وقد اكتسب أسطول كندا من مفاعلات كندا - مجموعة من مفاعلات كندا - من أجل شركة كندا للدوتيريوم - هس سمعة عالمية من أجل تصميم متين وموثوقية تشغيلية، وإطار أمان مطبق على نطاق واسع، وهو ما يُعد بمثابة معلومات عن المشغلين النوويين في جميع أنحاء العالم، ومنذ أن بدأت الوحدة التجارية الأولى في بيكيرنغ في توفير الكهرباء في عام ١٩٧١، تراكمت هذه المفاعلات المكثفة ذات المياه الثقيلة على ٥٠٠ سنة من الخبرة التشغيلية في جنوب كندا.

مؤسسة السلامة للمفاعلين

ومن المفيد، في سبيل تقدير أهمية فرادى الدراسات الإفرادية، فهم هيكل الأمان المشترك بين جميع وحدات اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين، حيث يستخدم التصميم المياه الثقيلة (أكسيد الديوتروم) كمديرة للوقود ومبردة، في حين تكون قنوات الوقود أفقية ويمكن إعادة تزويدها بالوقود بينما يكون المفاعل في متناول كامل، وتقضي قدرة إعادة التزود بالوقود على الحاجة إلى انقطاع الوقود بصورة حصرية، مما يقلل من الضغط على نظم النبات أثناء فترات الحرق.

وتشمل أكثر سمات السلامة تميزا ما يلي:

  • (ب) تستخدم SDS-1 قضبان متوقفة مجهزة بالطوابق المتحركة التي تسقط في جهاز التحكم المنخفض، وتمتد سلة SDS-2 إلى سم ملوث بالنيوترونات (نيترات غضروف) إلى جهاز التحكم عن طريق أزياء مُغلقة عالية الضغط.
  • Emergency core cooling system (ECCS).] In the event of a loss-of-coolant accident, the ECCS provides high-pressure injection to keep fuel channels cooled while the moderator acts as a passive heat sink. The calandria vessel itself is surrounded by a concrete vault filled with light water, which serves as an additional thermal
  • Containment and vacuum building arrangement.] Many CANDU stations use a multi-unit containment with a connected vacuum building. If pressure inside the reactor building rises, rupture discs direct steam and air into the vacuum building, where a large volume of water spray condenses the steam rapidly, reducing pressure high spikes.
  • Moderator as a passive safety feature.] because the moderator tank holds a large volume of cool heavy water, even if primary coolant channels deform or rupture, the fuel can be cooled by the moderator, buy time for operator actions and ECCS injection. This inherent heat sink is particularly valuable during severe accident scenarios where active systems may bevailable.

وقد تم التحقق من هذه الخصائص من خلال اختبارات واسعة النطاق، بما في ذلك سلسلة اختبارات التحلل المائي العالي النطاق التي أجريت في مفاعل شمال شرق نهر الشالك خلال السبعينات والثمانينات، فضلاً عن العديد من الاختبارات المتعلقة بالتكليف الخاصة بكل وحدة جديدة، ووفقاً لـ لجنة السلامة النووية الكندية ، يبين تحليل السلامة الرادفية لجميع مفاعلات

دراسة حالة 1: بيكرينغ ألف - التفتيش على الضغط ورصد الصحة النظامية

وقد بدأت محطة بيكرينغ للتوليد النووي شرق تورنتو عملية تجارية في عام ١٩٧١، وهي تضم حاليا ستة وحدات عاملة تابعة للوحدة )الوحدتين ١ و ٤ من وحدة بيكرينغ باء، والوحدات ٥-٨(. وفي حين لم تشهد شركة بيكرينغ إطلاق نشاط إشعاعي من حادث فقدان للماء، فقد أصبح حدث تشغيلي في عام ١٩٩٤ عاملا حفازا للنهوض بثقافة الأمان عبر الأسطول.

وقد أدى الحادث إلى إجراء استعراض على نطاق المحطة لإدارة نزاهة الأنابيب الضغطية، حيث أن أنابيب الضغط التي تحملها وحدة مكافحة التوليد هي عنصر حاسم لأنها تحتوي على حزام الوقود وعلى المبردات الأولية العالية الضغط، وقد تراوحت بين هذه الأنابيب التي تستخدم الأشعة فوق البنفسجية وبينت عملية التحلل التدريجي للضغط على المصابين بالأشعة بين الأشعة والأشعة.

وقد أتاح التدريبات التي أجراها الفريق العامل المعني بالأخشاب المدارية، التي شملت نماذج آلية للكسر السريع، للمهندسين، فرصة الانتقال من الإصلاح التفاعلي إلى الرصد الصحي الاستباقي، وذلك بدمج البيانات المستمرة من خلال نماذج آلية للكسر المحتمل، وتوقع بقاء عنصري في الحياة مع قدر أكبر من الثقة، وقد تم الآن إضفاء الطابع الرسمي على دليل الأمان الذي وضعته الوكالة الدولية للطاقة الذرية بشأن إدارة الشيخوخة()

دراسة حالة إفرادية 2: نقطة ليبورو - تدريب الطوارئ على مستوى المحطة والجداول والاتصالات العامة

وقد عملت محطة توليد الطاقة النووية في نيو برونزويك بشكل موثوق لأكثر من عقدين قبل أن تمر بعملية تجديد رئيسية بين عامي 2008 و 2012، وخلال فترة الإصلاح المتوسطة، حلت الجهة التي كانت تعمل في محطة الطاقة النووية، محل أنبوب الضغط، وأنبوب الكالاندريا، ومولدات البخار، ومولدات الأنابيب، وأعيدت تجديد نواة المفاعل بشكل فعال، كما عزز المشروع البنية الأساسية للاستجابة لحالات الطوارئ، بما في ذلك نظم المراقبة المحسنة للاتصالات.

وقد حفزت العملية المختارة التي أجريت في عام 2013 سيناريو ما بعد تصميم القاعدة: وهو سيناريو صغير جداً، يضاف إلى ذلك فقدان القدرة خارج الموقع وفشل مولد واحد من مولدات الديزل، مما حد بأطقم التشغيل الطارئة لتنسيق استخدام نظام التصنيف الأوروبي للتغذية، وتبريد المولدات الكهربائية في حالات الطوارئ، ونظام قمع الضغط الاحتواء، وشمل أكثر من 200 فرد، بما في ذلك مشغلو المصانع، وأفرقة الاستجابة لحالات الطوارئ، ووكالات خارجية.

وكانت النتائج إيجابية إلى حد كبير: فقد نجح طاقم المصنع في تثبيت المفاعل في غضون 30 دقيقة، وحققت فترات الاختراع بالنسبة لجميع نظم الأمان أهدافها المتعلقة بالتصميم، غير أن العملية أبرزت أهمية وجود بروتوكولات واضحة للاتصال العام، حيث أن تدفق المعلومات إلى مركز عمليات الطوارئ في المقاطعات كان أبطأ مما كان متوقعاً، وذلك جزئياً لأن البيانات الاصطناعية التي تُحقن بواسطة جهاز محاكاة التدريب تتطلب تفسيراً يدوياً قبل أن تُنفَّقَدُ على جهات خارجية.

وقد أكدت هذه القضية من جديد مبدأ يتجاوز بكثير تكنولوجيا اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين: يجب أن يضاهي الامتياز التقني في نظم النباتات اتصال قوي بالأزمات، وبما أن الموصلين النوويين كثيرا ما يلاحظون أن مظاهرة السلامة لا تكتمل إلا عندما يفهم الجمهور معنى البيانات ويثق بالسعاة، وقد أصبحت سلسلة التدريب في داربو مناسبة مرجعية بالنسبة للمبادئ التوجيهية للوكالة الدولية للطاقة الذرية بشأن التأهب للطوارئ، ولا سيما في الفرع الكندي من نماذج المعلومات].

دراسة الحالة الإفرادية 3: سيرنافودو - التحقق المستقل من نظم الإغلاق

وتدير محطة الطاقة النووية في رومانيا وحدتين من وحداتها، حيث قدمت وحدة الطاقة النووية المحدودة في كندا الدعم في مجال التصميم والسلامة أصلاً، وبدأت الوحدة الأولى عملها تجارياً في عام 1996، وبدأت الوحدة الثانية في عام 2007، وخلال فترة تكليف الوحدة 2، أجرت جمعية الطاقة النووية الرومانية التابعة لنيوبيل نايواليا سلسلة واسعة من اختبارات الأمان للتحقق من أداء نظامي التشغيل الواقعيين.

وكان من أهم الاختبارات التي أجريت في هذا الصدد، عدم قيام النظام النظام المنظم للمفاعل بصورة طبيعية بإجبار زيادة بطيئة وتدريجية في طاقة المفاعل بينما كان المفاعل يعمل في حالة ثابتة منخفضة الطاقة، وكان الهدف هو التأكد من أن نظام SDS-1 (قضبان الإغلاق) سيشكل تعثرا على معدل التدفق النيوترونات، وأن نظام SDS-2 (السم السائل في الحقن) سيوفر ضغطا احتياطيا مستقلا تماما إذا ما أدى إلى ذلك النظام.

وأظهرت البيانات أن نظام SDS-1 يمكن أن يدرج القدرة على الرد السلبي المطلوبة في غضون 0.8 ثانية - في حدود الترخيص ب2 ثوان، وعلى نفس القدر من الأهمية، استجاب نظام التسمم السائل بإضافة سلبية إلى معايير القبول حتى عندما تم إدخال التأخيرات بصورة مصطنعة في منطق التكوين، وأكدت العملية أن النظامين لا يتقاسمان أي أداة مشتركة، ولا توجد فيهما مقومات مشتركة للتسمم، ولا يوجد في المنطق المختلط.

والدرس الذي استخلصته اختبارات التكليف التي أجراها مجلس أوروبا هو أن التحقق الشامل والمستقل أثناء البدء يوفر خط أساس معياري للذهب طوال فترة التشغيل، ويتيح للمالكين تحديد أي أخطاء في التركيب دون المستوى - مثل أجهزة الاستشعار المعايرة بشكل غير صحيح، أو أنبوبات دليل المخالفة، أو صيغ التسمم المكبّب جزئيا - قبل تحميل الوقود.

دراسة الحالة الإفرادية 4: دارلينغتون - إدارة الحوادث المفرغة وبيع الحاويات

وقد تركزت محطة توليد الطاقة النووية في دارلينغتون، الواقعة شرق تورنتو، والتي تضم أربع وحدات من وحدات الاتحاد الوطني للاستقلال التام لأندو بدأت العمل التجاري بين عامي 1990 و 1993، على دراسة جدوى رئيسية بشأن فتحات الاحتواء المميتة، وعلى الرغم من أن الاحتواءات الحالية من هذه المادة تهدف إلى تحمل تمزق كامل في المركبين الرئيسيين لأكبر الأنابيب الأولية، فإن استعراضات ما بعد عملية التكوين المكثف قد أدت إلى إعادة النظر في سيناريوهيدرات الشديدة.

وقد أجرت المنظمة، بالتعاون مع شركة كاندو للطاقة (فرع شركة سي إن سي إن - لافالين)، تقييماً لما إذا كانت نظم التهوية الملوَّثة يمكن أن تضيف طبقة قيمة من الدفاع دون المساس بالقدرة الحالية على قمع الضغط على المباني، وأجريت اختبارات إيضاحية كاملة باستخدام نموذج احتواء موسع في مختبرات نهر الشالك(31).

وقد أظهر التحليل الهندسي اللاحق لدارلنغتون أن تركيب هذا النظام يتطلب تكاملا دقيقا مع قطار القمع الحالي لضغط بناء الفراغ، ويستخدم مفهوم التصميم المفضل خطا مكثفا مكرسا لا يفتح إلا إذا اقترب ضغط الاحتواء من القدرة النهائية على الضغط، وتعدد ساعات العمل في حادث خطير، وهذا يكسب المشغلين الوقت لتنفيذ استراتيجيات مثل تركيب أجهزة التحكم وتبريد السفن الخارجية.

وقد أظهر المشروع أن قدرة الوكالة الكندية على إحداث حرارة عالية - وهي جهاز معالج المياه الثقيل وحجم المياه المغلقة الكبير - توفر فترة راحة سخية قبل أن يصبح ضغط الاحتواء بالغ الأهمية، أما بالنسبة لدارلينغتون، فقد أظهرت النمذجة أنه حتى بدون إجراءات تشغيلية، فإن درجة حرارة الاحتواء ستظل دون الحد الأقصى للتصميم لمدة 12 ساعة على الأقل بعد وقوع حادث خطير.

الدروس المستفادة: إطار هيكلي للسلامة التشغيلية

واستنادا إلى دراسات الحالة هذه، وإلى الخبرة التشغيلية اليومية لأسطول اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين، ظهرت عدة مواضيع متكررة، وهذه الدروس ليست نظريات مجردة؛ وهي مجسدة في إجراءات المحطات، والمتطلبات التنظيمية، والمعايير على نطاق الصناعة التي تم تنقيحها على مدى عقود من العمل.

1 - إعادة التفرغ التي تعمل في الممارسة العملية

وقد تبين من اختبارات سيرنافو أن هناك آليتين مستقلتين للتوقف عن العمل يمكن التحقق منهما بإشارة حقيقية إلى الطاقة، وأن مفهوم فتحة دارلينغتون المزيفة يبين أنه يمكن تحسين نظام الاحتواء دون المساس بهمش التصميم الأصلي، أما بالنسبة لمديري المزارع، فإن الدرس هو مقاومة الاقتراب من إنشاء نظام حاسوبي موحد يُصدر في إطاره مبادئ توجيهية فعالة من حيث التكلفة.

2 - إدارة الشيخوخة الاستباقية

وقد أكد حادث ضغط التقلب أن الحدود المحددة للتصميم هي نقطة البداية فقط، وأن المكوّنات التي تتدهور، ومعدلات التحلل يمكن أن تتأثر بأجهزة نقل الكيمياء المائية، وأجهزة إطفاء درجة الحرارة، والأشعة النيوترونية، وهي عملية منهجية لإدارة الشيخوخة، حيث تُطبق محطات مثل محطة بروس باور لتفتيش الضغط في الموقع باستخدام أجهزة الاستشعار الحالية لأجهزة التحلل والأشعة الليزرية.

3 - العنصر البشري في الاستجابة في حالات الطوارئ

وقد أظهرت عملية ليبروفو أنه حتى المعدات النباتية الممتازة يمكن تقويضها ببطء تدفق المعلومات، والدرس هو أن هندسة العوامل البشرية يجب أن تكون جزءا لا يتجزأ من مظاهرات السلامة، ويشمل ذلك تصميم وصلات بينية لغرفة المراقبة تقدم معلومات ذات أولوية وقابلة للتنفيذ أثناء عمليات النقل العابر، وضمان أن تتلقى مراكز الطوارئ خارج الموقع صورة واضحة غير مكتملة عن ظروف النباتات، وأن تجري الآن مراكز كثيرة للمسح التصويري المنتظم لا تشمل أصحاب المصلحة الخارجيين.

4- المشاركة الشفافة مع المنظمين والجمهور

وتمارس مراكز اتحاد تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في كندا عملها في إطار تنظيمي حي يتطلب إجراء استعراضات دورية للسلامة وعقد جلسات استماع عامة، وتسمح تصاريح دورة الحياة للجنة الوطنية للأمن الوطني بالرقابة المستمرة، وعندما تقوم المحطات بتنفيذ تعديلات هامة - مثل دراسة جدوى فتح النفثالينات في دارلينغتون - تشمل إجراء مشاورات عامة من خلال عملية إخطار اللجنة وتعليقاتها، ويعزز الانفتاح على أسس ونتائج مظاهرات الأمان الثقة ويكفل تطور التوقعات التنظيمية في مرحلة التقدم في مجال التمرنات التكنولوجية الموثقة.

5 - تبادل المعارف الدولية

وقد اطلعت جماعة دول أمريكا اللاتينية على بيانات عن جنوب أفريقيا، وهي كندا ورومانيا والأرجنتين وكوريا الجنوبية والصين والهند (حيث تتقاسم تصميمات هذه الشركة خطوطاً مشتركة) وتتقاسم الخبرة العملية من خلال مجموعة أصحاب السلع الأساسية والرابطة العالمية للمشغلين النوويين، وتشترك في عمليات التفتيش المتعلقة بنظم السلامة في محطة واحدة مثل محطة تبادل المعلومات في كل محطة من محطات تبادل المعلومات في كندا.

6 - الرقابة التنظيمية كجهة دافعة للتحسين المستمر

وتقوم الهيئة التنظيمية النووية الكندية بدور نشط في إنفاذ مظاهرات السلامة، وتقتضي اللجنة من كل محطة أن تقدم استعراضا دوريا للسلامة كل عشر سنوات، يتضمن تحليلات محددة ومحتملة مستكملة، فضلا عن تقييمات لإدارة الشيخوخة والأداء البشري، وتهيئ هذه الدورة التنظيمية فرصة متكررة لتضمين دروسا من الخبرة التشغيلية، وعلى سبيل المثال، فإن استعراض السلامة الدوري الذي أجري في دارلينغتون يتضمن معلومات دقيقة عن السلوك الذي جرى في مراكز إدارة الحوادث.

تطبيق الدروس المستفادة على مشاريع المفاعلات في المستقبل

ومع توسع الطاقة النووية لتحقيق أهداف الطاقة النظيفة، فإن الجيل القادم من التصاميم التي تستخدمها وحدة مكافحة الأسلحة الكيميائية، بما في ذلك المفاعل المتقدم المقترح للوحدة (ACR-1000) والمفاعلات النموذجية الصغيرة التي تستخدم أسلوب التسرب في المياه الثقيلة مثل نظام SSE SR-24، ستستفيد مباشرة من مظاهرات السلامة الحالية، ويدمج مفهوم " ACR " العديد من الدروس المستفادة أعلاه: فهو يستخدم اليورانيوم المثري بدرجة طفيفة لزيادة قنوات الاحتراق

أما بالنسبة للمحطات القائمة، فإن الطريق إلى الأمام ينطوي على مواصلة الاستثمار في البحث والتطوير، كما أن شركة كاندو للطاقة وشركاء الجامعة يستكشفون الموصلات الآلية اللازمة لإدارة الهيدروجين، وتحسين استراتيجيات العزلة السيزمية للمعدات المتصلة بالسلامة، والنماذج الرقمية التي يمكن أن تحاكي تسلسل الحوادث المعقدة في الوقت الحقيقي لتدريب المشغلين، كما أن كل محطة جديدة لمسح المحركات الآمنة تشكل اختباراً كاملاً، أو لحفر طارئ في حالة الطوارئ، أو نظاما متكاملاً للتثبتاً

ولا يُعد سجل الأمان في أسطول الاتحاد نتيجة لاختيار تصميمي واحد مستوحى، بل للتحسين المستمر القائم على الأدلة الذي يمتد على خمسة عقود، كما أن دراسات الحالة مثل بيكرينغ، ونوت ليبرو، ودارلنجتون، ستؤدي أكثر من إعادة حساب الأحداث السابقة؛ وهي توفر دليلا عمليا للمهندسين والمشغلين والمنظمين الذين يسعون إلى الحفاظ على أعلى معايير الأمان النووي.