روساتوم تعلن عن تحقيق أول إنجاز رئيسي في تطوير نظام الطاقة النووية من الجيل الرابع

حيث بدأت التشغيل التجريبي لوحدة تصنيع/إعادة تصنيع الوقود النووي لمفاعل النيوترونات السريع المبتكر BREST-OD-300 في مدينة سيفيرسك، بمنطقة تومسك، غرب سيبيريا. 

وتُعد هذه المنشأة الأولى من بين ثلاث منشآت فريدة ضمن مجمع الطاقة النووية التجريبي للجيل الرابع (PDEC)، والذي يتم بناؤه كجزء من المشروع الاستراتيجي "بروريف" (الاختراق) في موقع مجمع الكيمياء السيبيري (وهو مؤسسة تابعة لقسم الوقود في روساتوم).

وقد تمكنت المنشأة المتطورة والمؤتمتة بالكامل بالفعل من إنتاج أولى حزم الوقود النموذجية لتصميم قلب مفاعل BREST-OD-300 (الاختصار الروسي لمفاعل سريع مبرد بالرصاص بقوة 300 ميجاواط لأغراض عرضية للتجربة الأولية)، باستخدام كريات وقود من نيتريد اليورانيوم المستنفد. كما خضعت جميع مواقع الإنتاج في المنشأة الجديدة لاختبارات شاملة.

تفاصيل منشأة تصنيع الوقود

تتألف منشأة تصنيع الوقود من أربعة مواقع إنتاج: التخليق الكربوحراري لنيتريدات اليورانيوم والبلوتونيوم المختلطة، وتصنيع كريات الوقود، وتصنيع عناصر الوقود، وتجميع حزم الوقود الكاملة. وسيصل عدد الموظفين في المنشأة إلى 250 شخصًا.

وفي الوقت الحالي، يتعلم مشغلو المنشأة التكنولوجيا ويكتسبون خبرة في تصنيع حزم الوقود باستخدام مصفوفة وقود اليورانيوم المستنفد، بما يتوافق مع ترخيص الهيئة التنظيمية النووية والصناعية الروسية «روستشنادزور».

وبعد موافقة الهيئة على التعامل مع البلوتونيوم، سيتمكن المهندسون السيبيريون من بدء إنتاج المنتج المستهدف – وقود نيتريد اليورانيوم-البلوتونيوم الكثيف المختلط (MNUP)، مما سيُمكّن من تطبيق جميع مزايا وقود الجيل الرابع الروسي وتقنيات المفاعل والتقنيات الكيميائية الإشعاعية.

يشار إلى أن علماء روساتوم قد طوّروا تقنية فريدة لتصنيع وقود نيتريد اليورانيوم-البلوتونيوم في روسيا. وقد تم اختبار التجميعات التجريبية بعناصر وقود MNUP بنجاح في مفاعل الأبحاث السريع BOR-60، وكذلك في المفاعل التجاري BN-600 في محطة بيلويارسك النووية. 

وأتاحت نتائج هذه الاختبارات والعمليات الحصول على البيانات المطلوبة للتحقق من تحميل الوقود الأولي للمفاعل، بما في ذلك مستوى استهلاك الوقود النووي الكافي في هذه المرحلة.

مكونات مجمع الطاقة التجريبي

سيتضمن مجمع الطاقة التجريبي ثلاث منشآت مترابطة فريدة: وحدة تصنيع/إعادة تصنيع وقود نيتريد اليورانيوم-البلوتونيوم الكثيف ومحطة طاقة نووية بمفاعل مبتكر سريع التبريد بالرصاص BREST-OD-300، ووحدة لإعادة معالجة الوقود المشع.

ولأول مرة على المستوى العالمي، سيتم بناء محطة طاقة نووية بمفاعل سريع ونظام دورة وقود نووي مغلقة وثابتة في موقع واحد. 

وبعد إعادة المعالجة، سيتم إرسال الوقود المشع لإعادة تصنيعه، مما يجعل هذا النظام شبه مستقل تمامًا عن الإمدادات الخارجية من موارد الطاقة.

من جانبه، قال أليكسي ليخاتشوف، الرئيس التنفيذي لمؤسسة روساتوم الحكومية: «تمتلك روساتوم حاليًا التطور الأبعد في العالم في تطوير تقنيات الجيل الرابع النووية. ووفقًا لتصنيف الوكالة الدولية للطاقة الذرية، فإن هذا يعني كفاءة أعلى في استخدام المواد الخام للوقود، ومعايير أمان متزايدة لتشغيل المحطات النووية، بالإضافة إلى تقليل كبير في حجم النفايات النووية». 

وأضاف: «تتوافق هذه المبادئ تمامًا مع الحلول التكنولوجية المعتمدة في مجمع الطاقة النووية التجريبي، مثل الوقود المصنوع من اليورانيوم والبلوتونيوم المستنفدين، ومنشأة مفاعل BREST القائمة على مبادئ الأمان الطبيعي، وأحدث التقنيات الكيميائية الإشعاعية لإعادة معالجة الوقود المشع».

مواقع التصنيع الإضافية

ولتوفير التصنيع النهائي للوقود في موقع مجمع الطاقة النووية التجريبي للجيل الرابع في سيفيرسك، تم إنشاء مواقع إنتاج جديدة في عدة مؤسسات تابعة لقسم الوقود في روساتوم. 

وعلى وجه الخصوص، تم تطوير تصنيع مكونات معدنية مختلفة لحزم الوقود الخاصة بالتحميل الأولي، وكذلك للنماذج الأولية للمفاعل في مصنع تشيبيتسك الميكانيكي في غلازوف (جمهورية أودمورتيا)، ومصنع الماكينات إليماش في إليكتروستال (منطقة موسكو)، ومصنع تركيزات الكيمياء في نوفوسيبيرسك (غرب سيبيريا).

تصميم مبتكر وآمن

سيكون مفاعل BREST-OD-300 أول مفاعل في العالم يبرد بالرصاص، حيث يعتمد تصميمه على مبادئ ما يُعرف بالأمان الطبيعي. 

وستُعزز كفاءة المفاعل أيضًا من خلال استخدام وقود MNUP المبتكر، الذي يتكون بالكامل من المنتجات الثانوية لدورة الوقود النووي – اليورانيوم والبلوتونيوم المستنفدين. 

وسيُمكّن إنتاجه وتشغيله من توسيع قاعدة الموارد لصناعة الطاقة النووية بشكل كبير، وإعادة معالجة تجميعات الوقود المشع لإنتاج وقود جديد بدلاً من تخزينها، وتقليل حجم النفايات النووية ونشاطها الإشعاعي بشكل جذري.

يشار إلى أن المفاعلات الحرارية للنيوترونات، التي تشكل أساس صناعة الطاقة النووية الحديثة، تعتمد على حوالي 1٪ فقط من اليورانيوم الطبيعي، بينما يتم إرسال 99٪ المتبقية للتخزين المؤقت أو التخلص منها كنفايات مشعة. 

أما المفاعلات السريعة للنيوترونات، فتتمتع بميزة قدرتها على استخدام المنتجات الثانوية لدورة الوقود (لا سيما البلوتونيوم) لتوليد الطاقة.

وفقًا لتصنيف الوكالة الدولية للطاقة الذرية، تشمل أنظمة الطاقة النووية من الجيل الرابع تقنيات تحقق نتائج مشتركة – كفاءة أعلى في استخدام الوقود، وزيادة الأمان، وكفاءة الطاقة، وتقليل الوقود النووي المستهلك.

المصدر: RT