إنتاج مستدام.. تقرير يكشف دور المفاعلات النووية في الصناعات الثقيلة

الثلاثاء، 04 فبراير 2025 02:50 م

المفاعلات النووية

كتبت/ روان جمال

تعد المفاعلات النووية من أكثر المصادر كفاءة واستدامة لتوليد الطاقة الحرارية والكهربائية، ما يجعلها خيارًا مثاليًا لتلبية احتياجات الصناعات الثقيلة مثل إنتاج الصلب، الصناعات البتروكيميائية، وتحلية المياه.

وبحسب تقرير صادر عن الوكالة الدولية للطاقة الذرية، يرصد موقع إيجي إن التقنيات الحديثة للمفاعلات النووية، متطلبات الأمان، والخصائص التي تجعل المفاعلات النووية خيارًا مناسبًا للصناعات المختلفة.

أنواع المفاعلات النووية المستخدمة في الصناعة

أجيال المفاعلات النووية

تطورت المفاعلات النووية على مدار العقود الماضية، ويمكن تصنيفها إلى ثلاثة أجيال رئيسية:

الجيل	الفترة الزمنية	الخصائص
الجيل الأول	1950s - 1960s	تصميمات بسيطة، كفاءة منخفضة، دورة وقود مفتوحة
الجيل الثاني	1970s - 1990s	تطور في الأمان والكفاءة، إدخال دورة الوقود المغلقة
الجيل الثالث	2000s - حتى الآن	أنظمة أمان متقدمة، تصميمات مبسطة، كفاءة وقود أعلى
الجيل الرابع	المستقبل	مفاعلات عالية الحرارة، إنتاج هيدروجين، أمان سلبي محسّن

المفاعلات النووية المخصصة للتطبيقات الصناعية

بالإضافة إلى مفاعلات الطاقة الكهربائية، تم تطوير مفاعلات نووية صناعية مصممة خصيصًا لإنتاج الحرارة الصناعية، وتشمل:

نوع المفاعل	درجة الحرارة التشغيلية (°C)	التطبيقات الصناعية
المفاعلات المائية المضغوطة (PWRs)	300-330	توليد الكهرباء، التدفئة، تحلية المياه
المفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز (HTGRs)	750-950	إنتاج الهيدروجين، الصناعات البتروكيميائية، التعدين
المفاعلات السريعة المبردة بالصوديوم (SFRs)	550-600	إعادة تدوير الوقود النووي، توليد الكهرباء
المفاعلات المدمجة والصغيرة (SMRs)	300-600	التطبيقات الصناعية المتنقلة، التدفئة المحلية

التطبيقات الصناعية للمفاعلات النووية

1- التطبيقات الكهربائية

تستخدم المفاعلات النووية التقليدية في إنتاج الكهرباء بكفاءة عالية وبانبعاثات كربونية منخفضة.
يمكن دمج بعض المفاعلات الصغيرة مع الشبكات الكهربائية الصناعية لتوفير طاقة مستقرة.

2- التطبيقات غير الكهربائية (الحرارية)

تمثل التطبيقات غير الكهربائية حوالي 30% من إجمالي استخدام الطاقة الصناعية، وتشمل:

إنتاج البخار عالي الضغط للصناعات الكيميائية
تحلية مياه البحر
إنتاج الهيدروجين الصناعي
تسخين النفط في عمليات الاستخراج والتكرير

3- دور المفاعلات الصغيرة والمتوسطة (SMRs)

الميزة	التأثير الصناعي
تصميم مرن	مناسب للصناعات التي تحتاج إلى طاقة متوسطة إلى منخفضة
إمكانية التوزيع	يمكن استخدامها في المواقع الصناعية النائية
أمان متقدم	تقنيات تبريد سلبية تقلل مخاطر الحوادث

متطلبات الأمان والموثوقية في المفاعلات النووية الصناعية

1- ضمان استمرارية التوريد

تعتمد الصناعات الثقيلة على مصادر طاقة مستقرة وموثوقة، مما يجعل المفاعلات النووية خيارًا استراتيجيًا مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس.
تتطلب بعض الصناعات تشغيلًا مستمرًا دون انقطاع، مثل إنتاج الفولاذ والمواد الكيميائية، حيث يؤدي أي توقف في تدفق الحرارة إلى خسائر كبيرة.

2- معايير الأمان الصناعي

نظرًا لاستخدام المفاعلات في بيئات صناعية حساسة، يجب مراعاة:

عزل المفاعل عن العمليات الصناعية لتجنب التلوث الإشعاعي.
أنظمة تبريد متطورة لمنع ارتفاع درجات الحرارة.
إجراءات تأمين صارمة لمنع أي تسرب نووي.

آليات الطوارئ والاحتياطيات

الإجراء	الهدف
أنظمة تبريد احتياطية	ضمان تبريد المفاعل حتى في حالة الطوارئ
تقنيات التبريد السلبي	الاستفادة من الديناميكا الحرارية لتقليل المخاطر
تصميم وحدات متعددة	يتيح استمرار العمل حتى في حالة إغلاق إحدى الوحدات للصيانة

مقارنة بين المفاعلات النووية والمصادر الأخرى للطاقة الصناعية

المصدر	الانبعاثات الكربونية	توفر الطاقة	التكلفة التشغيلية	الاستقرار التشغيلي
الفحم	مرتفع	مرتفع	منخفضة	متوسط
الغاز الطبيعي	متوسط	مرتفع	متوسطة	مرتفع
الطاقة المتجددة	منخفض	منخفض	مرتفع	منخفض
الطاقة النووية	منخفض جدًا	مرتفع جدًا	منخفضة	مرتفع جدًا

لماذا المفاعلات النووية للصناعات؟

كفاءة حرارية عالية تصل إلى 50% في بعض المفاعلات المتقدمة.
عدم تأثر الإنتاج بتغيرات الطقس أو توفر الوقود.
دورة حياة طويلة تتجاوز 60 عامًا للمفاعلات الحديثة.

دراسات حالة لمفاعلات صناعية حول العالم

1- مشروع HTR-PM في الصين

يعتمد على مفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز لتوليد الكهرباء وإنتاج الهيدروجين.
يهدف إلى توفير حرارة صناعية عند 750 درجة مئوية لتطبيقات مثل تكرير النفط والصناعات البتروكيميائية.

2- مشروع PBMR في جنوب أفريقيا