خلال العام الماضي، أظهرت الصناعة النووية الروسية عدة اتجاهات رئيسية. أولاً، يتمثل الاتجاه في اعتماد نهج جديد لتكنولوجيا الجيل الرابع، والذي يتجاوز المفاعلات الفردية ليشمل أنظمة شاملة تهدف إلى تقليل استهلاك الموارد وزيادة إنتاج الطاقة وآثارها الاقتصادية. ثانيًا، هناك زيادة حقيقية، وليست شكلية، في القدرة النووية سواء في روسيا أو على مستوى العالم. ثالثًا، ظهرت تقنيات وبحوث جديدة تؤسس لمرحلة مستقبلية. إليكم مراجعتنا لعام 2024.

أنظمة الجيل الرابع

قال أليكسي ليخاتشيوف، المدير العام لشركة روساتوم، خلال منتدى “أتوم إكسبو 2024” الدولي الذي عُقد في أبريل من العام الماضي، إن “استراتيجية روساتوم تتضمن الانتقال إلى دورة وقود نووي مغلقة مع نشر واسع لتقنيات المفاعلات السريعة ذات النيوترونات”. يُعتبر هذا الانتقال عملية متعددة المراحل والأبعاد، لذا تعمل روساتوم بشكل متزامن في العديد من المجالات.

أولاً، تقوم روساتوم بإنشاء منشأة تجريبية لإنتاج الطاقة في سيفيرسكس، روسيا (المختصرة ODEK باللغة الروسية)، والتي تضم مفاعلًا سريعًا ذو نيوترونات مُبرد بالرصاص BREST-OD-300، ووحدة إعادة معالجة الوقود المستنفد، ووحدة تصنيع وإعادة تصنيع الوقود (FFRU). في أبريل 2024، تم تشغيل خط تصنيع كربوكيميائي تجريبي في وحدة FFRU، تلاه بدء التشغيل التجريبي للوحدة في ديسمبر. تم تركيب الجزء الأخير من هيكل الاحتواء RPV في خزان المفاعل بينما كان يتم تجميع مكثف التوربين. ومن المتوقع أن تبدأ عملية تركيب معدات الطاقة الأساسية في عام 2025.

تهدف منشأة ODEK إلى إظهار كيفية عمل دورة الوقود النووي المغلقة عمليًا. سيشمل ذلك استخراج اليورانيوم والبلوتونيوم من الوقود النووي المستنفد (إعادة المعالجة) وتحويلهما إلى وقود جديد للمفاعل الموجود في نفس الموقع.

تساهم عمليات التدوير المتعددة وإدخال اليورانيوم المستنفد (وهو المتبقي بعد التخصيب) في دورة الوقود النووي، في تعظيم الاستخدام الفعلي للطاقة الموجودة في كل كيلوغرام من اليورانيوم الطبيعي، وتقليل تكاليف التعدين والمعالجة، وتقليل الاعتماد على الاحتياطيات الطبيعية.

ثانيًا، يستمر تشغيل الوحدة الرابعة في بيلويارسكي التابعة لروساتوم بمفاعل BN-800 السريع ذو النيوترونات المُبرد بالصوديوم، والذي يعمل على وقود أكسيد اليورانيوم والبلوتونيوم المختلط (MOX). في يوليو 2024، حقق المفاعل طاقة بنسبة 100% بعد عملية إعادة التزود بالوقود الأخيرة.

ثالثًا، تقدمت روساتوم في إدارة الأكتينيدات الثانوية، حيث تم تحميل أول ثلاث مجموعات وقود تحتوي على هذه العناصر السامة العالية في مفاعل BN-800 خلال عملية إعادة التزود بالوقود المذكورة. ستتعرض هذه المجموعات للإشعاع لمدة تصل إلى عام ونصف. الهدف هو الحصول على دليل تجريبي يُثبت إمكانية تحويل الأكتينيدات الثانوية في المفاعلات السريعة ذات النيوترونات. ستؤدي عملية التحويل إلى تقليل الإشعاع الناتج عن النفايات النووية وتقليص فترة عزلها بمقدار 2300 مرة (من 700,000 سنة إلى 300 سنة). تُنفذ هذه الخطوات للقضاء على الحاجة إلى مخازن جيولوجية عميقة. يجب أن نتذكر أن النفايات المشعة تصبح أكثر استقرارًا وأمانًا مع مرور الوقت – وتبقى النقطة الرئيسية هي موعد حدوث ذلك. وبالتالي، فإن دورة الوقود النووي المغلقة تخفف من أحد العيوب الرئيسية للطاقة النووية، وهو تراكم النفايات المشعة.

أخيرًا، تعمل روساتوم على تطوير تركيبة وقود جديدة تهدف إلى إتمام دورة الوقود النووي. وللمزيد من التفاصيل، يمكن الاطلاع على المقالة المعنونة “تطور الوقود” في هذا العدد.

محطات الطاقة النووية لتوفير طاقة موثوقة

في روسيا، تعمل شركة روساتوم على إنشاء وحدات طاقة جديدة تهدف إلى تحقيق نسبة 25% من توليد الطاقة النووية في مزيج الطاقة بالبلاد بحلول عام 2045. يتم إنشاء وحدتين للطاقة مزودتين بمفاعلات VVER-TOI (التي تعني حرفياً “مفاعل الطاقة المعتمد على الماء المبرد والماء المثبط والمُحسَّن رقمياً”) في محطة كرسك النووية. وقد اقتربت الوحدة 1 لمحطة كرسك-II من الانتهاء، وهي الآن في مرحلة الاستعداد للوصول إلى الحالة الحرجة، بينما لا تزال الوحدة 2 قيد الإنشاء.

في مارس، تم صب أول خرسانة كأساس للوحدة 7 في محطة لينينجراد النووية. كما أن الاستعدادات لصب الخرسانة الأولى، المقرر إجراؤه في عام 2027، جارية في محطة سمولينسك النووية. يكون التصميم الخاص بمفاعلات VVER ذات القدرة المتوسطة لمحطة كولا النووية في المرحلة النهائية. تُدرج خطة موقع محطات الطاقة المحدثة لعام 2042 إنشاء مفاعلات جديدة في المناطق الشرقية البعيدة من روسيا، بما في ذلك اقليم بريمورسكي واقليم خاباروفسك.

تظل روساتوم رائدة في المشاريع النووية الدولية، حيث تمثل الشركة الروسية نحو 90% من مشاريع الطاقة النووية حول العالم، وذلك من خلال بناء 22 مفاعلاً في سبع دول. في يناير، تم صب الخرسانة الأولى لوحدة 4 في محطة الضبعة النووية المصرية. ومنذ ذلك الحين، كانت جميع وحدات المحطة الأربع قيد الإنشاء في الوقت ذاته. تم تركيب جهاز التقاط اللب المنصهر في وحدة الضبعة 3 في أكتوبر، تلاه تركيب آخر في الوحدة 4 في نوفمبر.

في سبتمبر، تم تركيب وعاء الضغط للمفاعل في الوحدة 8 بمحطة تيانوان النووية في الصين، وتم تشغيل جهاز محاكاة التدريب للوحدتين 7 و8 في أكتوبر. كما جرى استكمال عمليات اللحام على خط أنابيب التبريد الأساسي في الوحدة 7 في نوفمبر.

في ديسمبر، تم تركيب وعاء الضغط للمفاعل في الوحدة 4 من محطة شوداباو النووية في الصين. وانتهى البناء في الوحدة الأولى من محطة رووبور النووية المكونة من وحدتين في بنغلاديش في ديسمبر أيضاً. ستتبع الاختبارات على مضخات التبريد الأساسية اختبارات باردة (بدون وقود) على وحدة المفاعل للتحقق مما إذا كانت المعدات تتوافق مع المعايير التصميمية الاسمية. وبعد اكتمال مجموعة الاختبارات الكاملة، ستكون الوحدة جاهزة للدخول في حالة حرجة.

كما تم الانتهاء في ديسمبر من تركيب التوربين في الوحدة 1 من محطة أكويو النووية في تركيا، وقد بدأت حركة عمود التوربين بسرعة منخفضة. تتواصل التحضيرات للاختبارات السابقة لتشغيل المحطة، والتي ستشمل تحميل مجموعات الوقود الوهمية.

وعلى هذا النحو، تستعد أول وحدتين مزودتين بمفاعلات VVER-1200 في أكويو ورووبور للدخول في حالة حرجة.

تعد روساتوم رائدة في مشاريع المفاعلات الصغيرة المودولارية (SMR). ففي مايو 2024، وقعت روساتوم وأوزبكستان أول عقد تصدير لبناء محطة طاقة نووية بمفاعلات SMR. يهدف العقد إلى إنشاء ست وحدات طاقة بقدرة 55 ميغاوات مع مفاعل  RITM-200 في منطقة جيزاخ بأوزبكستان. من المقرر أن تدخل الوحدة الأولى مرحلة التشغيل الحرجة في أواخر عام 2029.

وفي يونيو 2024، وقعت إدارة الهندسة الميكانيكية التابعة للشركة النووية الروسية مذكرة نوايا مع جمهورية غينيا، بحيث ستعمل الأطراف معاً على مشروع لبناء وحدات طاقة عائمة لتزويد البلاد بالكهرباء.

بهذه الطريقة، تسهم روساتوم عمليًا في زيادة قدرة الطاقة النووية الخالية من الكربون على مستوى العالم.

التقنيات الجديدة

تسعى شركة روساتوم إلى تجاوز المجالات التقليدية، متجهة نحو تقنيات الطاقة المبتكرة بالكامل. تُعد روسيا من المبادرات الرئيسية والمساهمين البارزين في مشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER)، حيث تتحمل روساتوم المهام الأكثر أهمية في هذا المشروع.

أحد هذه المهام، التي تم الموافقة عليها في عام 2024، هو استبدال مادة البيريليوم بالتنجستين كمادة للجدار الأول للتوكاماك. وقد تم اتخاذ هذا القرار بناءً على تفاصيل التشريعات الفرنسية. في السابق، قام الباحثون الروس بإنتاج واختبار قطعة فردية من جدار البيريليوم، والآن هم بصدد تجهيز جدار من التنجستين. وقد أبرمت منظمة ITER وروسيا عقدًا بحثيًا لتطوير تقنية طلاء كربيد البورون، مما سيزيد من كفاءة تشغيل التوكاماك.

بالإضافة إلى ذلك، ستكون هناك حاجة لمزيد من أجهزة الجيروسكوب، حيث سيزداد العدد المطلوب من 24 جهازًا إلى ما بين 80 و87 جهازًا، وذلك بسبب تأثير الشوائب التنجستينية على تقليل درجة حرارة البلازما. ومن المرجح أن يتم تصنيع هذه الأجهزة في روسيا نظرًا لريادتها في هذه التكنولوجيا.

في عام 2024، واصلت روساتوم بناء مزارع الرياح الجديدة في روسيا. ففي مارس، تم تدشين المرحلة الثانية (35 ميغاوات) من مزرعة ترونوفسكايا لطاقة الرياح في إقليم ستافروبول الروسي، ليصل إجمالي قدرة المزرعة الآن إلى 95 ميغاوات. بشكل عام، قامت روساتوم ببناء أكثر من 1 جيغاوات من قدرة طاقة الرياح في روسيا. وفي نوفمبر، بدأت أعمال بناء مزرعة نوفولاكسكايا لطاقة الرياح، التي تعد الأكبر في روسيا بقدرة 300 ميغاوات، في داغستان. كما بدأت توسعات روساتوم في الأسواق الدولية لطاقة الرياح من خلال إنشاء مزرعة رياح بقدرة 100 ميغاوات في قيرغيزستان. ومن المهم أن تتولى مصانع الإنتاج التابعة للشركة النووية الروسية أيضًا تصنيع المكونات الأساسية للتوربينات الريحية، بما في ذلك الأجزاء العلوية والشفرات.

على مدى العام الماضي، حققت روساتوم تقدمًا ملحوظًا أيضًا في تطوير التقنيات النووية غير الطاقية. فعلى سبيل المثال، شهد شهر أكتوبر افتتاح مركز إشعاع في بوليفيا في موقع مركز البحث والتكنولوجيا النووية. كما بدأت عمليات تركيب وعاء ضغط المفاعل البحثي في العام نفسه. وفي نفس الشهر، اجتاز الدفعة الأولى من الوقود النووي لهذا المفاعل اختبارات القبول في مصنع نوفوسيبيرسك لتركيز المواد الكيميائية، الذي يعد جزءًا من قسم الوقود في روساتوم في روسيا.

وفي نوفمبر، وقعت روساتوم ووزارة الابتكار والتكنولوجيا في إثيوبيا عقدًا لإجراء دراسة جدوى حول إنشاء مركز بحث وتكنولوجيا نووية قد يتم إنشاؤه في البلاد.

تعاون دولي واسع النطاق

تشهد العقود والشراكات الدولية الجديدة في مجالات متنوعة على ارتفاع جودة وأداء منتجات شركة روساتوم. في عام 2024، وقعت شركة الطاقة النووية الروسية اتفاقية شاملة مع جمهورية بيلاروسيا، التي تُعتبر أول دولة تم فيها بناء مفاعلات VVER-1200 خارج روسيا، تشمل مشاريع نووية وغير نووية.

تُعد الصين، الشريك التقليدي لروساتوم في مجال الطاقة النووية، منخرطة في تطوير حركة الشحن عبر الطريق البحري الشمالي بالتعاون مع روساتوم. في يونيو الماضي، وقعت الشركة النووية اتفاقية نوايا مع شركة NewNew Shipping Line الصينية لإنشاء مشروع مشترك يهدف إلى بناء السفن وتنظيم خط حاويات يعمل على مدار السنة بين الموانئ الروسية والصينية عبر هذا الطريق. كما عُقد الاجتماع الأول للجنة الفرعية للطريق البحري الشمالي في نوفمبر، حيث مثلت الصين وزارة النقل بينما مثلت روسيا شركة روساتوم. تهدف الأطراف المعنية إلى تعزيز حركة الشحن وضمان سلامة الملاحة وتحسين البنية التحتية. وفي عام 2024، زادت شركات الشحن الصينية عدد رحلاتها عبر الطريق البحري الشمالي من 8 إلى 13 رحلة.

وأخيرًا، يُعتبر الدعم الذي قدمته الشركات النووية من البرازيل والصين وجنوب أفريقيا وإيران وإثيوبيا وبوليفيا لمبادرة روساتوم لتأسيس منصة مشتركة للطاقة النووية مثالًا على تقدير الجهود التي تبذلها الشركة.