الأجهزة والحماية من الإشعاع في مجال الطاقة النووية

تنطوي محطات الطاقة النووية على مخاطر محددة، حيث تحتوي جميعها على كميات متفاوتة من النواتج المشعة التي يمكن أن تعرض الأفراد أو السكان أو البيئة للإشعاع المؤين وآثاره.

ولكي يتم استخدام التقنيات النووية بأمان وفعالية، من الضروري أن تكون قادراً على الاعتماد على أدوات القياس. وتشمل هذه الأدوات مقاييس التدفق للسوائل أو الغازات أو البخار، وأجهزة استشعار المستوى، ومجسّات درجة الحرارة، وأجهزة استشعار الضغط.

بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى معدات موثوقة للتشخيص والرصد والحماية من الإشعاع. وتشمل معدات الحماية من الإشعاع مقاييس المسح النيوتروني ومقاييس الجرعات الشخصية الإلكترونية.

هذه الأدوات ضرورية لتحسين العمليات في الصناعة النووية. فهي تساعد على تقليل مخاطر التشغيل وزيادة القيمة المضافة للمنشآت النووية.

محطات الطاقة النووية

تحصل محطات الطاقة النووية على الحرارة من الانشطار النووي لليورانيوم. ويتم تحويل الحرارة إلى بخار يحرك التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء.

مفاعل الماء المغلي النووي : مفاعل الماء المغلي النووي

وفي هذا النوع من المفاعلات يكون الماء المستخدم كمهدئ هو المبرد أيضاً. ويجري غليان الماء مباشرة في قلب المفاعل، مما ينتج البخار الذي يحرك التوربينات.

مفاعل الماء المضغوط (PWR) أو مفاعل الماء المضغوط الأوروبي (EPR)

في هذه المفاعلات، يتم الاحتفاظ بالماء المستخدم كمهدئ عند ضغط عالٍ لمنعه من الغليان. ويستخدم الماء الساخن في قلب المفاعل لتبادل الحرارة مع دائرة ثانوية حيث يتم إنتاج البخار لتشغيل التوربينات. ويُعدُّ مفاعل EPR تطويراً حديثاً لمفاعل مفاعل الطاقة النووية PWR، مع تحسينات في الأمان والكفاءة.

مفاعل VVER (مفاعل طاقة الماء والماء)

هذه هي النسخة الروسية من مفاعلات الماء المضغوط. وهي تعمل على نفس مبدأ مفاعلات الماء المضغوط، ولكن مع وجود اختلافات في التصميم والبنية.

مفاعل الماء الثقيل المضغوط (PHWR)

في هذا النوع من المفاعلات، يُستخدم الماء الثقيل (الديوتيريوم) كمهدئ. وبفضل خصائصه، يتيح الماء الثقيل استخدام اليورانيوم الطبيعي كوقود. مفاعلات CANDU (اليورانيوم الديوتيريوم الكندي) هي مثال على مفاعل PHWR.

مفاعل التوليد السريع (FBR)

وتستخدم هذه المفاعلات نيوترونات سريعة للانشطار، دون وجود مهدئ. ولديها القدرة على إنتاج وقود انشطارى أكثر مما تستهلكه، ومن هنا جاء مصطلح "المولد".

المفاعلات النمطية الصغيرة (SMR)

وتمثل مفاعلات الطاقة النووية الصغيرة والمتوسطة الحجم جيلاً جديداً من محطات القوى النووية الصغيرة المصممة لتكون نمطية وقابلة للتطوير. وتشير "النمطية" إلى القدرة على إنتاج هذه المفاعلات بكميات كبيرة في المصانع ثم نقلها إلى موقع تركيبها النهائي. ويمكن أن تتنوع المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم من حيث السعة، بشكل عام من 10 ميغاواط كهربائي إلى 300 ميغاواط كهربائي. وتتيح هذه المرونة سرعة التركيب وانخفاض التكاليف وإمكانية نشرها في المناطق النائية أو ذات المتطلبات المنخفضة من الطاقة. كما أن المفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم مصممة بميزات أمان متقدمة ويمكنها في كثير من الأحيان أن تعمل لفترة أطول دون إعادة التزود بالوقود مقارنة بالمفاعلات الكبيرة التقليدية. ويجري استكشاف العديد من التكنولوجيات الأساسية للمفاعلات الصغيرة والمتوسطة الحجم، بما في ذلك مفاعلات الماء المضغوط والملح المنصهر والمفاعلات المعدنية السائلة.

ويمكن لمحطات الطاقة النووية توفير كميات كبيرة من الكهرباء دون انبعاث الكربون أثناء تشغيلها. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة استخدام الوقود النووي بعد إعادة معالجته. ولهذه الأسباب، تعدالطاقة النووية مصدراً مهماً للطاقة اليوم. ومع ذلك، فإن استخدام المواد المشعة يتطلب احتياطات خاصة، حيث يمكن أن يكون للإشعاع آثار خطيرة على الإنسان والبيئة. ويظل تخزين النفايات المشعة تحدياً كبيراً.