انصهار نووي

(تم التحويل من إنصهار نووي)
ثري مايل أيلاند محطة لتوليد الطاقة النووية تتألف من اثنين من مفاعلات الماء المضغوط من صنع شركة بابكوك وويلكوكس، كل منهما داخل مبنى حاوي ويتصل بأبراج التبريد. ويظهر في الخلفية المفاعل TMI-2 الذي تعرض لانصهار جزئي سبب ضرراً بليغاً في الوقود.

الانصهار النووي nuclear meltdown هو مصطلح غير رسمي لحادث شديد في مفاعل نووي ينتج عنه ضرر في اللب من التسخين الزائد. والمصطلح غير معرف رسمياً من قِبل الوكالة الدولية للطاقة الذرية[1] أو من مفوضية التنظيم النووي الأمريكية.[2]

ويحدث الانصهار حين يمنع فشل حاد في نظام محطة طاقة نووية التبريد المناسب للب المفاعل، لدرجة أن مجمعات الوقود النووي تسخن أكثر من المسموح وتنصهر. ويعتبر الانصهار خطيراً جداً بسبب احتمال انطلاق مواد مشعة إلى البيئة. وانصهار اللب يجعل المفاعل غير مستقر حتى يتم اصلاحه. إزالة والتخلص من لب المفاعل سيكلف مشغـِّل المفاعل أثماناً باهظة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

كان ما يسمى بالأزمةالنووية مصطلح لا تعترف به الوكالة الدولية للطاقة، 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 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 اليورانيوم أو الپلوتونيوم ونواتج الانشطار المشعة ترتفع درجة الحرارة بها وتسخن بشكل كبير مما يؤدي إلى ذوبان المحتويات، وهذا يؤدي إلى تسرب أو انفجار خطير. جميع المفاعلات النووية المدنية الغربية تقع داخل المباني الاحتواء؛ مبنى الاحتواء هو بنية مسلحة ومحصنة وتكون بسمك حوالي 1.2 إلى 2.4 متر، 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 واطلاق 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 السوفيتي، كارثة تشرنوبل في اوكرانيا 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، وإلى اغلاق دائم للمفاعل.


طريقة العمل

شكل الحالة النهائية للب المفاعل TMI-2

الانصهار النووي عملية معاكسة للانشطار 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 الإندماج.

الأسباب

مكونات وعوامل الأمان لمفاعل الماء المغلي.
(المصدر: أحمد مغربي، جريدة الحياة، 15-03-2011.)

في بعض أنواع المفاعلات السوفياتية السابقة، مثل ربمك (RBMK) المتورط في حادث تشرنوبل، والذي صمم من دوة المحيطة. لذلك الأن يبنى المفاعل ويحيطى غلاف من الفولاذ المقوى سمكه يتراوح بين 1.2 إلى 2.4 متر وتكون ملامسة الهواء لداخله ضيقة جداً، مما يضمن في المستقبل عدم إطلاق سراح مواد مشعة في أي ظرف طارئ. 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 مضاعفة النيوترونات (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 َأو تكرار 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 إي سي سي اس(ECCS). وهناك ما لا يقل عن نسختين من ال إي سي سي اس (ECCS) وهذه النسخ يوجد فيها درجة عالية من الحيطة للطوارئ.

المفاعلات النووية السوفيتية سابقا

في الاتحاد السوفيتي السابق (ورابطة الدول المستقلة) توجد 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.

كارثة تشيرنوبيل

مفاعل تشرنوبل بعد الكارثة

في كارثة تشرنوبل أصبح الوقود غير حرج عندما انصهر وسرى بعيداً عن المنظم الگرافيتي - إلا أنه استغرق وقتاً طويلاً ليبرد. اللب المنصهر لتشرنوبل (وهو الجزء الذي لم يتبخر في الحريق) سال في قناة صنعتها بنية مبنى المفاعل وتجمد في مكانه قبل أن يحدث تفاعل بين اللب والخرسانة. In the basement of the reactor at Chernobyl, a large "elephant's foot" of congealed core material was found. Time delay, and prevention of direct emission to the atmosphere, would have reduced the radiological release. If the basement of the reactor building had been penetrated, the groundwater would be severely contaminated, and its flow could carry the contamination far afield.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الهامش

  1. ^ International Atomic Energy Agency (IAEA) (2007). IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection (PDF) (2007edition ed.). ڤيينا, النمسا: الوكالة الدولية للطاقة الذرية. ISBN 9201007078. Retrieved 2009-08-17.CS1 maint: Extra text (link)
  2. ^ United States Nuclear Regulatory Commission (USNRC) (2009-09-14). "Glossary". Website. Rockville, MD, USA: Federal Government of the United States. pp. See Entries for Letter M and Entries for Letter N. Retrieved 2009-10-03.

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 شفاء الأرض