اختراق سد Kakhovka يزيد من مخاطر محطة Zaporizhzhia النووية – انحسار المياه خيارات ضيقة للتبريد

دمر انفجار في 6 يونيو 2023 سد كاخوفكا على نهر دنيبر في شرق أوكرانيا. أدى التمزق إلى خفض مستويات المياه في خزان أعلى النهر في محطة Zaporizhzhia للطاقة النووية في مدينة Enerhodar. يوفر الخزان المياه اللازمة لتبريد مفاعلات إيقاف تشغيل المحطة والوقود المستهلك ، وهو اليورانيوم الذي استنفد إلى حد كبير ولكن لم يتم استنفاده بالكامل بسبب تفاعل الانشطار الذي يحرك محطات الطاقة النووية.

أصدرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، التي لديها مفتشون في الموقع لرصد آثار الحرب في المحطة ، بيانًا قالت فيه إنه لا يوجد خطر وشيك. ومع ذلك ، فإن تدمير السد يزيد من مخاطر وقوع كارثة في المحطة ، وهو خطر زاد بالفعل بسبب القتال المستمر في المنطقة.

طلبت المحادثة من نجم الدين مشكاتي ، الأستاذ وخبير السلامة النووية بجامعة جنوب كاليفورنيا ، شرح ما يعنيه انخفاض منسوب المياه لسلامة محطة الطاقة النووية والمخاطر المستمرة على الوقود المستهلك بالمحطة.

لماذا يشكل انخفاض منسوب المياه خطرا على محطة توليد الكهرباء؟

أصبح الوضع الفوري محفوفًا بالمخاطر للغاية. يقع السد في اتجاه مجرى النهر من المصنع ، مما يعني أن الفيضانات لن تعرض النبات للخطر. لكن المحطة تسحب المياه من خزان رئيسي على النهر من أجل نظام التبريد الخاص بها. هذا الخزان آخذ في التصريف لأن السد المصب قد تضرر.

لا يحتاج المصنع إلى كمية المياه الهائلة التي قد يحتاجها لولا ذلك لأن مفاعلاته الستة في حالة توقف بارد. لكن المحطة لا تزال بحاجة إلى الماء لثلاثة أغراض: تقليل الحرارة المتبقية من مفاعلات الإغلاق ، وتبريد الوقود المستهلك ، وتبريد مولدات الديزل للطوارئ إذا فقدت المحطة الطاقة خارج الموقع.

قام مشغلو المحطة بضخ المياه من الخزان إلى بركة تبريد ، ولهذا قالت الوكالة الدولية للطاقة الذرية أن المحطة بها ما يكفي من المياه لعدة أشهر. ولكن هذا هو الملاذ الأخير ، ولهذا السبب قالت الوكالة أيضًا إنه من الضروري أن تظل بركة التبريد سليمة. إذا فقدت المحطة بركة التبريد ، فسيكون الأمل الوحيد هو تجربة شيء مثل ما فعلوه في محطة فوكوشيما للطاقة النووية بعد الزلزال والتسونامي في اليابان في عام 2011. لقد جلبوا مضخات مياه ضخمة لضخ المياه المالحة من المحيط الهادئ إلى المفاعلات لتبريدها. قد يحتاج مشغلو المحطة لمحاولة ضخ المياه من نهر دنيبر.

إن شريان الحياة لأي محطة نووية ، سواء كانت عاملة أو مغلقة ، هما الماء والكهرباء. الهجوم المضاد الأوكراني الذي تم إطلاقه مؤخرًا يضع هذين الشريطين في خطر أكبر. منذ الاحتلال الروسي ، عانى المصنع كثيرًا وفقد الطاقة خارج الموقع سبع مرات. قلقي المباشر هو أنه إذا فقدت المحطة آخر خط طاقة متبقي ، والذي يشغل مضخات التبريد ، فإنها تحتاج إلى الاعتماد على مولدات الديزل في حالات الطوارئ. يوجد 20 مولدا مع تخزين في الموقع لمدة 10 إلى 15 يوما فقط من الإمداد بالوقود. الحصول على الوقود أثناء استمرار الهجوم المضاد هو تحدٍ رئيسي آخر.

ماذا يعني وجود مفاعل نووي في حالة إغلاق بارد؟

يتم إنتاج تفاعل الانشطار الذي يولد الحرارة 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 تفاعل سلسلة 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 عبارة عن 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. الآن ، على الأقل إذا فقدت المحطة الطاقة خارج الموقع ، فلن يضطر المشغلون للقلق بشأن محاولة تبريد مفاعل عامل بمولدات ديزل غريب الأطوار.

ومن خلال إغلاق جميع المفاعلات ، تم 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 منشأة لتخزين الوقود الجاف المستهلك. يتضمن تخزين الوقود المستنفد 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 يكسر البراميل ويطلق الإشعاع. في أرض 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

أطلع رافاييل ماريانو غروسي ، رئيس الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، مجلس الأمن الدولي في 30 مايو 2023 ، على الوضع في محطة زابوريزهيا. ودعا روسيا وأوكرانيا إلى ضمان ألا يعرض الصراع المصنع للخطر. حضر غروسي مجلس الأمن عدة مرات. قبل أسبوع من فشل السد ، قال إنها كانت أهم إحاطة قدمها للمجلس. حتى الآن ، لم يقدم مجلس الأمن أي مشروع قرار.

هذا الوضع يتطور بسرعة. وإذا حدث شيء ما وحدث إطلاق إشعاعي ، فسوف ينتشر حول العالم.

هذه نسخة محدثة من مقال نُشر في الأصل في 13 سبتمبر 2022. وقد تم تحديث المقال ليشمل أخبارًا عن تدمير سد أسفل النهر من محطة الطاقة النووية وتقرير الوكالة الدولية للطاقة الذرية إلى مجلس الأمن التابع للأمم المتحدة حول الحد من المخاطر. يطرح هذا القتال على النبات.