لماذا تعمل الصين على تطوير مفاعل نووي يعمل بالثوريوم يُحدث ثورة في عالم الطاقة؟

قد تُكتب صفحة جديدة في تاريخ الطاقة النووية في سبتمبر المقبل، في قلب صحراء جوبي شمال الصين. ففي نهاية أغسطس2021 ، أعلنت بكين أنها أكملت بناء أول مفاعل نووي يعمل بالملح المنصهر والثوريوم. ووفقًا لمجلة نيتشر العلمية، فإن النموذج الأولي منخفض الطاقة، الذي بُني على مقربة من مدينة وووي الشمالية، لا يمكنه حتى الآن إنتاج طاقة تكفي لحوالي 1000 منزل فقط. ولكن إذا نجحت الاختبارات القادمة، فستبدأ السلطات الصينية برنامجًا لبناء مفاعل آخر قادر على توليد الكهرباء لأكثر من 100000 منزل. ويمكن لبكين بعد ذلك أن تصبح مصدرًا لتقنية المفاعل التي كانت موضع نقاش كبير لأكثر من 40 عامًا، وفقًا لصحيفة ليزيكو المالية الفرنسية.

هل تُخفّض مخاطر الحوادث؟

قد يكون المفاعل الصيني أول مفاعل ملح منصهر يعمل في العالم منذ عام ١٩٦٩، عندما تخلّت الولايات المتحدة عن منشأة مختبر أوك ريدج الوطني في تينيسي. يقول جان كلود غارنييه، رئيس لجنة الطاقات البديلة والطاقة الذرية الفرنسية: "تستخدم جميع المفاعلات الحالية تقريبًا اليورانيوم كوقود وماء، بدلًا من الملح المنصهر والثوريوم"، اللذين سيُستخدمان في المحطة الصينية الجديدة. لم يقع اختيار بكين على هذين العنصرين "الجديدين" صدفةً: فمفاعلات الملح المنصهر تُعد من بين أكثر التقنيات الواعدة لمحطات الطاقة، وفقًا لمنتدى الجيل الرابع، وهو مبادرة أمريكية للدفع بالتعاون الدولي في مجال الطاقة النووية المدنية. وفي مقابلة مع فرانس ٢٤، أوضح سيلفان ديفيد، مدير الأبحاث في المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) والمتخصص في المفاعلات النووية، أنه مع تقنية الملح المنصهر، "يصبح الملح نفسه وقودًا". تُخلط البلورات بمادة نووية - إما اليورانيوم أو الثوريوم - تُسخّن إلى أكثر من 500 درجة مئوية لتصبح سائلة، ثم تُنقل الحرارة والطاقة المُنتجة. نظريًا، ستجعل هذه العملية المنشآت أكثر أمانًا. وأضاف جان كلود غارنييه: "يُفترض أن تُستبعد بعض مخاطر الحوادث لأن حرق السائل يُجنّب المواقف التي قد يخرج فيها التفاعل النووي عن السيطرة ويُلحق الضرر بهياكل المفاعل". وهناك ميزة أخرى للصين: لا يحتاج هذا النوع من المفاعلات إلى البناء بالقرب من المجاري المائية، لأن الأملاح المنصهرة نفسها "تُستخدم كمبرد، على عكس محطات الطاقة التقليدية التي تعمل باليورانيوم والتي تحتاج إلى كميات هائلة من الماء لتبريد مفاعلاتها"، وفقًا لما ذكرته صحيفة "ليزيكو" الفرنسية. ونتيجة لذلك، يُمكن تركيب المفاعلات في مناطق معزولة وقاحلة... مثل صحراء جوبي.

وفرة المعروض الصيني

اختارت بكين أيضًا استخدام الثوريوم بدلًا من اليورانيوم في مفاعلها الجديد للملح المنصهر، وهو مزيجٌ لفت انتباه الخبراء لسنوات. ويرجع ذلك في الغالب إلى أن "كميات الثوريوم في الطبيعة أكبر بكثير من اليورانيوم"، كما يقول فرانشيسكو دوريا، أخصائي تكنولوجيا المفاعلات النووية في جامعة بيزا. إضافةً إلى ذلك، ينتمي الثوريوم إلى عائلةٍ شهيرة من المعادن الأرضية النادرة، وهي أكثر وفرةً في الصين منها في أي مكانٍ آخر؛ وهذا يُمثل إضافةً مُرضيةً للسلطات الصينية، التي قد تزيد من استقلالها في مجال الطاقة عن الدول الرئيسية المُصدرة لليورانيوم، مثل كندا وأستراليا، وهما دولتان انهارت علاقاتهما الدبلوماسية مع الصين في السنوات الأخيرة.

كما أن استثمار بكين طويل الأجل. في الوقت الحالي، يتوفر ما يكفي من اليورانيوم لتشغيل جميع المفاعلات النووية العاملة. ولكن إذا زاد عدد المفاعلات، فقد نصل إلى حالة لا يلبي فيها العرض الطلب، ويمكن أن يُقلل استخدام الثوريوم بشكل كبير من الحاجة إلى اليورانيوم. وهذا يجعله خيارًا أكثر استدامة، كما أوضح سيلفان ديفيد.

طاقة نووية "أكثر خضرة"؟

وفقًا لمؤيدي الثوريوم، يُعدّ أيضًا حلاً "أكثر خضرة". فعلى عكس اليورانيوم المستخدم حاليًا في محطات الطاقة النووية، لا يُنتج حرق الثوريوم البلوتونيوم، وهو عنصر كيميائي شديد السمية، كما أشارت مجلة "نيتشر". مع كل هذه المزايا الإيجابية، لماذا يقتصر استخدام الأملاح المنصهرة والثوريوم الآن؟ وأضاف فرانشيسكو دوريا: "يعود ذلك أساسًا إلى أن اليورانيوم 235 كان المرشح الأمثل للمفاعلات النووية، ولم يتطلع السوق إلى أبعد من ذلك".

الإشعاع والتآكل والأسلحة النووية

من بين العناصر الثلاثة الرئيسية المرشحة للتفاعل النووي - اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 والثوريوم - يُعدّ الأول "النظير الوحيد القابل للانشطار بشكل طبيعي"، كما أوضح سيلفان ديفيد. يجب قصف المادتين الأخريين بالنيوترونات لتصبح المادة قابلة للانشطار (أي قابلة للانشطار النووي) ويمكن استخدامها في المفاعل: وهي عملية ممكنة ولكنها أكثر تعقيدًا. بمجرد أن يتم ذلك على الثوريوم، يُنتج اليورانيوم 233، المادة الانشطارية اللازمة لتوليد الطاقة النووية. وهنا تُصبح مشكلة أخرى مع الثوريوم: "الإشعاع المنبعث من اليورانيوم 233 أقوى من إشعاع النظائر الأخرى، لذا يجب توخي المزيد من الحذر"، كما حذّر فرانشيسكو دوريا. كما أن جدوى مفاعلات الملح المنصهر موضع شك لأنها تُسبب المزيد من المشاكل التقنية. وأوضح جان كلود غارنييه: "عند درجات الحرارة العالية جدًا، يمكن أن يُسبب الملح تآكلًا في هياكل المفاعل، والتي تحتاج إلى حماية بطريقة ما". من الواضح أن المخاطر كبيرة بالنسبة للتجارب الصينية، وستُراقب عن كثب في جميع أنحاء العالم لمعرفة كيف تأمل بكين في التغلب على هذه العقبات. حتى لو ادّعت الصين النصر في النهاية، فلا داعي للفرحة العارمة، كما قال فرانشيسكو دوريا: "مشكلة المنتجات المسببة للتآكل هي أنك لا تُدرك ضررها إلا بعد مرور خمس إلى عشر سنوات". علاوة على ذلك، يزعم الخبير أنه لا داعي للاحتفال بمفاعل نووي لا يُنتج الطاقة فحسب، بل يُنتج أيضًا اليورانيوم 233. وأشار فرانشيسكو دوريا إلى أن "هذا نظير غير موجود في الطبيعة، ويمكن استخدامه لصنع قنبلة ذرية". وبالتالي، قد تُحدث الصين ثورة في الصناعة النووية، لكنها في الوقت نفسه قد تُثير قلق مُؤيدي حظر الانتشار النووي حول العالم.