انصهار نووي

ثري مايل آيلاند محطة لتوليد الطاقة النووية تتألف من اثنين من مفاعلات الماء المضغوط المصنعة من قبل شركة بابكوك ويلكوكس متصلا بأبراج التبريد.ويظهر المفاعل الذي في الخلف والذي تعرض لأضرار كبيرة بسبب ارتفاع حرارة المفاعل، ولكن تم السيطرة عليها.

كان ما يسمى بالأزمة النووية مصطلح لا تعترف به الوكالة الدولية للطاقة الذرية، ولا من جانب اللجنة التنظمية النووية للولايات المتحدة الأمريكية. ولكن يتم استخدام هذا المصطلح في بعض الدوائر لوصف شديد لحادث ما في مفاعل نووي والتي نتج عنه اضرار كبيرة وتصنف بالأساسية وبمستويات على المقياس الدولي للحوادث النووية مثل المستوى 4 إلى المستوى 7 من إينيس. يمكن أن يحدث هذا عندما يكون الضرر شديد، ويضاف إلى ذلك أيضا الفشل لمحطة توليد الطاقة النووية أو لمكونات النظام في المحطة، مما يستدعي إلى تبريد المفاعل بشكل صحيح.لان مختومة مجمعات الوقود النووي والتي تحتوي على اليورانيوماو البلوتونيوم ونواتج الانشطار المشعة ترتفع درجة الحرارة بها وتسخن بشكل كبير مما يؤدي إلى ذوابان المحتويات، وهذا يؤدي إلى تسرب أو انفجار خطير. جميع المفاعلات النووية المدنية الغربية تقع داخل المباني الاحتواء ؛ مبنى الاحتواء هو بنية مسلحة ومحصنة وتكون بسماكة حوالي ،(1.2 إلى 2.4 متر \3.9 إلى 7.9 قدم, سمك) ، مصنوعة من الفولاذ المقوى، والهواء . والذوبان يعتبر خطيرا جدا بسبب احتمال أن احتواء المفاعل يمكن أن ينهار، وبالتالي يؤدي ذلك إلى الافراج عن جوهر المشعة وايطلاق العناصر السامة في الغلاف الجوي والبيئة.

إلى الآن في الطاقة النووية المدنية لم ير سوى اثنين من الانهيار الجزئي للمفاعلات النووية وكانت من قبل حلف وارسو زمن الاتحاد السوفياتي, كارثة تشيرنوبيل في أوكرانيا التي كانت الأقوى والتي تسببت في انفجار البخار داخل المفاعل ، وأسفرت عن إلحاق أضرار أساسية. حيث كان هناك ذوبان الوقود ولكن الكارثة توقفت عند هذا الحد ولم تؤدي إلى الانشطار وتناثر الشضايا السامة وهي المرحلة الأخطر، ولكن نتج عن هذا وفاة شخص وإجلاء المدنيين إلى أجل غير مسمى عن مساحة واسعة.والى اغلاق دائم للمفاعل.

طريقة العمل

نهاية الكور والتكوينفي المفاعل

الانصهار النووي عملية معاكسةللانشطار النووي تماما، حيث أنه في عملية الانصهار النووي تتحد نواتان خفيفتان لتكونان نواة جديدة. إلا أن عملية الاندماج ليست ممكنة في جميع العناصر، حيث تحدث في العناصر التي يكون فيها مجموع طاقة الربط للنواتين قبل الاندماج أكبر من طاقة الربط للنواة الناتجة من الاندماج فيتم بذلك الاستفادة من الفرق في الطاقة. ويعتبر الانصهار النووي أقل خطرا من الانشطار النووي بسبب عدم وجود الإشعاعات النووية في هذا التفاعل. ومن أجل حدوث الانصهارالنووي لابد من توفر طاقة كبيرة من اجل التغلب على قوة التنافر الكهربائي بين النواتين وتقريبهما من بعضهما ليتاح لقوى الترابط النووية أن تعمل، وهذه الطاقة اللازمة لبدء التفاعل لايمكن الحصول عليها بطرية تقليدية حيث تصل إلى 10^10 درجة كالفن، ولذلك يستعان بالتفاعل الانشطاري لكي يحدث التفاعل الاندماجي كما في القنبلة الهيدروجينية، حيث يوضع بها قنبلة صغيرة انشطارية تكفي الطاقة الناتجة عنها لحدوث تفاعل اندماجي بين ذرات نظير الهيدروجين والتي هي من مكونات القنبلة الهيدروجينية، وجدير بالذكر أن الطاقة الناتجة عن اندماج نواتين هي أكبر كثيرا من الطاقة اللازمة لإحداث هذا الاندماج.

الأسباب

في بعض أنواع المفاعلات السوفياتية السابقة، مثل ربمك(RBMK) المتورط في حادث تشرنوبيل، والذي صمم من دوة المحيطة.لذلك الآن يبنى المفاعل ويحيطى غلاف من الفولاذ المقوى سماكته تتراوح بين 1.2 إلى 2.4 متر (3.9 إلى 7.9 قدم)وتكون ملامسة الهواء لداخله ضيقة جدا ,مما يضمن في المستقبل عدم إطلاق سراح مواد مشعة في أي ظرف طارء.وان أسباب التسرب عديدة منها:

• - خسارة في المبرد والذي يكون عادة يحتوي على منزوع أيونات الماء، وهو غاز خامل أو من الصوديوم السائل.مما يؤدي في حالة عطل ما في المبرد إلى ارتفاع في درجة الحرارة مما يؤدي إلى انصهار المواد المشعة إلى درجة عالية وتسربها أو انفجارها.

• -ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي في مفاعل يتجاوز مواصفات تصميم المفاعل بسبب الزيادة المفاجئة في تفاعلات المفاعل. التي تؤثر على مضاعفةالنيوترونات(ومن الأمثلة على ذلك طرد قضيب السيطرة أو إحداث تغييرات كبيرة في الخصائص النووية.

• - في فقدان السيطرة على الضغط المطلوب، مثل ضغط المبرد أو الضغط اللازم للبخار المضغوط.

• -مواصفات مبنى المفاعل إذا لم تكن متطابقة مع مواصفات تصميم المفاعل ومحتواه يكون لها تأثير على عمل المفاعل بحرية وأمان.

• - المسببات الطبيعية مثل الحريق أو الزلازل وغيرها مما يؤدي إلى أضرار بالمفاعل.لذلك الآن مباني المفاعل النووي تكون محصنة بشكل كبير ضد مثل هذه المسببات.

تصاميم المفاعلات الغربية

في إطار تصميم المفاعلات الغربية، قدرا كبيرا من العمل يذهب إلى منع وقوع َرار الأحداث الأساسية.أكثر من 50 عاما من الخبرة التشغيلية على مدى عدة مئات من المفاعلات النووية وفرت مفاعلات الماء الخفيف الغربية، اتخاذ تدابير شاملة لمنع الحوادث والحد من الاخطاء والاخفاقات. وتنتمي المفاعلات الغربية إلى نسخة تسمى اي سي سي اس(ECCS). وهناك ما لا يقل عن نسختين من ال اي سي سي اس(ECCS) وهذه النسخ يوجد فيها درجة عالية من الحيطة للطوارئ.

المفاعلات النووية السوفيتية سابقا

لسوفياتي السابق (ورابطة الدول المستقلة) يوجد نسخة تسمى الرمبكس(RBMKs)، موجودة حاليا في روسيا ورابطة الدول المستقلة، عيب هذه المفاعلات انها لا تملك مباني الاحتواء كالتي عند الغربية الا الحديثة منها, مما يعتبرها لا تطبق معاير الكافية للسلامة مثل المفاعلات الغربية.

المراجع

• Rasmussen N. (editor) (1975) Reactor Safety Study WASH-1400, USNRC
• P.J. Allen, J.Q. Howieson, H.S. Shapiro, J.T. Rogers, P. Mostert and R.W. van Otterloo, "Summary of CANDU 6 Probabilistic Safety Assessment Study Results", Nuclear Safety, Vol 31 No 2 Ap-Jn 1990.

وصلات خارجية

Partial Fuel Meltdown Events السياحة النووية

Critical Hour: Three Mile Island, The Nuclear Legacy, And National عشفاء الأرض