د.عصام محمد حسن: كيف تحمي الدول مفاعلاتها النووية خلال الحرب؟

نتكلم اليوم عن موضوع الساعة الأمان النووي لمحطات الطاقة النووية في زمن الحروب وكيفية التعامل مع هذ الموضوع الهام في وقتنا الراهن، وعلى الصعيد الدولي تعمل الوكالة الدولية للطاقة الذرية مع الدول الأعضاء فيها وشركاء متعددين في جميع أنحاء العالم من أجل تعزيز التقنية النووية الآمنة والسلمية، والتي سوف نذكرها هنا بخصوص المعلومات حول الأمن النووي للمنشآت والمواد النووية.

واعتمدت اتفاقية الوكالة الدولية للطاقة الذرية بشأن الأمان النووي في فيينا في 17 يونيو 1994 ودخلت حيز النفاذ في 24 أكتوبر 1996.

وتتمثل أهداف الاتفاقية في تحقيق مستوى عال من الأمان النووي والحفاظ عليه في جميع أنحاء العالم من أجل إنشاء وصيانة دفاعات فعالة في المنشآت النووية ضد المخاطر الإشعاعية المحتملة ومنع وقوع حوادث لها عواقب إشعاعية.
إجراءات الأمن والسلامة المتبعة في حالات الطوارئ

يُولي الخبراء اهتمامًا كبيرًا للتدابير والإجراءات المُتبعة لضمان سلامة المنشآت النووية والعاملين فيها والبيئة المحيطة بها أيضًا خلال حدوث حالاتٍ طارئةٍ، كالزلازل أو موجات التسونامي نظرًا لما قد تُخلّفه من نتائجَ كارثيةٍ، وهذا ما تُرجم عمليًّا من خلال عددٍ من الخطوات لرفع مستوى الأمان في تلك المنشآت.

تزويد المنشآت النووية بمصادرَ بديلةٍ للطاقة الكهربائية التي قد تحتاجها لتشغيل معدّات الطوارئ كمحركات الإطفاء مثلًا.

تدريب العاملين في المنشأة على كيفية التصرف في الحالات الطارئة، وتوزيع كتيّباتٍ تتضمن التدابير التي يتعيّن على كلّ عاملٍ القيام بها بحسب مكان عمله في المنشأة.

استخدام نظام اتصالاتٍ متطور لا يتأثر بحالات الكوارث.

ارتداء العاملين في المنشأة ملابس واقية مُخصصة لحماية الجسم من خطر التعرض للإشعاع، بحيث يُمكنه التنقل في أيّ مكانٍ يتطلب منه التواجد فيه في الحالات الطارئة.

إجراءات السلامة في محطات الطاقة النووية

تتضمن محطات الطاقة النووية الحديثة طبقات متعددة من تدابير السلامة لمنع تسرب الإشعاع. يقع قلب المفاعل، حيث يحدث الانشطار النووي، داخل وعاء احتواء قوي. ويحيط بهذا الوعاء أيضًا هيكل احتواء ثانوي.

تم تصميم هذه الهياكل لتحمل الضغط الكبير ومنع إطلاق المواد المشعة حتى في حالة وقوع حادث، وإلى جانب الاحتواء المادي، تتمتع محطات الطاقة النووية بأنظمة أمان متطورة.

ويمكن لأنظمة الإغلاق في حالات الطوارئ أن توقف التفاعلات النووية تلقائيًا إذا لزم الأمر.

ويخضع مشغلو محطات الطاقة النووية لتدريب صارم ويتبعون بروتوكولات أمان صارمة لتقليل مخاطر الخطأ البشري.

تلعب الهيئات التنظيمية مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية واللجان التنظيمية النووية الوطنية دورًا حيويًا في ضمان السلامة النووية.

تحدد هذه المنظمات معايير السلامة الدولية وتجري عمليات تفتيش منتظمة للمنشآت النووية.

لا يوجد قطاع صناعي بمنأى عن الحوادث، لكن جميع القطاعات تستفيد منها. ففي مجال الطيران المدني، تقع حوادث سنويًا، ويتم تحليل كل حادث بدقة متناهية.

وقد أدت الدروس المستفادة من خبرة قرابة مئة عام إلى أن شركات الطيران ذات السمعة الطيبة تتمتع بأعلى معايير السلامة.

وفي الصناعات الكيميائية وصناعة النفط والغاز، تؤدي الحوادث الكبرى أيضًا إلى تحسين السلامة.

هناك قبول واسع النطاق لدى العامة بأن المخاطر المرتبطة بهذه الصناعات تُعدّ ثمناً مقبولاً لاعتمادنا على منتجاتها وخدماتها.

في مجال الطاقة النووية، تجعل كثافة الطاقة العالية الخطر المحتمل واضحاً، وقد أُخذ هذا الأمر في الحسبان دائماً عند تصميم محطات الطاقة النووية.

كانت الحوادث القليلة التي وقعت مذهلة وجديرة بالتغطية الإعلامية، ولكنها لم تُسفر عن خسائر بشرية تُذكر.

ولا تزال قيمة الحداثة، وبالتالي أهمية حوادث الطاقة النووية، مرتفعة مقارنةً بالحوادث الصناعية الأخرى التي تحظى بتغطية إعلامية أقل نسبياً.

محطات القوى النووية من بين أكثر المرافق أماناً وأمناً في العالم. ولكن من الممكن أن تقع حوادث، مما يؤثر سلباً على الناس والبيئة.

وللتقليل إلى أدنى حد من احتمال وقوع الحوادث، تساعد الوكالة الدولية للطاقة الذرية الدول الأعضاء على تطبيق معايير الأمان الدولية لتعزيز أمان محطات القوى النووية.

عن الحديث عن التهديد بالعمل العسكري يتضمن البروتوكول الإضافي لاتفاقيات جنيف لعام ١٩٧٩، في المادة ٥٦، بندًا ينص على أنه “لا يجوز استهداف محطات الطاقة النووية، حتى لو كانت أهدافًا عسكرية، إذا كان من شأن هذا الهجوم أن يتسبب في إطلاق قوى خطيرة وما يترتب على ذلك من خسائر فادحة بين السكان المدنيين”.

قبل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، لم تتعرض أي محطة طاقة نووية مدنية عاملة لهجوم عسكري.

في يوليو/تموز ٢٠٢٠، أدت التوترات بين أذربيجان وأرمينيا إلى تهديد مسؤول أذربيجاني بشن هجوم صاروخي على محطة ميتسامور الأرمينية.

في مارس/آذار ٢٠٢٢، تعرضت محطة زابوروجي للطاقة النووية في أوكرانيا لهجوم من قبل الجيش الروسي، وسيطر عليها لاحقًا.

وبينما لم تكن أي من وحدات المحطة الست مستهدفة بشكل مباشر، أصاب مقذوف مركز تدريب يقع داخل الموقع.

وقالت هيئة التفتيش الحكومية للرقابة النووية في أوكرانيا إن الحريق الناتج لم يؤثر على المعدات “الأساسية”.

بعض المعلومات حول الأمن النووي للمنشآت والمواد النووية

منذ هجمات مركز التجارة العالمي في نيويورك عام ٢٠٠١، تزايد القلق بشأن عواقب استخدام طائرة كبيرة لمهاجمة منشأة نووية بهدف تسريب مواد مشعة.

وقد تناولت دراسات عديدة هجمات مماثلة على محطات الطاقة النووية، وأظهرت أن المفاعلات النووية ستكون أكثر مقاومة لمثل هذه الهجمات من أي منشأة مدنية أخرى تقريبًا – انظر الملحق.

أجرى معهد أبحاث الطاقة الكهربائية الأمريكي (EPRI) دراسة شاملة بالاستعانة بخبراء استشاريين وبتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية، وخلصت إلى أن هياكل المفاعلات الأمريكية “متينة وقادرة على حماية الوقود من اصطدام الطائرات التجارية الكبيرة”.

استخدمت التحليلات طائرة بوينغ ٧٦٧-٤٠٠ ممتلئة بالوقود، يزيد وزنها عن ٢٠٠ طن، بسرعة ٥٦٠ كم/ساعة – وهي السرعة القصوى للطيران الدقيق بالقرب من الأرض.

يبلغ طول جناحي الطائرة أكثر من قطر مباني احتواء المفاعل، وتبلغ المسافة بين محركيها، اللذين يزن كل منهما 4.3 طن، 15 مترًا، ولذلك، ركزت التحليلات على تأثير اصطدام محرك واحد مباشرةً بالمحور المركزي – باعتباره الصاروخ الأكثر اختراقًا – وعلى تأثير الطائرة بأكملها في حال اصطدام جسمها بالمحور المركزي (وفي هذه الحالة، سترتد المحركات عن الجوانب).

وفي كلتا الحالتين، لن يخترق أي جزء من الطائرة أو وقودها مبنى الاحتواء، وقد أكدت دراسات أخرى هذه النتائج.

يتطلب اختراق الخرسانة المسلحة (حتى الضعيفة نسبيًا) عدة ضربات بقذائف مدفعية عالية السرعة أو ذخائر مصممة خصيصًا لاختراق المخابئ – وكلاهما يتجاوز بكثير ما يُرجح أن يستخدمه الإرهابيون.

أما الطائرات المصنوعة من الألومنيوم المجوف، ذات الجدران الرقيقة والحركة البطيئة، فتتفكك عند اصطدامها بالخرسانة المسلحة عالية الكثافة المستخدمة في مباني الاحتواء، مع اختراق ضئيل للغاية.

لكن علاوة على ذلك (انظر ورقة بحثية في مجلة ساينس، سبتمبر 2002، وردود وتعليقات يناير 2003)، تُشير تقييمات واقعية، مستقاة من عقود من التحليلات والتجارب المعملية والاختبارات، إلى أن عواقب حتى أسوأ السيناريوهات الواقعية – انصهار قلب المفاعل النووي وفشل حاوية الاحتواء – قد لا تُسفر إلا عن عدد قليل من الوفيات، إن وُجدت، بين عامة الناس، بغض النظر عن السيناريو الذي أدى إلى انصهار قلب المفاعل وفشل حاوية الاحتواء.

وقد وُثِّقت هذه النتيجة في دراسة أجراها معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) عام 1981، ونُشرت على نطاق واسع بلغات عديدة، بقلم ليفنسون وراهن في مجلة التكنولوجيا النووية.

وفي عام 1988، أثبتت مختبرات سانديا الوطنية في الولايات المتحدة الأمريكية التوزيع غير المتكافئ لامتصاص الطاقة الذي يحدث عند اصطدام طائرة بهدف ضخم مُحصَّن.

وشمل الاختبار طائرة فانتوم F4 نفاثة تعمل بالصواريخ (تزن حوالي 27 طنًا، مع وجود محركيها متقاربين في جسم الطائرة) تصطدم بلوح خرساني سمكه 3.7 متر بسرعة 765 كم/ساعة.

وكان الهدف من ذلك معرفة ما إذا كان مشروع محطة طاقة نووية يابانية مُقترحة قادرًا على تحمل اصطدام طائرة ثقيلة.

أظهرت التجربة كيف أن معظم طاقة الاصطدام تُستهلك في تدمير الطائرة نفسها – حوالي 96% من طاقتها الحركية تُستهلك في تدميرها واختراق جزء من الخرسانة – بينما تُبدد النسبة المتبقية البالغة 4% في تسريع اللوح الخرساني الذي يزن 700 طن.

بلغ أقصى اختراق للخرسانة في هذه التجربة 60 ملم، ولكن المقارنة مع حاوية المفاعل الثابتة تتطلب مراعاة نسبة الـ 4% من الطاقة المنتقلة إلى اللوح.

في أواخر سبعينيات القرن الماضي، درس مجلس توليد الكهرباء المركزي في المملكة المتحدة إمكانية اختطاف طائرة ركاب كبيرة محملة بالكامل بالوقود، وتحطيمها عمدًا في مفاعل نووي.

وكانت الاستنتاجات الرئيسية أن الطائرة ستتفكك عند اصطدامها بمبانٍ مختلفة، مثل قاعة المفاعل، وأن هذه الأجزاء لن يكون لها تأثير يُذكر على الدرع البيولوجي الخرساني المحيط بالمفاعل.

كما أن أي حريق كيروسين لن يكون له تأثير يُذكر على هذا الدرع.

في ثمانينيات القرن الماضي في الولايات المتحدة الأمريكية، صُممت بعض محطات الطاقة النووية على الأقل لتحمل ضربة من طائرة نقل عسكرية كبيرة محملة بالكامل، مع الحفاظ على قدرتها على إيقاف التشغيل التام.

تقيّم دراسة أجريت على محطة طاقة أمريكية من سبعينيات القرن الماضي، تقع في منطقة مكتظة بالسكان، الآثار المحتملة لهجوم إرهابي ناجح يتسبب في انصهار قلب المفاعل واختراق كبير في هيكل الاحتواء – وهما أمران مستبعدان للغاية.

تُظهر الدراسة أن نسبة كبيرة من النظائر المشعة الأكثر خطورة، مثل اليود والتيلوريوم، لن تغادر الموقع أبدًا.

ستلتصق معظم المواد المشعة بالأسطح داخل هيكل الاحتواء أو تتحول إلى أملاح ذائبة تبقى في مبنى الاحتواء المتضرر.

مع ذلك، ستتسرب بعض المواد المشعة إلى البيئة بعد ساعات من الهجوم في هذا السيناريو المتطرف، لتؤثر على مناطق تبعد عدة كيلومترات.

ونظرًا لحجم هذا التسرب وتوقيته، فإنه مع إمكانية إخلاء المنطقة سيرًا على الأقدام ضمن هذا النطاق، لن يشكل خطرًا صحيًا كبيرًا.
إلا أن ذلك قد يؤدي إلى تلوث بعض المناطق، وبالتالي نزوح السكان بنفس طريقة الكوارث الطبيعية، مما يُسبب أضرارًا اقتصادية أكثر من الأضرار الصحية.

التهوية والحماية من الإشعاع للعاملين بالمفاعلات

في حالة الإطلاق الإشعاعي تحتوي معظم المفاعلات على نظام مصمم لإزالة النشاط الإشعاعي من الهواء لتقليل آثار إطلاق النشاط الإشعاعي على الموظفين.

يتكون هذا النظام عادة من تهوية الاحتواء التي تزيل النشاط الإشعاعي والبخار من الاحتواء الأولي.

يضمن تهوية غرفة التحكم حماية مشغلي المحطة ويتكون هذا النظام في الغالب من فلاتر الفحم التي تعمل على إزالة النظائر المشعة من الهواء.