صفر تا صد درون نگین اتمی خلیج فارس

روزنامه خراسان نوشت: آخرین حلقه چرخه سوخت هسته ای در ایران و به جهات صلح آمیز هسته ای، تولید برق است و به جرئت می توان نیروگاه اتمی بوشهر را نماد این مصرف صلح آمیز سوخت هسته ای در ایران دانست. چندی قبل فرصتی دست داد تا از این نگین اتمی خلیج فارس که در ساحل بوشهر می درخشد بازدیدی داشته باشیم و به این بهانه صفر تا صد این نیروگاه اتمی را در ادامه شرح داده ایم.

نیروگاه بوشهر؛ آن چه بود و آن چه شد 

نیروگاه اتمی بوشهر در ده کیلومتری این شهر قرار دارد و از حدود 5کیلومتر مانده به نیروگاه ، جاده ای اختصاصی که عبور و مرور افراد متفرقه از آن ممنوع است و تحت حفاظت شدید قرار دارد ما را به اولین  نیروگاه تولید برق هسته ای در غرب آسیا و جهان اسلامی می رساند .شروع ساخت نیروگاه بوشهر به سال های 1352 و 1353 و انتخاب سایت برمی گردد . ابتدا قرار بود دو واحد هزار و سیصد مگاواتی از نوع راکتور آب تحت فشار توسط شرکت کرافت ورک یونیون آلمان یا همان شرکت زیمنس ساخته شود. این پروژه تا پیش از انقلاب پیشرفت های خوبی هم داشت اما بعد از پیروزی انقلاب عملیات ساختمانی متوقف شد و طی جنگ نیز هدف اصابت موشک و حمله هوایی قرار گرفت که هنوز بقایای آن در کنار نیروگاه جدید قابل مشاهده است. بعد از پایان جنگ شرکت آلمانی از تکمیل پروژه سرباز زد و نیامد بنابراین خیلی از تجهیزات سنگینی که آن زمان در شرکت سازنده تولید شده بود در بنادر کشورهای اروپایی نگه داشته شد.در نهایت و با اقدام نکردن آلمانی ها ، در سال 1995 یا 1374تصمیم بر این گرفته شد که این قرارداد با کشور روسیه به عنوان طرح تکمیلی منعقد شود . کار بسیار منحصر به فردی محسوب می شد و قرار بود نیروگاه اتمی بوشهر که در زمان خودش در دنیا به عنوان یکی از بزرگ ترین نیروگاه ها بود و الان هم جزو نیروگاه های بزرگ است توسط یک سازنده جدید تکمیل شود. پیچیدگی کار این بود که باید یک فناوری آلمانی با یک فناوری روسی تلفیق شود که کار مهندسی بالایی را می طلبید اما در نهایت عملیات اجرایی کار شروع شد . آن چه که در متن قرارداد تاکید شده بود و ایران از پیمانکار طلب می کرد این بود که حداکثر استفاده از تجهیزات و ساختمان های به جا مانده از آلمان ها به کار گرفته شود . تغییراتی در ساختار داخل ساختمان ها انجام شد که مهم ترین آن در فونداسیون توربین بود که در طرح آلمانی به صورت عمودی بودند و در طرح روسی افقی شدند ، در نهایت فعالیت های نصب آن با همه مشکلات و همه مسائل مهندسی که باید  حل می شد رفته رفته جلو رفت تا نیروگاه به مرحله تکمیل و راه اندازی رسید .سرانجام در 26 آذر 1378 اولین سوخت راکتور به نیروگاه رسید و دو ماه بعد کار گذاری سوخت در نیروگاه انجام شد .پس از تست های متعدد در اول شهریور 1390 چرخش توربین تا 300 هزار دور بر دقیقه انجام شد و 12 شهریور 90 اتصال نیروگاه به برق سراسری  انجام شد همچنین 9 شهریور 91 رسیدن به هزار مگاوات برق تولیدی  در نیروگاه بوشهر ثبت شد و بدین شکل اولین برق اتمی در ایران وارد مدار مصرف شد . نگاه جالب در این میان واگذاری بهره برداری از نیروگاه به طرف ایرانی از سال 1392 است که باعث شد روند ایرانی کردن نیروگاه سرعت بگیرد به گونه ای که از  تعداد زیادی کارمند روس در سال 92 امروز به 3 مشاور روس تبار رسیده ایم .پس از پایان کار ساخت واحد اول نیروگاه بوشهر کشور تصمیم به توسعه این نیروگاه و ساخت واحدهای دوم و سوم گرفت که بر این اساس پس از انعقاد قرارداد با طرف روسی ، 12 بهمن 93 عملیات تحقیقاتی واحد 2 و 3 و سال 95 کلنگ زنی واحدهای جدید انجام شد که کار آن تاکنون ادامه دارد و به نظر می رسد حداقل تا 5 سال آینده نباید شاهد بهره برداری از آن ها بود .

ساختمان های روی فنر، مقاوم در برابر زلزله 10 ریشتری و...

وارد محوطه نیروگاه که می شویم یکی از کارکنان مرکز اطلاع رسانی نیروگاه بوشهر به مدد ما آمده و درباره جزئیات این غول بزرگ اتمی در کنار آب های نیلگون خلیج فارس توضیح می دهد . نیروگاه اتمی بوشهر شبیه دیگر نیروگاه های فسیلی تولید برق است با این تفاوت که در نیروگاه های فسیلی از گاز یا گازوئیل یا مازوت استفاده می شود اما این جا آن چه باعث ایجاد حرارت می شود سوختی از اورانیوم غنی شده است .راکتور بوشهر که توسط روسیه ساخته شده از نوع آب سبک تحت فشار بوده و توان تولید 3هزار مگاوات گرما و هزار مگاوات برق را دارد . جنس این راکتور از فولاد کربنی است که با فولاد ضد زنگ پوشش داده شده و با قطری برابر با 5متر و 53 سانتی متر ، ارتفاعی برابر 11متر و 18 سانتی متر دارد  . منبع تولید گرما در این راکتور سوخت هسته ای از نوع دی اکسید اورانیوم با غنای 4.02% ، 3.62% ، 2.4% و 1.6% است که به صورت قرص های سوخت استوانه ای به قطر 7.75 و ارتفاع 12 میلی متر ساخته شده و به تعداد 300تا 315 عدد درون میله های سوخت قرار می گیرند . قطر قلب راکتور 3.16 متر است و ارتفاع قلب راکتور 3.55 متر. قطر دیواره کره فولادی 56 متر و ضخامت کره فولادی 3تا5 سانتی متر برای جلوگیری از آسیب های داخلی و هرگونه انفجار احتمالی است .این ترکیب می تواند زلزله 10ریشتری را هم تحمل کند و بخشی از ساختمان ها روی فنر هستند که برای زلزله مقاوم باشند همچنین کلیه ساختمان ها در برابر سیل یا سونامی عایق شده اند . تنها توربین هزار مگاواتی کشور که ساخت روسیه است در نیروگاه اتمی بوشهر قرار دارد و توربین بعدی در کشور 440 مگاواتی است .311 میله سوخت به صورت آرایش شش ضلعی یک مجتمع سوخت را می سازند که 4متر و 57 سانتی متر ارتفاع دارد و 163 مجتمع سوخت ، قلب راکتور بوشهر را تشکیل می دهند . البته نمونه آلمانی مجتمع های سوخت که ما در نیروگاه بوشهر دیدیم چهار ضلعی بود اما مدل روسی و نمونه ایرانی که ساخته شده – در بیست فروردین 94 با قرص های سوخت مجازی یا سربی رونمایی شد - شش ضلعی هستند . وقتی این 163 مجتمع را در راکتور قرارمی دهیم حالت لانه زنبوری پیدا می کند و درپوش راکتور بسته می شود.در مجموع سوخت راکتور بوشهر 80تن وزن دارد و هر سال یک سوم سوخت را که حدود 27 تن می شود   از مرکز قلب راکتور خارج می‌کند  و دو سوم باقی مانده به همراه یک سوم سوخت جدید سوخت گذاری می شود تا در نتیجه همیشه 80تن سوخت غنی شده زیر 5درصد در قلب راکتور وجود داشته باشد .

اتفاقات درون راکتور 

وقتی یک ذره نوترون به هسته اورانیوم برخورد می کند این هسته به دو یا چند قسمت تقسیم می شود که علاوه بر مقدار زیاد گرما ، تعدادی ذره های نوترون تولید می کند که هر کدام از این ذره های نوترون خودشان شکافت جدید را ایجاد می کنند یعنی یک واکنش زنجیره ای داخل قلب راکتور ایجاد می شود که باید کنترل شود و اگر کنترل نشود قلب راکتور ذوب خواهد شد  واکنش انجام می شود و گرما تولید می شود . ما در راکتور بوشهر آب سبک داریم که همان آب معمولی بدون املاح است. وقتی واکنش شکافت هسته ای در راکتور انجام می شود و تولید گرما می کند ، آب سبک که اطراف مجتمع‌های سوخت می گردد گرما را گرفته و به دمای 323 درجه هم می رسد البته به خاطر فشار زیاد این آب بخار نشده و به صورت آلوده بیرون از چرخه نمی رود . آب آلوده 323 درجه وارد مولد بخار ما می شود. اطراف این آب آلوده آبی عبور می کند که هیچ آلودگی ندارد  و گرما را از آب آلوده می گیرد و بخار می شود و این بخار پاک نیز وارد ساختمان توربین می‌شود و پره های توربین را می چرخاند . در واقع هیچ تبادلی میان آب آلوده و آب پاک وجود ندارد و تنها یک تبادل گرمایی را شاهد هستیم .در ساختمان آن یک توربین فشار قوی و سه توربین فشار ضعیف با 5 پره قرار دارد که با فشار بخار آب ، پره های توربین حرکت می‌کند و در نهایت روتور ژنراتور می چرخد و قدرت خروجی آن هزار مگاوات برق است .این برق از طریق دو پست 230کیلو وات و 400کیلووات و از طریق خطوط انتقال برق به پست چغادک و شبکه سراسری برق کشور متصل می شود .بخار که از توربین ها خارج می شود سرد و مایع می گردد و دوباره به مولد بخار بازمی گردد و این یعنی مدار اول و دوم ما سیکل های بسته هستند . برای خنک کردن این بخار از آب دریا  استفاده می کنیم  و 20هزار متر مکعب آب دریا وارد کندانسور می شود و بخار را سرد می کند و خودش گرم می شود.  این آب باید در یک پروسه سرد و وارد دریا شود که ابتدا در یک کانال روباز 400متری و تونل های 1200متری وارد شده و بعد  از  از دست دادن دمای خود می تواند به دریا بریزد  و هیچ آلودگی هم ندارد .هر کدام از این قرص های سوخت حاوی 4تا 5 گرم اورانیوم غنی شده  زیر 5درصد هستند و انرژی که برای ما تولید می کند معادل 3بشکه نفت خام ، یک تن زغال سنگ و 476متر مکعب گاز طبیعی است با این تفاوت که هیچ آلودگی ندارد .

با پسماند های نیروگاه اتمی چه می کنند؟

در نیروگاه بوشهر پسماند های مایع، گاز و جامد داریم. پسماند گازی ما ابتدا برای مدت زمانی مظروف  می شود تا آلودگی آن کاهش یابد و پس از آن از فیلترهای زغالی عبور می‌کند و در نهایت از استک(دودکش) 110متری نیروگاه خارج می شود که در این مرحله هیچ آلودگی ندارد . دودکش نیروگاه ایمن است و فیلترهایی دارد که حتی اشعه رادیواکتیو خروجی از زمین هم در آن کمتر است .برای پسماند های مایع و جامد بشکه های مخصوصی وجود دارد. در واقع پسماند مایع ناشی از شست وشوهای درون نیروگاه است . فاضلاب شست وشوی لباس آلوده و پساب رادیواکتیو آزمایشگاه ها به عنوان پسماند مایع به حساب می آیند . این پساب در بشکه های آبی رنگ که یک همزن درون آن ها وجود دارد قرار می گیرند و با آهک و سیمان مخلوط می‌شوند  تا حالت جامد به خود بگیرند . پسماند جامد هم در واقع قطعات مستعمل و نخاله های ساختمانی و لباس کار و دستکش و دفاتر و ابزار مستعمل هستند که آن هم در بشکه مخصوص سفید رنگ قرار می گیرند . این ها آن قدر در نیروگاه نگه داشته می شوند که آلودگی آن به حد طبیعی برسد و آن وقت از نیروگاه خارج می شوند.تا شعاع 70 کیلومتری نیروگاه پالایش و آزمایش می شود از آب و خاک و حیوانات و ماهی ها حتی برای مردم ساکن در اطراف نیروگاه نیز آزمایش هایی انجام می شود تا میزان دوز دریافتی آن ها مشخص شود که بر اساس این آزمایش ها میزان دوز دریافتی آن ها از نیروگاه از حد مجاز کمتر بوده و در مقایسه با دیگر منابع پرتوزا بسیار پایین تراست .درباره پسماند خود سوخت اقدامی نمی شود و ما این جا پسماند سوخت نداریم چون سوخت از روسیه می آید و بدون فراوری باقی مانده سوخت مصرف شده پس از سرد شدن و کاهش تشعشعات خارج می شود . این مجتمع های سوخت به وسیله هواپیما از روسیه به کشور منتقل می‌شوند و سپس در غلاف های فلزی بزرگی قرار داده و با تریلی به سمت نیروگاه حمل و در انبار سوخت انباشت می شوند و زمان حمل به قلب راکتور  نیز با اهرم‌ها و جرثقیل های بزرگی این انتقال انجام می شود .متاسفانه  ورود به ساختمان راکتور به دلیل روشن بودن راکتور و خطرات احتمالی امکان پذیر نشد زیرا به گفته مسئولان ایمنی راکتور بوشهر ، وقتی در زمان کار راکتور بخواهید وارد گنبد شوید شاید کمتر از ده دقیقه زمان داشته باشید و به دلیل آلودگی بالای محیط اگر کار بیشتر طول بکشد باید خروج کنید تا اور دوز نشوید . این حساسیت ها باعث شد تا اجازه ورود را پیدا نکنیم .تاسیسات تولید آب شیرین کن از تولیدات جنبی نیروگاه اتمی بوشهر است. کلنگ زنی تولید 70 هزار مترمکعب آب شیرین در روز انجام شده و تقریبا آب مورد نیاز شهرستان بوشهر را تامین می کند.

برق هسته ای در مدار سراسری 

نیروگاه اتمی بوشهر در دوره کاری خود در هفت سال گذشته 57805620 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید کرده و  52601069  کیلووات ساعت کل انرژی الکتریکی تحویلی نیروگاه بوشهر به مدار سراسری  توزیع برق است. این نیروگاه در اوج مصرف یعنی فصول گرم سال ، به صورت 24 ساعته برق پایدار و مستمر هزار مگاواتی به شبکه تزریق می کند و در زمستان نیز که اوج مصرف گاز است باعث می شود تا روزی 6 میلیون مترمکعب به کاهش مصرف گاز کشور کمک کند. البته نیروگاه حدود ده ماه در سال فعال است و در روزهایی که اوج مصرف برق نداریم نیروگاه برای سوخت گذاری یک سوم مصرف شده و تعمیرات احتمالی خاموش می شود و حدود دو ماه را به این شکل می گذراند.

تولید برق در نیروگاه اتمی بوشهر کاملا پاک و بدون تولید آلاینده های معمول در نیروگاه های تولید برق فسیلی است به این معنی که هر سال از تولید 7 میلیون تن گازهای گلخانه ای جلو گیری می شود و تاکنون نیروگاه بوشهر در هفت سال عمر تولید برقش توانسته از تولید 50 میلیون تن گاز جلوگیری کند .هر نیروگاه هسته ای متناسب با نوع بهره برداری اش 60 تا 90 سال عمر می کند و این در مقایسه با نیروگاه هایی که با سوخت هایی مثل گاز یا نفت یا مازوت و ... تولید برق می کنند و حتی در مقایسه با برق آبی ها و انرژی های خورشیدی و بادی نیز عمر بالاتری به شمار می رود . امروز 73 درصد برق فرانسه از این راه به دست می آید و 100 راکتور دارد در چین 27 راکتور   و در هند 21 راکتور در حال ساخت هستند . در منطقه ما نیز امارات اولین نیروگاه اتمی خود را راه اندازی کرد و واحدهای بعدی را در دست ساخت دارد همین طور ترکیه نیز در حال ساخت نیروگاه اتمی است .هر نیروگاه  اتمی برای ساخت احتیاج به  5 تا 7 میلیارد دلار سرمایه گذاری دارد در حالی که سالانه حدود 11 میلیون بشکه نفت صرفه جویی می کند که با یک حساب سرانگشتی می شود گفت در یک دوره 5 ساله می تواند همه هزینه های خود را برگرداند و از این نظر هنوز به عنوان یک گزینه مطلوب برای تولید برق در دنیا محسوب می شود .هزار مگاوات برقی که روزانه در نیروگاه بوشهر تولید می شود در استان های بوشهر و فارس به مصرف می رسد به گونه ای که امروز از هر چهار وسیله مصرف کننده برق در این دو استان یک وسیله با برق نیروگاه اتمی کار می کند .

واحدهای 2 و 3 بوشهر در مسیر ساخت 

طبق افق بلند مدت ایران در صنعت هسته ای باید در 20سال آینده ایران بتواند 20درصد برق کشور را از طریق انرژی هسته‌ای به دست آورد . برای رسیدن به این هدف شرکت های مختلفی در سواحل جنوبی و شمالی در حال تشکیل و تحقیقات هستند . بخشی از این برق توسط نیروگاه های کوچک 100تا 150مگاواتی در حاشیه سواحل مکران و بخشی در نیروگاه 350مگاواتی دارخوین در خوزستان به دست می آید و قرار است در کنار واحد اول هزار مگاواتی بوشهر دو واحد هزار و 50 مگاواتی نیز توسط روسیه ساخته شود که هم اکنون کارهای ساختمانی آن در دست اقدام است. حدود 6 سال از کلنگ زنی این فازها گذشته و تاکنون و با وجود مشکلات تحریمی و مالی بخش های خوبی انجام شده اما هنوز از برنامه عقب است . در فازهای دو و سه 2 میلیون خاک برداری شده و کل کار توسط ایرانی ها انجام شده و حتی میلگرد و سیمان ویژه نیروگاه را در داخل کشور ساخته ایم که در نوع خودش کار مهمی به شمار می رود . در بخش تجهیزات قرارداد با روس ها منعقد شده با این شرط که اگر تجهیزات یا وسایلی در داخل ایران تولید می شود باید در اولویت قرار گیرد. این امیدواری وجود دارد که این دو واحد ظرف 5 تا 7 سال آینده به مدار وارد شوند و بخشی از بار برق کشور را بر عهده بگیرند .