الابتكار النووي
تم تشغيل أول مفاعلات نووية متطورة من الجيل الثالث في اليابان منذ عام 1996. منذ ذلك الحين ، تطورت التكنولوجيا بسرعة. تتميز النماذج الأحدث والأكثر تقدمًا التي يتم بناؤها حاليًا بتصميم أبسط ، مما يقلل من تكاليف الإنتاج والصيانة. كما أنها أكثر كفاءة وأمانًا. بالإضافة إلى ذلك ، يتم بالفعل بناء مفاعلات أصغر ، تصل إلى 300 ميجاوات ، والتي قد تسبب الكثير من الارتباك في السوق النووية في غضون سنوات قليلة.
تتطور تكنولوجيا المفاعلات النووية منذ عدة عقود (انظر أيضًا :). تم تطوير نماذج الجيل الأول في 1950-1960. تهيمن تصاميم الجيل الثاني على القوات البحرية النووية الأمريكية والفرنسية القوية اليوم. كما أنها منتشرة على نطاق واسع في العديد من البلدان حول العالم. في التصنيفات ، يتم تمييز الجيل الثالث (والثالث +) أيضًا ، على الرغم من أن اختلافه عن "الاثنين" يظل عشوائيًا تمامًا.
تجدر الإشارة إلى أن أكثر من 85٪ من الكهرباء المولدة في العالم من محطات الطاقة النووية تأتي من مفاعلات تم تطويرها على أساس مشاريع عسكرية بشكل أساسي.
هذا له عواقب وخيمة على الصناعة النووية العالمية ، بما في ذلك العواقب السلبية. من المأمول أن تكون قد تم تطويرها مفاعلات الجيل الرابع ستكون هذه مشاريع مدنية بالمعنى الدقيق للكلمة ، لكنها حتى الآن فقط في مرحلة البحث والتطوير أو المفهوم نفسه.
المطلوب رقم أربعة
تمتلك مفاعلات الجيل الثالث الحديثة تصميمًا أكثر توحيدًا من مفاعلات الجيل السابق ، مما يسرع عملية الموافقة ، ويقلل من التكاليف ووقت البناء ، ويتميز بتصميم أبسط وأقوى وأكثر أمانًا مع عمر أطول ، عادةً ستين عامًا.
تستفيد هذه الأنواع من المفاعلات أيضًا من الوقود بشكل أفضل ، مما يترك نفايات أقل. يجب أن تطور مفاعلات الجيل الرابع كافة الميزات المرغوبة لأحدث الوحدات ، على الرغم من أن المواصفات والمعايير والمتطلبات الدولية الخاصة بها لم يتم الانتهاء منها بعد. التصاميم الأكثر شهرة وواعدة هي المفاعلات التي تحتوي على الصوديوم (SFR) أو الملح المصهور (MSR) كمبرد.
تم تشغيل المفاعل المبرد بالملح لأول مرة بنجاح في وقت مبكر من عام 1954 ، لكن الولايات المتحدة لا تزال تختار النماذج المبردة بالماء وتوقفت عن دعم التصاميم البديلة. حاليًا ، على سبيل المثال ، تنتج روسيا الكهرباء منذ عام 2016 في مفاعل SFR المتقدم الذي يحرق النفايات المشعة.
هناك مفاهيم تبريد أخرى في مرحلة البحث وبناء مرافق الاختبار. بالنسبة للجيل الرابع ، هناك ستة أنواع مميزة - بالإضافة إلى الصوديوم والملح المذكورين أعلاه ، هناك أفكار لاستخدام المياه فوق الحرجة (SKVR)، غاز (SCF) تت (رطل). المفهوم السادس هو مفاعلات الحرارة العالية (VKHTR) مع الجرافيت كوسيط ، تم بناء النموذج الأولي من قبل الصينيين عن طريق تغليف الوقود المشع في كرات الجرافيت.
من بين التصميمات الستة الممكنة ، يميل الجيل الأخير إلى أن يكون الأكثر مصداقية. مفاعل الملح المصهور (MSR) بالوقود السائل. تستخدم أملاح الفلور أو الكلوريد المنصهرة كمبرد.
لأن الوقود هو الثوريوم ، فإن إنتاج البلوتونيوم والأكتينيدات الأخرى طويلة العمر لا يزال منخفضًا للغاية حيث تتبع العملية سلسلة اضمحلال. 232Th بدلا من 238U. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام البلوتونيوم ونفايات أخرى عبر اليورانيوم لتحضير الثوريوم. وهذا يعني أنه يمكن استخدام النفايات النووية كجزء من خليط الوقود في MSR.
تتمتع الأملاح المنصهرة بخصائص ممتازة في نقل الحرارة ، ونقطة غليان عالية ، وسعة حرارية عالية ، وضرر إشعاعي منخفض. لذلك ، يمكن أن يعمل هذا النوع من المفاعلات بضغط أكثر أمانًا من التصميمات الأخرى ويزيل الحرارة من القلب بشكل أكثر كفاءة وكذلك يمنع الانصهار والانفجارات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الوقود في MSR حتى عند 90٪ ، مقارنة بـ3-4٪ لمفاعلات الماء الشائعة.
بعد اصطدام النيوترونات عالية الطاقة ، يتحول المسار إلى مسار انشطاري. 233U، والتي تنتج نفايات مشعة معمرة أقل من z 235Uالمستخدمة حاليا في محطات الطاقة النووية. لم يتم استخدامه بعد في الطاقة النووية ، حيث ارتبط تقليديًا بأبحاث في الأسلحة النووية واليورانيوم والبلوتونيوم.
الطريق غير جذاب للجيش. في الآونة الأخيرة ، بدأ NRG ، مركز Petten للأبحاث النووية (1) على ساحل بحر الشمال في هولندا ، بالتعاون مع المفوضية الأوروبية ، في استخدام المسار كوقود والملح المصهور كمبرد (SALIENT).
1. مفاعل الملح المصهور مع كاتربيلر كوقود في بيتن بهولندا.
المفاعلات السريعة المبردة بالصوديوم (SFRs) إنها مناسبة لمعالجة النفايات عالية المستوى ، وخاصة البلوتونيوم والأكتينيدات الأخرى. يستخدم المعدن السائل (الصوديوم) كمبرد بدلاً من الماء. يسمح هذا لسائل التبريد بالعمل في درجات حرارة أعلى وضغوط أقل من المفاعلات الحالية ، مما يحسن كفاءة النظام وسلامته.
يستخدم SFR أيضًا الطيف النيوتروني السريع ، مما يعني أنه يمكن انشطار النيوترونات دون اعتدال مسبق ، كما هو الحال في تشغيل المفاعلات.
مفاعل درجة حرارة عالية جدًا (VHTR) يبرد بواسطة تدفق الغاز ومصمم للعمل في درجات حرارة عالية ، مما يوفر توليد طاقة فعال للغاية. يمكن أيضًا استخدام الغاز عالي الحرارة في العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة التي تستخدم حاليًا الوقود الأحفوري مثل إنتاج الهيدروجين وتحلية المياه وتدفئة المناطق وتكرير النفط وإنتاج الأمونيا.
مفاعلات قابلة للطي مثل Lego
إذا تم بناء محطات طاقة نووية جديدة ، فلا بد أن تكون أرخص بكثير من ذي قبل.
تُجبر شركات الطاقة على البحث عن حلول نووية أكثر كفاءة بعد قصص مثل الاستثمارات الفاشلة في محطة طاقة نووية تقليدية في ساوث كارولينا بالولايات المتحدة الأمريكية. أدت تكلفة بنائه إلى زيادة فواتير الكهرباء للمستهلكين بمقدار الخمس ، وبعد غرق 9 مليارات دولار ، توقف البناء في المحطة. وقعت أحداث مماثلة في بلدان أخرى ، مثل المملكة المتحدة. في فنلندا ، تأخر بناء مفاعل جديد في محطة توليد الكهرباء في Olkiluoto ثماني سنوات عن الجدول الزمني وتجاوزت الميزانية بأكثر من 6,5 مليار دولار.
يبدو أن هذه المفاهيم الستة أكثر كفاءة وأمانًا من المعايير الحالية ، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التنفيذ ، ولكن يريد الخبراء المزيد - يريدون مفاعلات معيارية مصنوعة من كتل Lego مسبقة الصنع ومجمعة في المصنع ومفاعلات صغيرة (SMRs) تكون أكثر مرونة في الاستخدام.
هناك العديد من الشركات الناشئة التي تعمل على تصميمات مصغرة. يعد الكثير من الأنظمة ، مثل Oklo ، جاهزة بحلول عام 2025. تعتبر شركة NuScale المعروفة شركة رائدة في التكنولوجيا النووية المصغرة وتهدف إلى بناء عشرات المفاعلات بقدرة 2026 ميغاواط بحلول عام 60 باستخدام أنظمة الطاقة البلدية التابعة لولاية يوتا.
ومع ذلك ، فإن MIT Tech Review يخفف من حدة التفاؤل ويلاحظ أنه قبل أقل من عقد من الزمان ، وعدت بالفعل شركة تصنيع مفاعلات وحدات صغيرة تشبه NuScale بمثل هذه الأشياء ، لكن الخطة انهارت بعد أن فشلت في العثور على عدد كافٍ من العملاء.
تأمل شركة مبتكرة أخرى ، TerraPower ، التي أسسها بيل جيتس ، في إطلاق نموذج أولي في العشرينات.مفاعل الموجة المتقدمة"(DVR). مفهوم TWR موجود منذ عقود. بدلاً من الاعتماد فقط على اليورانيوم المخصب ، يجب استخدام اليورانيوم المستنفد ، وخاصة النفايات المتبقية من محطات التخصيب ، كوقود للتزود بالوقود.
في البداية ، يتم استخدام اليورانيوم المخصب ، ولكن بعد ذلك يمكن أن تعمل المفاعلات على اليورانيوم المستنفد لعقود. يستخدم الصوديوم السائل كمبرد ينقل الحرارة من المفاعل إلى دوران التوربين البخاري.
يقول مؤيدو TWR إن مثل هذه المفاعلات تظل أكثر أمانًا من النماذج التقليدية المبردة بالماء لأنها تعمل بضغوط منخفضة ولا تخضع لانفجار مشتت للوقود مثل الانفجار الذي حدث في عام 1986 في تشيرنوبيل. ومع ذلك ، يعتقد بعض الخبراء أن العمل مع الصوديوم السائل صعب للغاية بسبب احتمال التسرب والنشاط الكيميائي العالي للمادة.
تقنية أخرى من نفس المعمل ، تُعرف باسم مفاعل الكلور المنصهر السريع (MCFR)، ليست متقدمة في التشغيل ، ولكنها تعد بمزيد من التحسينات في الكفاءة والاقتصاد. سوف تستخدم MCFRs الملح المصهور كوسيط لنقل الحرارة وكوسيط وقود.
لكن في الوقت الحالي ، علقت شركة Transatomic Power المصنعة لمفاعل الملح المنصهر عملياتها في سبتمبر 2018 ، معتقدة أنها لا تستطيع إكمال مشاريعها. غالبًا ما تعاني شركات المفاعلات المعيارية من فقدان اهتمام المستثمرين. في عام 2011
كان لدى Generation mPower ، وهو مطور SMRs الصغيرة ، عقود لبناء ما يصل إلى ستة مفاعلات NuScale ، لكن الاستثمار تأخر ونقص الطلبات أدى في النهاية إلى إغلاق المشروع بأكمله.
لحسن الحظ ، تظهر مبادرات جديدة باستمرار. تخطط شركة Terrestrial Energy الكندية لبناء محطة طاقة بقدرة 190 ميجاوات في أونتاريو ، حيث ستنتج بحلول عام 2030 أول مفاعلات ملح صغيرة مصهورة طاقة بتكلفة تنافسية مع الاستثمارات التي تستخدم الغاز الطبيعي في الدور الريادي.
نحن نعلم بالفعل عن مفاعل واحد على الأقل من الجيل الرابع ، والذي قد يتم تشغيله قريبًا.
يذكر أن المؤسسة النووية الوطنية الصينية المملوكة للدولة لديها نموذج أولي لمفاعل عالي الحرارة. 210 ميغاواطوالتي يجب توصيلها هذا العام بشبكة الكهرباء في مقاطعة شانتونج الشرقية. يتم تبريده بالهيليوم ويمكن أن يعمل في درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية.
مشروع آخر من المملكة الوسطى هو مبادرة وزارة الموارد الطبيعية الصينية لبناء مفاعل معياري صغير. ACP100 في تشانغجيانغ ، هاينان. سيتم تشغيله في وقت مبكر من عام 2025 ، وستكون السعة المستهدفة 125 ميجاوات.
بعد العديد من المشاريع السابقة غير الناجحة ، بما في ذلك التخلي الكامل في عام 2014 عن محاولات دخول سوق MMP ، الشركة وستنجهاوس، التي تدرس التكنولوجيا النووية الخاصة بها بجدية من قبل السلطات البولندية في سياق الاستثمار المحلي في الطاقة النووية التي كانت قيد التحضير منذ سنوات ، تعلن عن استثمار بملايين الدولارات لإثبات استعدادها eVinci microreactor (2) 25 ميجاوات للتشغيل العادي اعتبارًا من عام 2022.
2. رسم تخطيطي للمفاعل الدقيق eVinci من شركة Westinghouse.
وفقًا لمجلة Power Magazine ، سيعمل مشروع eVinci بشكل مستقل. قلب المفاعل عبارة عن كتلة صلبة من الصلب ، حيث توجد قنوات لعناصر الوقود ، وسيط (هيدريد معدني) وأنابيب حرارية مرتبة سداسية ، تعمل أيضًا كمبرد بين قنوات الوقود وأنابيب الحرارة. سوف يستخرج الأخير الحرارة من القلب باستخدام تقنية تعتمد على التوصيل الحراري وانتقال الطور السائل. سيتم استخدام تسخين العملية حتى 600 درجة مئوية للأغراض البتروكيماوية والأغراض الصناعية الأخرى.
يبدو أن القادة الآخرين في الصناعة النووية "الصغيرة" ، وهم الروس ، يراهنون على محطات الطاقة العائمة.
أكملت الشركة النووية الحكومية روساتوم بناء أول محطة طاقة نووية عائمة صناعية ، وبعد ذلك تم سحبها بنجاح إلى وجهتها في الشرق الأقصى الروسي ، حيث يصعب الوصول إلى الطاقة.
محطة طاقة عائمة homonosov الأكاديمي تستضيف مفاعلين لمشروع محطة طاقة نووية بقدرة 35 ميغاواط يقعان على منصة عائمة وقادران على إيصال 70 ميغاواط من الكهرباء إلى المدينة. سكان.
يتم إجراء تجارب مع مفاعلات SMR معيارية صغيرة في العديد من البلدان. في المملكة المتحدة يعمل على ذلك رولز رويس (3) ، وفي الصين ، شركة CNNC المذكورة أعلاه ، والتي تريد ، مثل روسيا ، تثبيت الأجهزة على السفن.
3. رؤية رولز رويس للممثل الصغير
ومع ذلك ، يجادل الخبراء بقوة بأن SMR لن تحل محل المفاعلات الصناعية الكبيرة. بالنسبة لوحدة الطاقة المولدة ، فإن تكاليف الاستثمار الخاصة ببنائها أعلى بكثير من تكاليف محطات الطاقة النووية التي تم بناؤها حتى الآن.
وبما أن هذه نماذج أولية حتى الآن ، فإن التكاليف الدقيقة غير معروفة حتى الآن. ومع ذلك ، هناك شك في أن وفورات الحجم - في هذه الحالة على نطاق صغير - ستعمل ضدهم.
وفقًا للخبراء ، بمن فيهم مؤلفو تقرير المركز الوطني البولندي للأبحاث النووية ، يمكن أن تكون مفاعلات SMR إضافة قيمة أنظمة الطاقة - على سبيل المثال ، لمحطات الطاقة التي تم تشغيلها حتى الآن لأغراض خاصة.
من الناحية النظرية ، يمكن أن تكون أيضًا حلاً رائعًا للمواقع البعيدة عن شبكات النقل (على سبيل المثال ، شمال روسيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) أو في البلدان ذات السعة الإجمالية المنخفضة لنظام الطاقة ، حيث يصعب استخدام الكتل الكبيرة بسبب توازن الشبكة.
توابيت مؤقتة
غالبًا ما يؤكد مصممو الأنواع الجديدة من المفاعلات على قدرة تصميمهم على "حرق" أو تحييد النفايات المشعة الخطرة.
لا تزال مسألة معالجة هذه النفايات من أخطر مشاكل الطاقة النووية والسبب الرئيسي للمعارضة الشعبية لمواصلة تطوير الطاقة النووية.
عادت القضية إلى وسائل الإعلام العالمية قبل بضعة أشهر بتقارير عن خطر الانهيار. رونيت قبة (4) - قبة خرسانية ضخمة في جزر مارشال ، والتي تخزن النفايات النووية ، بما في ذلك نظير خطير للغاية 239Pu. تأتي نتاج التفاعلات النووية من 67 تفجيرًا للقنبلة النووية حدثت بين عامي 1946 و 1958. تحتوي المقبرة النووية على ما يصل إلى 110 تفجير. م3 المواد المشعة.
اتضح أنه بسبب تغلغل المياه المالحة في المحيط الهادئ ، بدأ الهيكل في التصدع. قد يكون للتسرب المحتمل - الذي يمثل تهديدًا حرفيًا في أي لحظة - عواقب عالمية أكبر من تشرنوبيل أو فوكوشيما. تم بناء المنشأة بسرعة في عام 1979 عندما أصبحت وزارة الطاقة الأمريكية على دراية بالتأثير الكارثي للمواد الخطرة على النظام البيئي البحري. المشكلة هي أنه في ذلك الوقت لم يكن من المفترض أن المرفق لن يتم تحديثه لعدة عقود.
في المقابل ، سيبقى مفاعل تشيرنوبيل الشهير رقم 4 غير آمنعشرات الآلاف من السنين. في يوليو 2019 ، بعد ثلاثة وثلاثين عامًا من الانفجار ، تم أخيرًا إحاطة 200 طن من اليورانيوم والبلوتونيوم والوقود السائل والغبار المشعع بغطاء فولاذي تبلغ مساحته 40 قدمًا ونصف متر مربع وتابوت خرساني. طن بقيمة 1,5 مليار يورو. سيقف التابوت الجديد بأمان لما يقرب من مائة عام ، وبعد ذلك ، للأسف ، ستبدأ حالته في التدهور ، وسيتعين على الأجيال القادمة أن تقرر ما يجب القيام به بعد ذلك.
عادة ما يتم إنتاج المواد المشعة بكميات كبيرة في كل خطوة من خطوات إنتاج الطاقة النووية ، من تعدين اليورانيوم وتخصيبه إلى تشغيل المفاعل وإعادة معالجة الوقود المستهلك.
على مدار الثمانين عامًا من الطاقة النووية ، تم بناء 450 مفاعلًا صناعيًا ، بالإضافة إلى العديد من المحطات التجريبية وعشرات الآلاف من الرؤوس الحربية النووية ، وتراكم مخزون كبير من النفايات على مختلف المستويات.
"مشكلة غير قابلة للحل"
وفقًا للوكالة الدولية للطاقة الذرية ، فإن حوالي 0,2-3 ٪ فقط من الحجم عبارة عن نفايات عالية المستوى (5). هذه هي أخطر مادة تظل مشعة لعشرات الآلاف من السنين.
يتطلب تبريد وحماية مستمرين ويحتوي على 95٪ من النشاط الإشعاعي المرتبط بتوليد الطاقة النووية. 7٪ أخرى من حيث الحجم ، والمعروفة باسم نفايات النشاط الوسيطةيتكون من عناصر المفاعل ونوى الجرافيت.
هذه أيضًا مجموعة خطيرة جدًا ، ولكن يمكن تخزينها في حاويات خاصة لأنها لا تصدر الكثير من الحرارة. والباقي مبالغ ضخمة مما يسمى مستوى منخفض ومستوى منخفض جدًا من النفايات، تتكون بشكل أساسي من خردة المعادن والورق والبلاستيك وعناصر البناء وأي مواد مشعة أخرى مرتبطة بتشغيل وتفكيك المنشآت النووية.
ويعتقد أن تقريبا. 22 نوعا. م3 نفايات صلبة عالية المستوى وكميات غير معروفة في الصين وروسيا والقواعد العسكرية.
460 ألفا أخرى. م3 تتميز النفايات المدفونة بالنشاط المعتدل. وحوالي 3,5 مليون م3 تصنف على أنها نفايات منخفضة المستوى. ومع ذلك ، هذه مجرد تقديرات رسمية. قد تكون الكمية الفعلية للنفايات المشعة أعلى من ذلك بكثير. تشير بعض التقارير إلى أنه يتم إنتاج ما يصل إلى 90 قطعة سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. م3 نفايات عالية المستوى.
في الأيام الأولى للطاقة النووية ، لم يتم اعتبار أي نفايات تقريبًا. السلطات ، بما في ذلك. ثم ألقى بهم البريطانيون والأمريكيون والروس في البحر أو الأنهار ، بما في ذلك أكثر من 150 شخصًا. أطنان من النفايات منخفضة المستوى. منذ ذلك الحين ، تم إنفاق مليارات الدولارات في محاولة لمعرفة أفضل طريقة لتقليل الإنتاج ثم الاحتفاظ به إلى الأبد.
ظهرت بالفعل العديد من الأفكار ، ولكن تم رفض معظمها باعتبارها غير عملية أو مكلفة للغاية أو غير مقبولة بيئيًا. يتضمن ذلك إطلاق النفايات في الفضاء ، وعزلها في الصخور الاصطناعية ، ودفنها في طبقات من الجليد ، وإلقائها في أكثر جزر العالم عزلة ، وإلقائها في أعمق خنادق المحيطات في العالم.
يمكن تقسيم الحلول المقترحة التي لا تعتمد على إعادة المعالجة (على سبيل المثال ، في مفاعلات الجيل الرابع) ، ولكن على التخزين ، إلى مجموعتين: التعبئة والتغليف والتنسيب في مكان ما ، ويفضل أن يكون بعيدًا ومعزولًا ، أو ربط مادة مشعة على شكل اسمنت وملح وزجاج وخبث ووضعها في مكان آمن.
في الولايات المتحدة ، بموجب القانون ، يجب إرسال جميع النفايات عالية المستوى في الولايات المتحدة إلى جبال اليوكا في نيفادا ، على بعد حوالي 140 كم شمال غرب لاس فيغاس - تم تحديدها كمستودع جيولوجي عميق منذ عام 1987. ومع ذلك ، أدى هذا الأمر الزجري إلى استمرار القضايا القانونية والتنظيمية والدستورية ، ليصبح موضوعًا للجدل السياسي.
يقاتل هنود شوشون ونيفادا وجماعات أخرى في مكب النفايات منذ سنوات. وعلى الرغم من قطع نفق ضخم (6) إلا أنه لم يصدر أي تصريح لاستخدامه ، وأصبحت المنطقة الآن شبه مهجورة. ليس معروفًا حتى ما يجب فعله به ، على الرغم من أن إدارة ترامب تريد العودة إلى المشروع.
6. مدخل لتخزين النفايات النووية في جبل يوكا ، نيفادا.
في المملكة المتحدة ، عرضت الحكومة الأموال على المجتمعات المحلية لكنها فشلت في إقناع أي حكومة محلية بالحفاظ على مستودع دائم للنفايات العميقة.
ساهمت الاحتجاجات الجماهيرية ضد التخلص من الحطام المشع في فرنسا وألمانيا في شعبية حزب الخضر وأجلت إلى أجل غير مسمى أو أوقفت العمل في المستودعات المقترحة. يبدو أن فنلندا فقط على وشك استكمال مستودع عميق للنفايات عالية المستوى.
في مايو ، بدأ العمل في مصنع "تغليف" ، حيث سيتم تعبئة النفايات في عبوات نحاسية وإخراجها إلى أنفاق تحت الأرض يصل عمقها إلى 500 متر ، ومع ذلك ، لا تزال سلامة العبوات على المدى الطويل موضع شك.
كتب بول دورفمان ، مؤسس مجموعة الاستشارات النووية ، وهي مجموعة من العلماء الدوليين والخبراء المستقلين في مجال النفايات المشعة والسياسة النووية والمخاطر البيئية ، في صحيفة الغارديان.
-.
تحويل الليزر
ومع ذلك ، يستمر البحث عن مفاهيم ذات مغزى. في الآونة الأخيرة ، مستوحاة من التكسير الهيدروليكي ، نشأت فكرة حفر آبار عمودية يصل عمقها إلى 5 أمتار. إلي حقنة في شقوق صخور مادة كريهة ، شيء مثل الشقوق في عملية استخراج الغاز الصخري.
تشتهر شركة Deep Isolation ، التي أسستها ليز مولر ووالدها ريتشارد مولر ، الأستاذ بجامعة كاليفورنيا في بيركلي ، بمثل هذه المشاريع. يقول بعض العلماء أن هذا الخيار واعد ، لكن هناك شكوكًا ، لأن استخراج مخلفات الحفر العمودية قد يكون مستحيلًا عمليًا.
تُعرف تقنية أخرى باسم تحويليهدف إلى تقليل السمية الإشعاعية باستخدام الليزر لتحويل (تحويل) الذرات إلى نظائر خطرة. تمت دراستها لعقود في المملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية والسويد ودول أخرى ، ولكن دون نجاح كبير.
ومع ذلك ، تم إرجاع هذه الفكرة في ديسمبر 2018 بفضل الفيزيائي الفرنسي جيرارد مور [7) ، الحائز على جائزة نوبل ، الذي تحدث في محاضرته بمناسبة جائزة نوبل عن إمكانية استخدام أشعة الليزر لتحييد النوى الذرية المشعة.
يقول مورو إنه من المحتمل تقليل وقت حدوث حالة طوارئ للنفايات المشعة من آلاف السنين إلى بضع دقائق ... ومع ذلك ، فإنه يحتفظ بنسخة الليزر للنفايات المشعة ، والتي قام هو والأستاذ د.
يحتاج توشيكي تاجيما بجامعة إيرفين في كاليفورنيا إلى سنوات عديدة من البحث. تريد مورو وتاجيما الإنشاء مسرع فائق السرعة يتم التحكم فيها بواسطة الليزر الذي ينتج شعاعًا من البروتونات يمكنه اختراق الذرات. المهمة الرئيسية هي تقصير الحزمة - ليس من السهل حلها.
ربما يكون الحل النهائي للمشكلات هو الاندماج الحراري مرة أخرى. بحلول عام 2030 ، أعلنت الصين عن بناء مفاعل هجين جديد (8) سيكون قادرًا على "حرق" النفايات المشعة من خلال الاندماج النووي.
8. تصور لمفاعل نووي هجين واعد
تنتج محطات الطاقة النووية التقليدية كمية كبيرة من النفايات ، المكون الرئيسي منها هو اليورانيوم 238 ، والذي لا يمكن استخدامه في مفاعلات الانشطار الحديثة. سيستخدم المفاعل الهجين المقترح الاندماج النووي للتحلل. 238من الناحية النظرية ، من الممكن حتى معالجة النفايات من المفاعلات التقليدية إلى وقود جديد.
يتم تطوير المشروع في الأكاديمية الصينية للفيزياء والهندسة في سيتشوان ، وهو مركز أبحاث عسكري شديد السرية يقوم أيضًا بإجراء تجارب على الأسلحة النووية الصينية. سيكون قلب محطة الطاقة الهجينة المقترحة مفاعل اندماج مدعوم بتيار كهربائي يبلغ 60 تريليون أمبير.
سيُغطى المفاعل بقذيفة مملوءة باليورانيوم 238. النيوترونات عالية السرعة الناتجة عن اندماج الذرات المنقسمة. 238U ، والتي يمكن أن تنتج كمية كبيرة من الطاقة لدعم الاندماج وبالتالي تقليل كمية الطاقة القادمة من الخارج بشكل كبير. سيركز النظام بأكمله على الاستهلاك الكامل للوقود النووي ومنع تكون أي نفايات مشعة.
الأستاذ. قال وانغ هونغ ون ، نائب مدير مشروع المفاعل الهجين ، في بيان صحفي إنه سيتم تطوير المكونات الرئيسية واختبارها بحلول عام 2020 تقريبًا ، وسيتم الانتهاء من المفاعل التجريبي بحلول عام 2030. ويقول إن بناء مفاعل هجين قد يكون أسهل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه لا يحتاج إلا إلى خمس الطاقة الخارجية لمفاعل "الانصهار الخالص" ليظل يعمل.
