تُبنى المحطات و المفاعلات النووية على درجة عالية من الامـان ، ويرتكز خطرها على الاشعاعات المنبعثه في حال حصل خلل. ويقل احتمال حدوث هذا الخلل بسبب الحواجز المتنوعة وأنظمة الأمان المعمول بها، وتدريب ومهارات مشغلي المفاعلات ، وأنشطة الاختبار والصيانة ، والمتطلبات التنظيمية والإشراف المستمر من قبل الجهات المختصة عدا عن الحراسة من قبل فرق أمنية مسلحة وغالبا ما تصمم المفاعلات بطريقة مناسبة لتحتمل الظواهر الجوية الشديدة والزلازل.
ولكن لو طرحنا هذين السؤالين المهمين ..
[1] ما هي فرص حدوث عطل خطير في المحطة النووية؟
[2] ماذا ستكون عواقب مثل هذا الخلل؟
قبل أن نتمكن من الإجابة على هذه الأسئلة ، نحتاج إلى التحدث أولاً عن ماهية محطة توليد الطاقة النووية وكيف تعمل في ظل الظروف العادية.
لا تختلف الفكرة الأساسية وراء محطة الطاقة الذرية اختلافًا كبيرًا عن فكرة محطة الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري حيث يتم في كليهما توليد الحرارة لتكوين البخار و بعدها يستخدم البخار لتدوير التوربينات ثم يتم تحويل الطاقة الحركية لعمود التوربين الدوار إلى طاقة كهربائية في المولد و يكمن الاختلاف الوحيد في مصدر الحرارة المستخدم في صنع البخار.
في محطة الطاقة النووية، يعتبر مصدر الحرارة تفاعل متسلسل يتم فيه تقسيم أنوية الذرات الثقيلة، وهي بشكل اساسي اليورانيوم 235، في تفاعل يسمى الانشطار. أثناء عملية الانشطار، يتم إنتاج جسيمات سريعة الحركة تسمى النيوترونات الى جانب نواتج الانشطارالاخرى. وتملك هذه النيوترونات خصائص مميزة حيث على سبيل المثال اذا اصطدم نيوترون بنواة يورانيوم بسرعة مناسبة فيمكنه تحفيز هذه النواة على الانشطار و بالتالي تكوين المزيد من النيوترونات .
والخدعة الأساسية في المفاعل النووي هي ترتيب ذرات اليورانيوم بحيث يحدث تفاعل متسلسل يؤدي فيه تقسيم نواة واحدة – في المتوسط – إلى تقسيم نواة أخرى. عندما يحدث ذلك، يتم توليد قدر كبير من الحرارة، لأنه مع انقسام كل نواة، يتم تحويل كمية صغيرة جدا من كتلتها إلى طاقة و هذه الطاقة تكون على شكل حرارة. وبما أن كتلة صغيرة للغاية تتحول إلى طاقة كبيرة (تذكر أن الطاقة تعادل الكتلة مضروبًا في سرعة الضوء التربيعي)، فإن كمية صغيرة من اليورانيوم يمكن أن تنتج كمية كبيرة من الحرارة.
مع هذه المعلومات البسيطة من الممكن ان تطمئن بشأن نقطة واحدة حيث ان ترتيب الوقود في المفاعلات النووية في اغلب بلدان العالم يجعل استخدامه لصنع سلاح او قنبلة ذرية شي غير ممكن و من الممكن الان ان ننظر الى تصميم المفاعل الداخلي.
في محطة نووية ، يتم ترتيب المادة الانشطارية (الوقود المشع) في قضبان طويلة رفيعة مجوفة. تُدرج بين هذه القضبان قضبان أخرى تحتوي على مادة (غالبًا بورون) لها القدرة على “امتصاص” النيوترونات. عندما تكون قضبان “التحكم” الممتصة للنيوترونات في مكانها ، فإن النيوترونات عالية السرعة الناتجة عن طريق الانشطار التلقائي لنواة اليورانيوم لا يمكنها الوصول إلى ما يكفي من نوى اليورانيوم الأخرى للحفاظ على تفاعل متسلسل. في هذه الحالة يقال أن المفاعل “دون حرج”
ولكن عندما يتم سحب قضبان التحكم ببطء، يتغير الوضع حيث تتعرض المزيد والمزيد من ذرات اليورانيوم الى النيوترونات المتطايرة بسرعة كبيرة و نتيجة لذلك يحدث المزيد من تصادمات النيوترونات مع النوى مما يؤدي الى تفاعلات تفكك و انشطار اضافية وبالتالي تحرير المزيد من النيوترونات مما يؤدي في النهاية الى تفاعل متسلسل مستدام ذاتيًا و في هذه النقطة يقال ان المفاعل تحول الى وضع التشغيل .
في الشكل الأكثر شيوعًا للمفاعلات الأمريكية ، يتم غمر المجموعة الكاملة لقضبان الوقود وقضبان التحكم في تدفق الماء. يخدم هذا الماء وظيفتين مهمتين.اولا يعمل على نقل حرارة الانشطار إلى المبادلات الحرارية ، حيث يتم تحويله إلى بخار لتشغيل التوربينات. ثانيًا ، يمثل الماء “وسيط” أي مادة تعمل على إبطاء النيوترونات عالية السرعة وتجعلها أكثر عرضة للامتصاص بواسطة نوى اليورانيوم (ملاحظة: نظرًا لأن بعض المفاعلات تستخدم الماء الثقيل أو أكسيد الديوتيريوم كوسيط ، فإن المفاعلات التي تستخدم العادي كمهدئ تسمى غالبًا مفاعلات الماء الخفيف)
الآن أين الخطر في كل هذا؟ حسنًا ، يكمن الخطر الأساسي في أن المنتجات الانشطارية عالية النشاط الإشعاعي والتي تتراكم باستمرار داخل قضبان الوقود قد تتسرب بطريقة ما إلى البيئة.
من الواضح أن هروب جزء كبير من هذه النفايات شديدة السمية سيكون بمثابة كارثة. والصناعة النووية تعرف ذلك. ولذلك، فقد اتخذ مصممو محطات الطاقة النووية العديد من الاحتياطات لتقليل فرصة وقوع حادث. وكان الإجراء الوقائي الأساسي للسلامة هو تغليف المفاعل بالكامل في “هيكل احتواء” ضخم من الخرسانة المسلحة. هناك أيضًا أنظمة أمان مختلفة لإغلاق المفاعل – والتأكد من بقائه مغلقًا – في حالة الطوارئ. باختصار، تم بذل قدر عظيم من الجهود والكثير من الاموال للحد من احتمالات إطلاق السموم المشعة التي يحتوي عليها كل مفاعل نووي (والتي قد تنطلق في حال حدوث خلل) إلى الصفر تقريبا. ولكن من المؤسف أن هناك العديد من الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن أنظمة السلامة التي يجري الآن بناؤها في محطات الطاقة الذرية غير كافية .
فماذا لو حدث فقدان لسائل التبريد داخل المفاعل او ما يعرف ب LOCA , تابعونا في المقالة القادمة لتعرفوا المزيد ..
