هو فعلاا مفاعل الضبعة من الجيل الثالث
وهذهى معلومات عن هذا الجيل من المفاعلات
محطات الطاقة النووية من الجيل الثالث بلس "+"
بقلم الاستاذ الدكتور مهندس علي عبدالنبي
رئيس لجنة الطاقة بتحالف الاتحاد الدولي
والخبير في الشؤون النووية والطاقة
هناك عوامل كثيرة تؤثر فى تطوير وانتشار المفاعلات النووية، من بينها التكاليف (سعر الكيلووات ساعة المنتج) والأمان والأمن ومدى توافقها مع معاهدة منع انتشار الأسلحة النووية وكذا إدارة دورة الوقود بالإضافة الى مدى ملائمتها للشبكة وكذا الطلب فى السوق العالمى وكيفية تسويقها .
الطاقة النووية على المستوى العالمى تشارك بنسبة 19% من حصة إنتاج العالم من الكهرباء، فالمفاعلات النووية تنتج قدرات كهربية مقدارها 379 جيجاوات، وذلك من خلال ثلاثة أجيال من مفاعلات الطاقة النووية (438 مفاعل نووى)، والتى تعمل الأن فى جميع أنحاء العالم (فى 30 دولة)، وتصميم هذه المفاعلات مستمد من التصميم الأولى والذى تم تطويره للإستخدام البحرى ابتداء من أواخر 1940.
الجيل الأول من مفاعلات الطاقة النووية تم تصميمها فى الفترة من عام 1950 وحتى عام 1965، وهذا الجيل بدأ بتشغيل مفاعلات النموذج الأولى Prototype وهى مفاعلات للتجارب، وكذلك تشغيل مفاعلات الطاقة النووية السلمية لتوليد الكهرباء، ولازال يوجد أعداد قليلة جدا من هذه المفاعلات تعمل حتى الأن.
الجيل الثانى من مفاعلات الطاقة النووية كان تصميمه فى الفترة من عام 1965 وحتى عام 1995، والجزء الأعظم من مفاعلات توليد الكهرباء التى تعمل الأن هى من هذا الجيل، وهذا الجيل يشير الى فئة من المفاعلات التجارية مصممة لتكون اقتصادية وذات موثوقية عالية، والعمر التشغيلى لهذه المفاعلات كان 40 عام، وهو مصمم على أن يكون معدل انصهار قلب المفاعل لكل 100000 سنة من تشغيل المفاعلات يحدث انصهار لقلب مفاعل واحد، إلا أن هذا الجيل من المفاعلات شهد أكثر من كارثة نووية اشهرها حادثة مفاعل "ثرى مايل آيلاند" فى ولاية بنسلفانيا الأميركية عام 1979، وحادثة مفاعل "تشيرنوبل" فى اوكرانيا عام 1986، وبعدها بدأت مرحلة انتكاسة للطاقة النووية، عدة سنوات من الركود والترقب، ثم جاءت حادثة مفاعل "فوكوشيما" فى اليابان عام 2011.
الجيل الثالث من مفاعلات الطاقة النووية بدأ تصميمه من عام 1995 وحتى عام 2010، هذا الجيل من المفاعلات هو أساسا تطوير لمفاعلات الجيل الثانى، فقد تم إدخال تحسينات على التصميم بإستخدام أحدث التكنولوجيات المتطورة، هذه التحسينات فى مجالات تكنولوجيا الوقود، والكفاءة الحرارية، والبناء بنظام تركيب الوحدات سابقة التجهيز Modular، وأنظمة الأمان (ولاسيما استخدام الأنظمة السلببية Passive، بدلا من الأنظمة الإيجابية Active)، وكذا التصميم القياسى الموحد. وقد صممت مفاعلات الجيل الثالث بحيث يدفن المفاعل نفسه تلقائياً فى بئرعميقة اذا ما انصهر قلب المفاعل. كل هذا أدى الى إعادة الثقة تدريجاً بإمكان التعايش مع هذه الطاقة المدمرة والتى لم يعد فى وسع العالم الاستغناء عنها.
إن استخدام نظم الأمان السلبية فى مفاعلات الجيل الثالث، وكذا استخدام البراميل الجافة فى تخزين الوقود المستخدم، تعتبر معالجة جيدة للمخاوف المتعلقة بالأمان والنفايات فى المستقبل، فطريقة التخزين فى البراميل الجافة (عادة اسطوانات من الصلب)، تعتبر طريقة آمنة لتخزين النفايات، وسوف تعطى الفرصة لمدة من 60 الى 80 عام لتطوير برامج قوية واستخدام البحوث المبتكرة فى نظام دورة الوقود. أما من منظور الأمن وحظر انتشار الأسلحة النووية، فيجب ان تحد أنظمة المحطة النووية من مخاطر السرقة النووية والإرهاب، وكذا تحد من مخاطر انتشار الأسلحة النووية. وإذا نظرنا الى دورة الوقود النووى فنجد أنها من العناصر الحاسمة فى تحديد مستويات المخاطر الخاصة بالأمان النووى والأمن.
هناك تطوير وتحسينات كثيرة تمت فى تصميم مفاعلات الجيل الثالث، بهدف الوصول الى مستوى عالى لإستغلال الوقود، فالمستوى العالى لحرق الوقود يعبر عن مقدار الطاقة المستخرجة من الوقود، فعلى سبيل المثال فإن الحرق العميق للوقود مطلوب أن يكون أكبر من 20 فى المئة وهى تناظر طاقة 200 GWd/t.
كما تهدف التحسينات في تكنولوجيا المفاعلات للجيل الثالث الى زيادة العمر التشغيلى للمحطة، لتكون 60 سنة، ويحتمل أن تتجاوز كثيرا عن 60 عاما، قبل تغيير وعاء الضغط ، وهذا يعزز موقف المحطات النووية لتكون قادرة على المنافسة اقتصاديا مع البدائل الأخرى المتاحة فى السوق العالمى، وهى محطات الطاقة الجديدة والمتجددة والمحطات التى تعمل بالوقود الأحفورى.
الجيل الثالث بلس "+" من مفاعلات الطاقة النووية بدأ تصميمه عام 2010، وسيستمر حتى عام 2030، هذا الجيل من المفاعلات هو تطوير لمفاعلات الجيل الثالث، حيث تم إدخال تحسينات كثيرة فى نظم الأمان، وكذا إقتصادياته.
وقد أسس تصميم الجيل الثالث بلس "+" من المفاعلات على الملامح الرئيسية التالية:
• تصميم قياسى موحد لكل نوع من المفاعلات، للإسراع وتسهيل عمليات إستخراج التراخيص، والتى بدورها تؤدى ايضا الى خفض تكلفة رأس المال وتقليل وقت البناء،
• بناء تصميمى بسيط وأكثر متانة، يتيح سهولة التشغيل والصيانة، وتقليل مشاكل التشغيل،
• إتاحية عالية، وزيادة عمر المحطة الى 60 عام،
• تقليل فرص حدوث حوادث إنصهار قلب المفاعل لتصبح 1x10-5،
• فترة سماح كبيرة لتشغيل المحطة تحت السيطرة الآلية، لمدة 72 ساعة فى الفترة التى تلى إيقاف تشغيل المحطة، بحيث لا تحتاج الى تدخل المشغل،
• مقاومة الأضرار الجسيمة، والتى من شأنها أن تسمح بإنتشار المواد المشعة جراء أصطدام الطائرات بالوعاء الحاوى، وكذا الزلازل،
• وجود لاقط لقلب المفاعل Core catcher (وهى بئرعميقة)، ويستخدم لإحتواء قلب المفاعل فى حالة انصهاره،
• ارتفاع معدلات احتراق الوقود النووى، مما يتيح استخدام الوقود بفاعلية أكثر، وتقليل كمية النفايات.
• تأثير ضئيل على البيئة،
من أهم النقاط المضافة للجيل الثالث بلس "+" ، هو إضافة الحلول التكنولوجية المتمثلة فى استخدام نظم الأمان السلبية Passive والتى لها تأثير إيجابى على أمان المحطة النووية، هذه النظم السلبية تعمل ذاتيا، ولا تستخدم أى تحكم ايجابى (يعمل بالطاقة الكهربية أو الميكانيكية أو تدخل من المشغل)، وذلك من أجل زيادة الأمان، والنظم السلبية تستخدم الظواهر الطبيعية مثل الجاذبية الأرضية والمواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية، وكذا انتقال الحرارة بالحمل الحرارى الطبيعى.
مفاعلات الجيل الثالث بلس "+" من نوع الماء الخفيف المضغوط PWR تشمل، المفاعل الروسى AES-2006 VVER-1200 ويوجد منه إصدارات V-491و V-392M، ثم المفاعل الأمريكى AP-1000 ، والمفاعل الأوروبى (الفرنسى) EPR، والمفاعل الكورى الجنوبى APR-1400، والجدول يوضح مقارنة مبسطة بين مفاعلات الجيل الثالث "+".
المفاعل
AES-2006 VVER-1200
V-491 AP-1000 EPR APR-1400
الشركة الموردة Rosatom
روزأتوم Westinghouse
وستنجهاوس Areva
آريفا KEPCO
كيبكو
القدرة الحرارية (ميجاوات) 3200 3415 4590 3983
القدرة الصافى (ميجاوات) 1082 1117 1630 1400
فترة الإنشاءات (شهر) 54 36 51 48
الكفاءة (%) 34.5 33 36 35
معامل السعة (%) 92 93 91 90
عدد مولدات البخار 4 أفقى 2 رأسى 4 رأسى 2 رأسى
عدد طلمبات التبريد الرئيسية 4 4 4 4
زلزالية الإيقاف الأمن، g
(عجلة التسارع الارضية الأفقية) 0.25 0.3 0.3 0.3
إحتمالية انصهار قلب المفاعل 10−6
مفاعل / عام 5.09 × 10−7
مفاعل / عام 6.1 × 10−7
مفاعل / عام 10-5
مفاعل / عام
لاقط قلب المفاعل يوجد خارج الوعاء يوجد يوجد
الوعاء الحاوى مزدوج الحائط حائط واحد مزدوج الحائط مزدوج الحائط
فترة تغيير الوقود (شهر) 24 -18 18 24 24
عمر المفاعل (عام) 60 60 60 60
الجيل الثالث والجيل الثالث بلس "+" من المفاعلات النووية، ستظل تهيمن وتسيطر على السوق العالمى لإنشاء وتشغيل محطات الطاقة النووية خلال السنوات الأربعين القادمة، ولتحسين وتقوية ثقافة الآمان والضمانات، فدول العالم فى احتياج الى زيادة التعاون بين الدول الفاعلة والرئيسية فى مجال تكنولوجيا محطات الطاقة النووية (أمريكا/اليابان وروسيا وفرنسا والصين وكوريا الجنوبية والهند وكندا)، وذلك لتلبية احتياجات زيادة عدد السكان واحتياجات التنمية العالمية، فإن متطلبات الطاقة من المحطات النووية تقدر بحوالى 850 جيجاوات حتى عام 2050، ومن ثم فمن المتوقع أن يزداد الطلب على إستخدام اليورانيوم والثوريوم فى تشغيل محطات الطاقة النووية.
https://www.facebook.com/aus.egypt/posts/748918785237286:0
