شرنوبل (كارثة مفاعل-)

شرنوبل (كارثه مفاعل)

Chernobyl disaster - Catastrophe de Tchernobyl

شرنوبل (كارثة مفاعل ـ)

يعتمد توليد الكهرباء من الطاقة النووية في الاتحاد السوفييتي السابق على مفاعلات الماء المضغوط pressurized water reactor ومفاعلات RBMK، والتسمية هذه مأخوذة من الحروف الأولى من Reactor Bolshoi Moschnosti Kipyashy أي المفاعلات المغلية ذات الطاقة العالية، لأن قدرتها التوليدية للكهـرباء تراوح بين 1000ميغاواط حراري أو 1500ميغاواط حراري. 

يتميز هذا النوع من المفاعلات بالدارة المباشرة والدوران القسري، وهي مبردة بالماء المغلي والمهدأة بالجرافيت، وقودها من نوع ثاني أوكسيد اليورانيوم المنخفض التخضيب والمغلف بخليطة الزركونيوم. ويتألف المفاعل من كتلة هائلة من الجرافيت وزنها 1700 طن وفيها 1872 قناة تحوي 1661 قناة منها أنابيب الوقود تحت ضغط مرتفع، و211 قناة الباقية تستقر فيها قضبان التحكم. يبين الشكل (1) رسماً تخطيطياً لهذا النوع من المفاعلات.

تقسم دارة التبريد في هذا النوع من المفاعلات إلى حلقتين تغذي كل منهما نصف المفاعل، يفصل البخار المتولد عن الماء في أسطوانة البخار ويغذي مباشرة زوجاً من العنفات (التوربينات) لتوليد الكهرباء. يتميز هذا النوع من المفاعلات أيضاً بأنه يمكن إعادة شحن الوقود واستبداله من دون الحاجة إلى إيقاف المفاعل عن العمل، مما يساهم في الاستفادة القصوى من الوقود مخفض التخضيب. ويساعد تصميم الأقنية بهذه الطريقة على مراقبة كل قناة وقود على انفراد، ويسهل تصليح الأعطال عند حدوثها. وحتى وقوع الحادث كانت ميزة هذا المفاعل التي يفتخر بها المصمم، تعتمد على استقلالية أنابيب الوقود بعضها عن بعض مما يعني استحالة فقدان ماء التبريد من قلب المفاعل.

تقع محطة شرنوبل لإنتاج الطاقة الكهرنووية في منطقة بريبيات Pripyat التي تبعد 16كم إلى الشمال الغربي من مدينة شرنوبل، وعلى بعد 120كم شمال مدينة كييف عاصمة أوكرانيا (الشكل رقم 2). وتتألف المحطة من أربعة مفاعلات، تبلغ استطاعة كل منها 3200 ميغاوات حراري، وينتج كل منها استطاعة كهربائية قدرها 1000 ميغاوات، والاستطاعة الكلية للمحطة من الطاقة الكهربائية تساوي 4000 ميغاوات. وتؤمن المفاعلات الأربعة في المحطة 10% من حاجة أوكرانيا من الكهرباء.

بدأ بناء هذه المفاعلات في شرنوبل عام 1970 (أنجز المفاعل الأول عام 1977 والثاني عام 1978 والثالث عام 1980 والرابع عام 1983) وكان هناك مفاعلان إضافيان قيد الإنجاز في الموقع عند وقوع الحادث.

عند الساعة 13.05 من يوم 25 نيسان 1986 كانت الوحدة الرابعة من المحطة تعمل بانتظام، وكان من ضمن الخطة إجراء اختبار على مجموعة المولد ـ العنفي بهدف التحقق من كفاءة تعديلات أدخلت على دارة التحكم بالمولد. يفيد هذا التعديل في استمرار إنتاج الطاقة الكهربائية أثناء فترة تباطؤ العنفة نتيجة انقطاع التغذية من شبكة التوزيع، وهذا يعني إمكانية الاستفادة من هذه الطاقة في تشغيل مضخات الطوارئ ريثما تقلع مجموعة التغذية الاحتياطية (العاملة بالديزل) في الموقع. وكان الاهتمام منصباً أثناء الاختبار على المولدة والنظام الكهربائي من دون الاكتراث بأمان المفاعل والإجراءات الاحترازية التي تحتاج لترخيص من سلطات الأمان النووي.

في أثناء التجربة طلبت إدارة كهرباء كييف الدعم بالتغذية، فتوقف الاستمرار بالاختبار لعدة ساعات نظراً لهذا الطلب مع بقاء طاقة المفاعل عند مستوى أدنى من التشغيل النظامي. في الساعة 23.10 عاد المشغلون إلى متابعة الاختبار. وتم، حسب البرنامج، تخفيض الطاقة الحرارية إلى 700-1000ميغاواط (الطاقة الحرارية لمثل هذا المفاعل هو 3200ميغاواط) ولكن بسبب خطأ ارتكبه أحد المشغلين انخفضت الطاقة إلى 30ميغاواط حراري. ولما كان  هذا النوع من المفاعلات يتميز بعدم الاستقرار وصعوبة الإدارة عند الطاقة دون 700 ميغا واط حراري، حاول المشغل عند السـاعة الواحدة من صباح 26 نيسان 1986 تحقيق استقرار الطاقة يدوياً حول 200ميغاواط، وللوصول إلى هذا الحالة تم رفع قضبان التحكم من القلب إلى مستوى أعلى من المسموح به، فأدى هذا الإجراء إلى مزيد من عدم الاستقرار، وإلى تخفيض كفاءة نظام إيقاف تشغيل المفاعل. وكان يجب في مثل هذه الحالة عدم الاستمرار في التشغيل، غير أن عدم توافر نظام آلي يمنع الاستمرار في مثل هذه المفاعلات لم يوقَف المفاعل. ونتيجة لذلك ولامتصاص الحرارة الزائدة جرى ضخ كمية كبيرة من ماء التبريد مما أدى إلى تغير النسبة المقبولة (بخار/ماء) في دارة المفاعل. وللتخلص من الماء الفائض زيد في سرعة الجريان فنقص الحمل الحراري لماء التبريد وارتفعت درجة حرارة قلب المفاعل.

في الساعة 1.23.04 تمكن العاملون من عزل دارة البخار وتخفيض جريان سائل التبريد، مما أدى إلى بدء تشكل البخار ضمن دارة الوقود، ونتج عنه زيادة التفاعلية، وبدأت الطاقة بالازدياد المفاجئ عند الساعة 1.23.31، فتشكل المزيد من البخار. وعند الساعة 1.23.40 ضغط المشغل على زر الإيقاف القسري اليدوي ولكن الاستجابة لم تكن فورية لأن  قضبان التحكم تحتاج إلى زمن للوصول إلى مواقعها.

عند الساعة 1.23.44 وصلت طاقة المفاعل، وخلال أربع ثوان،ٍ إلى قيمة تزيد 100 مرة على طاقته الأساسية، وأدى ذلك إلى تصدُّع العبوات الحاوية على الوقود وتضعضع غلافها نتيجة للحرارة العالية واختلاط الماء مع جزيئات الوقود مولداً بخاراً أدى إلى الانفجار. وكان الانفجار من الشدة بحيث قذف غطاء المفاعل الثقيل بعيداً وأدى إلى انتقال نواتج الانشطار النووي المشعة والملوثات المشعة إلى الجو المحيط في غمامة استمرت عدة أيام.

لابد هنا من التوضيح بأن المفاعل لم ينفجر بمعنى الانفجار النووي كما هي حال القنبلة النووية، بل كان ضغطاً هائلاً أدى إلى انطلاق محتويات القلب المشع إلى البيئة. وقد تمت السيطرة على التفاعل المتسلسل في قلب المفاعل في وقت لاحق بإلقاء كميات من المواد الماصة للنترونات، بالإضافة إلى إلقاء مواد تحيط بقلب المفاعل للحماية من الإشعاعات الصادرة عنه.

كان قد مضى عامان على تشغيل الوحدة الرابعة وقت انفجارها، وحسب مصادر الوكالة الدولية للطاقة الذرية أنه تم إطلاق كميات هائلة من المواد المشعة، (الجدول ـ 1).

يبلغ نشاطها (IEBq=1018 Bq) 1-2 EBq أي ما يعادل (50 مليون كوري (MCi)) عدا الغازات الثقيلة، وتتألف هذه المواد من 30% يود 131 و15% تيليريوم 132 و10% سييزيوم 134 و13% سيزيوم 137 و30% نواتج انشطار أخرى و2% أكتيدات مصدرات جسيمات ألفا.

بذلت مساعٍ هائلة وشجاعة لاحتواء انطلاق المواد المشعة إلى الجو والمياه الجوفية، فأسقطت الحوامات ما يزيد على 5000 طن من كاربيد البور والغضار والرمل والرصاص فوق المفاعل مما أدى إلى انخفاض الانطلاق في اليوم الخامس من الحادث بمعدل 90% من قيمته الأولية. ثم ازداد الانطلاق قليلاً بعد ذلك لأن تفاعل الوقود المتبقي أوصل هذه الكتلة إلى درجة حرارة تفوق 2000 درجة مئوية واختراق منتجات التفاعل للطبقات المتراكمة، وظلت الإصدارات المشعة حتى 5 أيار منخفضة، وعلى الرغم من تمكن العاملين من تبريد القلب وتوقيف الإصدارات، فقد بقيت كميات صغيرة جداً من المواد المشعة قابلة للقياس تنطلق لمدة 3 أشهر وتنتشر في أوربا.

لقد كانت الأحوال الجوية أثناء فترة الحادث معقدة نوعاً ما ومتغيرة مما أدى إلى نقل النشاط الإشعاعي إلى معظم أجزاء أوربا، ولاحقاً إلى أجزاء أخرى من العالم. وأدى الضغط الجوي العالي المسيطر على شمال غرب روسيا في اليوم الأول للحادث إلى توجه الجزء الأعلى من الغمامة المشعة إلى البلطيق والدول الاسكندنافية، ثم انقسمت الغمامة المشعة عند وصولها إلى اسكندنافيا إلى ثلاث شعب، تحركت واحدة منها إلى الشرق متجهة إلى الجزء الشمالي من روسيا فاليابان والصين. واتجهت الثانية نحو النرويج وبحر النرويج إلى شمال أمريكا. وأدت الأمطار الغزيرة يوم 28 نيسان إلى هطل جوي مشع كبير في الدول الاسكندنافية، أما الغمامة الثالثة فاتجهت نحو الجنوب والجنوب الغربي. وقد أثرت  الإصدارات اللاحقة في وسط أوربا وألمانيا والنمسا متجهة جنوباً وأدَّت إلى هطل مشع أينما تقاطعت مع مناطق ممطرة.

كان النشاط الإشعاعي للهواء والمواد المنبعثة من التربة في مدينتي بريبيات وشرنوبل يوم 26 نيسان يقضي الاختباء في الملاجئ. وتم توزيع حبوب أملاح البوتاسيوم على السكان للوقاية من اليود 131 وبلغ مستوى التعرض الإشعاعي في بريبيات بعد ظهر السبت درجة عالية جداً (10 msv/h) لذا تقرر إخلاء المدينة ذات الـ 45000 نسمة واستكمل الإخلاء بعد ظهر الأحد.

وخلال أسبوع تم إخلاء المنطقة المحيطة بالمحطة بقطر 30كم إذ بلغ عدد السكان الذي تم إخلاؤهم 35000 نسمة، وأنشئت في مراكز التجمع وحدات طوارئ طبية مؤهلة لأعمال إزالة التلوث الشخصي، وكان قياس الجرعات الشخصية إجبارياً، كما أخذت عينات من الدم واستبدال الملابس الملوثة، وبشكل خاص تم فحص الغدة الدرقية للأطفال، كما تم إخلاء آلاف الأبقار والحيوانات من منطقة قطرها30كم وشملت البيانات التي جمعت من منطقة الحادث أعداد السكان وتوزعهم العمري ومعدل جرعة غاما ومقدار السيزيوم 137 والسترنسيوم 90 الساقط على التربة، كما تم قياس تركيز السيزيوم 137 في الحليب والجرعة الداخلية والخارجية والمتوقعة وبيانات حول جرعة كامل الجسم وجرعة الغدة الدرقية لدى الأطفال والبالغين. وقسمت المنطقة في ضوء ذلك وحسب سقط السيزيوم 137 إلى ثلاث نطاقات، وهي الملوث بأكثر من 40 كوري/كم² (n1.84MB/qm²) الثاني ملوث بتركيز يراوح بين 14 ـ 15 كوري في الكيلو متر المربع (n555KBq/m²) والثالث ملوث بتراكيز تراوح بين 5 ـ51 كوري/كم² و(n185-555KBqlm²).

وتم تصنيف المتعرضين للإشعاع من هذا الحادث إلى خمس مجموعات:

ـ عدة مئات من الأشخاص تعرضوا لجرعات إشعاعية عالية مباشرة بعد الحادث.

ـ عمال الطوارئ والمقدر عددهم بـ 8000 عامل.

ـ نحو 100.000 من السكان الذين تم إخلاؤهم من مدينة بريبيات بعد 36 ساعة والمناطق الريفية والواقعة في نطاق المنطقة الممنوعة التي قطرها 30كم.

ـ عدد كبير من السكان بما فيهم العديد من الأطفال الذين تعرضوا لسويات عالية من اليود المشع في المراحل الأولى بعد الحادث.

ـ الناس الذين تعرضوا بشكل مستمر في المنطقة الملوثة وخاصة من السيزيوم المشع.

وقد ظهرت الأعراض الحادة للإشعاع عند 134 عامل من المتعرضين لجرعات عالية، توفي منهم 29 خلال أسابيع كما توفي 14 آخرين في أوقات متباينة بعد ذلك.

إن القلق الرئيسي بعد حادث نووي كبير كهذا هو الزيادة في حالات السرطان بين المجموعة المتأثرة بالحادث، لذا ليس من المستبعد أن يشير العديد من التقارير إلى زيادة الوفيات في المنطقة نتيجة لحادث شرنوبل، ولكن هذه التقديرات تعتمد على المعطيات الأولية والفرضيات التي ليس بالضرورة أن تكون دقيقة، يضاف إلى الإصابات الجسدية ما يمكن أن يعانيه السكان من القلق والضغط النفسي والمعاناة الاقتصادية نتيجة التهجير إلى مناطق أخرى. وإن الأهم هو الدروس المستفادة من هذا الحادث والتي تشمل تطوير نظم الأمان ليس فقط لمفاعل RBMK بل كل أنواع المفاعلات المعروفة، وكذلك تطوير أسس واستراتجيات الحماية الإشعاعية مع الأخذ بالاعتبار المخاطر الإشعاعية والآثار الاقتصادية والاجتماعية والنفسية في السكان.

إبراهيم عثمان

الاندماج النووي، المفاعل النووي.

- IAEA, Safety series, INSAG-7, the Chernobyl Accident (1992).

- Chernobyl, Assessment of Radiological and Health Impacts, Nuclear Energy, (OECD,2002).

- One Decade after Chernobyl, (IAEA, EC, WHO 1996).

- The Chernobyl Accident and Its Implications for the United Kingdom, Report No.19, (the Watt Committee on Energy 1988).

- The International Chernobyl Project, Technical Report, International Advisory Committee (IAEA,1991).

التصنيف : التقنيات (التكنولوجية)

النوع : تقانة

المجلد: المجلد الحادي عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 674

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية