تعاونية بحوث المفاعلات بين المؤسسات الكندية والدولية

مقدمة إلى تكنولوجيا المفاعلات الكندية ومخططها العالمي

إن إعادة ظهور الطاقة النووية على الصعيد العالمي، التي تروج لها أهداف طموحة في مجال إزالة الكربون والحاجة إلى طاقة ثابتة مستدامة، قد جددت التركيز على مفاعل ثاني أكسيد الكربون (CANada Deuterium Uranium) الذي وضعته كندا خلال الخمسينات من خلال شراكة بين الطاقة الذرية المحدودة وشبكة أونتاريو للهيدروا، وهو مفاعل مكثف للمياه الثقيلة (PHWR) يبتعد عن المفاعل العالمي للمرونة.

The CANDU Advantage: Engineering and Operational Edge

ويرتكز التصميم على استخدام المياه الثقيلة (أكسيد الديوتروم) كعامل مبيد نيوترون ومبرد رئيسي، وهو يقدم اقتصادا محسوبا محسنا بدرجة كبيرة مقارنة بالملوثات الحرارية التي تستخدم المياه العادية، ويتيح المولدات الحرارية المحتوية على المفاعل القدرة على تحمل سلاسل الإثراء بالضغط الطبيعي لليورانيوم الطبيعي، وذلك بتجاوز المفاعلات المحتوية على مفاعلات مكثفة.

إعادة الإمداد بالوقود بواسطة آلات آلية هي سمة تشغيلية تحولية، ويمكن استبدال كل مجموعة من أنواع الوقود بينما يظل المفاعل في الطاقة الكاملة، وإزالة مخارج الوقود المطولة، وهذه القدرة تدفع عوامل القدرة الاستثنائية، حيث تحقق محطات عديدة من وحدة تكنولوجيا المعلومات معدلات توافرها باستمرار أكثر من 90 في المائة، وتشكل هذه الخصائص التشغيلية والأمنية أساس التعاون الدولي في مجال البحوث التي تركز على تمديد فترة التشغيل إلى ما بعد 60 سنة.

المؤسسات الكندية التي تفكك النظام الإيكولوجي للبحوث

قيادة كندا في أبحاث "كوندو" تُدعم بواسطة نظام إيكولوجي متكامل من المختبرات الحكومية، المرافق الصناعية، والمؤسسات الأكاديمية هذه الشبكة تحافظ على قاعدة المعرفة وتدفع باستمرار حدود علم المفاعلات والهندسة

المختبرات الوطنية والمرافق الصناعية

At the apex of the research infrastructure is [FLT:]Canadian Nuclear Laboratories (CNL)[FLT:], successor to AECL's research division and world---proliferation design of the Chalk River Laboratories, including hightemperature thermal-hydraulic cycles, neutron critical assemblies (ZED-2),

أجهزة توليد الطاقة الأكاديمية

وتشكل الجامعات الكندية الدعامة الثالثة لهذا النظام الإيكولوجي، حيث تقوم مؤسسات مثل جامعة أونتاريو للتكنولوجيا، وجامعة ماك ماستر، وجامعة واترلو، وجامعة كوين، واستضافة برامج بحثية نووية متخصصة في جامعة نيو برونزويك، بإجراء بحوث أساسية في مجال فيزياء المفاعلات، وعلم المياة الحرارية، وعلم المواد، وتقييم السلامة الاحتمالية، وتقوم شبكة البحوث في مجال الطاقة الكهربائية في مجال الهندسة النووية بالمواءمة.

نماذج التعاون الدولي: إطار شبكي

المشاركة الدولية في بحوث وحدة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات تتبع نموذج متعدد المستويات يتجاوز مجرد علاقة تجارية بين البائعين وموكليهما، وتُضفي الصفات الرسمية على التعاون من خلال اتفاقات حكومية دولية مثل اتفاق التعاون النووي المدني الكندي والهندي أو البروتوكولات الثنائية الكندية - التي تحدد مبادئ عدم الانتشار وإدارة الممتلكات الفكرية ونقل التكنولوجيا.

تعميق العلاقة بين التجارة والهند: المشاركة في التنمية وتقاسم الأمان

العلاقة بين كندا والهند في تكنولوجيا المفاعلات الثقيلة نشأت في الستينات بتشييد محطة راجاستن للطاقة الذرية، على الرغم من فترة التعاون المحدودة بعد التجربة النووية لعام 1974، فإن التسلسل التقني لأسطول الهند من البيوتادايين السداسي الكلور لا يزال مرتبطا ارتباطا وثيقا بمفاهيم اتحاد الجمهوريات المسيحية، وقد أدى تنشيط التعاون النووي المدني إلى تجديد كبير في البحوث المشتركة.

ورشات العمل المشتركة في إطار الوكالة الدولية للطاقة الذرية كثيراً ما ترى العلماء الكنديين والهنديين يتشاركون في تأليف الأوراق عن استراتيجيات التخفيف من الحرارة الحرارية والهيدروجينية التي تستخدمها أجهزة المفاعل الهندي، كانت بيانات المفاعلات الهندية مفيدة في التحقق من رموز الحوادث الخطيرة مثل ماب-كاندو وغوتيك للسيناريوهات التي تنطوي على انقطاع محطات مطولة، وتطلعاً إلى ذلك، هناك اهتمام متزايد بأعمال التصميم المفاهيميّة لمفاعلات المياه الثقيلة

أسطول رومانيا: مختبر أوروبي للترفيع

وتستضيف رومانيا محطة الطاقة النووية في كيرنافودو، التي تعمل بوحدتين من وحدات CANDU-6 مكتملتين جزئياً في انتظار اتخاذ قرارات استراتيجية، مما يجعل رومانيا محوراً تشغيلياً لتكنولوجيات وحدة مكافحة المخدرات في الاتحاد الأوروبي، ويجسد التعاون بين كندا ورومانيا شراكة تقنية عميقة وطويلة الأجل، وقد أصبح التجديد الجاري لوحدة Cernavodă 1 اختباراً حاسماً لتقنيات تطوير الأجهزة الكهربائية المتقدمة وإدارة المشاريع التي طورتها كندا.

وفيما عدا المعدات، تركز الشراكة تركيزاً كبيراً على نقل المعارف، ويتلقى المهندسون الرومانيون تدريباً واسع النطاق يقوم على المحاكاة ويُعد بالاشتراك مع مدربين كنديين، ويكفلون المواءمة بين الإجراءات التشغيلية وثقافة السلامة، ويتعاون أعضاء الجامعة البوخارست مع الباحثين الكنديين لإجراء تقييمات للسلامة المحتملة ودراسات التقدم الحادة في الحوادث، على نحو يساعد على التحقق من حالات السلامة لدورات التشغيل الموسعة.

كوريا الجنوبية: البحوث المشتركة في مجال السلامة وتعبئة الوقود

وتقوم كوريا الجنوبية بتشغيل أربع وحدات من طراز CANDU-6 في موقع وولسونغ، تحقق باستمرار بعض عوامل القدرة العليا في الأسطول العالمي، وقد قام معهد البحوث للطاقة الذرية الكورية والقوى النووية الكورية بإغلاق دورة الوقود المستنفد في إطار برنامج الطاقة النووية في كندا، وقد برهنت هذه العملية على أن المفاعلات المفاعلية للوقود المحتوي على وقود متعدد الكلورات تعمل على إنتاج الوقود.

البحث عن السلامة يظل دعامة أساسية، وقد أحدثت حلقات الاختبار الحرارية الحرارية المائية المتقدمة بيانات عالية الجودة عن التدفق الحرج في ظروف التدفق الخاصة بوحدة مكافحة التصحر، وهي عوامل أساسية للتحقق من مدونة تحليل السلامة لشبكة أسبريت - فولت، وقد تحولت المبادرات الأخيرة إلى تخفيف حدة الحوادث، بما في ذلك نظم التهوية المؤقتة واستراتيجيات إعادة التكييف الهيدروجينية المصممة خصيصاً لمراكز التعاون المتعددة الأطراف في كوريا

توسيع الأفق: التعاون مع الصين والأرجنتين

وتمتد البصمة العالمية لبحوث الاتحاد إلى شرق آسيا وأمريكا اللاتينية، وتتألف المرحلة الثالثة من كينشان الصينية من مفاعلين من طراز CANDU-6، وهو أحدث نشر للتكنولوجيا في المنطقة، وتكثف التعاون في مجال البحوث بعد التكليف، ولا سيما في دورات الوقود المتقدمة، وكان من الإنجازات البارزة النجاح في إذكاء مجموعة الوقود القائمة على أساس ثوريوم في كينشان، مما يدل على قدرة الباحثين الكنديين على استخدام الهرمونات.

وفي الأرجنتين، شاركت محطات توليد الطاقة النووية في أتوشا، على أساس تصميم ألمانيا للمياه الثقيلة من جانب سيمينز، في تبادل مبادئ السلامة والعمليات مع أسطول الاتحاد، وشارك خبراء كنديون من المجلس الوطني للتحرير والمرافق في اختبارات الإجهاد واستعراضات مستقلة للسلامة في أثوشا الثانية، مما يعزز تبادل أفضل الممارسات في معايير تصنيع الأنابيب، وإدارة الرشوة، وتقنيات التفتيش أثناء الخدمة، كما أن مركز التدريب في شيلي في مجال تكنولوجيا المعلومات الأساسية المتعلقة بالطب والمواد النووية يوفر أيضا.

بحوث عدم الانتشار والضمانات

ومن الأبعاد الحاسمة للبحوث الدولية التي تجريها اللجنة تعزيز عدم الانتشار النووي والضمانات، كما أن استخدام اليورانيوم الطبيعي في تصميمها يزيل الحاجة إلى التخصيب، ويقلل من مخاطر الانتشار المرتبطة بمرافق التخصيب، ويركز التعاون الدولي على تطوير تقنيات ضمانات متقدمة يمكن أن ترصد أرباح الوقود في الوقت الحقيقي دون إعاقة جهود إعادة الإمداد بالطاقة، وتعاون الباحثون الكنديون والدوليون في المجلس الوطني لتحرير رواندا مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية على نشر نظم رصد الإشعاع غير المكيف ودراسات مصممة.

التدريب ونقل المعارف وبناء القدرات

ويتطلب الحفاظ على الأداء الكبير لأسطول اتحاد الكاندو العالمي نظاما قويا لتنمية رأس المال البشري، ويعمل فريق مالكي هذه المجموعة بمثابة المنتدى المركزي، مما يمكّن مديري المحطات من كندا ورومانيا وكوريا الجنوبية والصين والأرجنتين من تبادل الخبرات التشغيلية وإجراء استعراضات الأقران وتمويل مشاريع البحث المشتركة.

وتتيح الشراكات الأكاديمية، التي تيسرها شبكة الأمم المتحدة للإعلام ومذكرات التفاهم الخاصة بالجامعات الفردية، الإشراف المشترك على طلبة الدراسات العليا، وقد يتقاسم مرشح من أحد البلدان الشريكة الوقت بين جامعة كندي ومعهد بحوث منزلي، ويعمل على مواضيع مثل قياس كمية عدم اليقين في تحليل السلامة أو المواد المتقدمة لأوابيب الضغط، ويتيح التفوق الكامل للمنشطات التي يتم تركيبها في مراكز التدريب الدولية للمشغلين تبادل سيناريوهات في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك سيناريوهات آمنة.

مرونة استخدام الوقود وبحوث الوقود المتقدمة

ومن السمات المحددة لنظام وحدة مكافحة التصحر في جميع أنواع الوقود غير المتناظرة، وهو محرك رئيسي من وحدات المعالجة بالوقود الدولية المتقدمة، وقد نجحت البرامج المشتركة في فحص وقود اليورانيوم المستخرج والأكسيد المختلط، ومفهوم " المفاعل المتطور للغازلة " ، الذي يتكون من هامش متطور مع الشركاء الصينيين والكوريين، ويتوخى أن يكون هناك مفاعل مركب على نحو أفضل لإدارة الوقود

الاتجاهات المستقبلية: تصميمات الجيل المقبل والمفاعلات النموذجية الصغيرة

وتغذي المعارف التقنية المتراكمة منذ عقود من التعاون الدولي موجة الابتكار التالية: إن مفهوم " مفاعل اليورانيوم الطبيعي " (Modular Natural Uranium Reactor) وما يماثله من تصميمات ذات تردد شديد في المياه الثقيلة، وهذه الوحدات الصغيرة ذات المصانع الصنع المجهزة، تحفز على السلامة المتأصلة ومرونة الوقود في تكنولوجيا " CANDU " في مجموعة من النماذج والميسورة.

وفيما عدا العلاقات بين الدول الجزرية الصغيرة، تعد مفاهيم البرمجيات المحتوية على المياه السطحية التي تعدها الوكالة الكندية للطاقة الذرية بتحقيق كفاءة حرارية أعلى، ووضع مخططات أكثر بساطة، وتتوسع البحوث في إدماج مفاعلات هذه البرمجيات ذات الإنتاج الهيدروجيني من خلال دورات الكهرومغناطيسية ذات درجة عالية من الحرارة، أو دورات الكيماويات التعاونية، وتُعد تطوير التوأم الرقمية وأدوات الصيانة التنبؤية التي تقودها الوكالة الكندية، بمثابة إطار عمل آخر للصيانة الأمثل

وما زالت الشراكات الدائمة القائمة على التطرف العلمي والتميز التشغيلي تدفع بحوث اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين إلى الأمام، إذ أن هذه الهياكل الأساسية التعاونية، من خلال الحفاظ على نموذج حقيقي للتنمية المشتركة بدلا من اتباع نهج مركزي للبائعين، قد بنت المؤسسات الكندية ونظائرها الدولية مجتمعا عالميا مرنا ومكيفا، ومع مواجهة العالم لتغير المناخ، فإن هذه الهياكل الأساسية التعاونية تُشغل موقعا يتيح للجنة استخدام الطاقة المأمونة والموثوقة المنخفضة الكربون لعقود، وتكييفها مع مصادر الوقود الجديدة، وتطورة السلامة.