اشترك في النشرة الأخبارية
اشترك
#240أبريل 2021

السلامة في عصر ما بعد فوكوشيما

العودة إلى المحتويات

أعادت السنوات العشر التي مرت بعد كارثة فوكوشيما تشكيل صناعة الطاقة النووية لجعلها أكثر أمانًا وموثوقية وتقدمًا من الناحية التكنولوجية. كانت التغييرات في الصناعة متعددة الأوجه، بدءًا من توصيات الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووصولا إلى ممارسات روساتوم.

نظرة سريعة على الماضي

في 11 آذار/ مارس 2011، ضرب زلزال عنيف اليابان وتسبب في حدوث تسونامي هائل. دمرت الموجة العملاقة الساحل الشرقي لليابان مما أدى إلى مقتل العديدين. كما تسبب التسونامي في وقوع حادث نووي كبير في محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة الذرية التي تديرها شركة طوكيو للطاقة الكهربائية (تيبكو).

دمر الزلزال خطوط نقل الطاقة المؤدية إلى المحطة وغمرت المياه الطوابق ما تحت الأرضية التي تضم مولدات الطوارئ وبطاريات التيار المستمر. كما دمرت المياه المفاتيح الكهربائية لمولدات الطوارئ المثبتة في الطابق الأرضي. وقد أدى هذا بدوره إلى انقطاع التيار الكهربائي في الوحدة الأولى وفشل أنظمة التبريد الأساسية في المنطقة النشطة للمفاعل، مما تسبب في انصهار الوقود النووي وحدثت نتيجة لتفاعل البخار والزركونيوم انفجارات هيدروجين في الوحدتين الأولى والثالثة، ثم حدث أيضا انفجار في الوحدة الرابعة التي كانت في ذلك الوقت في مرحلة إعادة التزود بالوقود، بسبب دخول الهيدروجين عبر نظام التهوية من الوحدة الثالثة.

غرق موظفان في المحطة بعد أن ضرب التسونامي جزيرة التوربينات في الوحدة الرابعة. ولم يتسبب الحادث النووي نفسه في مقتل أحد. اختتم خبراء من وكالة الطاقة الذرية تقريرهم في العام 2021 بعنوان “حادث محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة الذرية، بعد عشر سنوات: التقدم والدروس والتحديات”، بالقول: “أكد التحليل الذي أجري بعد الحادث أن الإشعاع المنبعث أثناء وقوع الحادث لم يكن له تأثير مباشر على صحة الإنسان. ومع ذلك، تأثرت صحة ورفاهية أكثر من 150.000 شخص يعيشون في المجتمعات المجاورة بهذه الدرجة أو تلك، بما في ذلك بعض الوفيات المبكرة، بسبب عملية الإخلاء على خلفية التسونامي والإشعاع وغياب الرعاية الطبية والأدوية والإجهاد – مشاكل ذات صلة ولأسباب أخرى”.

كانت عواقب الحادث مأساوية بالنسبة للصناعة النووية العالمية. صوتت حكومات ألمانيا وبلجيكا وسويسرا على التخلص التدريجي من صناعة الطاقة النووية. زاد انعدام الثقة المتزايد في الطاقة النووية من الصعوبات الاقتصادية الناجمة عن الأزمة المالية العالمية التي حدثت في العام 2008 وجعل من المستحيل تقريبًا الحصول على تمويل لمشاريع بناء محطات جديدة.

قامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية والهيئات التنظيمية الوطنية والجهات الفاعلة في الصناعة النووية، بهدف تحسين الموثوقية والتأهب لحالات الطوارئ في المحطات النووية وبناء الثقة بها، بتعديل المبادئ التوجيهية والتوصيات المتعلقة بالبناء والتشغيل وإيقاف التشغيل لمراعاة الدروس المستخلصة من حادث فوكوشيما.

تعديلات على وثائق الوكالة الدولية للطاقة الذرية

تنشر الوكالة الدولية للطاقة الذرية ما يسمى بمعايير أمان الوكالة الدولية للطاقة الذرية لحماية الناس والبيئة. وهي تحتوي على متطلبات أمان محدّدة، وفقا للنظام الأساسي للوكالة الدولية للطاقة الذرية، ملزمة للوكالة وتنطبق على أنشطتها.

يوضح أندريه كوتشوموف، النائب الأول للرئيس التنفيذي للسياسة التكنولوجية في AtomEnergoProekt ، قائلا: “تغدو المتطلبات المحدّدة بمعايير الأمان للوكالة الدولية للطاقة الذرية إلزامية، إذا ما تعهدت الهيئات التنظيمية للدول الأعضاء في الوكالة الدولية للطاقة الذرية بالوفاء بمعايير أمان الوكالة الدولية للطاقة الذرية أو تعديل المعايير الوطنية وفقًا لذلك. كما يمكن لمعايير الأمان الخاصة بالوكالة الدولية للطاقة الذرية أن ترشد المنظمات المشاركة في تصميم وبناء وتشغيل المرافق النووية في أنشطتها. يتعلق هذا أيضًا بمتطلبات ما بعد فوكوشيما”.

وضعت الوكالة الدولية للطاقة الذرية، بعد كارثة فوكوشيما، خطة عمل للوكالة بشأن السلامة النووية. وحددت الخطة، التي وافق عليها مجلس محافظي الوكالة الدولية للطاقة الذرية وأقرها المؤتمر العام للوكالة في أيلول/سبتمبر 2011، برنامج عمل لتعزيز السلامة النووية العالمية من خلال الاستفادة من الدروس المستخلصة من كارثة فوكوشيما.

تتطلب الخطة، على وجه الخصوص، “مراجعة وتعزيز معايير السلامة للوكالة الدولية للطاقة الذرية وتحسين تنفيذها”. طُلب من لجنة معايير السلامة والأمانة العامة للوكالة الدولية للطاقة الذرية، وفقا لما تقتضيه هذه الفقرة، مراجعة معايير السلامة التابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية ذات الصلة وتنقيحها، إذا ما لزم الأمر، باستخدام العملية الحالية بكفاءة أكبر. وقد طُلب من الدول الأعضاء استخدام معايير السلامة الخاصة بالوكالة على نطاق واسع وفعّال قدر الإمكان.

شرعت الوكالة الدولية للطاقة الذرية في مراجعة متطلبات السلامة العامة GSR)) التي نُشرت كجزء من معايير السلامة التابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية في العام 2011. يقول أندريه كوتشوموف: “قامت الوكالة بمراجعة المتطلبات المتعلقة بالإطار القانوني والتنظيمي، والتأهب لحالات الطوارئ والاستجابة لها والسلامة النووية. كما تم التركيز على الجوانب الهندسية والتقنية، مثل اختيار الموقع وتقييمه، وتقييم الكوارث الطبيعية وعواقبها المجمّعة، وإدارة الحوادث الخطيرة، وإغلاق المحطات، وفقدان الماص الحراري النهائي، وتراكم الغازات المتفجرة، وسلوك الوقود النووي، والتخزين الآمن للوقود النووي المنضب”.

اتخذت الوكالة الدولية للطاقة الذرية، في تشرين الأول/أكتوبر 2012، قرارًا بمراجعة وتعديل خمسة من منشوراتها (انظر التغييرات في وثائق الوكالة الدولية للطاقة الذرية أدناه للحصول على التفاصيل). وقد بُنيت النسخ الجديدة على مواد إضافية، والاستنتاجات التي توصل إليها الخبراء الدوليون للوكالة الدولية للطاقة الذرية، والتقارير المقدمة في الاجتماع الاستثنائي الثاني للأطراف المتعاقدة في اتفاقية السلامة النووية في آب/أغسطس 2012. كما تم أخذ عدد من التقارير الوطنية والمحلية في الاعتبار.

في النصف الأول من العام 2013، استعرضت الهيئات الرئيسية للوكالة الدولية للطاقة الذرية، بما في ذلك أمانتها وأربع لجان معنية بمعايير السلامة النووية والإشعاعية والنقل والنفايات، مشروع تعديلات. تمت مراجعة التعديلات من قبل الدول الأعضاء في الوكالة الدولية للطاقة الذرية، ومع الأخذ في الاعتبار تعليقاتهم، تمت الموافقة عليها في تشرين الثاني/نوفمبر 2014.

دروس فوكوشيما في أوروبا

كان المنظمون الوطنيون والإقليميون يعدلون معاييرهم جنبًا إلى جنب مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية. ففي العام 2013، على سبيل المثال، نشرت رابطة المنظمين النوويين في أوروبا الغربية (WENRA) تقريرًا عن سلامة تصاميم محطات الطاقة الذرية الجديدة. حدّد التقرير ثلاث متطلبات لاستقلالية مستويات الدفاع المتعمقDiD) ) كمفتاح لتحقيق أهداف السلامة.

يقول التقرير: “يجب أن تكون هناك استقلالية، إلى أقصى حد ممكن عمليًا، بين مستويات مختلفة من DiD بحيث لا يؤدي فشل مستوى واحد منها إلى إعاقة الدفاع في العمق الذي تضمنه المستويات الأخرى المشاركة في الحماية ضد الحدث أو التخفيف من حدته.

يجب تبرير كفاية الاستقلال المحقق من خلال توليفة مناسبة من تحليل السلامة الحتمية والاحتمالية والحكم الهندسي. فيجب لكل حدث ابتدائي مفترض (بدءًا من المستوى DiD 2) تحديد أصناف سلامة الأنظمة (SSC) اللازمة ويجب أن يظهر في تحليل السلامة أن SSCs المعتمدة في مستوى واحد من DiD مستقلة بشكل كافٍ عن SSCs المعتمدة في المستويات الأخرى من  DiD.

يجب إيلاء اهتمام مناسب لتصميم I&C وأنظمة الدعم والمساعدة للمفاعل (مثل إمدادات الطاقة الكهربائية وأنظمة التبريد) وأنظمة القطع المستعرضة المحتملة الأخرى. يجب أن يكون تصميم هذه الأنظمة بحيث لا يضر بشكل غير ملائم باستقلالية SSCs التي تقوم بتشغيلها أو دعمها أو التفاعل معها “.

ينص أحد التدابير المعتمدة استجابة لانصهار المنطقة النشطة للمفاعل في فوكوشيما على التخفيف من آثار الانصهار والإشعاع. بهذا الصدد، يتمثل هدف سلامة المفاعلات الجديدة في “تقليل الانبعاث الإشعاعي المحتمل إلى البيئة الناتج عن حوادث الانصهار الأساسي، على المدى الطويل أيضًا، من خلال اتباع المعايير النوعية أدناه:

 

  • يجب القضاء عملياً على الحوادث التي تصاحب انصهار المنطقة النشطة للمفاعل والتي قد تؤدي إلى انبعاث مبكر أو كبير
  • بالنسبة للحوادث ذات الانصهار الأساسي التي لم يتم القضاء عليها عمليًا، يجب اتخاذ أحكام التصميم بحيث تكون هناك حاجة فقط إلى تدابير وقائية محدودة في المنطقة والوقت للجمهور (لا وجود لإخلاء دائم، لا حاجة للإخلاء في حالات الطوارئ خارج المنطقة المجاورة مباشرة للمحطة، مأوى محدود، ولا قيود طويلة الأجل لاستهلاك الغذاء) وأن يكون الوقت المتاح كافيا لتنفيذ هذه التدابير”.

التحسينات في روسيا

تم في روسيا تضمين الدروس المستخلصة من فوكوشيما في متطلبات السلامة العامة لمحطات الطاقة الذرية، وهي وثيقة نشرتها الوكالة الروسية للرقابة النووية Rostechnadzor.

تتطلب الوثيقة، على وجه الخصوص، “وجوب أن يوفر تصميم محطات الطاقة الذرية إمكانيات فنية خاصة لإدارة الحوادث التي تتجاوز أساس التصميم”. ويجب عليها ضمان سلامة المحطة في حالة فشل أنظمة التشغيل والسلامة، والتي تنقل الحرارة من المفاعل وخزان الوقود إلى الماص الحراري النهائي، وفشل أنظمة الإمداد بالطاقة، بما في ذلك إمدادات الطوارئ. هذا ما حدث في فوكوشيما. تحدّد الوثيقة على وجه التحديد أن تصميم المحطة الذرية يجب أن ينص على تدابير لحماية الأجهزة التقنية من التأثيرات الخارجية، وكذلك من التأثيرات الناجمة عن الحوادث، بما في ذلك الحوادث التي تتجاوز أساس التصميم. مثال على ذلك الأجهزة التقنية المحمولة المخزنة في مكان آمن.

يجب، بالإضافة إلى ذلك، اتخاذ تدابير تنظيمية لإدارة الحوادث خارج نطاق التصميم. كما تنص الوثيقة على تدابير لتقليل تعرض موظفي المحطة والسكان والبيئة للإشعاع.

مطلب آخر هو أنه يجب أن يكون لدى التصميم إمكانيات فنية لمراقبة حالة المفاعلات والمحطة في الحوادث، بما في ذلك الحوادث الشديدة، وكذلك إمكانيات مراقبة ما بعد الحادث. يجب أن تكون هذه الإمكانيات كافية لإدارة الحوادث.

كما تنص الوثيقة التي نشرتها Rostechnadzor على أن تداخل وظائف التشغيل والسلامة يجب ألا يؤثر على سلامة أو موثوقية محطة الطاقة الذرية. يجب أن تكون أنظمة السلامة لكل وحدة مفاعل في محطة الطاقة الذرية متعددة الوحدات مستقلة عن بعضها البعض.

اجتازت جميع المحطات الذرية قيد التشغيل أو قيد التصميم أو قيد الإنشاء في روسيا، بعد كارثة فوكوشيما، اختبارات الإجهاد لتحديد نقاط ضعفها في حالات التأثيرات الخارجية القصوى، بحيث تجاوزت معايير الاختبار معايير التصميم.

في محاولة لزيادة تحمل الأعطال من نوع فوكوشيما (فقدان الماص الحراري النهائي وانقطاع التيار الكهربائي عن المحطة)، تم إجراء اختبارات الإجهاد في محطات الطاقة الذرية باستخدام مفاعلي طاقة VVER-440 وVVER-1000. تم، بناءً على نتائج الاختبار، تحديث تصميماتها لتشمل معدات إضافية تمكّن من إدارة الحوادث التي تتجاوز أساس التصميم. وتشتمل هذه المعدات على مولدات ديزل مبردة بالهواء تقوم بتوفير الطاقة لأنظمة مراقبة وإدارة الحوادث ومضخات مزودة بمحركات لتزويد المفاعل بالمياه وبرك التبريد.

لقد كانت الوحدة السادسة في محطة نوفوفورونيج للطاقة الذرية هي أول وحدة من الجيل 3+ يتم تشغيلها في روسيا (في العام 2016) وعلى الصعيد الدولي. وهي تتميز بمفاعلات طاقة VVER-1200   ومجهزة بأنظمة السلامة النشطة والسلبية الأكثر تقدمًا. فعلى سبيل المثال، إن الغلاف الواقي للمفاعل قادر على تحمل زلزال بقوة 8 درجات على سلم ريختر وحدوث فيضان وإعصار تصل سرعته إلى 56 مترا/ ثانية وتحطم طائرة. ويحول نظام إزالة الهيدروجين المزوّد بمواد التحفيز الذاتي السلبية دون تراكم الهيدروجين القابل للانفجار. ويقلل نظام الرش من الضغط داخل الغلاف الواقي، بينما يؤدي نظام إزالة الحرارة السلبية إلى خفض درجة حرارة المفاعل في حالة إزالة الضغط عن الدارة الأولية. أخيرًا، يحتوي على ماسك للمنطقة النشطة من شأنه الاحتفاظ بالكوريوم والحطام في الداخل.

إن مفاعلات الطاقةVVER-1200   هي في الوقت الحاضر التصميم الرائد لروساتوم. تشغل روسيا أربع مفاعلات من هذا النوع، اثنان في محطة نوفوفورونيج للطاقة الذرية، واثنان في محطة لينينغراد للطاقة الذرية. لقد تم في بيلاروسيا تشغيل مفاعل واحد من نفس التصميم والعمل جار لتجهيز مفاعل ثان للإطلاق. هناك ثلاث وحدات في محطة أكويو (تركيا) ووحدتان في روبور (بنغلاديش) قيد الإنشاء، ويجري إعداد الوثائق لمحطات باكش وهانهيكيفي وتيانوان وسوداباو.

يؤكد أندريه كوتشوموف قائلا: “يوضح تحليل نتائج اختبارات الإجهاد لمفاعلات الجيل 3+ (نوفوفورونيج 2 وكورسك 2) أن أنظمة السلامة المتاحة وأدوات إدارة الحوادث التي تتجاوز أساس التصميم تضمن بقاء محطة الطاقة الذرية آمنة في حالة تكرار نفس الأحداث التي وقعت في فوكوشيما”. ومع ذلك، تم النظر في سيناريوهات احتمالية منخفضة للغاية لضمان مستوى أعلى من السلامة. يشرح أندريه كوتشوموف: “توفر هذه السيناريوهات حوادث فقد كبير لسائل التبريد بالإضافة إلى حالات الفشل التي لوحظت في فوكوشيما. تشمل أدوات الإدارة الإضافية لمثل هذه الحوادث مولدات ديزل مبردة بالهواء، أو دارة وسيطة بديلة، أو برج تبريد أو مضخة مزوّدة بمحرك، تبعا لتصميم كل محطة طاقة”.

التغييرات في وثائق الوكالة الدولية للطاقة الذرية

  1.   الإطار الحكومي والقانوني والتنظيمي للسلامة (متطلبات الأمانة العامة للوكالة الدولية للطاقة الذرية رقم GSR الجزء1، 2010). التغييرات تتعلق بالمجالات التاليةIndependence of the regulatory body
  • استقلالية الهيئة التنظيمية
  • المسؤولية عن السلامة
  • التأهب لحالات الطوارئ والاستجابة
  • الالتزامات الدولية والتعاون الدولي
  • العلاقات بين الهيئة الرقابية والأطراف المخولة رسمياً
  • مراجعة وتقييم المعلومات المتعلقة بالسلامة
  • الاتصالات والمشاورات مع أصحاب المصلحة
  1. تقييم السلامة للمنشآت والأنشطة (GSR الجزء 4، 2009.( تتعلق التغييرات في GSR الجزء 2 بالمجالات الرئيسية الآتية:
  • هوامش سلامة كافية لتحمل الأحداث الخارجية
  • هوامش سلامة كافية لتجنب آثار حافة الجرف
  • تقييم السلامة للعديد من المرافق أو الأنشطة في موقع واحد
  • تقييم السلامة للمنشآت النووية مشتركة الاستخدام
  1. سلامة محطات الطاقة النووية: التصميم (SSR-2/1 ، 2012). التغييرات في SSR-2/1 تتعلق بالمجالات الرئيسية الآتية:
  • الوقاية من الحوادث الخطيرة من خلال تحسينات أساس التصميم
  • منع التأثير الإشعاعي غير المرغوب به للحوادث الشديدة على الناس والبيئة
  • التخفيف من عواقب الحوادث الخطيرة لتجنب أو تقليل التلوث الإشعاعي خارج حدود الموقع
  1. سلامة محطات الطاقة النووية: التكليف والتشغيل (SSR-2/2، 2011). التغييرات في SSR-2/2 تتعلق بالمجالات الرئيسية الآتية:
  • مراجعات منتظمة للسلامة وأفضل ممارسات التشغيل
  • التأهب للطوارئ
  • إدارة الحوادث
  1. تقييم الموقع المخصص للمنشآت النووية (NS-R-3، 2003). تتعلق التغييرات في NS-R-3 بالمجالات الرئيسية الآتية:
  • مجموعة محتملة من الأحداث
  • تحديد مخاطر أساس التصميم وما يرتبط بها من أوجه الشك بالنسبة للمنشأة النووية
  • عدة منشآت في موقع واحد
  • مراقبة المخاطر والمراجعة المنتظمة للمخاطر الخاصة بالموقع

 

AtomEnergoProekt

يشمل نشاطها الرئيسي المسوحات الهندسية والتصميم الهندسي والتقني وإدارة المشاريع لبناء محطات طاقة حرارية وذرية ومراقبة البناء والإشراف المعماري والاستشارات الفنية في هذه المجالات