العلماء الألمان يستكشفون استخدام المفاعلات النووية الملحية لتحويل النفايات النووية إلى طاقة منخفضة الكربون

يستكشف العلماء الألمان طريقة جديدة لتحويل الوقود النووي المستعمل إلى طاقة منخفضة الكربون. تتناول دراسة الجدوى من جامعة دريسدن التقنية مشروعًا رائدًا يُعرف باسم DEMO. وذكر فريق البحث: "تعتبر النفايات المشعة العالية واحدة من أخطر إرث للبشرية. لحل هذه المشكلة، تخطط جامعة دريسدن التقنية لبناء مفاعل إعادة تدوير تجريبي يُعرف باسم DEMO." يقترح المشروع مفاعلًا ملحيًا قادرًا على استهلاك الوقود المستعمل في الموقع. إذا نجح المشروع، قد تصبح حاجة ألمانيا إلى مواقع تخزين عميقة غير ضرورية.

وفقًا للاقتراح، قد يوفر ذلك للدولة 50 مليار يورو (حوالي 48.4 مليار دولار هونغ كونغ).

طريقة مبتكرة للتحول بدون إعادة معالجة

يركز الاقتراح على طريقة تُعرف باسم "التحول بدون إعادة معالجة". تعتمد إعادة التدوير النووي التقليدية على إجراءات كيميائية معقدة لاستخراج المواد القابلة للاستخدام، بينما يتجنب تصميم دريسدن هذه المخاطر من خلال إدخال النفايات المشعة العالية (بما في ذلك الوقود المستعمل والمواد الزجاجية) مباشرة في حاملة الملح السائل. تقوم قصف النيوترونات بتفكيك النفايات الثقيلة إلى عناصر أخف. معظم هذه المنتجات المتبقية من الانشطار تتحلل إلى مستويات آمنة في غضون عقود، بدلاً من آلاف السنين. نظرًا لأن النفايات المتبقية تتكون أساسًا من مواد قصيرة العمر، يعتقد فريق البحث أن ذلك سيتجاوز المتطلبات الصارمة للتخزين طويل الأمد التي تفرضها القوانين الفيدرالية الألمانية.

تعتبر الطاقة المخزنة في هذه النفايات ذات إمكانات كبيرة. وقد حسب الباحثون أن النفايات المخزنة في ألمانيا تحتوي على طاقة كافية لتلبية احتياجات البلاد من الكهرباء بمعدل 300 مرة. بالإضافة إلى توفير الطاقة الحرارية النظيفة، سيقوم المفاعل أيضًا بإنتاج نظائر مشعة طبية ضرورية لعلاج السرطان، وتوفير بيانات تقنية لأبحاث الاندماج النووي المتقدمة.

التصميم القانوني لمفاعل DEMO

لإزالة العوائق السياسية المحيطة بالطاقة النووية في ألمانيا، قام فريق دريسدن بتصميم مفاعل DEMO وفقًا لقانون الطاقة النووية الحالي. بموجب اللوائح الحالية، يُحظر توليد الطاقة النووية التجارية وإعادة معالجة الوقود الكيميائي. ومع ذلك، يُعتبر DEMO منشأة بحثية غير تجارية بقدرة حرارية تبلغ 50 ميغاوات. نظرًا لأنه لا يفصل الوقود النووي ولا ينتج طاقة كهربائية تجارية، يوضح المخططون أنه يمكن بناءه بشكل قانوني بموجب التشريعات الحالية. "تم تصميم مشروع DEMO بشكل استراتيجي للسماح بالبناء بموجب قانون الطاقة النووية الحالي، لأنه لا يتضمن إنتاج الطاقة التجارية أو إعادة معالجة الوقود النووي"، أكد فريق البحث.

يتطلب المشروع استثمارًا عامًا يبلغ حوالي 1.95 مليار يورو (حوالي 18.9 مليار دولار هونغ كونغ). من المتوقع أن تستغرق عملية التطوير والبناء خمس سنوات، تليها فترة تشغيل تبلغ 20 عامًا. وقد قامت السلطات بتقييم ثلاثة مواقع محتملة في ولاية سكسونيا: منطقة أبحاث VKTA في روسندورف واثنين من مراكز التحول الصناعي الهامة في لوزاتيا، وهما شوارز بوم وبوكسبورغ. إذا أثبتت المرحلة التجريبية صحة الفيزياء، يأمل الباحثون في تعديل اللوائح للسماح لمصانع التحول التجارية بالاتصال بشبكة الكهرباء قبل عام 2045. بالنسبة لولاية سكسونيا، يوفر المشروع فرصة استراتيجية لقيادة إعادة التدوير النووي المتقدم، مما يحول أزمة بيئية مكلفة إلى صناعة قابلة للتصدير على مستوى عالمي.

يهدف المشروع إلى ضمان استقلالية أوروبا في مجال الطاقة وزيادة تنافسيتها، بينما يعزز القبول العام والسياسي من خلال معالجة أو تخفيف مشكلة التخلص من النفايات المشعة النهائية"، اختتم الفريق.

أثر مشروع DEMO على مستقبل الطاقة النووية

لا يهدف مشروع DEMO فقط إلى حل مشكلة النفايات النووية، بل قد يغير أيضًا مشهد الطاقة في ألمانيا وأوروبا. إن العقبات السياسية والقانونية التي تواجه الطاقة النووية التقليدية تجعل ظهور التقنيات المبتكرة أمرًا بالغ الأهمية. من خلال الاستخدام الفعال للنفايات المشعة العالية، يمكن لمفاعل DEMO توفير طاقة نظيفة وتقليل الاعتماد على التخزين طويل الأمد، وهو أمر حيوي لتعزيز القبول العام والدعم السياسي. علاوة على ذلك، بعد نجاح المشروع، ستتولى ألمانيا القيادة في مجال إعادة التدوير النووي على مستوى العالم، مما يعزز الفوائد الاقتصادية والبيئية في آن واحد.