علماء روس يبحثون عن بديل لدفن النفايات النووية

قام علماء من الجامعة الوطنية للبحوث النووية في العاصمة الروسية – موسكو، مع زملائهم من جامعة عين شمس في العاصمة المصرية – القاهرة، بدراسة إمكانية استخدام النفايات النووية كوقود للمفاعلات. يشار إلى إن النتائج التي تم التوصل إليها تم نشرها في المجلة العلمية الشهرية  Annals of Nuclear Energy

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306454920304497)

تتراكم في المفاعلات النووية العاملة ما يسمى بالأكتينيدات الثانوية – النظائر المشعة طويلة العمر للأميرسيوم والكوريوم والنبتونيوم. ويتم في الوقت الحاضر التعامل مع الأكتينيدات الثانوية في جميع أنحاء العالم كما هو متعارف – إما من خلال إرسالها إلى التخزين كجزء من الوقود النووي المستهلك، أو التخلص منها في مقابر طويلة الأجل مع نواتج الانشطار.

بعد الدفن في بنى جيولوجية عميقة لا تتوقف الأكتينيدات الثانوية عن انبعاث الإشعاع والحرارة المشعة. وبالتالي فإن الأكتينيدات الثانوية طويلة الأمد تشكل مشكلة لتطوير الطاقة النووية.

وفقاً لأحد الباحثين العاملين في هذه الدراسة وهو نائب مدير معهد الفيزياء النووية والهندسة في الجامعة الوطنية للبحوث النووية وهو عضو مجلس إدارة الجمعية النووية الروسية – البروفيسور غيورغي تيخوميروف، يمكن أن يكون البديل لدفن الأكتينيدات الثانوية في إجراء عملية تحويلها (“الاحتراق” في المفاعلات النووية).

وبحسب العالم الروسي يتم النظر في مثل هذا الاحتمال في العديد من البلدان. إذ أن عملية التحويل تجعل من الأكتينيدات الثانوية نويدات مستقرة أو نواتج انشطار قصيرة العمر أو نظائر مشعة مفيدة عبر اليورانيوم مع تطبيقات عملية.

وبالتالي فإن عملية تحول الأكتينيدات الثانوية يمكن أن تقلل من حجم النفايات عالية الاشعاع، وكذلك تحد من إطلاق الحرارة والسمية الإشعاعية أثناء الدفن في مقبرة النفايات لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام الطاقة المنبعثة أثناء تحويل الأكتينيدات الثانوية لتوليد الطاقة.

إذا تم تنفيذ هذه الفكرة تقنياً بنجاح فسوف تتحول الأكتينيدات الثانوية من مجرد نفايات خطرة في الصناعة النووية إلى وقود نووي مفيد.

وفي هذا الاطار أشار الباحث غيورغي تيخوميروف قائلاً:

“في سياق الدراسة قمنا بتحليل خصائص تحويل الأكتينيدات الثانوية في مفاعل الملح المنصهر ثنائي المنطقة الحرج مع الملح المصهور القائم على الثوريوم (SD-TMSR) وفي مفاعل سريع صغير مع الملح المصهور (SMSFR)”.

وبحسب المعلومات الواردة من الباحثين في هذا العمل فقد تبين من خلال منشوراتهم العلمية أنهم قاموا بدراسة التغيير في عامل مضاعفة النيوترونات الفعال والتفاعل الأساسي للمنطقة النشطة عند الأحمال المختلفة من الأكتينيدات الثانوية، والتحول في طيف النيوترونات، والتطور الزمني للأكتينيدات الثانوية ومخزونات النيوكليدات الرئيسية، وعامل التحويل. أظهرت النتائج أن كلا المفاعلين ينقلان بكفاءة 237Np ، 241Am ، 243Am و 243Cm.

القائمون على هذه الدراسة يؤكدون أنهم يعتزمون في المستقبل إجراء البحوث على السمية الإشعاعية للأكتينيدات الصغيرة ومقارنتها اعتماداً على درجة الاحتراق في مفاعلات SD-TMSR و SMSFR.

بالإضافة إلى ذلك يخطط الباحثون لدراسة تأثير إضافة الأكتينيدات الثانوية على معايير الأمان، بما في ذلك عامل درجة الحرارة التفاعلية والجزء الفعال من النيوترونات المتأخرة في كلا المفاعلين.