تصميم المفاعلات وفلسفة السلامة المتلازمة

وقد كان مفاعل شركة CANDU (CANada Deuterium Uranium) أساسا لتوليد الكهرباء في كندا وتكنولوجيا تصديرية ملحوظة لأكثر من خمسة عقود، ويوفر تصميمها الخاص بالماء الثقيل صورة واضحة عن السلامة التي تحددها مفاعلات المياه الخفيفة، كما أن المياه الثقيلة (أكسيد الديوتروم) هي بمثابة موصل ومبرد، مما يتيح للمفاعل العمل على اليورانيوم الطبيعي دون ضغط أفقي.

ويتبع التصميم استراتيجية تقليدية للدفاع المتعمق مع طبقات حماية متعددة، ويعتمد المستوى الأول على مواد عالية الجودة، وعلى هوامش هندسية متحفظة، وإجراءات تشغيلية قوية، ويضيف المستوى الثاني نظاماً لمراقبة التصريف السريع وإغلاقه: نظامان مستقلان وقادراً تماماً على وقف إنتاج الغازات (SDS1 وSDS2).

إطارات الاستجابة لحالات الطوارئ في المحطات النووية الكندية

وقبل دراسة حوادث محددة، من الضروري فهم التخطيط المهيكل لحالات الطوارئ الذي يحيط بمواقع اتحادات البلدان الناطقة بالفرنسية، وفي كندا، تخضع الاستجابة لحالات الطوارئ النووية لخطط إقليمية واتحادية، وتديرها خطة أونتاريو للاستجابة الطارئة الدولية، وتنسق الجهود فيما بين البلديات، والمقاطعة، وتضع معايير مفصلة لتحديد الطاقة في المناطق التي يُسمح فيها باستخدامها في إطار الوكالة الدولية للطاقة الذرية.

ويتقدم هيكل الاستجابة عادة من إنذار إلى حالة الطوارئ في منطقة محددة إلى حالة الطوارئ العامة التي أعلنتها حكومة المقاطعة، وفي كل تصاعد، تنشط مرافق الطوارئ المخصصة: مركز الدعم التقني في الموقع، ومركز عمليات الطوارئ، ومراكز القيادة خارج الموقع، وتدير هذه المرافق سلامة المفاعلات وتنسق الأفرقة الميدانية وتتواصل مع الجمهور، وقد أثرت الدروس المستفادة من الحوادث السابقة في تحديث هذه الأطر، ولا سيما فيما يتعلق بنظم التدريب في مجال الاتصالات في الوقت الحقيقي، وتبادل البيانات في حالات الطوارئ.

وتلاحظ الرابطة العالمية النووية ] أن الجهات الفاعلة النووية الكندية تشارك أيضا في عمليات استعراض الأقران الدولية وتتبادل أفضل الممارسات من خلال منظمات مثل الرابطة العالمية للمشغلين النوويين، وقد عجلت هذه التبادلات باعتماد تدابير معززة للتأهب لحالات الطوارئ، بما في ذلك استخدام مقطورات الاتصالات المتنقلة والإمدادات التي سبقت الإعداد للأحداث المتعددة الوحدات.

الحوادث الملحوظة التي وقعت في كندا ومساهماتها في السلامة

بيكرينغ بيير توبي ريبست (1983)

وفي 1 آب/أغسطس 1983، تعرضت وحدة بيكرينغ 2 لفقد مفاجئ في المبرد عندما كسر أنبوب ضغط واحد، ويعزى الفشل إلى تأخير كسور الهيدرايدج - هدرايدزكونيوم الذي تم تشكيله عبر الزمن في مناطق التوتر الشديد في المنطقة المشتركة المتجددة، مما أدى في نهاية المطاف إلى خرق الأنبوب، ولأن المفاعل يستخدم مئات من أنبوبات الضغط التي يمكن استبدالها، فإن الكسر كان معزولا:

ومن منظور مراقبة المفاعلات، كان الرد مستقيماً، ولكن الآثار الهندسية كانت عميقة، وكشف الحادث أن أساليب التفتيش أثناء الخدمة منذ السبعينات غير كافية لكشف عمليات التفكك في مرحلة مبكرة، وأن شركة أونتاريو هيدرو بدأت في برنامج تفتيش التسرب المكثف، ووضعت بروتوكولات اختبارية جارية وقائمة على درجة الحرارة في جميع أنحاء العالم، ووضعت منهجية لاختيار أجهزة تحديد درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم.

كما أدى التحقيق التقني إلى تحسين فهم آليات تدهور المواد، حيث قدمت الفحوصات المميتة المفصلة للأنبوب الفاشل بيانات صقلت نماذج التنبؤ بتشكيل الهيدرايد، وهذه النماذج تتيح للمشغلين تقدير مدى الحياة في إطار الضغط بمزيد من الدقة واستبدال الجداول بصورة استباقية، وقد عززت الحادثة المبدأ القائل بأن حتى النظم المصممة جيدا تتطلب رصدا مستمرا، وأن العلوم المادية يجب أن تظل كفاءة أساسية في العمليات النووية.

بيكرينغ تريتيوم ليك (1992)

وفي 2 آب/أغسطس 1992، أطلق تسرب صغير للمياه الثقيلة في محطة بيكرينغ للتوليد النووي ثلاثي إلى البيئة، ونشأ التسرب من أنبوب متآكل في نظام مدير المناقشة، ولم يتم في البداية اكتشاف الإطلاق لأن أجهزة رصد الترايتيوم في الهواء لم تكن موجودة على الوجه الأمثل مقارنة بمسار التسرب، ورغم أن إجمالي الانبعاثات كان أقل بكثير من فترة الوعي التنظيمية البالغة 230 ترياكيراً.

أولها أن الكشف المبكر يعتمد على الأدوات المادية أيضاً على دمج البيانات من نظم نباتية متعددة، وفي أعقاب الحادثة، قامت المحطات بتوسيع شبكة مراقبي ثلاثية الأبعاد وربطها بمنطق العزل المركزي في غرفة التحكم، وتأكد من أن الانحرافات الدقيقة تؤدي إلى استجابة مباشرة من قبل المشغلين، وثانياً، كشفت الأحداث عن حدوث صدع في الاتصالات الداخلية.

كما أدى الحادث إلى استعراض أوسع للبنى التحتية القديمة في مصانع وحدة الأراضي الكندية، وكان الأنابيب المتآكلة جزءا من نظام لم يُعطَى الأولوية للتفتيش بسبب المخاطر التي يُتصور أنها منخفضة، وبعد ذلك، نُفذ برنامج شامل لإدارة الشيخوخة في جميع محطات اتحادات كندا، مما يتطلب تفتيشا منهجيا لجميع النظم التي تحتوي على مياه ثقيلة، بغض النظر عن تصنيفها السابق للمخاطر، وكفل هذا النهج الاستباقي تحديد ومعالجة مسارات أخرى محتملة لنزاهة الأصول قبل أن تصبح قضايا تشغيلية.

بروس باور توغل (2009)

وفي أواخر تشرين الثاني/نوفمبر 2009، خلال فترة إعادة تشغيل وحدة بروس ألف 4، حدث انفجار غير مخطط للطاقة، وكان المفاعل في مستوى منخفض بعد انقطاع طويل، وكان المشغلون يسحبون قضبان مكيفة للتغلب على التسمم الرئوي، ونظرا لخطأ منطقي في نظام المراقبة، أذن المفاعل المنظم بانسحاب أسرع من المتوقع من أجهزة إعادة التزود بالوقود، مما أدى إلى زيادة سريعة في الطاقة الكهربائية تتجاوز معدل التلف المعتزم.

لم يطعن هذا الحدث في الحواجز المادية للمصنع ولكنه كشف عن نقاط ضعف متأخّرة في كل من برامج نظام المراقبة والتفاعل بين البشر والملحقين على المستوى الإجرائي، وقد تبين من التحقيق الذي أجري لاحقاً من قبل شركة بروس باور وشركة سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي سي بي أن معدلات القدرة المنخفضة هي التي تُحدّ من معدل التراكم على إنتاج الوقود

وقد طلب المجلس الوطني للسلامة الكيميائية بعد ذلك أن تستعرض جميع محطات الاتحاد الوطني للاستقلال التام لأنظمتها الرقمية التي تنظم المنطق غير المكتشف، وأن تعزز إجراءات استجابة المشغل للأجهزة المتحركة للمرورات المتحركة، وأن هذا الاستعراض الشامل للصناعة يوزع الدروس خارج بروس باور، ويذكّر مجتمع اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين بأن نظم السلامة الرقمية تتطلب نفس التحقق الدقيق والتحقق من صحة النظم المشابهة، كما أبرز الحدث أهمية وضعية في التدريب على إعادة تقييم الحوادث.

اختبارات الإجهاد وتعديلات ما بعد فوكوشيما

ورغم أن كارثة فوكوشيما دايتشي لم تحدث في محطة تابعة للوحدة نفسها، فقد أدت أيضاً إلى إعادة تقييم شامل لجميع مفاعلات الطاقة النووية في كندا، كما أمر المجلس الوطني للضمان الاجتماعي جميع المرخصين بإجراء اختبارات للإجهاد في ما بعد تحديد القاعدة، مع التركيز على انقطاع المحطة، وفقدان المغسلة الحرارية النهائية، وحالات الطوارئ المتعددة الوحدات، وأجرت محطات التحلل والتقييمات الهندسية الشديدة التي أكدت مدى قوة الموصلات الحرارية التي تم تحديدها في إطار مصارفد الحرارة.

وشملت الاستجابة شراء معدات كبيرة لتخفيف حدة الطوارئ: مولدات إضافية للديزل، ومبردات تعمل بالهواء، ومضخات عالية القدرة، وخزائن مخزنة مسبقا في ارتفاعات محمية بالفيضانات، والأهم من ذلك أن المبادئ التوجيهية لإدارة الحوادث الخطيرة التي كانت موجودة في السابق، حيث تحولت الإجراءات الورقية إلى برامج حية مع مواقع مكرسة في هيكل قيادة الطوارئ، وأدوات حديثة للمعونة القائمة على الحاسوب، وتشمل عمليات تعزيزية السنوية التي تُدمج في الهياكل الأساسية الإقليمية.

كما أدى العمل الذي تم بعد فوكوشيما إلى تحسين إدارة الهيدروجين في إطار الاحتواء، حيث تم تركيب أجهزة إعادة إمداد جديدة ذات طابع آلي في محطات متعددة تابعة للوحدة للحد من تركيزات الهيدروجين بعد وقوع حادث خطير، وبالإضافة إلى ذلك، تم دراسة نظم التهوية الملوَّثة للاحتواء، وفي بعض الحالات، تم تركيبها لمنع الإفراط في الضغط مع التقليل إلى أدنى حد من الإطلاقات الإشعاعية، كما أدت تجارب الإجهاد الكندية إلى تحسين نظم السلامة المادية في الفيضانات

الدروس الشاملة: بناء ثقافة الاستجابة للحوادث

أما الحوادث المذكورة أعلاه، فبينما تتباين من حيث أصولها التقنية، فتتلاقى مع مجموعة من الدروس الأساسية التي تشكل الآن أساس التخطيط للاستجابة للحوادث التي تقوم عليها اللجنة، وتمتد هذه الدروس إلى ما يتجاوز رفع مستوى المعدات بحيث تشمل السلوك التنظيمي والتدريب والإدارة الاستباقية للمخاطر.

  • (أ) نظم تحليل البيانات في الوقت الحقيقي، مثل أداة رصد العملية المتقدمة التي تم تركيبها في بروس باور وبكرينغ، وإشارات تجميعية من آلاف أجهزة الاستشعار، والتنبيهات لم تعد قائمة على العتبة فحسب، وهي تتضمن التعرف على النمط لتحديد العواصف البطيئة التي يمكن أن تشير إلى حدوث تحولات في مرحلة مبكرة، أو إلى وجود نمط طويل من السلامة.
  • "و كل استعراض رئيسي لما بعد الحادث أكد أن الإصلاحات الهندسية وحدها غير كافية" "حيث يشعر الموظفون على جميع المستويات بأنهم مخولون للتشكيك في القرارات وإثارة القلق" "يتم تعزيزه من خلال تدريب على إدارة الموارد، وسياسات للتربية العادلة، وبرامج مراقبة القيادة"
  • ]Drills, Exercises, and the Stress the System Philosophy: The frequency and complexity of emergency drills have increased significantly. Ontario Power Generation runs multiple integrated exercises per year that involve concur challenges - a scram with stuck rod, a LOCA, and a simulated site fire-to force emergency teams to resolve competing flow captured.
  • (أ) تشمل التحسينات التي استخلصت من تجربة الحادث استبدال جهاز التحكم في الصلب الكربوني بمسافات بديلة لمشغلي التآكل في عدة محطات، وتركيب حواسيب رقمية مؤهلة للرحلات، وتحسينات لرصد سلامة قنوات الوقود من خلال نماذج محسنة لشق الأنابيب، وإتاحة برامج فحص سلامة أجهزة التصفيق المتكاملة للضغط التي ولدت من عام 1983.
  • (أ) إذا كان لدى الصناعة النووية الكندية مشاركة نشطة في الرابطة العالمية للمشغلين النوويين (وانو) وفي بعثات فريق استعراض السلامة التشغيلية التابع للوكالة الدولية للطاقة الذرية، فتبادلوا على نحو صريح تجربة التشغيل الخاصة بالاتحاد الكندي للأسلحة النووية، وعندما وجدت مسائل تتعلق بنظام الرقابة الرقمية في بروس، وبقية مشغلي الثقافة الكندية في الأرجنتين، ورومانيا، وكوريا الجنوبية،

Looking Ahead: Evolving CANDU Safety for theوتقترب الآن مفاعلات الدفاع عن النفس أو تجاوزت عمرها الأصلي في تصميمها، وتدمج مشاريع تجديدية واسعة النطاق في دارلينغتون وبروس خصائص السلامة التالية التي تعكس مباشرة الدروس السابقة المتعلقة بالحادثات.

كما أن احتمال نشر المفاعلات النموذجية الصغيرة في كندا في المستقبل سيستفيد من إرث الاستجابة للحوادث في كندا، كما أن تجربة اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين في أنبوب الضغط النموذجية، وتحديات الرقابة الرقمية، والتنسيق بين الوحدات المتعددة، توفر قاعدة معارف ثرية للمنظمين الذين يصممون أطراً للترخيص للتكنولوجيات الجديدة، ولا شك أن أحدث أداة للتعلم هي، وما إلى ذلك، من أجل تحسين سلامة البرمجيات الكندية في السنوات الأربعين.

تحسين دائم ليس شعاراً، بل حقيقة عملية أن أسطول الـ"كاندا" قد احتضن كل حادث من شقات الميكروسكوبيك في مفاصل ضغطي إلى اقتحام نظام مراقبة لحظي، قد تحول إلى طبقة دفاعية دائمة، من خلال إضفاء الطابع المؤسسي على الدروس المستفادة، يضمن القطاع النووي أن الاستجابة للحوادث اليوم ليست مجرد مجموعة من الإجراءات على الرف، بل هي تجربة معززة ومستمرة في مجال الأمان على الصعيد العالمي.