الزلزال ومحطة مفاعل فوكوشيما الكهرونووية اليابانية- الحلقة الأولى

مؤيد الحسيني العابد
أكاديمي وكاتب وباحث
(Moayad Alabed)

الحوار المتمدن-العدد: 3305 - 2011 / 3 / 14 - 03:16
المحور: الطبيعة, التلوث , وحماية البيئة ونشاط حركات الخضر
    

الزلزال ومحطة مفاعل فوكوشيما الكهرونووية اليابانية

الحلقة الأولى

تعتبر الطاقة الكهربائية المتولدة من المحطات الكهرونوويّة أهم غرض صممت من أجله. وقد أصبحت العديد من دول العالم لاتستغني عن هذه المحطات لأسباب عديدة. تتولد الطاقة الكهربائية بفعل عملية التفاعل النووي الحاصل داخل قلب المفاعل. وتقوم هذه المحطات كذلك بتصدير هذه الطاقة الكهربائية إلى خارج حدود البلد الموجودة فيه. وتقوم كذلك محطات الطاقة المذكورة لتلبية حاجات المجتمع من خلال تشغيل المصانع المهمة التي تلبي حاجة المخلفات. لكن المشكلة التي مازالت عالقة دون حل يرضي الإنسان والبيئة معاً هي عملية طرح المخلفات النووية الإشعاعية من قبل هذه المحطات، فتترك آثارها السيئة على البيئة ومكوناتها الحيوية علاوة على الضرر البالغ الذي تلحقه بالإنسان. وقد أجريت العديد من البحوث والدراسات عن تأثير هذه المخلفات وآثارها السلبية.
إن هذه المحطات النووية، تستخدم بشكل واسع في الكثير من البلدان لحاجة الدول هذه لمثل الطاقة الكهربائية المتولدة من التفاعل النووي الحاصل في مفاعلات مختلفة القدرة في هذه المحطات، وتعتبر هذه المحطات مصدراً مهماً لتصدير مثل هذه الطاقة إلى خارج حدود هذه البلدان إضافة إلى تشغيل العديد من المصانع المهمة التي تلبي حاجة المخلفات. لكن المشكلة التي ما زالت عالقة دون حل يرضي البيئة و الإنسان. حيث ترك المفاعلات النووية مخلفات هائلة تترك آثارها على البيئة ومكوناتها الحيوية وبالأخص الإنسان. وعند القيام بهذه الدراسات المتعددة يمكن ملاحظة الآثار السلبية التي تتركها هذه المخلفات، حيث بات من المستحيل القضاء على مثل هذه الملوثات. كذلك بقيت الدراسات التي تحاول حل مشكلة المخلفات، دون مستوى التطبيق الفعلي.
يمكن أن نلخص التلوث الناتج عن مفاعلات المحطات الكهرونووية بالشكل التالي:
1ـ الإشعاعات الناتجة عن عمل مثل هذه المحطات.
2ـ التلوث الناتج بفعل التعامل مع الوقود النووي إبتداء من بداية دورته إلى نهايتها (أنظر دورة الوقود النووي).
3ـ التلوث الناتج عند تشغيل المفاعل وإحتمالية حصول مشكلة ما، وهي واردة نسبية لا بأس بها.
4 ـ التلوث المتعلق بالنفايات النووية وكيفية جمعها والأساليب المتبعة في تخزينها وتحليلها.
5 ـ التلوث الحراري الحاصل عن تصريف الماء المستخدم في التبريد والذي يصرف من المحطات بدرجات حرارية عالية. ومن المعلوم أن هناك العديد من الأجزاء داخل المحطة الكهرونووية تحتوي على كميات من الإشعاع الذي يتسرب بشكل أو بآخر إبتداءً من قلب المفاعل النووي إلى ملابس العاملين ومعداتهم. فمثلاً يحتوي قلب المفاعل النووي على وقود يصل إلى 100 طن متري تكون على شكل قضبان من أوكسيد اليورانيوم وبأقطار وأطوال متباينة، علماً أن عدد هذه القضبان يصل إلى حوالي 40000، وهي ذات كمية هائلة من الإشعاعات التي تصدرها بفعل التفاعل المتسلسل المشابه لذلك الذي يحدث في القنبلة الذرية.
تعد عملية إنتاج الطاقة الكهربائية من الإنشطار النووي الحاصلة داخل قلب المفاعل من العمليات المهمة والضرورية التي تتطور وتتقدم بخطى مستمرة في العديد من دول العالم بالرغم من الإمكانيات المادية الكبيرة التي تتطلبها، وبالرغم ما تتركه من آثار سلبية! وأن هذا التوجه يستمر بعد أزمة الطاقة التي أعقبت عدة حروب في منطقتنا (منطقة الشرق الأوسط) والتي تعد من أخطر مناطق العالم إقتصادياً بسبب وجود آبار النفط فيها وفي منطقة الخليج.
إن العمل بإنشاء المحطات الكهرونووية كان قبل فترة تطورها وتوجهها إلى غاية إنتاج الطاقة الكهربائية. حيث إنشئت أول محطة نووية لإنتاج الكهرباء في الاتحاد السوفييتي السابق عام 1954. وفيها إستخدم وقود اليورانيوم بكتلة لاتتجاوز ثلاثين غراماً لتنتج طاقة مقدارها خمسة ملايين واط وقد عادلت هذه الطاقة طاقة ناتجة من حرق مئة طن من الفحم.
لقد إستخدمت في هذه المحطة النيوترونات البطيئة كجسيمات قاصفة وإستخدم الغرافيت كمبطيء لتلك النيوترونات المتسارعة وإستعمل الماء العادي كمبرد في المحطة. وهي محطة صغيرة الحجم تنقل الطاقة الناتجة (الطاقة الحرارية) لتسخين كمية كبيرة من الماء ويقوم البخار الناتج بتحريك التوربين الخاص ليجهز المحيط بالكهرباء المطلوبة. وبسبب الإمكانيات القليلة (قياساً بالوقت الحالي)، كانت هناك معوقات عديدة تنشأ عن ذلك كتعريض الماء لفيض من النيوترونات وبذلك يتحول الماء إلى مادة مشعّة، ومن الخطورة تشغيل التوربين بهذه الصورة. إضافة إلى وصول الضغط في المفاعل إلى 100 ضغط جوي مما يؤدي إلى تسخين الماء إلى 270 درجة مئوية (سلزيوس) دون أن يصل إلى الغليان. وقد إتخذت بعض الإحتياطات المؤقتة لمعالجة الموقف بإستخدام مبدل الحرارة لعدم السماح لإمتزاج مياه المفاعل مع مياه المرجل المستخدم في المبدل الحراري. وحينما يعمل التوربين بالبخار الناتج يدخل من جهة أخرى إلى مكثف يبرده ويحوله من جديد إلى العمل بواسطة مضخات خاصة.
إن عملية الإنتاج الكهربائي بواسطة المفاعلات النووية ليس بالامر الهين (كما قلنا) إن من الناحية الإقتصادية أو من الناحية التقنية في المجالات العلمية التي تساهم في إنشاء المحطة الكهرونووية. لذلك نلاحظ تضافر الجهود لعدد من الدول للإستفادة من خبرة بعضها للبعض الآخر على أنتاج الكهرباء من محطة واحدة ذات قدرة عالية تنشأ بجهود هذه الدول. كما يحصل في روسيا والدول الإسكندنافية (السويد والدنمارك والنرويج) وأوربا الغربية واليابان وغيرها من الدول. أو يتم بربط عدد من المفاعلات النووية لإنتاج قوة كهربائية أعلى من المعدل الناشيء من مفاعل واحد كما حصل في بريطانيا عام 1956 حيث أنتجت هذه المفاعلات الأربعة المشاركة في الربط 240 ميغاواط. وهناك مشاريع في هذا الإتجاه في عدد من الدول. مثل الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وروسيا وحتى بعض دول الشرق الأوسط.
إن الدول المذكورة سعت منذ الخمسينيات لتطوير هذا التوجه، ففي عام 1957 إبتدأت في الولايات المتحدة. حيث تم إنشاء محطة بقدرة 5 ميغاواط، وفي كندا عام 1962 تم إنشاء محطة بقدرة 25 ميغاواط وتم إنشاء محطة أخرى في السويد عام 1964 بقدرة 12 ميغاواط. وهكذا تطورت العملية إلى إنشاء محطة كهرونووية في تشرنوبيل تصل قدرتها إلى 100 ميغاواط، حيث أنشئت المحطة هذه في سبعينيات القرن الماضي. وفي التسعينيات من القرن الماضي وصلت القدرة المنتجة من المحطات الكهرونووية إلى مئات الآلاف من وحدة الميغاواط.
إن العالم يشهد توجهاً هائلاً في ذلك، حسب توجهات الدول. فقد تجاوزت قدرة إنتاج الكهرباء من الطاقة النووية ربع الإنتاج الكلي للكهرباء عام 1985 وقد وصل أكثر من نصف إنتاج الكهرباء عام 2000.
لقد إعتبرت الطاقة النووية مصدراً مهماً من مصادر الطاقة والتي باتت تنافس المصادر الأخرى بأشكال متعددة. حيث تتوجه العديد من دول العالم إلى هذا المصدر بإندفاع كبير، بالرغم من التوجس المستمر من إستخدام هذا المصدر لغير غرضه السلمي. فقد قامت العديد من الدول الصناعية بهذا الإستخدام(أي الاستخدام العسكري) وحصرها بهذا النطاق وعدم فسح المجال لدول أخرى الدخول في هذا الميدان. أي تحاول السعي إلى الإحتفاظ بأكبر كمية من خزين اليورانيوم الطبيعي واليورانيوم المشبع عن طريق العمل المستمر بمسح وتجهيز المواقع الغنية والعاملة في هذا المورد وتسجيل المعلومات الكافية عن هذه المواقع والسيطرة عليها أمنياً. وكذلك سعت هذه الدول إلى فتح العديد من مشاريعها على أساس العمل والدراسة لتسخيرها بغرض التطوير في مجال الطاقة النووية فقد انشئت مصانع خاصة لتخصيب اليورانيوم ومعامل الحصول على الماء الثقيل (أوكسيد الديتيريوم) إضافة إلى صنع المعامل المتطورة والدقيقة لدراسة التوجهات البيولوجية والكيميائية والزراعية وغيرها والتي جاءت نتيجة واضحة للتطور الهائل والاحتياج الأكبر للطاقة النووية في غرضيها المعروفين السلمي والعسكري، حتى جعل بعض الدول الشرقية ودول أخرى ان تحذو هذا الحذو فوجهت العديد من حلقات إقتصادها بصرف آلاف الملايين من الدولارات لهذا الغرض.
لقد لعبت الدول الصناعية المتقدمة دوراً مثيراً بإستخدام طرق متطورة للغرض المذكور. خذ مثلاً الولايات المتحدة. التي قامت بعمل مفاعلات تعمل على البلوتونيوم المستخدم أساساً للغرض العسكري ان للسلاح المستخدم للمسافات البعيدة أو الغواصات التي تجوب البحار والمحيطات أو بإستخدام اليورانيوم المشبع الذي استخدم بشكل واسع في العديد من مفاعلات الولايات المتحدة والذي تفردت بشكل متقدم بإنتاجه لعدد من السنين ومازالت وقد سيطرت في ذلك على سوق من هذا النوع.
لقد لعبت الدول الأخرى مثل فرنسا وبريطانيا وايطاليا واليابان وغيرها، دوراً مهماً في إنشاء العديد من المفاعلات النووية لتستخدم فيها البلوتونيوم واليورانيوم المشبع وحتى اليورانيوم الطبيعي ويستخدم الأخير في العديد من المجالات. اما في فرنسا وبريطانيا فيستخدم اليورانيوم المشبع في مفاعلات مبردة بالغاز لتسمح فيما بعد بصنع القنابل الهيدروجينية.
لقد إستخدمت العديد من الدول الطاقة النووية لغير الغرض العسكري مثل كندا والهند والسويد وغيرها. إذ يستخدم في مفاعلاتها اليورانيوم الطبيعي ويكون المهديء الماء الثقيل. وقد دخلت في هذا الاطار العديد من الدول حتى بعض الدول العربية المعروفة. كما أن هناك دولاً أخرى قد قللت من توجهاتها العسكرية في هذا الميدان وحولت مجال دراساتها وتطوير إمكانياتها إلى الجانب العلمي الإقتصادي السلمي. ربما يكون السبب الآخر لهذا التوجه هو عدم قدرتها لأكثر من تسع سنوات على اللحاق بركب التكنولوجيا المتقدمة التي ترفع رايتها الولايات المتحدة، لذلك غيرت هذه الدولة سياستها التقنية بشكل ملفت للنظر، بعد أن فشلت في تصدير مفاعلها المعروف بإسم فاغنوكس، وإستحدث مفاعل اليورانيوم المشبع والمخفف بالماء الثقيل
SGHWR Steam Generating Heavy Water Reactor
(علماً أن المفاعلات البريطانية تستخدم من ضمن ما تستخدم في المفاعل مبرداً من ثاني أوكسيد الكربون).
لقد قامت بريطانيا بأساليب مختلفة لتغيير نمط هذا التوجه (أي إستخدام الطاقة النووية) بعد أن إكتشفت مناجم بترول في بحر الشمال. علماً أن الإقتصاد البريطاني الذي يتدهور بإستمرار هو سبب آخر أدى إلى هذا التغير أو التوجه المذكور.
ومن الدول التي تعمل على هذا الجانب في إستغلال الطاقة النووية في الجانب السلمي (علاوة على الإستخدام العسكري) فرنسا وكذلك دول أخرى كاليابان. لقد كانت وما زالت فرنسا تطور من إنتاجها في الإطارين السلمي والعسكري، وما زالت حتى عام 1996 تجري التجارب النووية، واحدة بعد الأخرى، وعادت موجة التجارب النووية بسبب هذا التوجه من قبل الصين ودول أخرى مما إضطر فرنسا إلى إيقاف تجاربها نهاية تسعينيات القرن الماضي.
وما هذه التجارب التي قامت بها فرنسا إلا إختبارات متتالية لقدراتها وإبراز جانب القوة والحضور الدولي بالرغم من إحتفاظها بقدرات هائلة من الغواصات النووية، والتكنولوجيا المتقدمة في مجال فصل النظائر بطريقة الإنتشار الغازي.
يجهز الوقود النووي الذي يكون في الغالب عبارة عن اليورانيوم المخصب بنسب حسب الطلب كما ورد آنفاً. ويكون الوقود النووي عبارة عن كريات صغيرة من الوقود يبلغ قطرها حوالي 2.5 سنتمتر. وترتب هذه الكريات بشكل قضبان طويلة تجمع مع بعضها البعض بشكل حزم bundles وتكون هذه الحزم غارقة في الماء داخل وعاء الضغط pressure vessel يعمل الماء كمبرد. ولكي يعمل المفاعل بشكل طبيعي يجب أن تكون هذه الحزم مغمورة بشكل قليل في الماء في الحالة فوق الحرجة supercritical وتترك للآلات أن تعمل بهذا الإتجاه بحيث يكون وقود اليورانيوم في النهاية في حالة فوق تأثير الحرارة غير الطبيعي و/أو تأثير الإنصهار. ولمنع وصول الحرارة إلى المستوى غير المرغوب به تعمل قضبان السيطرة من مواد تمتص النيوترونات حيث تتداخل هذه القضبان مع قضبان الوقود ويتم التحكم بحركتها بشكل آلي من خفض وإرتفاع للسماح للعاملين في السيطرة على معدل التفاعل النووي. وإذا أريد إنتاج المزيد من الحرارة من تفاعل قضبان اليورانيوم، يقوم برفع قضبان الوقود(حزم اليورانيوم) ليحصل إمتصاص قليل للنيوترونات. يمكن أن تنخفض كذلك القضبان بشكل كامل إلى حزمة اليورانيوم لإطفاء المفاعل إن حصل حادث ما أو في حالة تغيير الوقود.
تستند فكرة تحويل الطاقة النووية إلى طاقة كهربائية على أساس الحصول على الطاقة النووية من عملية الإنشطار النووي لوقود اليورانيوم المخصب بدرجات معينة ثم السيطرة على هذه الطاقة. وإن حزمة اليورانيوم التي نطلق عليها تعبير الوقود النووي إنما هي مصدر الطاقة العالي للحرارة التي تتحرر من قلب المفاعل. تقوم هذه الحرارة المتحررة برفع درجة حرارة الماء حين إنتقالها إليه فتحوله إلى بخار. فيقوم البخار بتشغيل التوربين الذي يدور مولداً لإنتاج الطاقة. في بعض محطات الطاقة الكهرونووية توجد هناك دورات ثانوية حيث يمر البخار القادم من المفاعل النووي إلى تلك الدورة الثانوية الوسيطة التي تقوم بالتحويل اللازم للماء إلى بخار الذي يدور التوربين. ومن ميزة هذا التصميم هي أن لايسمح للماء المشعّ (البخار) أن يكون بإتصال مع التوربين. وفي بعض المفاعلات النووية يكون مائع المبرد(يكون الغاز ثاني أوكسيد الكربون مثلاً أو البوتاسيوم أو الصوديوم ) بإتصال مع قلب المفاعل. يكون هذا التصميم من المفاعلات بحيث يسمح لقلب المفاعل النووي أن يعمل عند درجات حرارة عالية بدون مشاكل كبيرة. من المعروف أن هناك عدداً من النظائر المشعّة التي تتحرر من قلب المفاعل لتنطلق إلى خارج قلب المفاعل لتعقيد عملية التفاعل النووي الذي يكون من المعتاد الأخذ بنظر الإعتبار هذا التوجه والتركيز على الإحتياطات اللازمة (من اللازم التأكيد إلى أهمية التصميم حيث هناك العديد من المشاكل التي سببها خطأ ما أو نقص ما كما حصل في مفاعل تشرنوبيل الذي كان تصميمه مقبولاً في القياسات العالمية إلا أن المشكلة كانت بعدم وجود الدروع الواقية الثانوية التي تعمل على تخفيض الأشعّة، أي النظائر التي تتحرر من قلب المفاعل لاي سبب كان وبالتالي أدى ذلك إلى أن تجاوزت خسائر الحادثة المعروفة بحادثة تشرنوبيل، خسائر الحرب العالمية الثانية من الناحيتين البيئية والبشرية لمنطقة جمهورية أوكرانيا وما حولها. وما زال مواطنو الكثير من البلدان يعانون من آثار هذه الحادثة بسبب مرور السحابة الإشعاعية خلال تلك الأجواء مما سبب الإصابة بالعديد من الأمراض المستديمة منها مثلاً سرطان الغدة الدرقية، حتى وصلت نسبة ذلك إلى مئتي ضعف أكبر من اي منطقة أخرى في العالم وقد وصلت الغيمة الإشعاعية خلال 24 ساعة إلى السويد ووصلت إلى تركيا بعد أسبوع من الحادثة تقريباً وقد إتسعت السحابة بحيث وصل إتساعها إلى 500 كيلومتر كل يوم وقد بلغ إتساعها في بعض المواقع 400 كيلومتر. وقد غطت ذيول السحابة الإشعاعية مناطق واسعة من أوربا حتى وصلت حدود بريطانيا وقد إنطلق إشعاع إلى الجو قدر ب 82 مليون كوري بعد مرور عشرة أيام على الحادث حيث قدر السيزيوم 137 المتسرب لوحده مليون كوري( ) إضافة إلى تسرب 16 نظيراً على شكل سحابة إشعاعية، بلغ تسرب بعض النظائر إلى %100.
ولنا عودة وتتمّة.
د.مؤيد الحسيني العابد

#مؤيد_الحسيني_العابد (هاشتاغ)       Moayad_Alabed#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات