فوكوشيما دايتشي: مهرب من الضعف

محطة فوكوشيما دايشي للطاقة النووية، التي تديرها شركة طوكيو للطاقة الكهربائية، كانت تقع على ساحل المحيط الهادئ في محافظة فوكوشيما، حوالي 250 كيلومترا شمال شرق طوكيو، وبدأت أعمال البناء في عام 1967، حيث دخلت أول ستة مفاعلات مائية مغلية (BWRs) الخدمة التجارية في عام 1971.

وكان الأساس الذي استند إليه تصميم النباتات للظواهر السيزمية هو حجم زلازل يصل إلى ٨,٠ وطول أمواج تسونامي يصل إلى ٥,٧ مترا، وكان الغرض من الجدار البحري الواقي، الذي يبلغ ٥,٧ مترا فوق سطح البحر، هو تحمل هذا الحدث، وهذا الافتراض، كما تبين لاحقا، متفائل بشكل خطير، وكان تاريخ المنطقة من الزلازل الكبيرة التي تصيب المنطقة من جراء التسونامي - بما في ذلك تقييم الزلزال الذي وقع عليه في عام ١٨٩٦.

The Trigger: A 9.0 Megathrust Earthquake

وفي الساعة الثانية والأربعين من صباح اليوم الحادي عشر من آذار/مارس 2011، ضرب زلزال ضخم من نوع 9.0 ميغاثروت ساحل سانريكو، حيث كان مركزه يناهز 130 كيلومتراً شرق سنداي، وكان أقوى زلزال سُجل في اليابان، ورابع أقوى زلزال على الصعيد العالمي منذ بدء السجلات الزلزالية الحديثة، الذي أطلق رسمياً على الزلزال الأعظم في شرق اليابان، أدى إلى تهزُّم أرضي عنيفة مصممة تلقائياً على مفاعل وقفها.

وقد تسبب الزلزال في إلحاق أضرار كبيرة بشبكة الطاقة الخارجية، مما أدى إلى تحطيم ستة خطوط نقل النبات، وبدأت مولدات الديزل الطارئة تلقائياً في تزويد نظم التبريد الحرجة بالطاقة، وكانت هذه المحطة مستقرة لفترة وجيزة، غير أن الزلزال قد أحدث بالفعل سلسلة من مواطن الضعف، وقد ألحقت الأنابيب الأرضية أضراراً بالأنابيب والهياكل الجوفية، كما أن فقدان القدرة خارج الموقع يعني أن المصنع يعتمد الآن اعتماداً كاملاً على نظمه الاحتياطية.

"الواح الذي أشرف على الدفاعات"

وبعد مرور نحو ٤١ دقيقة على الصدمة الرئيسية، ضرب خط الساحل أول سلسلة من موجات التسونامي الهائلة، ونشأت نتيجة للتشريد الرأسي الهائل لقاع البحر على طول شجرة اليابان، كانت الموجات غير أي شيء نظر إليه مصممو المصنع، وبلغت أكبر موجة في فوكوشيما دايشي أكثر من ١٤ مترا في الارتفاع، وتجاوزت بسهولة جدار البحر الذي يتراوح بين ٥ و ٧ مليمتر، وفتحت المفاعلات الطورية.

وغرقت مياه البحر مولدات الديزل ومضخات مياه الخدم الأساسية ونظم التوزيع الكهربائي، مما أدى إلى تعطيل قدرة المصنع على إزالة حرارة التحلل من نواة المفاعلات ومجمعات الوقود المستهلك، وكانت حالة انقطاع المحطة شبه كاملة، ولم يبق سوى مولد واحد مجهز بالهواء في المفاعل 6 صالحة للعمل، ولكن لم يكن بالإمكان تقاسمه بفعالية بسبب تدمير شبكة التوزيع، وفقد كل من مفاعل الطاقة الكهربائية المنضبوط بها، ومفاعلات تشغيلية، ومفاعلات تعمل بالكهرباء،

سلسلة من الملاجئ الأساسية

وبدون التبريد، تسببت حرارة التحلل من نواة المفاعلات التي أغلقت مؤخرا في ارتفاع حرارة المياه وضغطها للزيادة بسرعة، حيث انخفض مستوى المياه في سفن ضغط المفاعل، مما يكشف عن قضبان الوقود، وبدأت تفكك عوازل الزركونيوم في الغلاف الجوي البخاري، مما أدى إلى إنتاج غاز الهيدروجين في رد فعل مطفأة في نقطة الأوعية الدموية.

وتسلسل الأحداث التي تلت عدة أيام، مما يسجل تقدما سريعا لا يغتفر:

  • Reactor 1:] Core melting began within hours of the tsunami. By March 12, at 15:36, a hydrogen explosion detonated in the upper service floor of the reactor building, blowing off the roof cladding and releasing a falle of radioactive material. The explosion was caused by hydrogen generated from the zirconium-steamrated.
  • Reactor 3:] A similar hydrogen explosion occurred on March 14 at 11:01, severely damaging the reactor building structure and scattering debris. This explosion injured eleven workers and further complicated response efforts. Core melting was extensive, with molten fueling the pressure vessel and pooling on the containment floor.
  • Reactor 2:] Core melting also occurred, but the containment integrity was more challenged. A suspected containment breach allowed the release of a significant amount of radioactive water and gases. The lack of a hydrogen explosion does not imply a less serious outcome; internal damage was severe, and ongoing leakage of contaminated water has been a persistent problem.
  • Reactor 4:] This unit was defueled at the time of theزل, with all fuel rods stored in the spent fuel pool on the upper floor of the reactor building. However, hydrogen generated in reactor 3 migrated through shared ventilation ducts into the reactor 4 building, where it accumulated. On March 15 at 06:00

11 - أعلنت الحكومة اليابانية حالة طوارئ نووية في الساعة 19:03 في آذار/مارس، وبدأت أوامر الإجلاء للمقيمين في نطاق 2 كيلومترات، ثم اتسعت بعد ذلك إلى 3 كيلومترات، ثم 10 كيلومترات، وفي نهاية المطاف إلى منطقة استبعاد 20 كيلومترا، وعقّدت عملية الإجلاء بسبب الكارثة المستمرة: فقد تضررت الطرق، وعطلت الاتصالات، وترك الجمهور دون معلومات واضحة.

أسباب الروت: عدم وجود نظامي

الكوارث الطبيعية كطرف

السبب المباشر للحادث كان مزيجاً غير مسبوق من زلزال بحجم 9 زلزال وأمواج تسونامي التي تجاوزت بكثير أساس تصميم المصنع، وتوافق الآراء العلمي على أن الزلزال نفسه لم يسبب ضرراً هيكلياً بالغ الأهمية لنظم سلامة المفاعلات، بل كان التطهير التام من كارثة تسونامي الذي عطل جميع طبقات الطاقة الكهربائية في حالات الطوارئ والتبريد، وهذا الحدث يجسد فشلاً مشتركاً في الحد الأقصى المفترض لم يكن ممكناً.

الخصومات التصميمية والهندسية

وكشفت التحقيقات اللاحقة التي أجرتها لجنة اليابان المستقلة المعنية بالديت والوكالة الدولية للطاقة الذرية ومنظمة تي بيكو نفسها عن وجود أوجه ضعف في التصميم العميقة، وقد استند ارتفاع الجدار البحري إلى نماذج تسونامي قديمة ولم يُرفع على الرغم من الأدلة العلمية الناشئة عن وجود متغيرات محتملة أكبر.

وقد كان تصميم احتواء مارك I المستخدم في الموقع الخاص بمراكز إعادة التأهيل البيئي التابعة له حدود معروفة: انخفاض هوامش الضغط على التصميم وأحجام الاحتواء الأصغر مقارنة بتصميمات الاحتواء اللاحقة، وفي سيناريو الحوادث الشديدة، لم يكن من الممكن أن يتحد تراكم الضغط من سلامة الاحتواء، ولم تصعب نظم التهوية لمنع تراكم الهيدروجين، وقد أدى نظام مكثف الطوارئ في المفاعل 1، الذي يعتمد على صمامات احتياطية تعمل بالبطارية، إلى تعطيل.

القدرات التنظيمية والتنظيمية

وخارج المصنع المادي، كشف الحادث عن الفشل التنظيمي العام، وخلصت لجنة التحقيق المستقلة المعنية بالحادث النووي في اليابان إلى أن الكارثة كانت أساساً نتيجة للتواطؤ بين مشغلي المصانع والمنظمين والحكومة، وقللت من تقدير خطر التسونامي، ولم تنفذ تدابير مضادة مثل رفع الجدار البحري أو إعادة تشكيل مجموعة من المولدات رغم عدم وجودها.

وقد أُلقيت على وكالة الأمان النووي والصناعية عبء الولاية المزدوجة المتمثلة في تعزيز الطاقة النووية وتنظيم سلامتها، التي تعمل في ظل تضارب ملازم في المصالح، مما يعني أن الإنذارات قد أُغلقت وأن التأهب لحالات الطوارئ غير كاف تماما. ووفقاً لتصورات إنشاء موقع للرابطة النووية العالمية ، لم يتم اعتماد المعايير الدولية لإدارة الحوادث الخطيرة أو ممارسة في محطة طوارئ مطولة.

الآثار البشرية والبيئية الواسعة

وقدرت لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري (UNSCEAR) مجموع الإطلاقات الجوية التي كانت تُطلق في منطقة فوكوشيما الشمالية من مقاطعة فوكوشيما.

  • Evacuation and Displacement:] Over 150,000 people were evictiond from a 20-kilometer exclusion zone and other heavily contaminated areas. Many have never returned, due to ongoing contamination concerns, the loss of social infrastructure, and lingering psychological trauma. The eviction itself imposed severe hardship on vulnerable populations, including hospitalized patients and elderly residents, with reports of deaths directly linked to the stress of medical care.
  • (أ) الآثار الصحية: (]) كانت الجرعة الإشعاعية المباشرة للجمهور محدودة نسبياً بسبب الإجلاء السريع، ولم تحدث حالات الإصابة بأمراض الإشعاع الحادة بين السكان، ومن المتوقع أن تكون مخاطر الإصابة بالسرطان في العمر ضئيلة جداً بحيث يمكن الكشف عنها من الناحية الوبائية، غير أن تأثير الصحة العقلية - بما في ذلك التعرض للإصابة بالإشعاع، وارتفاع معدل الإصابة بالسرطان بين العمال المشردين في سن مبكرة.
  • (أ) أن عملية التطهير البيئي: ] Cesium-137، التي تبلغ نصف العمر فيها نحو 30 عاما، لا تزال ملوثة طويلة الأجل من التربة والغابات، وقد أدت جهود إزالة التلوث إلى انخفاض معدلات الجرعات الملونة في المناطق السكنية، ولكن تخزين التربة والنفايات المزالة أصبح تحديا لوجستيا هائلا.
  • إن العبء الاقتصادي الكلي هائل، وقد تم تأميم هذه الشركة فعلياً، وقدرت الحكومة اليابانية التكلفة الإجمالية، بما في ذلك وقف التشغيل، والتعويض، وإزالة التلوث على أكثر من 22 تريليون ين (حوالي 200 بليون دولار)، ووقف جميع المفاعلات النووية لعمليات التفتيش على الوقود، وزيادة التكاليف اللاحقة في المواد الأحفورية

التحدي المتعلق بوقف التشغيل: مسعى متعدد الأقراص

إن وقف تشغيل المفاعلات الأربعة المضرورة يشكل تحديا هندسيا لم يسبق له مثيل، يتوقع أن يستغرق ما بين 30 و 40 عاما أو أكثر، والمهمة الرئيسية هي استعادة الحطام المميت من المفاعلات 1 و 2 و 3 - خليط من الوقود، وربط الزركونيوم، والمواد الهيكلية التي ترسخت في كتلة مشعة للغاية، وقد استخدمت المساحات الآلية ومعدات التصوير المتطرف المحتوية على مدافع من بعد في رسم خرائط موقع الإزالة، كما تتطلب إجراء التجارب المتخصصة.

ولا تزال إدارة المياه الملوثة مشكلة حرجة وغير محسومة، حيث تتسرب المياه الجوفية باستمرار إلى قاعات المفاعلات ومزجات المياه المبردة المستخدمة لإبقاء الحطام على ما هو بارد، وحتى عام 2023، كان أكثر من 1.3 مليون متر مكعب من المياه الملوثة، لملء 500 مجمع سباحة في الحجم الأولمبي، تم تخزينها في صهاريج مؤقتة، وقد بدأ إطلاق المياه المعالجة بالآلام المضادة للآبار في المحيط الهادئ، ووافقت الوكالة على ذلك كحد الأدنى من أجل استيفاء معايير السلامة.

ولا تزال مجمعات الوقود المستهلك في المفاعلات من 1 إلى 4 تحتوي على كميات كبيرة من الوقود المستهلك، وقد اكتملت إزالة الوقود من المفاعل 3 المدمر في عام 2021 بعد سنوات من التخطيط، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى إخلاء المجمعات في المفاعلات 1 و 2 و 4، وسيتطلب تفكيك مباني المفاعل في نهاية المطاف هندسة مبتكرة لتجنب المزيد من إطلاقات الغبار والحطام الإشعاعي.

إصلاح السلامة على الصعيد العالمي والهرب من الأراضي النووية

وكان لحادث فوكوشيما أثر عميق على برامج الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم، وفي اليابان، تم إغلاق جميع المفاعلات المتبقية تدريجياً لإجراء استعراضات السلامة، وأنشئت هيئة التنظيم النووي المستقلة في عام 2012 لإنفاذ معايير السلامة الجديدة الصارمة، وقد أعيد العمل بعد ذلك بمفاعلات عديدة بموجب هذه المعايير، ولكن المعارضة العامة لا تزال مرتفعة، ولم تسترد حصة الكهرباء النووية إلى مستويات ما قبل وقوع الحوادث.

وعلى الصعيد العالمي، اختلفت ردود الفعل، حيث عجلت ألمانيا خطاها Energiewende] وقررت التخلص التدريجي من الطاقة النووية بالكامل، وهي عملية أنجزت في نيسان/أبريل 2023، وأكدت سويسرا وبلجيكا من جديد خططا للخروج من الطاقة النووية، وحافظت فرنسا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة على برامجها النووية، ولكنها نفذت " اختبارات الحوادث " لإعادة تقييم قدرة المرفق على مواجهة الأحداث الطبيعية البالغة.

قامت الصين وكوريا الجنوبية، مع خطط طموحة للتوسع النووي، بإجراء استعراضات خاصة بها وبتنفيذ تحسينات تستند إلى دروس فوكوشيما، وازداد استخدام تقييمات السلامة المحتملة على الصعيد العالمي، وتم تعزيز برامج إدارة الحوادث الخطيرة، حيث نصبت مفاعلات عديدة في جميع أنحاء العالم مضخات محمولة إضافية وبطاريات ونظم تهوية معززة مصممة لمواجهة انقطاع المحطة المطول، وأصبح مبدأ " التنوع والتكرار " في أنظمة الدعم شرطاً مركزياً.

الدروس الدائمة والطريق إلى الأمام

وأكد فوكوشيما على عدة دروس حاسمة في الصناعة النووية وإدارة النظم التكنولوجية المعقدة، ويجب أن تنظر عمليات تقييم السلامة التساهلية، بصورة واقعية، في أحداث نادرة وشديدة التناقض يمكن أن تبطل في الوقت نفسه مستويات متعددة من الدفاع، ومن الضروري وجود ثقافة قوية للسلامة تشجع على التشكيك في المواقف والارتقاء بها، وذلك من أجل تحدي الرضا التنظيمي، ويجب أن يتجاوز التخطيط لحالات الطوارئ حدود النباتات، وأن يتضمن استراتيجيات واقعية للإجلاء والإنعاش الطويل الأجل تعطي الأولوية لأضعف أفراد المجتمع.

كما عجل الحادث في إجراء بحوث في تصميمات مفاعلات متقدمة تتضمن سمات السلامة السلبية - نظم لا تتطلب أي عمل من جانب المشغلين أو القدرة الخارجية للحفاظ على التبريد لأيام أو أسابيع، وتزيد تصميمات المفاعلات النموذجية الصغيرة والجيل الرابع من التشديد على آليات السلامة المتأصلة التي يمكن أن تحول دون وجود سيناريو شبيه بـه، وقد تسهم التجربة في تطوير تكنولوجيات نووية أكثر أمانا، حتى مع استمرار النقاش العالمي حول دور الطاقة النووية في التصدي لتغير المناخ.

إن البعد الإنساني يظل محورياً، فطوائف فوتوابا وأوكوما وغيرها من المدن المجاورة قد صمدت سنوات من التشرد وعدم التيقن، واستعادة أسباب عيشها والحفاظ على تراثها، وضمان الشفافية في التواصل بشأن المخاطر الإشعاعية، هي أمور أساسية لعملية الإنعاش.

خاتمة

إن حادث فوكوشيما النووي كان كارثة يمكن منعها، وسببها حدث طبيعي لم يسبق له مثيل استغل مواطن الضعف العميقة في التصميم والثقافة التنظيمية والرقابة التنظيمية، وسلسلة من الانهيارات الأساسية، والتفجيرات الهيدروجينية، والإطلاقات الإشعاعية، لا بد أن تترك علامة دائمة على المنطقة وعلى معايير الأمان النووي العالمية، ولئن كانت العواقب الصحية المباشرة قد احتوت، فإن الندوب الاجتماعية والاقتصادية والطفنية لا تزال ملحنة.