لماذا تقدم البطاريات النووية مقاربة جديدة للطاقة الخالية من الكربون

لماذا تقدم البطاريات النووية مقاربة جديدة للطاقة الخالية من الكربون

لماذا تقدم البطاريات النووية مقاربة جديدة للطاقة الخالية من الكربون

البطاريات النووية, هل ستحل فعلا معضلة تخزين الطاقة؟

نموذج جديد للطاقة النووية

قد نكون على شفا نموذج جديد للطاقة النووية ، اقترح مجموعة من العلماء النوويين مؤخرًا في The Bridge ، مجلة الأكاديمية الوطنية للهندسة. مثلما أفسحت أجهزة الكمبيوتر المركزية الكبيرة والمكلفة الطريق لأجهزة الكمبيوتر الموزعة على نطاق واسع اليوم ، جيل جديد من المفاعلات الصغيرة نسبيًا وغير المكلفة التي تم إنشاؤها في المصنع والمصممة للتشغيل المستقل و التشغيل بشكل مشابه لتوصيل الأجهزة. يقولون أنه يلوح في الأفق.

يمكن أن توفر هذه الأنظمة المقترحة الحرارة للعمليات الصناعية أو الكهرباء لقاعدة عسكرية أو حي ، وتعمل دون رقابة لمدة خمس إلى 10 سنوات ، ثم تُعاد بالشاحنات إلى المصنع للتزود بالوقود والتجديد. المؤلفون – جاكوبو بونجيورنو ، أستاذ TEPCO للعلوم والهندسة النووية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ؛ روبرت فريدا ، مؤسس GenH ؛ ستيفن أومير من مختبر أيداهو الوطني ؛ وكيفن شيلتون ، القائد المتقاعد للقيادة الإستراتيجية الأمريكية – أطلقوا على هذه المحطات الصغيرة اسم “البطاريات النووية”.

بسبب بساطة تشغيلها ، يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في إزالة الكربون من أنظمة الطاقة العالمية لمنع تغير المناخ الكارثي ، كما يقول الباحثون. طلبت MIT News من البروفيسور Buongiorno وصف اقتراح مجموعته.

كيف يختلف اقتراح البطارية النووية هذا عن المفاعلات التقليدية؟

سؤال: كانت فكرة المفاعلات النووية المعيارية الأصغر موضع نقاش لعدة سنوات. كيف يختلف اقتراح البطارية النووية هذا؟

أ: تأخذ الوحدات التي نصفها مفهوم تصنيع المصنع ونمطيته إلى أقصى الحدود. كانت المقترحات السابقة تتعلق بمفاعلات ذات ناتج كهربائي يتراوح بين 100 و 300 ميغاواط ، وهو عامل أصغر بمقدار 10 من المفاعلات النووية الكبيرة التقليدية بمقياس غيغاواط. يمكن تجميعها من مكونات مصنوعة في المصنع ، لكنها لا تزال تتطلب بعض التجميع في الموقع والكثير من أعمال تحضير الموقع.

مفهوم البطارية النووية مختلف حقًا بسبب الحجم المادي وإنتاج الطاقة لهذه الآلات – حوالي 10 ميغاوات. إنه صغير جدًا لدرجة أن المصنع بأكمله تم بناؤه فعليًا في مصنع ويتناسب مع حاوية قياسية.

يقدم هذا العديد من المزايا من وجهة نظر اقتصادية. لا ينطوي نشر هذه البطاريات النووية على إدارة موقع بناء كبير ، والذي كان المصدر الرئيسي للتأخير وتجاوز التكاليف للمشاريع النووية على مدار العشرين عامًا الماضية.

يتم نشر البطارية النووية بسرعة ، على سبيل المثال في غضون أسابيع ، وتصبح نوعًا من خدمة الطاقة عند الطلب. يمكن اعتبار الطاقة النووية منتجًا وليس مشروعًا عملاقًا.

البطاريات النووية آمنة

سؤال: أنت تتحدث عن احتمالية توزيع مثل هذه الوحدات على نطاق واسع ، بما في ذلك حتى في المناطق السكنية لتزويد أحياء بأكملها. ما مدى ثقة الناس في أن هذه البطاريات آمنة؟

أ: تصميمات البطاريات النووية قيد التطوير قوية بشكل استثنائي ؛ هذه في الواقع واحدة من نقاط البيع لهذه التكنولوجيا. يساهم الحجم المادي الصغير في الأمن بعدة طرق. أولاً ، كمية الحرارة المهدرة التي يجب إزالتها عند إغلاق المفاعل صغيرة. ثانيًا ، يحتوي قلب المفاعل على مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم ، مما يسهل أيضًا الحفاظ على برودة الوقود النووي في جميع الظروف دون أي تدخل خارجي. النظام يعتني بنفسه بشكل أساسي.

ثالثًا ، يحتوي المفاعل أيضًا على هيكل احتواء فولاذي قوي ومضغوط للغاية يحيط به لحمايته من إطلاق النشاط الإشعاعي في المحيط الحيوي. لتحسين الأمن ، نتوقع أنه في معظم المواقع ، ستكون هذه البطاريات النووية تحت مستوى الأرض ، لتوفير مستوى إضافي من الحماية ضد القوة المهاجمة.

البطاريات النووية قيد التجريب

سؤال: كيف نعرف أن هذه الأنواع الجديدة من المفاعلات ستعمل وما الذي يتطلبه الأمر حتى تصبح هذه الوحدات متاحة على نطاق واسع؟

أ: عرضت وكالة ناسا ومختبر لوس ألاموس الوطني مفاعلًا دقيقًا للتطبيقات الفضائية في ثلاث سنوات (2015-2018) ، من بداية التصميم إلى التصنيع والاختبار. وقد كلفهم 20 مليون دولار ، مستفيدين من البنية التحتية للتكنولوجيا النووية المتاحة في وزارة الطاقة. هذه التكلفة والإطار الزمني هي أوامر من حيث الحجم أقل من تلك الخاصة بمحطات الطاقة النووية التقليدية الكبيرة التي تكلف بسهولة المليارات ويستغرق بناؤها ما بين خمس إلى عشر سنوات.

يوجد حاليًا نصف دزينة من الشركات تقوم بتطوير تصميماتها الخاصة. على سبيل المثال ، تعمل شركة Westinghouse على بطارية نووية تستخدم تقنية الأنابيب الحرارية للتبريد وتخطط لتشغيل وحدة تجريبية في غضون ثلاث سنوات. سيكون هذا مصنعًا تجريبيًا في أحد المختبرات الوطنية ، على سبيل المثال ، مختبر أيداهو الوطني ، الذي يحتوي على عدد من المرافق التي يتم تعديلها لاستيعاب هذه المفاعلات الصغيرة وإجراء اختبارات مكثفة عليهم.

على سبيل المثال ، يمكن أن يتعرض المفاعل لظروف أكثر قسوة من تلك التي يتم مواجهتها في التشغيل العادي ، وعند القيام بذلك ، ظهر من خلال الاختبارات المباشرة أن حدود الفشل لا يتم تجاوزها. هذا يعطي الثقة للمرحلة التالية من التركيب التجاري على نطاق واسع.

تُعد هذه البطاريات النووية مثالية لبناء المرونة في جميع قطاعات الاقتصاد ، حيث توفر مصدرًا مستقرًا وموثوقًا للكهرباء والحرارة الخالية من الكربون والتي يمكن تحديد موقعها في مكان الحاجة إلى إنتاجها ، مما يقلل من الحاجة إلى طاقة باهظة الثمن وحساسة. البنية التحتية للنقل والتخزين. إذا أصبحت هذه الأشياء منتشرة على نطاق واسع كما نتصور ، فيمكنها تقديم مساهمة كبيرة في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري حول العالم.

تقرير البحث: “استراتيجية لإطلاق العنان لإمكانات الطاقة النووية من أجل نموذج طاقة عالمي جديد مرن”

 

 

Leave a Comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *