيله بالكامل. الهند متأخرة 10 سنوات عن الجدول الزمني للتكليف. في كندا ، هناك أيضًا مفاعلات تستخدم تأثير معامل الفراغ الإيجابي الصغير.

"يجادل المصممون أنه إذا كنت تأخذ كل شيء فيهالاهتمام ، ثم بشكل عام هذه المفاعلات آمنة ، لذلك لا يهم حقا. يقول ليمان إن هؤلاء المصممين يبالغون في تقدير أنظمتهم أكثر من اللازم.

"مثل هذا التفكير أدى في نهاية المطاف الاتحاد السوفياتي إلى المتاعب. ويمكن أن نكون أيضًا في مأزق إذا تعاملنا مع الإهمال بما لا نعرفه أو لا نفهمه. "

اشترك في ياندكس لدينا. كل يوم هناك مواد منشورة تقع على الموقع الرئيسي.

إشعار Facebook للاتحاد الأوروبي! تحتاج إلى تسجيل الدخول لعرض ونشر تعليقات الفيسبوك!