Table of Contents
نطاق الإعفاء من الخدمة
وقد أقام محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية، التي تديرها شركة طوكيو للطاقة الكهربائية، ستة مفاعلات مائية مغلية، حيث أحدث الزلزال الذي استمر 9 أمواج تسونامي بعد 15 متراً، فقدان محطة لتبريد الوقود، مما أدى إلى انهيار أساسي في الوحدات 1 و 2 و 3 انفجارات الهيدروجين التي ألحقت أضراراً بمباني مفاعل الوحدات 1 و 3 و 4 (تفكك الوقود البارد).
وعلى عكس وقف التشغيل النووي المعتاد، حيث تطبق التسلسلات القياسية والتقنيات المقررة، يتطلب مشروع فوكوشيما حلولا رائدة بسبب مستويات الإشعاع المميتة داخل سفن الاحتواء الأولي، والموقع المجهول وحالة الحطام بالوقود، والأضرار الهيكلية الواسعة النطاق، ويمتد خارطة الطريق التي تم وقفها، والتي نقحتها اللجنة الاقتصادية لأمريكا اللاتينية ومنطقة البحر الكاريبي والحكومة اليابانية، على مدى ما بين 30 و40 سنة، على الرغم من أن الخبراء المستقلين يحذروا من أن بعض المراحل التي تتجاوز استعادة الحطام الفضائيين ستستمر على وجه الخصوص(51).
وتتجاوز تقديرات التكاليف الرسمية تريليون ينون (نحو 70 إلى 80 بليون دولار من دولارات الولايات المتحدة)، غير أن التوقعات لا تزال تتطور مع تقدم العمل، ويستلزم الحجم والتعقيد الواسعين فهما مفصلا للمكان المخصص للأموال وكيفية قيام المهندسين بخفض الإنفاق إلى الحد الأمثل دون المساس بالسلامة، وتدرس هذه المادة عناصر التكاليف الهندسية الرئيسية وتقنيات الاستخدام الأمثل التي يستخدمها أصحاب المصلحة في المشاريع لإبقاء السعى مستداما ماليا على المدى الطويل.
عناصر التكلفة الهندسية والسائقون الرئيسيون
ويوضح الفصل بين حافظة وقف التشغيل وفئات التكاليف المتباينة الحالات التي تنفق فيها البلايين، وكل فئة تنطوي على أوجه عدم يقين متأصلة، وتولد التفاعلات فيما بينها قدرا كبيرا من التعرض المالي.
إزالة المفاعلات واسترجاع الوقود
ويستلزم نقل الوقود المذوب من النواة المضرة أكبر تحد تقني ومالي، ويحمل خليط الحطام الناجم عن الوقود المتحرك، والرقيق، والخرسانة، والفولاذ المصمم في إطار التحلل غير القابل للتنبؤ، والتحكم في مواقع السفن التي تعمل بالضغط على المفاعل، وربما في المنطقة المتجمدة من السفن التي تحتوي على مواد إشعاعية رئيسية.
إن حطام الوقود نفسه لا يعرف إلا: فتركيبه الكيميائي، وقوامه الميكانيكي، والخصائص الإشعاعية لا يفهم إلا جزئيا، وقد تكون العينات المبكرة من الوحدة 2 التي تحلل أثناء استرجاعها للمحاكمة، مفيدة في تصميم معدات أكبر للاسترداد، ولكن إذا كان الحطام أكثر انتشارا أو أصعب من الحد من الحطام المتوقع، فقد يحتاج المهندسون إلى إعادة تصميمات ونظم آلية إضافية، مما يضخم تكاليف التطوير والتشغيل.
إدارة الوقود المستهلك
وبالإضافة إلى حطام الوقود المذوب، يحتوي الموقع على كميات كبيرة من مجمعات الوقود المستهلك غير الصحيحة، حيث إن مجمع الوقود المستهلك المشترك بين الوحدتين 3 و 4، إلى جانب فرادى المجمعات في كل مبنى من مفاعلات، يُحتفظ بالآلاف من مجمعات الوقود التي يجب نقلها بأمان إلى مرافق تخزين أو إعادة تجهيز الكاسكات الجافة، كما أن إزالة الوقود المستهلك من أجهزة نقل الحطام المستنفد التي تحد من 4 أرصفات؛ وقد اكتملت مجموعة مواد الإشعاع في كانون الأول/ديسمبر 2014 باستخدام بنية أساسية مجهزة حسب الطلب.
إدارة المياه وعلاجها
وقد برزت إدارة المياه الملوثة باعتبارها أحد أكثر التحديات التشغيلية إلحاحاً وتكلفاً، حيث أن المياه الجوفية التي تتدفق من الجبال إلى قاعات المفاعلات التي تختلط بمياه التبريد وتثبت وجود الوقود المذوب وتولد كميات ضخمة من المياه الملوثة يومياً، ويزيل نظام التجهيز الآلي المتقدم معظم النويدات المشعة باستثناء ثلاثيات القرن الماضي، ولكن المياه المعالجة ذات القيمة قد خُفِّضت في أكثر من ألف حوض.
الإصلاح البيئي والرصد
وفيما يتجاوز حدود النباتات، وقطع التربة على نطاق واسع، وإزالة التلوث من الغابات والأراضي الزراعية، وإنشاء شبكات للرصد الطويل الأجل، فقد سبق أن أن أنفقت وزارة البيئة اليابانية بلايين على إزالة التربة السطحية والنباتات من المناطق السكنية، ومع ذلك فإن كميات كبيرة من التربة الملوثة ستُخزن في مواقع مؤقتة تنتظر التخلص النهائي منها، ووفقاً لموقع اليابان المسمى " غذاء الرحل " ، فقد أزيلت كمية كبيرة من المواد المشعة من التربة والنفايات.
القوى العاملة، نظم السلامة، المعارف المؤسسية
وتُنفذ حدود التعرض للعمالة تنفيذاً صارماً، وتستلزم نظماً متطورة لإدارة الجرعات، والحماية التنفسية، ووحدات إزالة التلوث، ونظراً إلى الظروف الإشعاعية القاسية، فإن القوة العاملة تعمل في نوبات قصيرة، تدعمها اللوجستيات الثقيلة للتبرع بالأجهزة الواقية، وتتجنب البرمجيات الصحية المتفرغة، وتحتاج أيضاً إلى قوة أمنية كبيرة، وموظفين طبيين، وبرامج تدريبية للإبقاء على مجموعة من المهارات من تكاليف الاحتفاظ بالذاكرة.
تقنيات الاستخدام الأمثل للتكاليف في الممارسة العملية
وفي ضوء تقديرات التكاليف المذهلة، اعتمد أصحاب المصلحة مجموعة من الاستراتيجيات المثلى المستمدة من أفضل الممارسات في مجال وقف التشغيل النووي وأساليب إدارة المشاريع المبتكرة، وتهدف هذه الأساليب إلى تخفيض النفقات دون تآكل هوامش الأمان.
النهج الموحدة والموحدة لإبطال مفعول الذخائر
ومن الدروس الأولى، فائدة نظام الوحدات، فبدلا من تصميم كل أداة أو حاوية نفايات كنقطة واحدة، يقوم المهندسون بتطوير نظم نموذجية يمكن تكييفها عبر الوحدات الثلاث المتضررة، وعلى سبيل المثال، يجري تصميم برنامج استعادة الحطام للوحدة 2 باستخدام وصلات بينية ومكونات يمكن إعادة تشكيلها للوحدتين 1 و 3، مما يقلل كثيرا من تكاليف الهندسة المكررة.
الأجهزة الآلية المتقدمة والمناولة عن بعد
كما أن المركبات التي تعمل عن بعد والمجهزة بكاميرات تحمل الإشعاع، ومستشعرات ليدار، والتلاعب بالأسلحة يمكن أن يدخل إلى مناطق لا يمكن فيها للإنسان أن يذهب، وتكاليف التنمية مرتفعة، ولكن مدخرات طويلة الأجل، ويمكن أن يفتش الميكانيكيون مواقع متعددة، ويجمعون البيانات اللازمة لتصميم الأدوات اللاحقة، ويقللون من عدد عمال الصيانة المطلوبين للدخول إلى مواقع الرصد، ويحميون، ويزيلون من التلوث.
رصد الوقت الحقيقي وتنفيذ التوائم الرقمية
وقد تم إنتاج نظم رصد في الوقت الحقيقي تستخدم آلاف أجهزة الاستشعار الإشعاعية، وأجهزة الترميز، وأجهزة القياس الهيكلي، وتتبع بيانات تيار الأشعة إلى غرفة المراقبة المركزية، وهذا الفحص المستمر يتيح للمشغلين اكتشاف حالات الشذوذ في وقت مبكر والجدول الزمني قبل تصعيد القضايا الثانوية إلى عمليات الإصلاح المكلّفة، وفي الآونة الأخيرة، بدأ المهندسون في استحداث توأم رقمي للمفاعلات - المقاييس الفيزيائية المضرورة.
الجدول المتكامل للمشروع وتحليل المسارات الحرجة
ونظرا للترابط بين مسارات العمل، فإن تقنيات الجدولة المتطورة أساسية لمراقبة التكاليف، وتستخدم هذه التقنيات تحليلا نقديا للمسارات لتحديد الأنشطة التي تدفع الجدول الزمني العام والتي يكون فيها التعجيل أكثر فائدة، ومن خلال تسلسل عمليات إزالة الوقود المستهلك واسترجاع الحطام والتفكيك الهيكلي لتجنب الاختناقات في القدرة على معالجة النفايات أو توافر الخلايا الساخنة، فإن المشروع يقلل من الوقت المتاح لإجراء عمليات استعراض مكلفة ولموظفين متخصصين.
الإنهاء التدريجي والتخطيط للطوارئ المالية
ومن شأن قراءة عبء العمل على مدى عقود أن يحول دون حدوث انخفاضات كبيرة في رأس المال إلى نفقات سنوية يمكن إدارتها، وقد نظمت الحكومة اليابانية التمويل من خلال السندات التي تدعمها الدولة، وتبرعات أصحاب الأسهم، والحسابات الخاصة، مما يتيح وقف التشغيل حتى أثناء فترات الانكماش الاقتصادي، كما أن تكرار المواقف المتعلقة بتصميم المركبات لا يزال أمرا ممكنا، وتُظهر النتائج التالية.
خفض حجم النفايات والتقليل منها
ونظراً لأن تكاليف التخلص من النفايات هي نفقات كبيرة طويلة الأجل، فإن خفض حجم النفايات في كل فرصة يحقق وفورات كبيرة، فالتقنيات مثل التضاؤم العالي القوة من أجل النفايات الصلبة الجافة، والحرق من المواد القابلة للحرق، والعلاج الكيميائي أو الحراري من الحمأة والراتنجات يمكن أن تُنشر لتقليل حجم التخلص النهائي من النفايات إلى أدنى حد ممكن.
دور التعاون الدولي ونقل المعارف
:: مشروع الياباني المعزول، وقد جلب التعاون الدولي خبرات ومعدات تقلل من منحنى التعلم والتكاليف المشتركة، وقد اضطلعت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ببعثات متعددة لاستعراض الأقران، وقدمت تقييمات مستقلة لنموذج الطريق، وقدمت توصيات من شأنها تحسين الكفاءة.
ويتفادى هذا التقاسم المفتوح للبيانات - من حيث الوصف المادي إلى استخدام أدوات الأداء عن بعد ازدواجية التجارب الباهظة التكلفة ويعجل بنشر التكنولوجيات النضجية، وقد استخلصت الدروس المستفادة من تنظيف وحدة جزر ميلي الثلاثة - 2 من الحطام الأساسي استراتيجيات لأخذ العينات الأساسية من بعد ومعالجة الوقود المأجور، وبالمثل، فإن الخبرة المكتسبة من إلغاء تشغيل المفاعل المتطور الغازي الشائكة قد أتاحت رؤية في إدارة المعارف العالمية القديمة وغير ذلك من الفوائد المعقدة.
التحديات المستقبلية ومصانع التكاليف الناشئة
وعلى الرغم من التقدم المحرز، يمكن أن تؤدي عوامل عديدة إلى ارتفاع التكاليف، إذ أن الحجم الدقيق للحطام والكيميائي ما زالا غير معروفين جزئيا؛ كما أن اكتشاف وقود واسع الانتشار يتجاوز منطقة ما قبل الولادة سيتطلب توسيعا كبيرا في البنية الأساسية للاسترجاع، وقد تستلزم البيئة السيزمية في اليابان الساحلية تعزيزا هيكليا مستمرا ونظما للإنذار المبكر، مما يضيف تكاليف رأس المال والتشغيل، ومع أن وقف التشغيل قد يمتد إلى 2050 نظاما، فإن خطر الانقطاع عن العمل في نظم التحكم في العناصر المصممة في الأسطول الآلي.
وثمة متغير آخر مهم في التكلفة هو إنشاء موقع للتخلص النهائي من الكميات الهائلة من النفايات المنخفضة والمتوسطة الحجم، ويستهلك التخزين المؤقت في فوكوشيما دايتشي عقارات قيمة ويتحمل نفقات الصيانة الجارية؛ وفي نهاية المطاف، يجب وضع مواقع للمستودعات الدائمة وتشييدها، وعملية تنطوي على منح تراخيص اجتماعية طويلة والموافقة التنظيمية، كما أن الأطر الزمنية للقبول السياسي والعام غير قابلة للتنبؤ ويمكن أن تستحدث جوانب متعددة الازدواج في مجال التخلص من التربة.
وسيظل الرصد الطويل الأجل للمياه الجوفية والنظم الإيكولوجية البحرية تكلفة متكررة لعدة عقود بعد اكتمال الانقطاع المادي عن العمل، مما يشكل تراثا ماليا دائما، وقدرت المنظمة مؤخرا أن إدارة المياه الجوفية وحدها، بما في ذلك ضخ المياه الجوفية وعلاجها، تتكبد تكاليف حوالي 7 بلايين ين سنويا، وأن إظهار أن تصريف المياه المعالجة بمبيدات الآفات لا يضر بالبيئة البحرية يتطلب دفع عينات وتحليلات مستمرة، مما يضيف نفقات جديدة أخرى يحتمل أن تستمر.
التوقعات الاستراتيجية والخاتمة
إن وقف تشغيل فوكوشيما دايتشي هو مشروع هندسي متعدد المعالم مع عدد قليل من المواز التاريخية، وتتداخل عناصر تكاليفه بشكل عميق مع الموقعين " و " التعقيد الإشعاعي " ، والحاجة إلى تكنولوجيا البناء حسب الطلب، والطلب غير المكرر على السلامة، وتزيد تقنيات التعظيم - من التصميم النموذجي والروبية إلى التوأم الرقمي، وتظهر برامج التمويل التدريجي بالفعل وفورات يمكن قياسها، ولن تنمو إلا.
كما أن المشروع يشكل سريرا اختباريا للصناعة النووية العالمية، إذ أن الأساليب التي وضعت للمناولة عن بعد والتقليل من النفايات وإدارة المشاريع الطويلة الأجل في ظل ظروف متطرفة ستبلغ استراتيجيات وقف التشغيل في مرافق نووية جديدة في جميع أنحاء العالم، وكل ين يستثمر في تحقيق الحد الأمثل من المخاطر التي تترك في المستقبل، بما يكفل تطبيق الدروس المستفادة من فوكوشيما ليس فقط على تنظيفها بل على التحدي الأوسع المتمثل في إدارة مواقع الأمان النووي.