تعد الطاقة النووية من مصادر الطاقة النظيفة غير المتجددة على كوكب الأرض، التي لا تصدر أيًا من الغازات الدفيئة، كما يمكن استخدامها في إنتاج كثيف للطاقة لتغذية المدن والمصانع بالكهرباء.
لكن ما يعيب هذا النوع من الطاقة ما يرتبط بضمان الأمان النووي والحد من تسرب الإشعاعات والنفايات النووية؛ حيث تمثل مشكلات إيجاد مخازن للنفايات النووية المشكلة الأعظم في إنتاج الطاقة من المفاعلات النووية.
ما النفايات النووية؟
تتكون الذرات من أنوية وإلكترونات. من منظور الطاقة النووية لا نتعامل مع الإلكترونات الخارجية للذرة وإنما مع النواة نفسها ومن هنا أتت التسمية.
وتتكون أنوية العناصر من بروتونات ونيوترونات. ويمكن اعتبار هذين النوعين من الجسيمات تحت الذرية لبنات بناء الأنوية. وبالتالي الذرات المختلفة للعناصر.
وتختلف العناصر عن بعضها البعض بعدد ما تحتويه أنويتها من نيوترونات وبروتونات وتزداد كتلتها بزيادة عدد ما تحتويه من هذه اللبنات تبعًا لذلك.
وتبقى العناصر مستقرة بزيادة كتلتها إلى حد معين وبزيادة كتلتها بعد هذا الحد تبدأ بإظهار النشاط النووي؛ حيث يمكنها أن تتحول إلى عناصر أخرى أو تصدر إشعاعات نووية أو الاثنين معًا.
ويمكن في العناصر الثقيلة أن تنشطر أنويتها إلى عنصرين أخف وزنًا وإطلاق طاقة حرارية هائلة وتمثل هذه الحرارة الهدف من تشغيل المحطات النووية. حيث تقوم المحطة بتحويلها إلى كهرباء عن طريق تسخين المياه وإدارة توربينات المولدات الكهربية الملحقة بالمحطة. بينما تبقى العناصر الناتجة من عملية الإنشطار كنفايات نووية خطرة يجب التخلص الآمن منها.
خطورة النفايات النووية
وتكمن خطورة المواد النووية في الإشعاعات الناشئة من النواة ،وتشمل هذه الأشعة أشعة الفا و بيتا و جاما، التي تصدرها إلى الوسط المحيط. حيث يمكن أن يؤدي التعرض لها إلى حالات سرطان أو تغيرات في الحمض الوراثي للخلايا “DNA”.
وفي حالات التعرض الشديد أو ابتلاعها يمكنها أن تؤدي إلى الموت. ويمكن لهذه المواد أن تظل في المدى الخطر والمؤثر على الحياة لمدد زمنية طويلة قد تصل إلى 100 ألف عام.
ويتم التخلص من هذه النفايات بدفنها في مدافن صخرية تحت سطح الأرض غير أن هذه المواقع قد تتسرب منها المواد النووية النشطة مع المياه الجوفية أو مع الزلازل والتصدعات الأرضية وغيرها. وهو ما يمثل تهديدًا كبيرًا للكائنات الحية في محيط دفن هذه النفايات.
بعد العديد من سنوات التشغيل مدافن النفايات النووية تمتلئ
منذ اكتشاف النشاط النووي للعناصر الثقيلة واختراع المحطات النووية، استخدمت الدول العظمي هذه المحطات في توليد الكهرباء بكثافة. غير أن هذا النشاط في توليد الطاقة قد خلف أطنانًا من المخلفات النووية الخطرة عبر العقود المنصرمة؛ ما كدس الكثير من مواقع دفن النفايات.
وأدى ذلك إلى لجوء هذه الدول لإيجاد مدافن للنفايات النووية سواء على أرضها أو أراضي دول العالم الثالث. ويمكن رؤية هذه المشكلة بوضوح في مدافن النويات النووية على الأراضي البريطانية.
يحتوي موقع Sellafield، الذي يقع في مقاطعة Cumbria البريطانية، على أكبر مخزون عالمي من البلوتونيوم المشع المستخدم في المحطات النووية.
كما يحتوي على معظم النفايات النووية المشعة في المملكة المتحدة. ويرى العلماء والمختصون، أن هذا الموقع قد أوشك على الامتلاء ويجب توفير مواقع بديلة لدفن النفايات المشعة بها.
نظرة عن كثب للمنشئة Sellafield
داخل مصنع معالجة الوقود في Sellafield يتحكم العاملون “عن بعد” بأّذرع روبوتية يمكن مراقبتها من خلف زجاج مطعم بعنصر الرصاص الثقيل تصل سماكته إلى متر واحد. وتسحب الأذرع الروبوتية قضبان الوقود النووي المستخدمة – والتي لا تزال متوهجة وساخنة للغاية ومشعة – من حاويات المعادن الثقيلة التي وصلت فيها.
لا تتوقف هذه العملية المعقدة أبدًا. حيث تعمل منشئة Sellafield على مدار الساعة يوميًا. ويعمل بها 11 ألف موظف. وتبلغ تكلفة تشغيل الموقع أكثر من 2 مليار جنيه إسترليني سنويًا، وهو يضم أكثر من 1000 مبنى، متصلة ببعضها البعض عبر 25 ميلًا من الطرق.
ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، أثيرت شكوك حول أمن الموقع وسلامته المادية. ففي الوقت الحالي، يتسرب سائل مشع إلى الأرض من أحد أقدم صوامع تخزين النفايات في المنطقة.
وتقول الشركة المشغلة للموقع إن هذا “تكرار لتسرب تاريخي” بدأ لأول مرة في سبعينيات القرن العشرين. وعلى الرغم من أن الموقع لم يعد ينتج أو يعيد معالجة أي مواد نووية، لكنه المكان الذي بدأ فيه سباق إنتاج البلوتونيوم أثناء الحرب الباردة.
السباق النووي في الحرب الباردة كدس النفايات
يقول Roddy Miller؛ مدير العمليات في Sellafield: “لقد كان ذلك بمثابة فجر العصر النووي. ولكن لأنه كان سباقًا، لم يتم التفكير كثيرًا في التخزين الآمن طويل الأمد للمواد الناتجة عن هذه المنشئة”.
وأضاف: “صومعة التخزين التي تتسرب منها المياه، والتي بُنيت في ستينيات القرن العشرين، ليست سوى واحدة من المباني التي يتعين الآن إفراغها. ويجب علينا نقل المواد الموجودة بداخلها إلى صوامع أكثر حداثة؛ حيث إن المبنى لم يُصمم إلا ليتم ملؤه. ونحن نرى أن خطط الشركة لإخلاء الموقع وهدم المبنى هي الخيار الأكثر أمانًا”.
وفي ذات السياق، تشير Alyson Armett؛ رئيسة عمليات الاسترجاع في الموقع، إلى أنه في غياب “حل دائم” للنفايات النووية، فإن خطط إيقاف التشغيل قد تتأخر. وتتمثل الخطة الحالية للحل الدائم في دفن النفايات عميقًا تحت الأرض. ويقوم الباحثون حاليا ببحث معقد – علميًا وسياسيًا – عن مكان يمكن حبسه بعيدًا عن البشرية إلى الأبد.
حلول تخزين النفايات النووية
وتقول البروفيسور ” Claire Corkhill” أستاذ المعادن وإدارة النفايات النووية بجامعة Bristol: “نحن بحاجة إلى عزلها عن السكان المستقبليين أو حتى الحضارات المستقبلية، وهذا هو الإطار الزمني الذي ننظر إليه”.
وتدرس Corkhill حاليًا، كيف يمكن جعل النفايات المشعة آمنة للتخزين على المدى الطويل للغاية. وتبحث أيضًا عن المادة الأكثر استقرارًا وخاملة كيميائيًا التي يمكن “دفن” النفايات النووية فيها.
وتوضح قائلة: “نقوم بتحويلها إلى مادة صلبة – زجاج أو سيراميك أو مادة تشبه الصخور التي جاء منها اليورانيوم في الأصل”.
وتتضمن الخطة الخاصة بالتخزين الدائم تحت الأرض احتواء النفايات الصلبة في سلسلة من الحواجز تشبه الدمى الروسية. وسوف يتم حماية الزجاج المغلف بالفولاذ والخرسانة، ثم دفنه تحت طبقات من الصخور الصلبة.
ولكن السؤال الملح والمحير بالفعل هو، أين سيكون هذا المرفق؟
النفايات موجودة بالفعل
قبل ست سنوات، طُلب من المجتمعات المحلية في إنجلترا وويلز التقدم بطلب بشأن ما إذا كانت على استعداد للنظر في بناء منشأة للتخلص من النفايات بالقرب من بلدتها أو قريتها.
وحيث يجب أن تحتوي المواقع المحتملة على الجيولوجيا المثالية ـ أي كمية كافية من الصخور الصلبة لإنشاء هذا الحاجز الدائم. ولكنها أيضًا تحتاج إلى شيء قد يكون أكثر صعوبة سياسيًا وهو مجتمع لا يعارض هذا البناء.
وتوجد حوافز مالية للمجتمعات المحلية للمشاركة في هذه المناقشة. وحتى الآن، تقدم خمسة مجتمعات بطلبات. وتم استبعاد اثنين بالفعل.
فقد اعتُبِرت منطقة Allerdale في Cumbria غير مناسبة؛ لأنها لم تكن تحتوي على ما يكفي من الأساس الصلب. ثم في سبتمبر من العام الماضي 2023، انسحب أعضاء مجلس South Holderness الواقعة في Yorkshire، بعد سلسلة من الاحتجاجات المحلية.
ويقيم علماء الحكومة المجتمعات الثلاثة المتبقية التي تتنافس حاليًا على اللقب. كما أجرى جيولوجيون اختبارات زلزالية بحثًا عن تلك الصخور غير القابلة للاختراق والتي تعد ذات أهمية كبيرة.
حوافز لإيجاد بدائل
وفي الوقت نفسه، يستمر الحوار، ويتلقى كل مجتمع يتم النظر في إنشاء منشأة للتخلص الجيولوجي من النفايات (GDF) الآن حوالي مليون جنيه إسترليني سنويًا كاستثمار. بينما يتم إجراء الاختبارات العلمية الأولية.
ولا تزال ضمن القائمة المختصرة أيضًا منطقة South Copeland الواقعة على ساحل Cumbrian . وهناك موقع على الساحل الشرقي في Lincolnshire أيضًا، والذي شهد بدوره عدد من الاحتجاجات السلمية الغاضبة المعارضة لإنشاء المخازن.
وتقول وزارة أمن الطاقة: إن منشأة التخلص من النفايات ستوفر “التخلص الآمن وطويل الأمد من النفايات المشعة الأكثر خطورة”.
وتعتقد البروفيسورة Corkhill أن منشأة التخلص من اليورانيوم هي الحل الأكثر أمانًا. وتقول: “نستخرج اليورانيوم من الصخور الموجودة في الأرض، ونحصل على الطاقة منها، وإعادة اليورانيوم إلى الأرض مرة أخرى”.
وأضافت: “لقد كان اليورانيوم موجودًا في تلك الصخور منذ مليارات السنين. لقد تم دفعه وسحبه وضغطه وتسخينه وتعريضه للماء والهواء. لكن اليورانيوم لا يزال محتجزًا بأمان.”
منشآت حول العالم
وفي فنلندا، تم بالفعل بناء منشأة تدعى Onkalo، ومن الممكن أن تستقبل أولى نفاياتها النووية خلال العام المقبل 2025. كما تم اختيار ثلاثة مواقع أخرى حول العالم، في سويسرا والسويد وفرنسا. وتمر هذه المواقع بمراحل مختلفة من التطوير.
في المملكة المتحدة، تستمر عمليات البحث والدراسات والمشاورات. ولن يبدأ بناء مرفق النفايات العامة إلا بعد الانتهاء من هذه الدراسات وإجراء نوع من التقييم النهائي لدعم المجتمع، مثل الاستفتاء.
ومن المتوقع أن يبدأ وضع النفايات داخل المرفق المزمع إنشاءه، في خمسينيات القرن الحادي والعشرين. وحتى ذلك الحين، سيتم الاستمرار في تخزينها وإدارتها في Sellafield.
وتقول البروفيسور Corkhill: “لقد استفدنا من الطاقة النووية في هذا البلد لمدة 70 عامًا، ولكننا ما زلنا متأخرين كثيرًا عن تنظيف الإرث الذي تركناه وراءنا”.
وأضافت قائلة: “عندما ننتقل إلى التفكير في جيل جديد من الطاقة النووية، يتعين علينا أن نفكر في النفايات الآن”.