مفاعل مصر البحثي متعدد الأغراض

التطبيقات السلمية للتفاعل النووي
جزء ( 1 )

مقدمة :
لقد تعددت الاستخدامات السلمية لمصادر الإشعاعات المؤينة وشملت مجالات عديدة كالزراعة والصناعة والطب والتعدين والكهرباء والبحوث العلمية. كما امتدت مجالات استخدام الإشعاعات النووية والنظائر المشعة لتشمل عدة نواح أخرى كالكشف عن الجريمة ودراسة البيئة وتحديد أعمار الأثريات وحفظ الأغذية وغيرها .

مفاعلات القوى وإنتاج الطاقة الكهربية :

- يزداد معدل استهلاك الطاقة الكهربية علي مستوي العالم لذلك فإن المصادر التقليدية للطاقة ( المائية والحفرية) سوف تنضب سريعا . علاوة علي ذلك فإن الوقود الحفري Fossil Fuels الذي يتمثل في الفحم coal والبترول oil والغاز الطبيعي gas Natural يؤدي احتراقه إلي تلوث البيئة بنواتج الاحتراق ( ثاني أكسيد الكربون .. الخ)

لذلك تنشأ الحاجة إلى مصادر جديدة للطاقة , ومنها الطاقة النووية التي تعتبر أقل مصادر الطاقة خطراً علي البيئة بالإضافة إلي أنها مصدر غير محدود لتوليد الطاقة الكهربائية .
يبين الشكل النسب المئوية لاستخدام المصادر المختلفة لإنتاج الطاقة في العالم.
بالرغم مما تنطوي علية التكنولوجيا النووية من مخاطر مثل إمكانية وقوع حوادث خطيرة للمفاعلات وكذلك مخاطر نقل والتخلص من النفايات المشعة Radioactive waste عالية المستوي بالإضافة إلي احتمالات تسرب المواد النووية Nuclear materials إلي عناصر الإرهاب لتصنيع السلاح النووي فلن تكون حائلا دون بناء المزيد من المحطات النووية .

والسبب في ذلك أن تطوير التكنولوجيات عالجت جميع هذه القضايا فأصبحت الصناعة النووية من أكثر التكنولوجيات أماناً إذا قورنت بغيرها من التكنولوجيات الأخرى.

بين المنحنى التالي أن 16% من كهرباء العالم تم إنتاجها من المفاعلات النووية و تقدر القدرة بحوالي 350 ألف ميجاوات من مجموع حوالي 430 مفاعل نووي تم تشغيلها في حوالي 31 دولة و هناك 30 مفاعل تحت الإنشاء و 70 آخرين تحت التأسيس .

شكل يوضح النسب المئوية لإنتاج الكهرباء من الطاقة النووية فى العالم

وتوضح الجداول التالية احصائية عن مفاعلات القوى والمفاعلات البحثية في الدول النامية وكذلك المفاعلات البحثية في المنطقة العربية والشرق الأوسط .

رقم	الدول	عدد المفاعلات البحثية	مفاعلات القوى تحت الإنشاء		مفاعلات القوى العاملة
رقم	الدول	عدد المفاعلات البحثية	القدرة المركية ( ميجاوات )	العدد	القدرة المركية ( ميجاوات )	العدد
1	كوريا الجنوبية	2	5120	6	9170	12
2	الصين	13	3090	4	2167	3
3	جنوب أفريقيا	1	_	_	1842	2
4	الهند	5	808	4	1695	10
5	المكسيك	3	_	_	1308	2
6	الأرجنتين	5	692	1	935	2
7	البرازيل	1	1245	1	626	1
8	باكستان	2	650	1	626	1
9	إيران	4	2111	2	_	_
	المجموع الكلي	36	12374	19	17868	33
	النسبة المئوية	14%	46.3%	52%	4.7%	7.5%
العالم		257	26813	36	351795	437

المفاعلات البحثية فى المنطقة العربية والشرق الأوسط

البلد	المفاعلات	القدرة بالكيلو وات	نوع المفاعل	درجة الإغناء نسبة اليورانيوم 235 %	الفيض النتروني (ن/ سم 2 / ث)		تاريخ الخروجية	البلد مصدر الوقود
البلد	المفاعلات	القدرة بالكيلو وات	نوع المفاعل	درجة الإغناء نسبة اليورانيوم 235 %	حراري	سريع	تاريخ الخروجية	البلد مصدر الوقود
الجزائر (2)	نور	1000	19.7	بركة / ماء خفيف	8.9×10 ¹² 2×10 ¹²	2×10 ¹²	1989	الأرجنتين
الجزائر (2)	السلام	15000	3.3	ماء ثقيل		4×10 ¹²	1992	الصين
سوريا ( 1 )	سوريا1	30	2.96	ماء خفيف	10 ¹²		1996	الصين
العراق ( 3 )	عراق1	5000	80	بركة / ماء خفيف	م تدميره أثناء حرب الخليج الثانية		1967	روسيا
	أوزيراك	70	93	بركة / ماء خفيف	تم تدميره بواسطة إسرائيل		1982	فرنسا
	عراق2	7000	93	تانك / ماء خفيف	تم تدميره أثناء حرب الخليج الثانية		1987	روسيا
ليبيا ( 1 )	ليبيا1	10000	80	تانك / ماء خفيف	2×10 ¹⁴	8×10 ¹⁴	1981	روسيا
مصر ( 2 )	مصر1	2000	10	بركة / ماء خفيف	1.5×10 ¹³	3.6×10 ¹³	1961	روسيا
مصر ( 2 )	*() مصر2**	22000	19.75	19.75	1.8×10 ¹³	3.6×10 ¹³	1998	الأرجنتين
إيران	إيران1	5000	بركة	1.7	1 × ¹⁴10	3 × ¹³10	1976	الأرجنتين
	إيران2		تجميعة حرجة	0.7		1 × ⁴10	1992	الصين
	إيران3		تجميعة حرجة	30		6 × ⁵10	1992
تركيا	تركيا1	35	MNSR	20 - 93	1 × ¹²10		1994
	تركيا2	5000	بركة	20	5 × ¹³10	6.7× ¹³10	1981	فرنسا
	تركيا3	250	تريجا -2	93	8 × ¹²10	1 × ¹²10	1979	الولايات المتحدة
إسرائيل	إسرائيل 1 (ٍسوريق)	5000	بركة			5 × ¹³10	1960	الولايات المتحدة
إسرائيل	إسرائيل ديمونة (**)	26000	ماء ثقيل		5 × ¹³10		1963	فرنسا

(*) إنجاز مصرى هام افتتحه الرئيس حسنى مبارك مع مصنع الوقود النووى مع السيد رئيس جمهورية
الأرجنتين فى 4 فبراير 1998

(**) مفاعل لإنتاج البولونيوم لأغراض عسكرية ( حدد موازيين القوى فى منطقة الشرق الأوسط )

ملحوظة : يوجد مفاعل تحت الإنشاء في المغرب

ومن أشهر المفاعلات النووية المستخدمة لتوليد الطاقة :

أ_ المفاعل المسمى Pressurized Water Reactor (PWR)
فى هذه المفاعلات يكون ضغط دائرة المبرد مرتفعاً بحيث يظل المبرد فى الحالة السائلة بدون تبخير وذلك بعد امتصاصه للحرارة الناتجة من الانشطار ويمر المبرد الساخن داخل مواسير مولد ا لبخار حيث يفقد حرارته ويعود مرة ثانية عن طريق مضخة المبرد إلى المفاعل مرة ثانية .

أما الحرارة التى فقدها المبرد فى مولد البخار فإنها تستخدم عند توليد بخار عند درجة حرارة وضغط مرتفعين يستخدمان لإدارة التوربين البخارى لتوليد الكهرباء وتتراوح قدرة هذه المفاعلات من 500 إلى 1500 ميجاوات . ويجدر بالذكر أنه كلما زادت قدرة المحطة كبر حجم المفاعل وزادت كمية الوقود داخله . وفى هذه المفاعلات يكون الماء الخفيف هو المبرد cooler وفى نفس الوقت هو المهدئ moderator . أما الوقود المستخدم فيكون من النوع المثرى بنسبة 3.5% يورانيوم 235 .

ب _ مفاعلات الماء الثقيل المضغوط ( الكاندو ) :

Boil Water
|
Produce steam
|
Turn aturbine
|
Run agenerator
|
Produce Electricity

ويختلف هذا النوع عن السابق فى أنه يستخدم أكسيد الديوتيريم المسمى بالماء الثقيل كمبرد وكذلك كمهدئ ، والذي ينفصل عن المبرد تماماً مثل النوع السابق. ويمر المبرد تحت ضغط مرتفع لامتصاص الحرارة الناتجة من الوقود ثم يفقدها فى مواسير مولد البخار ويعود إلى المفاعل مرة ثانية . أما المهدئ فيوجد حول أنابيب الوقود تحت ضغط منخفض ودرجة حرارة منخفضة .
ويستخدم هذا المفاعل اليورانيوم الطبيعى الذى يحتوى على نسبة 0.7 % s²³⁵U .
وتتراوح الكفاءة الحرارية ما بين 30 - 32 % والقدرة من 300 إلى 1500 ميجاوات . وتستخدم هذه المفاعلات فى إزالة ملوحة المياه Desalination ومن المعروف أن أكثر من 16% من كهرباء العالم ينتج من مفاعلات القوى النووية Nuclear Power Reactors . وتقدر عدد المفاعلات حوالى 435 مفاعل موزعة على 31 دولة تنتج الطاقة بقدرة مقدارها 350 ألف ميجاوات أي 350 جيجاوات ( 350 × 10 9 وات ) . كما أن هناك مشروعات لبناء حوالى 30 مفاعلاً و70 مفاعلاً فى الخطة المستقبلية .

بالرغم مما تنطوى عليه الطاقة النووية من مخاطر مثل إمكانية و قوع حوادث خطيرة للمفاعلات و كذلك مخاطر نقل والتخلص من النفايات المشعة Radio active waste عالية المستوي بالإضافة إلي احتمالات تسرب المواد النووية Nuclear materials إلي عناصر الإرهاب لتصنيع السلاح النووي فلن تكون حائلا دون بناء المزيد من المحطات النووية
والسبب في ذلك أن تطوير التكنولوجيات عالجت جميع هذه القضايا فأصبحت الصناعة النووية من أكثر التكنولوجيات أمانا إذا قورنت بغيرها من التكنولوجيات الأخرى . و من المعروف أن 16 % من كهرباء العالم تم إنتاجها من المفاعلات النووية و تقدر القدرة بحوالي 350 ألف ميجاوات من مجموع حوالي 430 مفاعل نووي تم تشغيلها في حوالي 31 دولة و هناك 30 مفاعل تحت الإنشاء و 70 آخرين تحت التأسيس .

ج _ مفاعلات الماء المغلي :
في هذا النوع من المفاعلات يكون الضغط داخل المفاعل أقل من ضغط مفاعلات الماء المضغوط حيث يتم تسخين وغليان المبرد وهو الماء الخفيف ومن ثم يتم توليد البخار مباشرة داخل المفاعل . أي أن المبرد هو نفسه ماء التغذية القادم من المكثف وعيه فلا حاجة إلى دائرة مولد البخار ويخرج البخار من المفاعل مباشرة إلى توربين البخار حيث يفقد طاقته لإدارة التوربين وتوليد الكهرباء ومن مميزات هذا النوع أنه أقل تكلفة .

التطبيقات السلمية للتفاعل النووي .. جزء ( 2 )
التطبيقات السلمية للتفاعل النووي .. جزء ( 3 )
عودة إلى الفهرس