The CANDU Legacy: A Balanced Environmental Equation

وقد قام أسطول كندا من مفاعلات شركة كوندو (CANada Deuterium Uranium) على مدى أكثر من ستة عقود بتقديم حصة كبيرة من الكهرباء في البلد، حيث تعمل بدون انبعاثات مباشرة تقريباً من الكربون، وقد وفرت هذه المفاعلات ذات المياه الثقيلة قدرة موثوقة على التداول في قاع البحار والغاز الطبيعي في مقاطعات مثل أونتاريو، مما أسهم في تحقيق أحد أسرع إنجازات إزالة الكربون في أمريكا الشمالية، ومع ذلك لا توجد تكنولوجيا للطاقة خالية من الآثار البيئية.

ما يجعل من المفاعل الكوندي

وتختلف مفاعلات اليورانيوم المائي عن أغلبية المصانع النووية التجارية في جميع أنحاء العالم، وهي تستخدم ثاني أكسيد اليورانيوم الطبيعي (غير المثرى) كوقود، ويمكن ذلك بواسطة الماء الثقيل (أكسيد الديوتروم) بوصفه موصلاً للموسم ومبرداً رئيسياً، ويظل الماء الثقيل فعالاً بشكل استثنائي في إبطاء النيوترونات دون استيعابها، مما يعطي وحدة إنتاج نيوتن عالية القدرة على إعادة الوقود بينما تعمل في كندا بشكل مستمر

تقييم دورة الحياة: من الألغام إلى وقف التشغيل

(ب) إن قياس الأثر البيئي الكامل للطاقة النووية في كندا يتطلب منظور دورة الحياة الذي يلتقط الانبعاثات، والاضطرابات في الأراضي، واستهلاك المياه، وتوليد النفايات في جميع المراحل: تعدين اليورانيوم والطحن، وصناعة الوقود، وتشغيل الغازات المغلقة، والتخلص من النفايات.

التعدين والمطاحن في اليورانيوم: طبعة القدم الأمامية

كندا هي ثاني أكبر منتج لليورانيوم في العالم، وتستضيف لجنة أثاباسكا في ساسكاتشوان بعض الودائع ذات أعلى مستوى على الأرض، وتخفض درجات الحرارة العالية حجم الصخور التي يجب تجهيزها في كل وحدة من اليورانيوم، وتخفض الطاقة وكثافة المياه لكل كيلوغرام من الأكياس الصفراء، غير أن التعدين لا يزال يعطل النظم الإيكولوجية الخبيثة، ويستهلك كميات كبيرة من المياه.

)٢( التعبئة - عملية الكيماوية التي تستخرج أكسيد اليورانيوم من مخلفات الركاز التي تحتفظ بمعظم النشاط الإشعاعي للخام، بما في ذلك الثيوم الطويل الأجل - ٠٣٢، وإدارة التعقب السليم أمر حاسم؛ ويمكن أن تؤدي الرش غير المصمم أو المحافظ عليه إلى إطلاق النويدات المشعة في المياه الجوفية، وتستخدم مرافق اليوم التخلص من النفايات ذات الطبيعة السميكة، أو التخزين دون الكيد، أو النهج المتضافرة للحد من عدد الصفحات.

النقل وتفريغ الوقود

وبعد الطاحونة، يُرسل تركيز اليورانيوم إلى محطات تحويل وتلفيق الوقود، أما بالنسبة لوقود وحدة مكافحة التخصيب، فإن ثاني أكسيد اليورانيوم الطبيعي يُضغط على فولاطيل، ويُقطع ويُحمَّل في أنبوب السواحل الزركونيومية لتشكل أرباعاً طولها نحو 50 سم، وهذه الحزم تنقل بواسطة الطرق أو السكك الحديدية إلى مواقع المفاعلات، وعلى الرغم من أن انبعاثات النقل تشكل جزءاً ضئيلاً من النسيجات التي تتطلب وجود مفاعلات الرقابية في المواد المشعة.

انبعاثات غازات الدفيئة أثناء العملية

أما بالنسبة لـ[وحدة إدارة المواد الكيميائية، فهي لا تحتوي على أي ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكبريت أو الزئبق أو مادة الجسيمات، حيث إن حرارة إنتاج البخار تأتي من الانشطارات النووية وليس الاحتراق، فالانبعاثات التشغيلية الوحيدة الناجمة عن مولدات الديزل الاحتياطية، ومركبات المرافق، والطاقة اللازمة لإنتاج كميات من المواد الاستهلاكية مثل المياه الثقيلة، وعندما تُدرج هذه المصادر غير المباشرة، فإن العملية تسهم فقط بنسبة مئوية صغيرة من ناتج الكربون الدراجي في دورة الحياة لعام 2014.

استخدام المياه والتخلص الحراري

وعلى غرار جميع محطات الطاقة الحرارية، فإن محطات التثبيت في كندا تحتاج إلى كميات كبيرة من مياه التبريد، ومعظم المحطات تستخدم التبريد مرة واحدة من أجساد المياه المتاخمة - البحيرات الكبرى، على سبيل المثال، وقد تُسحب المياه عبر المكثفات وتعاد إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة المحيطة بمنطقة البحيرات الكبرى، ويمكن أن تغير هذه المساحة المائية الإيكولوجية المائية: وقد تُسرع في حدوث زيادة في معدلات تسرب الأسماك.

وتعاني مفاعلات الاتحاد من انخفاض الكفاءة الحرارية (نحو 30 إلى 33 في المائة) مقارنة بمصانع دورة الغاز المدمجة الحديثة (6 في المائة +)، مما يعني أن جزءا أكبر من الحرارة ينتقل إلى التبريد في كل وحدة من وحدات الكهرباء، ويمكن التخفيف من ذلك باستخدام أبراج التبريد، مما يقلل من سحب المياه وكثافة تصريفها الحرارية بتكلفة فقدان المياه المتصاعد وارتفاع آثارها على البنى الجديدة، ويصبح التبريد المغلق.

فالمفاعلات التي تستخدمها هذه المادة تحتاج إلى مئات الأطنان من الـ D2O، بينما لا تشع نفسها، فإن إنتاجها يُستخدم على نحو كثيف للطاقة - تاريخي ويُستخدم فيه مدخلات كبيرة من الوقود الأحفوري في النباتات التي يتم تشغيلها حالياً مثل محطة مياه بروس هيفي، واليوم، تركز إدارة المياه الثقيلة على تقليل التسربات إلى أدنى حد، وتحسين وتنق المخزون، واستعادة ثلاثيات التي تشكل عندما يستوعب عامل الديوترونيوم.

Waste Radioactive Waste: The Defining Challenge

ولا تزال نهاية دورة الوقود هي الجانب الأكثر إثارة للجدل من البصمة البيئية للاتحاد، حيث تم تخزين حزام الوقود العنكبوتية، بعد ١٢-١٨ شهرا في المفاعل، في مواقع مجمعات ملونة بالمياه للتبريد والدرع، ثم نقلها إلى أكواخ صلبة وفولاذية، وفي بروس ودارلينغتون وبيكرينغ، تم توسيع هذه المرافق المؤقتة للتخزين الجاف بحيث تكون جاهزة للعمل إلى حين التوصل إلى حل دائم.

وتشتمل خطة كندا الطويلة الأجل، التي تقودها Nu Clear Waste Management Organization] (NWMO)، على بناء مستودع جيولوجي عميق في تشكيلة صخرية مستقرة، كما أن موقعين محتملين - واحد بالقرب من إغنيس في شمال غرب أونتاريو وآخر في جنوب بروس - ري يُخضعان لتصميم مفصّل في الموقع، مع توقع اتخاذ قرار بشأن الحزمة في عام 2024.

وإلى جانب الوقود المستخدم، تولد محطات CANDU نفايات مشعة منخفضة ومتوسطة المستوى (LLW/ILW): الملابس الملوثة، والراتنجات، والمرشحات، والمكونات الملغومة، وهذه الأحجام متواضعة بالمقارنة مع مجاري النفايات الأحفورية، ولكنها تتطلب معالجة دقيقة، أو ترميد، أو عصيان، أو سمينة، قبل وضعها في قبو مصممة.

الانبعاثات المولدة من التريتيوم والجو

وتنتج مفاعلات البيوت الكردية ثلاثية كبيرة عن طريق تنشيط النيترون للمياه الثقيلة، وتُعد تريتيوم مُنَجِّراً منخفض الطاقة، مع نصف عمر بيولوجي قصير؛ ويُرصد التعرض المزمن فوق مستويات الخلفية رصداً دقيقاً، ويفرض المجلس الوطني لمركبات الكربون حدوداً للانبعاثات تقل كثيراً عن عتبة التأثيرات الصحية، ويُظهر الرصد البيئي حول مواقع وحدات الحيازة الشاملة باستمرار جرعات العامة في حدود تنظيمية متطورة.

وقف التشغيل وإعادة الأراضي

وعندما تنتهي محطة تابعة للوحدة من وحداتها العاملة التي تعمل في مجال الحياة، يتوقع الآن أن تعمل 60 سنة أو أكثر من عائدات التخلي عن الأسلحة النووية على مراحل، ويعقب ذلك تفكيك فوري للهياكل غير النووية، بحيث يسمح بتفكيك النويدات المشعة، ثم تفكيك النظم المشعة وإصلاح المواقع النهائية، ويشترط المجلس الوطني للمشغلين أن يخصصوا أموالاً طوال حياة المصنع؛ ويُقدَّر مجموع تكاليف إزالة الانبعاثات بالنسبة للمفاعلات النووية.

إن البصمة المادية لمحطة نووية صغيرة جداً مقارنة بمنتجها للطاقة، حيث ينتج موقع نموذجي متعدد الوحدات من هذه المحطة ما يزيد على 000 3 ميغاواط على بضع مئات من الهكتارات - تقل إلى مائة مرة من الأراضي في كل ساعة من المنشآت الشمسية أو الريحية، وتخفض كفاءة استخدام الأراضي من تفتت الموئل وتحافظ على المناظر الزراعية أو الطبيعية، وإن كانت المناطق العازلة تُحتفظ بها للتخطيط لحالات الطوارئ.

Comparative Environmental Risk Profile

(أ) إذا قورنت مصادر الكهرباء الأخرى، فإن الطاقة النووية في كندا توفر صورة بيئية متميزة، ومزايا جودة الهواء بالنسبة للفحم والغاز واضحة: لا يوجد زئبق أو سلائف من الدخان أو الغازات الحمضية، ومن حيث إنتاج المواد (أطنان من الوقود، أو الخرسانة، أو الفولاذ في الساعة)، فإن الطاقة النووية هي أحد أكثر المصادر إفطاراً من الموارد.

الابتكارات التي تُشير إلى برنامج الأحذية

وهناك عدة تقدم تكنولوجي وتشغيلي يُفترض أن يزيد من الحد من الأثر البيئي لمصانع الكاندو:

  • Small Modular Reactors (SMRs): ] Canada is actively pursuing SMR deployment, with OPG planning a BWRX-300 at Darlington. Although not CANDU designs, SMRs advance the licensing framework, supply chain, and waste management solutions that benefit all nuclear technologies. SMRs promise lower water consumption per MWh, smaller emergency planning zones
  • Advanced Fuel Cycles and Recycling:] Research at ]Canadian Nuclear Laboratories (CNL) includes DUPIC (Direct Use of spent PWR fuel in CANDU) and thorium-based fuels. though these cycles could extract more energy from
  • Life extension and Efficiency Upgrades:] Refurbishments at Bruce and Darlington install modern digital controls, higher-efficiency steam borns, and improved fuel channel designs. Even a small increase in thermal efficiency reduces fuel consumption and waste proportionally. Enhanced heavy-water recovery systems further cut routine emissions.
  • Advanced Water Management:] closed-cycle cooling withميكانيكي draft towers, drift eliminators, and thermal bede modelling reduce aquatic impacts. New builds can integrate these systems to approach the thermal performance of gas plants.
  • Hybrid Energy Systems:] Co-locating CANDU stations with hydrogen production, desalination, or district heating can utilise waste heat, improving overall system efficiency. Bruce Power has studied using off-peak nuclear electricity for hydrogen production, which could displaced fossil-derived hydrogen and reduce associated emissions.

Indigenous Communities and Environmental Justice

وهناك مناطق عديدة لتعدين اليورانيوم ومواقع نظام المعلومات الإدارية المتكامل المقترحة في أقاليم تقليدية للشعوب الأصلية أو بالقرب منها، وقد عارضت بعض الأمم الأولى تطوير اليورانيوم بسبب الشواغل المتعلقة بالمياه والثقافة، بينما اشتركت بلدان أخرى في شراكات وترتيبات ملكية مشتركة، وعملية الجلوس في إطار برنامج الموارد البشرية تستند إلى الموافقة، وتقتضي من المجتمعات المضيفة التطوع وتبدي الدعم من خلال التصويت والمشاركة، وهذا التركيز على الموافقة الحرة والمسبقة والمستنيرة يمثل تحولا نحو إقامة العدل البيئي، ولكن سوء الإدارة التاريخية.

الرقابة التنظيمية والالتزامات الدولية

ويعمل المجلس الوطني للسلام شبكة رصد بيئية شاملة حول كل محطة من محطات اتحاد الاتصالات والمعلومات، وقياس البارامترات الإشعاعية وغير الإشعاعية في الهواء، والمياه، والتربة، والنباتات، والحليب، والأسماك، وتُبلغ البيانات علناً كل ثلاثة أشهر وكل سنة، وتظهر النتائج باستمرار جرعات عامة أقل بكثير من الحدود التنظيمية، وكندا موقعة على الاتفاقية المشتركة بشأن سلامة إدارة النفايات المشعة، وتستلزم آليات إبلاغ شفافة وآلية دولية لحماية الأقران.

نسخة مستنسخة من أجل تكنولوجيا معقدة

إن البصمة البيئية للقوة النووية في كندا لا يمكن تخفيضها إلى حد بسيط، فمن ناحية، تولد هذه النباتات كميات هائلة من الكهرباء الخالية من الكربون على أثر أرضي صغير، وتبريد الوقود الأحفوري وتحسين نوعية الهواء، ومن ناحية أخرى، فإن تحديات النفايات المشعة، والتصريف الحراري، وتركة التعدين لا يمكن تجاهلها، فالتكنولوجيا ليست حلاً مثالياً ولا عبئاً لا يمكن تدارته.