يقلل الإغلاق البارد من مخاطر وقوع كارثة في محطة زابوريزهزيا النووية – لكن القتال حول الوقود المستهلك لا يزال يشكل تهديدًا

أعلنت شركة Energoatom ، المشغلة لمحطة Zaporizhzhia للطاقة النووية في مدينة Enerhodar الأوكرانية ، في 11 سبتمبر 2022 ، أنها ستغلق آخر مفاعل تشغيل للمفاعلات الستة بالمحطة ، المفاعل رقم 6. وضع المشغلون المفاعل في الإغلاق البارد لتقليل مخاطر تسرب الإشعاع من القتال في المنطقة المحيطة بمحطة الطاقة النووية.

طلبت المحادثة من نجم الدين مشكاتي ، الأستاذ وخبير السلامة النووية بجامعة جنوب كاليفورنيا ، شرح الإغلاق البارد ، وما يعنيه على سلامة محطة الطاقة النووية ، والمخاطر المستمرة على الوقود المستهلك بالمحطة ، وهو اليورانيوم ، تم استنفادها إلى حد كبير ولكن لم يتم استنفادها بالكامل بسبب تفاعل الانشطار الذي يحرك محطات الطاقة النووية.

ماذا يعني وجود مفاعل نووي في حالة إغلاق بارد؟

يتم إنتاج تفاعل الانشطار الذي يولد حرارة في محطة للطاقة النووية عن طريق وضع عدد من قضبان وقود اليورانيوم على مقربة شديدة. يتضمن إغلاق المفاعل النووي إدخال قضبان تحكم بين قضبان الوقود لإيقاف تفاعل الانشطار.

يكون المفاعل بعد ذلك في وضع التبريد حيث تنخفض درجة الحرارة. وفقًا للجنة التنظيمية النووية الأمريكية ، بمجرد أن تنخفض درجة الحرارة عن 200 درجة فهرنهايت (93 درجة مئوية) ويكون نظام تبريد المفاعل عند الضغط الجوي ، يكون المفاعل في وضع الإغلاق البارد.

عندما يعمل المفاعل ، فإنه يتطلب تبريدًا لامتصاص الحرارة والحفاظ على قضبان الوقود من الذوبان معًا ، مما قد يؤدي إلى حدوث تفاعل تسلسلي كارثي. عندما يكون المفاعل في وضع الإغلاق البارد ، فإنه لا يحتاج إلى نفس مستوى الدوران.

كيف يحسن التواجد في حالة توقف بارد من سلامة المصنع؟

لقد أزال الإغلاق عنصرًا كبيرًا من المخاطرة. محطة الطاقة النووية Zaporizhzhia عبارة عن مفاعل ماء مضغوط. تحتاج هذه المفاعلات إلى تبريد مستمر ، ومضخات التبريد هي آلات عملاقة وقوية تستهلك الكثير من الكهرباء.

الإغلاق البارد هو الحالة التي لا تحتاج فيها إلى تشغيل مضخات التبريد الأولية باستمرار على نفس المستوى لتدوير مياه التبريد في حلقة التبريد الأولية. ذكرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية أن المفاعل رقم 6 الآن في حالة إغلاق بارد مثل المفاعلات الخمسة الأخرى بالمنشأة ، وسيتطلب طاقة أقل للتبريد. الآن ، على الأقل إذا فقدت المحطة الطاقة خارج الموقع ، فلن يضطر المشغلون إلى القلق بشأن تبريد مفاعل عامل بمولدات ديزل غريب الأطوار.

ومن خلال إغلاق المفاعل رقم 6 ، يمكن إعفاء مشغلي المحطة من قدر كبير من عبء عملهم في مراقبة المفاعلات وسط حالة عدم اليقين المستمرة حول الموقع. هذا قلل بشكل كبير من احتمال حدوث خطأ بشري.

من المرجح أن تكون وظائف المشغلين أقل تطلبًا وإرهاقًا الآن من ذي قبل. ومع ذلك ، لا يزالون بحاجة إلى المراقبة المستمرة لحالة إغلاق المفاعلات وأحواض الوقود المستهلك.

ما هي مخاطر الوقود المستهلك في المحطة؟

لا تزال المحطة بحاجة إلى مصدر موثوق للكهرباء لتبريد أحواض الوقود الستة الضخمة الموجودة داخل هياكل الاحتواء وإزالة الحرارة المتبقية من مفاعلات الإغلاق. تحتاج مضخات التبريد الخاصة بأحواض الوقود المستهلك إلى كهرباء أقل بكثير من مضخات التبريد الموجودة في الحلقات الأولية والثانوية للمفاعل ، ويمكن لنظام تبريد الوقود المستهلك أن يتحمل انقطاعًا قصيرًا للتيار الكهربائي.

أحد العوامل الأكثر أهمية هو أن رفوف تخزين الوقود المستهلك في مجمعات الوقود المستهلك في محطة زابوريزهزهيا للطاقة النووية تم ضغطها لزيادة السعة ، وفقًا لتقرير الحكومة الأوكرانية لعام 2017 إلى الوكالة الدولية للطاقة الذرية. كلما زاد عدد قضبان الوقود المستهلك المخزنة وضغطها ، زادت الحرارة التي تولدها وبالتالي هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة لتبريدها.

يوجد أيضًا في المصنع مرفق تخزين للوقود المستنفد الجاف. يتضمن تخزين الوقود المستهلك الجاف تعبئة قضبان الوقود المستهلك في أسطوانات أو براميل ضخمة لا تتطلب الماء أو مبردات أخرى. تم تصميم البراميل بحيث تحافظ على احتواء قضبان الوقود لمدة 50 عامًا على الأقل. ومع ذلك ، فإن البراميل ليست تحت هياكل الاحتواء في المصنع ، وعلى الرغم من أنها مصممة لتحمل اصطدامها من قبل طائرة ، إلا أنه ليس من الواضح ما إذا كان القصف المدفعي والقصف الجوي ، ولا سيما الهجمات المتكررة ، يمكن أن يؤدي إلى تكسير البراميل وإطلاقها. الإشعاع في أراضي النبات.

يمكن أن يكون أقرب تشبيه لهذا السيناريو هجومًا إرهابيًا ، وفقًا لدراسة أساسية أجراها المجلس القومي للبحوث ، يمكن أن يخرق برميلًا جافًا ويحتمل أن يؤدي إلى إطلاق مادة مشعة من الوقود المستهلك. يمكن أن يحدث هذا من خلال تشتت جزيئات الوقود أو شظايا أو تشتت الهباء الجوي المشعة. سيكون هذا مشابهًا لتفجير “القنبلة القذرة” ، والتي ، اعتمادًا على اتجاه الرياح ونصف قطر التشتت ، يمكن أن يؤدي إلى تلوث إشعاعي. وهذا بدوره يمكن أن يسبب مشاكل خطيرة للوصول إلى المصنع والعمل فيه.

الخطوات التالية من الوكالة الدولية للطاقة الذرية والأمم المتحدة

دعت الوكالة الدولية للطاقة الذرية روسيا وأوكرانيا لإنشاء “منطقة حماية للسلامة والأمن” حول المحطة. ومع ذلك ، فإن الوكالة الدولية للطاقة الذرية هي هيئة مفتشية للعلوم والهندسة ووكالة مساعدة فنية. إن التفاوض وإنشاء منطقة حماية في محطة للطاقة النووية في منطقة حرب أمر غير مسبوق تمامًا ومختلف تمامًا عن جميع الجهود السابقة للوكالة الدولية للطاقة الذرية.

يتطلب إنشاء منطقة حماية مفاوضات وموافقات على أعلى المستويات السياسية والعسكرية في كييف وموسكو. يمكن تحقيق ذلك من خلال دبلوماسية القناة الخلفية ، من النوع الثاني ، وتحديداً الدبلوماسية الهندسية التي تركز على السلامة النووية. في غضون ذلك ، تحتاج الوكالة الدولية للطاقة الذرية إلى دعم قوي من مجلس الأمن التابع للأمم المتحدة في شكل قرار أو تفويض أو إنشاء لجنة خاصة.