المهندس عادل توفيق يكتب..الطاقة النووية بين النظافة والمخاطر “انشطارا واندماجا”!!!

مهندس/ عادل توفيق نقيب المهندسين بالغربية رئيس قطاع مدير جهاز متابعة تسليم المشروعات مستشار تحكيم دولي معتمد عضو اتحاد المحكمين العرب….تُعدُّ الطاقة أمراً لا غنى عنه لتحقيق النمو الاقتصادي المستدام وتحسين رفاهية الإنسان. وتُتيح الطاقة النووية فرص الحصول على طاقة نظيفة وموثوقة وبأسعار معقولة، مما يُخفّف من حِدّة الآثار السلبية المترتبة على تغيُّر المناخ.
وهي جزء هام من مزيج الطاقة العالمي ومن المتوقَّع أن يتزايد استخدامها في العقود القادمة.

لذا لجأت دول عديدة إلى الطاقة النووية مؤخرًا، لضمان توافر إمدادات الكهرباء وتعزيز التحوُّل الأخضر، خاصة بعد أزمة الطاقة التي ضربت أوروبا وآسيا.

باعتبار الطاقة النووية مصدرا نظيفا للطاقة؛ لأن محطات توليد الطاقة لها لا تطلق غاز ثاني أكسيد الكربون وهو أمر صحيح ولكنه مخادع،

فمحطات الطاقة النووية لا تطلق غازات ثاني أكسيد الكربون خلال العمل ولكنها تطلق انبعاثات منه في العمليات المرتبطة بها وبأنشطتها وتشغيل المصانع التي تتصل بها،
كما أن محطات توليد الطاقة النووية التي تعمل بنظام الانشطار النووي ، تستخدم (اليورانيوم) كوقود، وعملية استخراج اليوارنيوم في حد ذاتها ينتج عنها كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون في البيئة الميحطة، فضلا عن إطلاق الغاز نفسه خلال عملية بناء محطات نووية جديدة،
كما أن عملية نقل النفايات المشعة تسبب انبعاث هذا الغاز المسبب لظاهرة الاحتباس الحراري،

بالإضافة إلى مخاطر تسربات انبعاثات المواد المشعة والنفايات الناتجة عن تلك المفاعلات والتي يمكن أن تتسبب في أضرار مباشرة على الجنس البشري وسائر الكائنات الحية المحيطة بها.

الأمر الذي جعل بعض الدول تضطر إلى إغلاق محطات الطاقة النووية، وسط مخاوف تتعلق بالسلامة، إذ تنوي ألمانيا إغلاق جميع محطاتها النووية بحلول نهاية العام المقبل، وتخطط بلجيكا لإجراء مماثل بحلول عام 2025.
كما أغلقت الولايات المتحدة محطة: “إنديان بونت” النووية في نيويورك قبل انتهاء صلاحية ترخيص التشغيل بها.
وأدّت مثل هذه الإجراءات إلى ثبات قدرة المفاعلات النووية العاملة حاليًا حول العالم عند 366 جيجاواط، دون تغيير منذ 20 عامًا، بحسب شركة الأبحاث “وود ماكنزي”.

وهو ما دعى أيضاً إلى لجوء الكثير من الدول والمؤسسات الخاصة إلى الاتجاه لإنتاج الطاقة النووية بتقنية الاندماج النووي بديلا عن الانشطار النووي.

وطاقة الاندماج النووي التي تعرضت للانتقاد منذ 30 (ثلاثين عاماً) باعتبارها احتمالًا بعيدًا باهظ التكاليف وشديد الحساسية والمخاطر ،
يبدو أخيرًا أنها تقترب من الجدوى الاقتصادية والتجارية حيث يوجد الآن أكثر من 30 شركة اندماج خاصة على مستوى العالم ، تجتذب المليارات من الاستثمارات الخاصة،
وتعمل التطورات في مجال أبحاث المواد والحوسبة على تمكين تقنيات أخرى غير التصميمات القياسية التي اتبعتها الوكالات الوطنية والدولية لفترات طويلة ،
ويقول مستر “كريس كيلسال” ، الرئيس التنفيذي لشركة الاندماج “توكاماك إنيرجي” في كولهام بالمملكة المتحدة: “إن عاجلاً أم آجلاً سيتم فك شفرة هذه التكنولوجيا”. “وستكون هناك ثورة تحولية في مجال الطاقة.”

وقريبا سيتم الانتهاء من أكبر مفاعل اندماجي في العالم في جنوب فرنسا (وفقا لمنظمة ITER)
==================ا

والسؤال الذي يطرح نفسه ؛؛ ما هو الفرق بين الانشطار النووي والاندماج النووي،؟

فكلاهما عبارة عن تفاعلات نووية ينتج عنها قدر هائل من الطاقة، وتستخدم في العديد من المجالات، منها السلمي ومنها غير السلمي، مثل ما حدث في قنبلة “هيروشيما”، بالحرب العالمية الثانية، ولكن يوجد العديد من الفروق بين الانشطار النووي والاندماج النووي.

• أولا: الانشطار النووي

الانشطار النووي عبارة عن تفاعل يحدث بين الذرات، وينتج عن هذا التفاعل قدر هائل من الطاقة،
حيث أنه في الانشطار النووي يتم تعريض نواة عنصر ثقيل لمجموعة من النيوترونات المتعادلة في الشحنة والتي عندما تصطدم بنواة الذرة الكبيرة تتسبب في انشطار النواة لنصفين متساويين وهما أحد نظائر العنصر الأصلي،
وينتج عن هذا الإجراء قدر هائل من الطاقة، وهذا التفاعل لابد أن يتم تحت ظروف معينة حتى لا يتسبب في حدوث دمار هائل،
حيث أنه ينتج قدر هائل من الطاقة والتي لابد من التحكم بها جيدا وتوجيهها حتى لا يحدث أي خطأ يؤدي لكارثة.

▪︎أول من إكتشف تفاعلات الانشطار النووي

العنصر المشع اليورانيوم هو آخر عنصر تم إكتشافه وإضافته للجدول الدوري وكان هذا في عام 1934 ميلادية، وبعدها حاول العالم الفيزيائي/ “فيرمي” أن يستخدم اليورانيوم في إنتاج عنصر جديد يضيفه للجدول الدوري، فقرر أن يقذف ذرات اليورانيوم بنيوترون، وقد ظن أنه سوف ينتج عن التفاعل عنصر جديد، ولكن عندما قام بالتجربة نتج عن هذا ذرتين لأحد نظائر اليورانيوم المشعة مع قدر كبير من الطاقة، ومن هنا توجه العالم لإستخدام اليورانيوم في تفاعلات الانشطار النووي.

▪︎مصدر الطاقة في تفاعلات الانشطار النووي

في عام 1938 ميلادية قدم العالم “إدانوداك” وصف دقيق لهذا التفاعل،
حيث أنه لاحظ أنه عند القيام بالتفاعل فإن نواة ذرات اليورانيوم الثقيلة تنشطر إلى ذرتين متوسطتين في الكتلة، ولكنه لاحظ بأن كتلة المواد الداخلة في التفاعل أكبر من كتلة المواد الناتجة عن التفاعل، وهو الأمر الذي يتنافى مع قانون بقاء المادة ولكنه إستخدم قانون النسبية لتوضيح الأمر، حيث أنه وجد أن كتلة المواد الناتجة عن التفاعل أقل من كتلة المواد الداخلة في التفاعل لأن الفقد في الكتلة قد تحول إلى طاقة، ومن الممكن حساب الطاقة الناتجة من التفاعل بالمعادلة التالية:

الطاقة = الكتلة المفقودة × مربع سرعة الضوء.
==================ا

• ثانيا: الاندماج النووي

في الاندماج النووي يحدث عكس ما تم في الانشطار، حيث أنه بدلا من انشطار نواة عنصر ثقيل يتم الدمج بين نواتين لعنصرين خفيفين، وبالطبع لا يوجد أخف من الهيدروجين،
لهذا يتم الدمج بين نواتي ذرتين من (الهيدروجين) ويكون الناتج من التفاعل [عنصر (الهيليوم) + نيوترون حر + كمية هائلة من الطاقة] التي من الممكن أن تكون مدمرة