تقنية ألمانية لتقليص عمر النفايات النووية بآلاف السنين

يحتوي الوقود النووي المستهَلك على عدد قليل نسبيا من المواد المشعة. ففي طن واحد من الوقود النووي المستنفد يوجد حوالي 10 كيلوغرامات من النفايات المشعة المتكونة من: حوالي 9 كيلوغرامات من البلوتونيوم المُشِع وحوالي كيلوغرام واحد من الأكتينيدات المشعة.

"وهذه الأكتينيدات تعتبر من النفايات النووية الشديدة الإشعاع وهي سامة للغاية"، كما يقول ديرك بوسباك من مركز يوليش للأبحاث العلمية في مدينة يوليش غربي ألمانيا. وأكثر ما يقلق الباحثين في هذه النفايات هي الفترات الزمنية الطويلة التي تواصل فيها إصدار إشعاعاتها الخطرة. وهو ما دفع بالعلماء إلى السعي للحد بشكل كبير من الخاصية السامة لهذه النفايات النووية زمنياً.

محطة تجريبية للتقليل من خطر النفايات النووية

وبداية من عام 2014 سيتم الشروع في بناء محطة تجريبية بتقنية ألمانية في بلجيكا والبدء بتشغيلها ابتداءً من عام 2023. وتكمن مهمتها في تحويل النفايات الإشعاعية السامة كالبلوتونيوم والأكتينيدات في أقصر زمن ممكن إلى منتجات ثانوية أقل إشعاعاً وخطراً، وذلك من خلال استخراج هذه النفايات المشعة ومنها الأكتينيدات من قضبان الوقود في المفاعلات النووية بطريقة كيميائية أولاً.

وفي الخطوة الثانية، يقوم الباحثون باستخدام عمليات تبخير للمياه باستخلاص مواد الأكتينيدات السامة من النفايات المشعة ويتم إنتاج قضبان جديدة من هذه الأكتينيدات. ويقومون بعدها بإنتاج قضبان وقود جديدة منها، ومن ثم نقل هذه القضبان إلى وحدةالتحويل النووي أو ما تعرف بمعدات الـ.Transmutation

وفي هذه الأثناء يتم تجهيز نيوترونات شديدة السرعة في أجهزة أخرى تعرف بالمُسرِّعات. ويلي ذلك قذف قضبان النفايات الإشعاعية السامة في وحدة التحويل النووي بواسطة النيوترونات العالية السرعة. وتصطدم هذه النيوترونات الفائقة السرعة بالأكتينيدات الإشعاعية السامة، ويَنتُج عن ذلك تفاعل نووي تتحطم فيه الأكتينيدات وتتحول إلى مواد أقل إشعاعاً وخطراً.

تقليل فترة الانبعاثات الإشعاعية السامة بمئات آلاف السنين

لكن الكثير من البحوث والاختبارات لا تزال جارية وهي تهدف إلى تقليل زمن إشعاع النفايات النووية بمئات الآلاف منالسنين،كما يقولأندرياس غايست الباحث النوويمن معهد كارلسرويه الألماني للأبحاث التقنية. ويضيف: "فلنأخذ السُّمِّية الإشعاعية لليورانيوم الطبيعي كمرجع مثلاً، وهو المعدن الذي نستخرجه من باطن الأرض من أجل إنتاج الوقود النووي". ويتابع قائلا: "إذا تمكّنا من فصل النفايات النووية أي الأكتينيدات الإشعاعية السامة وإجراء عملية تحويل نووي لها فستتقلص خطورة الأكتينيدات الإشعاعية إلى مستوى سُمِّية اليورانيوم الإشعاعية بعد أقل من 1000سنة من إجراء عملية التحويل النووي لها".

وللمقارنة: إذا تم تخزين الأكتينيدات المشعة بشكل مباشر من دون إجراء عملية تحويل نووي لها فإن هذه النفايات النووية ستستغرق 200 ألف سنة كي تنخفض سُمِّيتُها إلى سُمِّية اليورانيوم الطبيعي المُشِع. ألف سنة هي فترة زمنية يمكن تصورها، فأهرامات مصر هي أقدم بكثير من هذه الفترة. لكن مئات الآلاف من السنوات تعني بالنسبة لنا البشر شيئاً مثل الخلود. وهنا يبرز سؤال للسياسيين المسؤولين عن اتخاذ القرار: هل يفضلون تخزين النفايات الإشعاعية بأضرارها إلى الأبد أم معالجتها وتقليل فترة زمن إشعاعها السام وتخزينها في أماكن معينة إلى أن تنتهي سميتها الخطيرة ولو بعد حين؟

بعد بضعة عقود ستكون تكنولوجيا التحويل النووي جاهزة وبواسطتها قد يمكن إزالة سمية النفايات النووية القديمة بالتدريج. ولكن تبقى أيضاً قضية المستودعات الملائمة لتخزين النفايات النووية قائمة، فحتى النفايات الإشعاعية المعالجَة بطريقة التحويل النووي تحتاج إلى مستودعات تخزين لدرء خطرها الإشعاعي على المدى البعيد.

فابيان شميت / علي المخلافي

مراجعة: شمس العياري