تم تجهيز اختبار حادث المفاعل النووي بتقنية التتبع البصري في الوقت الفعلي بواسطة مختبر أمريكي
أضاف الباحثون في مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL) تتبعًا بصريًا في الوقت الفعلي إلى معدات محاكاة الحوادث النووية الخاصة بهم. ومن خلال تثبيت نافذة كاميرا في جدار فرن متخصص، يستخدم العلماء ارتباط الصور الرقمية لقياس تشوه غلاف الوقود أثناء حدوثه. هذه هي المرة الأولى التي يلتقط فيها الباحثون هذه التغييرات الجسدية بصريًا أثناء محاكاة حادث فقدان سائل التبريد (LOCA). تعد محطة اختبار الحوادث الخطيرة (SATS) في ORNL المنشأة المحلية الوحيدة التي يمكنها تشغيل حالات الفشل المحاكاة هذه على قضبان الوقود التجارية المشعة. الطبقة الخارجية الواقية، المعروفة باسم الكسوة، تحمل الوقود النووي. يساعد جمع البيانات الدقيقة حول هذا الإعداد الصناعة النووية على تقليل عدم اليقين التنظيمي. ويدعم هذا الاختبار جهدًا وطنيًا أوسع نطاقًا للموافقة على أنواع الوقود التي تتحمل الحوادث وعالية الاحتراق، والتي تسمح للمفاعلات التجارية بالعمل لفترة أطول وتوليد المزيد من الطاقة دون رفع التكاليف. الطلب على الشبكة والموافقات التنظيمية تعمل مراكز البيانات وأنظمة الذكاء الاصطناعي على زيادة الطلب على الكهرباء الثابتة. وبدلا من بناء مرافق جديدة، ترغب شركات الطاقة في تحسين مفاعلات الماء الخفيف الحالية. تعمل هذه العملية، التي تسمى رفع الطاقة، على زيادة إنتاج الكهرباء عن طريق تشغيل الوقود في درجات حرارة أعلى وضبط هوامش التشغيل. قال ناثان كابس، كبير موظفي البحث والتطوير في مجموعة Fuel Cladding and Core Internals: “يعني رفع معدل الطاقة زيادة الإنتاج الكهربائي للمحطة من خلال تحسين هوامشها التشغيلية – وإزالة المبادئ التوجيهية المحافظة بشكل مفرط حيثما كان ذلك مناسبًا – بحيث يمكن للوقود أن يعمل بمستويات طاقة أعلى”. عندما تجمع المرافق بين معدلات الطاقة وعمر الوقود الممتد، فإنها تولد المزيد من الطاقة من نفس الموارد. حتى الآن، وافقت اللجنة التنظيمية النووية (NRC) على 171 معدلًا للطاقة. وقد أضاف هذا طاقة تعادل ثمانية مفاعلات جديدة إلى الشبكة الأمريكية دون بناء جديد. ومع ذلك، يجب على المرافق تقديم بيانات تجريبية تثبت السلامة قبل موافقة المجلس النرويجي للاجئين على هذه التغييرات التشغيلية. عملية المحاكاة لتكرار الحادث الذي يسقط فيه ماء التبريد من قلب المفاعل، يتبع علماء ORNL تسلسلاً محددًا. يتم وضع قطعة من قضيب الوقود يتراوح طولها بين 1 و12 بوصة داخل أنبوب كوارتز ويتم توسيطه بواسطة أقراص فاصلة. بعد ذلك، يقوم الباحثون بالضغط على الجزء الداخلي من القطعة لتكرار الضغط الداخلي لقضيب نشط كامل الطول. ثم يقوم فرن الأشعة تحت الحمراء بتسخين العينة إلى درجة الحرارة المستهدفة بمعدل يمكن التحكم فيه. وأخيرًا، يغمر الماء الغرفة لتبريد الجزء وإعادته إلى درجة حرارة الغرفة. تستغرق العملية برمتها دقيقتين إلى ثلاث دقائق. يستخدم SATS محطتين لاستكمال هذا البحث. الأول يعمل في مختبر قياسي لرسم التجارب واختبار المواد غير المشعة. وتقع المحطة الثانية داخل خلية ساخنة محمية بشكل كبير لتشغيل معلمات مماثلة على الوقود التجاري المشع. بالإضافة إلى التغييرات الهيكلية، يتتبع النظام كيفية هروب الغازات المحبوسة أثناء ارتفاع درجات الحرارة وكيفية تحرك الوقود أثناء الفشل. تطبيقات الصناعة يستخدم مصنعو الوقود بيانات ORNL لإنشاء تقارير السلامة للمراجعة التنظيمية. على مدى السنوات الأربع الماضية، أكملت ORNL 16 اختبار LOCA جنبًا إلى جنب مع شركات مثل Southern Nuclear، وConstellation، وWestinghouse، وFramatome، وGlobal Nuclear Fuel. ويخطط المختبر لمضاعفة حجم الاختبارات لمساعدة المرافق على تلبية متطلبات الشبكة المتزايدة.
تم النشر: 2026-06-11 16:36:00
