فيرمي 1
كان مفاعل فيرمي 1 المفاعل التجريبي الوحيد في الولايات المتحدة ، وقد بُني خلال خمسينيات القرن الماضي في محطة إنريكو فيرمي لتوليد الطاقة النووية على الشاطئ الغربي لبحيرة إيري جنوب ديترويت، ميشيغان . استخدم المفاعل دورة المفاعل السريع المبرد بالصوديوم ، حيث يُستخدم معدن الصوديوم السائل كمبرد أساسي بدلاً من تصميمات المفاعلات النووية التقليدية المبردة بالماء. يسمح التبريد بالصوديوم بقلب أكثر كثافة، مما يُولد فائضًا من النيوترونات يُستخدم لإنتاج المزيد من وقود الانشطار عن طريق تحويل "غطاء" محيط من اليورانيوم -238 إلى البلوتونيوم -239 الذي يمكن إعادته إلى المفاعل. عند التشغيل بكامل طاقته، كان يُولد 430 ميغاواط من الحرارة، أو حوالي 150 ميغاواط من الكهرباء.
أشرف ووكر لي سيسلر ، رئيس شركة ديترويت إديسون ، على تصميم وبناء مفاعل فيرمي 1. كان سيسلر يؤمن بأن دورة المفاعلات النووية ستسيطر على السوق التجارية مستقبلاً، لأنها ستوفر إمداداً غير محدود فعلياً من الوقود، ولذا دافع بقوة عن جهود إنتاج فيرمي 1 استناداً إلى تصميم مفاعل EBR-I التجريبي الصغير في ولاية أيداهو. وقد حظيت جهوده بدعم لويس شتراوس ، رئيس لجنة الطاقة الذرية الأمريكية ، الذي كان من أشد المؤيدين لدخول الشركات الخاصة إلى المجال النووي.
في 29 نوفمبر 1955، تعرض مفاعل EBR-I لانصهار جزئي لأسباب لم تكن مفهومة تمامًا. بدأت إجراءات ترخيص بناء مفاعل فيرمي 1 في يناير 1956. أوصت لجنة مراجعة هيئة الطاقة الذرية بعدم المضي قدمًا في التصميم حتى يتم فهم مشاكل مفاعل EBR، وتصميم المفاعلات النووية عمومًا، بشكل أفضل من خلال الاختبار على أنظمة تجريبية أحدث مثل EBR-II . عندما تم الاستشهاد بتقريرهم في جلسات استماع الكونغرس، رفض شتراوس مناقشته ووافق على البناء. أدى ذلك إلى عاصفة من الجدل داخل الكونغرس والصحافة، بالإضافة إلى سلسلة من الدعاوى القضائية التي رفعتها نقابة عمال السيارات المتحدة، والتي أدت لفترة وجيزة إلى إلغاء ترخيص البناء.
تأخر بناء المفاعل لعدة سنوات، وتضاعفت ميزانيته. كان من المقرر تشغيله في عام 1959 أو أوائل عام 1960، لكن مفاعل فيرمي 1 وصل إلى حالة التفاعل الحرجة في 23 أغسطس 1963. وبينما كان يزيد طاقته تدريجيًا على مدى العامين التاليين، تعرض في 5 أكتوبر 1966 لانصهار جزئي عندما تعطل تدفق الصوديوم بسبب انسداد فتحات الدخول في أسفل المفاعل. تم اكتشاف المشكلة مبكرًا بما يكفي لإيقاف المفاعل بأمان، ولم يحدث أي تسرب إشعاعي خارج مبنى الاحتواء . أُغلق الموقع لإجراء الإصلاحات، ثم أُعيد تشغيله في يوليو 1970. واستمر تشغيله حتى إغلاقه مرة أخرى في 27 نوفمبر 1972، وتم إيقاف تشغيله رسميًا في 31 ديسمبر 1975.
خلفية
تعمل معظم المفاعلات التجارية بوقود اليورانيوم -235 القابل للانشطار . في الطبيعة، يختلط اليورانيوم -235 بكمية أكبر بكثير من اليورانيوم -238 غير القابل للانشطار . ونظرًا لوجود كميات هائلة من اليورانيوم -238 ، فإن ذرات اليورانيوم -235 تكون نادرة جدًا، مما يجعل حدوث تفاعل متسلسل أمرًا مستحيلاً. في معظم الحالات، يُتغلب على هذه المشكلة بطريقتين. الأولى هي "تخصيب" الوقود، أي تركيز اليورانيوم -235 لزيادة احتمالية اصطدام النيوترونات به. ينتج عن التخصيب منتج ثانوي من اليورانيوم -238 غير القابل للانشطار يُعرف باليورانيوم المستنفد . أما الطريقة الثانية فهي إبطاء النيوترونات، أو " تعديلها "، مما يزيد من احتمالية حدوث التفاعل.
تستخدم معظم تصاميم المفاعلات الشائعة هاتين الطريقتين، حيث يتم تخصيب الوقود قليلاً بنسبة تتراوح بين 3 و5% من اليورانيوم -235 ، مع استخدام الماء كمهدئ. في هذه التصاميم، لا يزال اليورانيوم -238 يشكل غالبية الوقود. تصطدم بعض النيوترونات الناتجة عن تفاعلات الانشطار بهذه الذرات وتُمتص، محولةً إياها إلى البلوتونيوم -239 . يمكن أن يخضع البلوتونيوم-239 أيضاً للانشطار مثل اليورانيوم -235 . حوالي 35% من الانشطار في المفاعل النموذجي ينتج عن البلوتونيوم -239 بهذه الطريقة. [ 1 ]
من الممكن زيادة معدل الالتقاط والحصول على وقود إضافي. مع ذلك، تكون هذه العملية أكثر كفاءة عندما تمتلك النيوترونات طاقة أعلى، وهو ما يتعارض مع التهدئة اللازمة لإنتاج اليورانيوم -235. يؤدي هذا إلى فئة من التصاميم المُحسَّنة لإنتاج البلوتونيوم -239 . تُبنى هذه المفاعلات النووية عادةً من جزأين: "نواة" من الوقود المُخصَّب إلى الحد الذي يسمح له بالحفاظ على التفاعل المتسلسل دون الحاجة إلى مُهدِّئ، و"غطاء" من اليورانيوم -238 يُحيط بها، وهو مُصمَّم لالتقاط أي نيوترونات فائضة وإنتاج البلوتونيوم -239 . [ 1 ]
يُعدّ اليورانيوم -235 واليورانيوم -238 متطابقين كيميائيًا، ويصعب فصلهما باستخدام العمليات الميكانيكية نظرًا لاختلاف كتلتهما الطفيف. في المقابل، يختلف اليورانيوم والبلوتونيوم في تركيبهما الكيميائي، ويمكن فصلهما باستخدام العمليات الكيميائية. ينتج عن ذلك بلوتونيوم نقي نسبيًا يُمكن استخدامه كوقود في قلب المفاعل النووي دون الحاجة إلى مزيد من التخصيب. بمجرد تشغيل النظام، يُمكن إنتاج كمية كافية من البلوتونيوم لاستبدال وقود اليورانيوم الأصلي بالكامل، مع بقاء كمية إضافية. يُمكن استخدام هذا البلوتونيوم الإضافي في قلب مفاعلات نووية أخرى، أو مزجه مع اليورانيوم وحرقه في مفاعلات تقليدية (غير مُخصصة للمفاعلات النووية). [ 1 ]
يحتاج المفاعل الذي يعمل بدون تهدئة إلى التبريد. ولأن الماء يُسبب تهدئة غير مرغوب فيها، يلزم استخدام نوع آخر من المبردات. يُعدّ معدن الصوديوم مبردًا ممتازًا نظرًا لانخفاض احتمالية تفاعله مع النيوترونات، مما يُحسّن من كفاءة استخدام النيوترونات . كما يتميز بنقل حراري ممتاز. وتعتمد كفاءة نقل الحرارة على الفرق بين أعلى وأدنى درجات حرارة التشغيل. في الصوديوم، تبلغ درجة انصهاره 371 كلفن (K) ودرجة غليانه 1156 كلفن. في المقابل، تبلغ حدود الماء المكافئة عند الضغط الجوي 273 كلفن و373 كلفن، مما ينتج عنه سعة حرارية نوعية أقل بكثير . ولتحسين ذلك، تعمل العديد من المفاعلات المبردة بالماء تحت ضغط عالٍ لرفع درجة الغليان. يمكن لتصاميم الصوديوم العمل عند الضغط الجوي في درجات حرارة أعلى بكثير، مما يوفر ميزة أمان. إلا أن الصوديوم شديد التفاعل، حيث يشتعل الصوديوم الساخن عند ملامسته للماء أو الأكسجين. [ 1 ]
تاريخ
مفاعلات التوليد
هيمن مفهوم المفاعل المُولِّد على الفكر النووي المبكر، إذ وفّر طريقةً لإنتاج كميات غير محدودة تقريبًا من الوقود من مادة كانت تُعتبر في السابق نفايات. في خمسينيات القرن العشرين، ساد الاعتقاد بأن إمدادات اليورانيوم الطبيعي محدودة وقد تنفد إذا ما شاع استخدام الطاقة الانشطارية. ويمكن استخدام البلوتونيوم المُنتَج لتغذية قلب المفاعل المُولِّد، مع وجود كمية كافية لتشغيل مفاعلات أخرى. ولا يقتصر دور المفاعل المُولِّد على توليد الكهرباء فحسب، بل يُدرّ أيضًا دخلًا من خلال بيع الوقود. وكان أول مفاعل مُنتِج للطاقة من نوع المفاعل المُولِّد، وهو المفاعل التجريبي المُولِّد الأول (EBR-I) في ما أصبح لاحقًا مختبر أيداهو الوطني . وفي 20 ديسمبر/كانون الأول 1951، أنتج طاقة كهربائية كافية لتشغيل سلسلة من المصابيح الكهربائية. [ 2 ]
التطوير التجاري
عُيّن ووكر لي سيسلر رئيسًا لشركة ديترويت إديسون في ديسمبر 1951. وكان قد قدّم للتو تقريرًا إلى لجنة الطاقة الذرية الأمريكية (AEC) أشار فيه إلى أن الطاقة النووية ستكون عملية لشركات الطاقة التجارية، وأنها قد تُفضي إلى طريقة جديدة تمامًا لتلبية احتياجات الطاقة المستقبلية. ركّز تقرير سيسلر على المفاعل النووي السريع، مُشيرًا إلى أن "المفاعل النووي السريع سيُنتج باستمرار كميات من المواد الانشطارية تفوق الكمية المُستهلكة. وبالتالي، ستُعزز المفاعلات النووية السريعة إمدادات العالم من المواد الانشطارية بدلًا من استهلاكها." [ 3 ]
اقترح سيسلر دورة تصميم لمفاعل توليد نووي تجاري في شراكة بين شركتي ديترويت إديسون وداو كيميكال . ووافقت هيئة الطاقة الذرية على الفكرة في 19 ديسمبر 1951، أي قبل يوم واحد فقط من بدء تشغيل مفاعل EBR-1. وخلال العام التالي، أنشأ سيسلر قسم تطوير الطاقة النووية داخل شركة ديترويت إديسون، واستقطب خمس عشرة شركة مرافق وموردًا آخر، من بينها شركتا كونسوليديتد إديسون وفيلادلفيا إلكتريك . [ 4 ] وشكّلت المجموعة المندمجة جمعية تطوير الطاقة الذرية (APDA). [ 5 ]
أعطت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية (AEC) المنظمة الضوء الأخضر للتصميم التفصيلي في 19 أكتوبر 1952. وسار التطوير ببطء حتى وقّع الرئيس أيزنهاور قانون الطاقة الذرية في أغسطس 1954، والذي سمح للشركات الخاصة بامتلاك محطات نووية. [ 6 ] وتلقى المشروع دعمًا إضافيًا عندما عُيّن لويس شتراوس رئيسًا لهيئة الطاقة الذرية. كان شتراوس مهتمًا جدًا برؤية التطوير التجاري، ودعم بقوة برنامجي مفاعل التوليد ومفاعل الماء الخفيف . [ 7 ]
مراجعة سلبية
في اجتماع مراجعة مع هيئة الطاقة الذرية في 10 نوفمبر 1954، اختلف الحائز على جائزة نوبل هانز بيته ومصمم مفاعل EBR والتر زين حول عواقب انصهار المفاعل. أشار زين إلى احتمال حدوث انفجار، بينما رأى بيته أن هذا الاحتمال مستبعد للغاية. واتفق الجميع على أن مثل هذا الانفجار، في حال حدوثه، سيكون صغيرًا بما يكفي لاحتوائه داخل مبنى مناسب. [ 8 ]
بعد الاجتماع بفترة وجيزة، عُيّن ألفريد أموروسي مديرًا فنيًا للمشروع. بدأ دراسة معمقة للعمليات، وانتابه القلق حيال مشكلة محددة. إحدى مزايا مُبرّد الصوديوم هي تمدده عند ارتفاع درجة حرارته، مما يُبطئ سرعة التفاعل ويُبرّد المفاعل. يُعدّ معامل درجة الحرارة السالب هذا مرغوبًا للغاية لأنه يُوفّر أمانًا سلبيًا. مع ذلك، أظهر مفاعل EBR معامل درجة حرارة موجبًا في ظل ظروف معينة. والأكثر إثارة للقلق هو أن حسابات تأثير مماثل آخر، وهو معامل دوبلر ، بدت موجبة. في هذه الحالة، قد تؤدي الحرارة الإضافية إلى حالة تسارع غير طبيعي. [ 8 ]
عُرضت أعمال أموروسي في اجتماع عُقد في 30 يونيو 1955 لمجموعة المولدين ضمن اللجنة الاستشارية المعنية بضمانات المفاعلات، وهي لجنة رفيعة المستوى شكلتها هيئة الطاقة الذرية، والتي تُعد اليوم جزءًا من هيئة التنظيم النووي . [ 9 ] وقد انتابهم القلق من أن معامل دوبلر قد يطغى على التأثير الحراري وأي أنظمة آلية تحاول التحكم فيه. وكان الفريق مترددًا بشأن المفهوم بشكل عام، إذ أثار العديد من القضايا الخطيرة المحتملة، وتساءل عن سبب التفكير في المضي قدمًا في إنشاء محطة نووية كاملة الحجم دون انتظار نتائج الاختبارات على نماذج أولية أصغر. وخلصوا إلى أنه "يجب الاعتراف بأن الافتراضات التي تستند إليها هذه الحسابات لم يتم إثباتها تجريبيًا، ويجب إثباتها قبل التوصية بتشغيل مثل هذا المفاعل في موقع قريب من منطقة مأهولة بالسكان". [ 10 ]
انهيار EBR

لزيادة فهم هذه التأثيرات، بدأ مفاعل EBR في صيف عام 1955 بإجراء تجارب لقياس معامل دوبلر. ولأن هذا التأثير يكون أكثر وضوحًا عند درجات الحرارة المرتفعة، فقد تم ترتيب اختبار لتشغيل المفاعل عند 482 درجة مئوية (900 درجة فهرنهايت) ، وهي درجة حرارة قريبة من نقطة انصهار الوقود. [ 11 ] وتم التحكم في التفاعل بواسطة سلسلة من قضبان التحكم الآلية التي تُسحب ببطء للسماح بارتفاع الطاقة بسلاسة. وفي حالة حدوث مشكلة، يمكن إنزال مجموعة ثانية من قضبان الطوارئ بسرعة إلى داخل المفاعل. [ 12 ]
أُجري الاختبار في 29 نوفمبر 1955. ومع زيادة الطاقة تدريجيًا، عند 500 واط، أصبحت قراءة درجة الحرارة غير دقيقة. وخوفًا من ارتفاعها المفاجئ، أمر العالم المسؤول عن الاختبار المشغل بإسقاط قضبان الطوارئ، لكن المشغل ضغط زر القضبان التي تعمل بمحرك أبطأ. أدرك العالم ما حدث وضغط الزر الصحيح، لكن في تلك الثواني القليلة، استمرت الطاقة في الارتفاع بسرعة. عندها تم تفعيل نظام أمان ثانٍ، مما أدى إلى إسقاط الغطاء بأكمله في حفرة أسفل المفاعل، وبالتالي إيقاف التفاعلات. [ 13 ]
انصهر نحو نصف قلب المفاعل في ثوانٍ، مما جعله شديد الإشعاع لدرجة استحالة الاقتراب منه. تمكنت الفرق أخيرًا من فتح القلب بعد أسابيع، ولم يتضح على الفور سبب المشاكل. لو كان السبب هو تأثير دوبلر، لكان ذلك يشير إلى أن محطة أكبر ستكون خارجة عن السيطرة تمامًا. في النهاية، تم تحديد أن سبب المشاكل هو انحناء قضبان الوقود، أو تدليها، مع ارتفاع درجة حرارتها، مما يسمح لها بالتقارب وزيادة معدل التفاعل. بقيت مسألة معامل دوبلر دون اختبار. [ 14 ]
أدى انصهار مفاعل EBR إلى تفاقم مشكلة أخرى عالقة تتعلق بتصميم المفاعل. فنظرًا لارتفاع نسبة التخصيب في قلب المفاعل، فإن أي حركة طفيفة للوقود قد تُحدث تغييرات كبيرة في التفاعلية، كما حدث في مفاعل EBR. فإذا سقط الغطاء الواقي على الوقود في قلب المفاعل، فقد يؤدي ذلك إلى ضغطه وتحفيزه على الوصول إلى حالة فوق الحرجة، مما قد يتسبب في انفجار. وقد يحدث الشيء نفسه إذا انصهر الوقود وتجمع في قاع المفاعل المستدير، ثم ضغط عليه باقي قلب المفاعل. وقد صمم أموروسي حلاً بسيطًا لهذه المشكلة الأخيرة؛ حيث وُضع مخروط معدني، يشبه مخروط الآيس كريم المقلوب ، في مركز خزان الصوديوم في قاع المفاعل. وخلال التشغيل العادي، يساعد هذا المخروط في توجيه تدفق الصوديوم إلى قلب المفاعل. أما إذا انصهر الوقود، فإن المخروط سيجبره على التدفق للخارج على شكل حلقة لا يمكنها الوصول إلى الكتلة الحرجة. [ 15 ]
مراجعة الطلب وماكمولو
تقدم سيسلر بطلب للحصول على تصريح بناء لمفاعل فيرمي 1 في يناير 1956. وتم تشكيل شركة جديدة لبناء المحطة، وهي شركة تطوير مفاعلات الطاقة، أو PRDC. [ 14 ]
خلال سلسلة اجتماعات مع لجنة الضمانات التابعة لهيئة الطاقة الذرية في مارس، عرض مركز أبحاث وتطوير البروتونات (PRDC) أعماله حتى ذلك الحين، إلا أن معظمها ظل في مراحله الأولية. وفيما يتعلق بموضوع معامل دوبلر، قدم مختبر أرغون الوطني ، الذي أدار مفاعل EBR-I، عرضًا حول بيانات الحادث، بما في ذلك مشكلة تدلي قضبان الوقود. [ 14 ] وقدّم واين جينز من مركز أبحاث وتطوير البروتونات ثلاثة سيناريوهات رئيسية للحوادث كان يدرسها، بما في ذلك احتمال تبخر سائل التبريد الصوديومي، مما قد يؤدي إلى انفجار بقوة تعادل 5 أطنان من مادة تي إن تي (21 جيجا جول) . أما السيناريوهان الآخران فكانا سيناريوهات انصهار نووي، لكن الأرقام المتعلقة بهما كانت أولية للغاية. وقدّم هنري غومبرغ، من جامعة ميشيغان ، عمله حول احتمالية حدوث تسرب إشعاعي، ولكن النتائج كانت مبدئية أيضًا. وعلى الرغم من أن العمل كان لا يزال جاريًا، فقد أعرب سيسلر عن ثقته في أن جميع هذه الدراسات ستُنجز بحلول الوقت الذي يتقدمون فيه بطلب للحصول على ترخيص تشغيلي بعد بضع سنوات. [ 16 ]
عُقد اجتماع آخر ومراجعة نهائية للبيانات تحت إشراف روجرز ماكولوغ من شركة مونسانتو في 2 يونيو 1956 في مكاتب مختبر أرغون الوطني في شيكاغو. وجاء في رسالته التي لخص فيها الاجتماع: "على الرغم من عدم وجود حقائق أو حسابات متاحة للجنة تشير بوضوح إلى أن المفاعل المقترح غير آمن لهذا الموقع، إلا أن اللجنة تعتقد أن المعلومات المتوفرة حاليًا غير كافية لضمان تشغيل مفاعل مركز أبحاث وتطوير البترول في هذا الموقع دون تعريض السلامة العامة للخطر." [ 17 ]
كان من بين الأمور التي تثير قلقًا بالغًا فهم ما حدث بالضبط في مفاعل EBR، و"يجب تقديم دليل قاطع على استحالة وجود معامل بهذا الحجم في تصميم مركز أبحاث وتطوير الطاقة النووية". [ 18 ] لم يكن بالإمكان حل هذه المشكلة إلا بإجراء المزيد من التجارب، ورأى الفريق أن الاختبارات المخطط لها حاليًا لن توفر معلومات كافية في الوقت المناسب للافتتاح المقترح في عامي 1959 أو 1960. [ 16 ] واقترحوا بناء مفاعل أصغر خصيصًا لاختبار تأثيرات تقلبات درجات الحرارة، [ 18 ] ومفاعل آخر لاختبار ما إذا كانت مفاهيم بناء الاحتواء المقترحة قادرة بالفعل على منع انفجار بهذا الحجم الذي ذكره ينس. [ 19 ]
على الرغم من توفر معلومات إضافية من التجارب المخطط لها، إلا أنها لن تكون متاحة في الوقت المناسب للتأثير على التصميم قبل اكتمال البناء، كما أن الخبرة الحالية في المفاعلات الأصغر حجمًا "ليست مطمئنة تمامًا". [ 19 ] أوصوا بالمضي قدمًا في برنامج EBR-II بأسرع ما يمكن، وأن يُبنى كنموذج أولي حقيقي لتصميم فيرمي، بدلًا من مفاعل EBR أكبر حجمًا تجريبي بحت. وبينما أشادوا بمركز أبحاث وتطوير البترول (PRDC) لمتابعته التصميم وتطويره بهذه السرعة، خلصوا إلى أن "اللجنة لا ترى أن الخطوات التي يجب اتخاذها يجب أن تكون جريئة لدرجة تعريض صحة وسلامة الجمهور للخطر". [ 20 ]
جدل في الكونغرس
وصل تقرير ماكمولو إلى هيئة الطاقة الذرية في خضم نقاش داخل اللجنة المشتركة للطاقة الذرية في الكونغرس حول مشروع قانون غور-هوليفيلد الذي كان يهدف إلى تقديم المزيد من الدعم للطاقة النووية التجارية. ورأى شتراوس أن جهودًا مثل تلك التي بذلها مركز أبحاث وتطوير البترول تمثل أفضل مسار للمضي قدمًا، بينما فضّل الديمقراطيون في اللجنة المشتركة، بقيادة توماس إي. موراي ، الذي كان أيضًا مفوضًا في هيئة الطاقة الذرية، [ 21 ] تمويلًا فيدراليًا إضافيًا لجولة أخرى من الأجهزة التجريبية. [ 22 ]
خلال مناقشة مشروع القانون، أعرب جون دينجل عن قلقه من أن هيئة الطاقة الذرية مسؤولة عن الترويج للطاقة النووية وفي الوقت نفسه عن ضمان سلامتها. وأشار إلى تصاميم مركز أبحاث وتطوير البترول كمثال، وحثّ على حجب التمويل "إلى حين حلّ جميع مشاكل السلامة لحماية الجمهور". كما أرسل بيانات صحفية إلى صحف ديترويت نيوز وتوليدو بليد وول ستريت جورنال، موضحًا فيها المخاوف بشأن التصميم. [ 23 ]
في أواخر يونيو/حزيران 1956، بدأت لجنة المخصصات بمجلس النواب مراجعة طلب هيئة الطاقة الذرية للحصول على تمويل إضافي للأجهزة التجريبية. واستغل رئيس اللجنة، كلارنس كانون، الاجتماعات للتعبير عن معارضته للتوجه السريع نحو مفاعلات القطاع الخاص، وقيادة شتراوس بشكل عام. وتحت استجوابه، كشف كل من شتراوس وموراي تفاصيل الجدل الدائر حول تصميم مركز أبحاث وتطوير البترول. وعندما اشتكى كانون من أن الشركات الخاصة لا يبدو أنها تحرز أي تقدم، رد شتراوس بأنه سيحضر حفل وضع حجر الأساس لمفاعل فيرمي في 8 أغسطس/آب. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يُذكر فيها موضوع البناء، إذ تم اختيار التاريخ، إلى جانب اسم المحطة، قبل إجراء مراجعة ماكمولو. [ 22 ]
في اليوم التالي، استجوب كانون موراي بشأن التصميم، فأوضح موراي اعتقاده بأن جهاز التكاثر جزءٌ مهم من برنامج هيئة الطاقة الذرية، لكنه أكد على ضرورة توفير المزيد من التمويل لإجراء تجارب إضافية. ولتأكيد حجته، قرأ عدة أجزاء من تقرير ماكمولو التي اقترحت تسريع البرامج القائمة وبناء أنظمة اختبار إضافية. استغل كانون هذا الأمر ليُجادل بأن المبلغ المطلوب أصلاً، وقدره 55 مليون دولار، يجب أن يُمنح لهيئة الطاقة الذرية بدلاً من المبلغ الذي خصصته اللجنة وهو 15 مليون دولار. ثم تابع موراي الأمر في اليوم التالي، والتقى بكلينتون أندرسون ، مُشيرًا إلى أن شتراوس بدا وكأنه يتجاهل مخاوف ماكمولو، وأنه من الواضح أنه قد قرر بالفعل منح رخصة البناء. [ 22 ]
بعد اجتماع أندرسون مع موراي، طلب من جيمس تي. رامي الاتصال بهيئة الطاقة الأسترالية وطلب نسخة من تقرير ماكمولو. ناقش هارولد فانس ، وكينيث فيلدز، وميلفين برايس، والمستشار القانوني العام لهيئة الطاقة الأسترالية الطلب. أبدى فانس قلقه البالغ إزاء الطريقة التي قُدِّم بها هذا التقرير الوحيد، من بين العديد من التقارير الصادرة عن الهيئة حول هذا الموضوع، إذ بدا للجنة المشتركة وكأنه التقرير الوحيد من نوعه. [ 24 ] واقترح توضيح دور لجنة الضمانات ومجموعة اللجان الأوسع نطاقًا داخل الهيئة. في المقابل، أبدى برايس رأيه بأن "هذا هو السبب في وجوب حماية مثل هذه الوثائق". [ 25 ] وقرروا تجاهل الطلب. [ 25 ]
أرسل أندرسون رسالة رسمية في 9 يوليو، وبعد مزيد من النقاش الداخلي، قرر شتراوس تصنيف التقرير على أنه "سري إداريًا"، وردّ في 13 يوليو بأنه لن يُنشر إلا بشرط معاملته كمعلومات سرية . رفضت اللجنة المشتركة، مصرحةً بأنها "لا تستطيع استلام التقرير في ظل هذه الشروط". [ 26 ] وفي 16 يوليو، أرسل أندرسون طلبًا آخر إلى هيئة الطاقة الذرية، والتي رفضته مجددًا، واكتفى شتراوس بالقول إنه "لن يكون هناك رد علني". [ 26 ]
الموافقة النهائية
في الوقت الذي كان يجري فيه كل هذا، كانت شعبة التطبيقات المدنية التابعة لمكتب برايس (DCA) تُجري مراجعتها الخاصة للتصميم. وقد تناولت رسالة المراجعة جميع النقاط التي أثارتها لجنة الضمانات. فعلى سبيل المثال، ردًا على المخاوف من عدم كفاية المعلومات المتاحة للسماح بالتشغيل في الموقع المقترح، وافقت شعبة التطبيقات المدنية، لكنها ذكرت رأيها بأن هذه المعلومات ستُقدم قبل النظر في ترخيص التشغيل. وعند النظر في مسألة الانصهارات التي قد تُخلّ بالعزل، وافقت الشعبة مرة أخرى مع لجنة الضمانات على عدم كفاية المعلومات المتاحة للتوصل إلى استنتاج، لكنها ذكرت ببساطة أنها ترى أن المبنى المقترح سيحتوي على "أقصى احتمال لوقوع حادث في هذا المفاعل". [ 27 ]
اجتمعت لجنة الطاقة الذرية في الأول من أغسطس/آب للنظر في الطلب. عرض برايس موقف هيئة تنمية العاصمة، موضحًا أنهم يتفقون مع لجنة الضمانات بشأن طبيعة المخاوف، لكن ثمة "اختلافات في الرأي فيما يتعلق بهذا المشروع، تتعلق بدرجة التفاؤل أو التشاؤم لدى مختلف الأطراف حول احتمالية حل هذه المشكلات بشكل مُرضٍ". [ 21 ] ثم اقترح إصدار رخصة بناء بناءً على حل هذه المشكلات قبل منح رخصة التشغيل. [ 21 ]
ثم دعا شتراوس إلى مناقشة الأمر. التفت موراي إلى ماكمولو، الذي كان حاضرًا أيضًا، وسأله عما إذا كان قد طرأ أي تغيير منذ السادس من يونيو/حزيران قد غيّر رأيه. فأجاب ماكمولو بأنه لم يتغير شيء. عندئذٍ، صرّح موراي بمعارضته لإصدار رخصة البناء. وذكر فانس أنه ينبغي المضي قدمًا في إصدار رخصة البناء، مع التأكيد على ضرورة استخدام مصطلح "مشروط" دائمًا عند مناقشة الأمر مع الصحافة، نظرًا لقلقه بشأن مسائل السلامة المعروفة للعامة. وأضاف: "قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل الحصول على ضمانات معقولة. وإذا ما أخرنا إصدار رخصة البناء حتى ذلك الحين، فقد يؤدي ذلك إلى تأخير برنامج بالغ الأهمية. ولو لم نكن نعتقد أن فرص حل جميع هذه المشاكل جيدة جدًا، لما أصدرنا الرخصة. ونحن نعتقد أنها جيدة بالفعل." [ 28 ]
في النهاية، صوت ثلاثة مفوضين لصالح إصدار التصريح، بينما صوت موراي ضده. وقد صدر التصريح في 4 أغسطس 1956. [ 28 ]
بدء أعمال البناء
تم وضع حجر الأساس رسميًا في الثامن من أغسطس، كما ذكر شتراوس. [ 29 ] وأدى ذلك فورًا تقريبًا إلى رفع دعوى قضائية من قبل نقابة عمال السيارات المتحدة (UAW) بقيادة والتر رويتر . ونُشر تقرير ماكولوغ في أغسطس، بعد إصدار رخصة البناء. وأشار رويتر إلى المخاوف بشأن إعادة التجميع بعد الانصهار النووي، قائلاً: "ببساطة، هذا يعني أن المفاعل قد يتحول إلى قنبلة ذرية صغيرة الحجم." [ 30 ]
ردّ سيسلر بأن المحطة لم تحصل إلا على رخصة بناء، وأنه في حال استمرار المخاوف المتعلقة بالسلامة، فلن تُمنح رخصة التشغيل. ثمّ ادّعى أن الجدل برمّته ذو دوافع سياسية، مصرحًا لصحيفة ديترويت فري برس : "إننا نسير نحو دولة اشتراكية"، وأنّ المعارضين للتصميم "مستعدون لاستخدام أيّ حيلة لإبقاء تطوير الطاقة الذرية في يد الحكومة". وأشار إلى أن الأمر برمّته ليس سوى صراع بين من يرغبون في إبقاء التصاميم في القطاع العام ومن يرغبون في القطاع الخاص، وأنّ النقاشات حول السلامة "تُعدّ هجومًا غير مشروع". [ 30 ]
أدى ذلك إلى توجيه رسالة من السيناتور باتريك ف. ماكنمارا، عضو مجلس الشيوخ عن ولاية ميشيغان ، إلى سيسلر، جاء فيها: "أرفضُ الخرافة التي روجتها بأن هذا صراعٌ بين مصالح القطاعين العام والخاص فقط". [ 31 ] ثم طرح ماكنمارا القضية أمام مجلس الشيوخ، مؤكدًا على أن السلامة لها الأولوية القصوى لأن الموقع يقع خارج مدينة مونرو بولاية ميشيغان مباشرةً ، وهي مدينة يبلغ عدد سكانها 20 ألف نسمة، وتبعد 48 كيلومترًا فقط عن ديترويت. [ 32 ] وأشار إلى أنه "هل طُرحت هذه التساؤلات من قِبل عامة الناس فقط - الذين لا يعرفون إلا القليل أو لا يعرفون شيئًا عن تعقيدات وجوانب المفاعلات الذرية؟ كلا. بل طُرحت من قِبل اللجنة الاستشارية المعنية بضمانات المفاعلات التابعة لهيئة الطاقة الذرية نفسها. ولم تُجب اللجنة على تساؤلاتها حتى الآن". [ 31 ]
استمر البناء رغم المخاوف القائمة. بدأ ذلك بحقن الخرسانة في الصخور الأساسية خلال فصل الصيف، ثم أعمال الحفر في أكتوبر. وفي ديسمبر 1956، صُبّت أول دفعة من الخرسانة للأساس، وهو تاريخ محوري في أي مشروع بناء مفاعل نووي. وفي 21 سبتمبر 1957، أُضيف الجزء العلوي من قبة الاحتواء. [ 33 ] وصل وعاء المفاعل نفسه في مايو 1958، بعد رحلة استغرقت شهرًا كاملًا على متن بارجة وقطار. [ 34 ] وبحلول أوائل عام 1958، ارتفعت تقديرات التكلفة إلى 70 مليون دولار ( ما يعادل 802 مليون دولار في عام 2025 )، أي ضعف التقدير الأولي. وصل الجزء الأخير من مجموعة المفاعل في مايو 1959، ولم يتبق سوى محطة البخار لإكمال المشروع. [ 35 ] وافقت هيئة الطاقة الذرية على بدء أعمال البناء النهائية في 26 مايو. [ 36 ]
إتمام الترخيص التشغيلي
في أغسطس/آب 1959، بدأت أولى التجارب على حلقات تبريد الصوديوم. [ 36 ] أُجريت هذه التجارب في حفرة حصى على مسافة ما. في 24 أغسطس/آب، انفجر الصوديوم، مما أسفر عن إصابة العشرات وإلحاق أضرار بالمنازل المجاورة. [ 37 ] بعد ذلك بوقت قصير، أظهرت اختبارات دبابيس الوقود أنها لن تعمل إلا لثلث المدة المتوقعة أصلاً قبل الحاجة إلى إزالتها. كما أظهرت اختبارات أخرى لحلقات تبريد الصوديوم أن المعدن المتدفق سيؤدي إلى تجريد الزعانف من الدبابيس التي تفصلها عن بعضها داخل المفاعل. في عام 1960، ظهرت مشكلة أكثر خطورة تتعلق بالدبابيس، حيث تبين أنها قد تنتفخ داخل المفاعل وتعيق تدفق سائل تبريد الصوديوم. وقد تطلب ذلك تأخيرًا في أعمال البناء لعدة أشهر لمعالجته. [ 38 ]
بحلول ذلك الوقت، كان التهديد المستمر برفع دعوى قضائية من قبل اتحاد عمال السيارات (UAW) قد شق طريقه عبر المحاكم، ونُظرت القضية في 23 مارس 1960. صدر الحكم في 10 يونيو، حيث تبين أن رخصة البناء غير قانونية، وأنه يجب إيقاف جميع الأعمال في المصنع في غضون 15 يومًا. قدم سيسلر التماسًا لإعادة النظر في القضية، لكن طلبه رُفض في 25 يوليو. استأنفت كل من شركة ديترويت إديسون ووزارة العدل الأمريكية الحكم أمام المحكمة العليا الأمريكية . واستمر البناء في هذه الأثناء. [ 39 ]
في الثاني عشر من يونيو، أصدرت المحكمة العليا حكمًا لصالح شركة فيرمي 1. وذكر رأي الأغلبية أن عملية المرحلتين المتمثلة في السماح بالبناء ثم إصدار تراخيص التشغيل كانت صحيحة "بما يكفي لتلبية الحجج القانونية". وأشار رأي الأقلية إلى أن السماح بالبناء يعني أن الشركات المعنية ستكون قد استثمرت ملايين الدولارات في البناء، وبحلول وقت اكتماله، فإن "التاريخ التشريعي يوضح أن الوقت الذي يجب فيه حل مسألة السلامة هو قبل أن تصدر اللجنة تصريح البناء". [ 40 ]
وصلت أولى دبابيس الوقود البالغ عددها 105 في 9 يونيو 1961، وأصدرت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية ترخيص بناء ممتدًا لمعالجة التأخيرات المستمرة. إلا أن مشاكل أخرى أعاقت التقدم؛ إذ كان لا بد من تغيير السدادة التي تغلق أعلى المفاعل، كما تبين أن الصوديوم يتفاعل مع درع الجرافيت داخل المفاعل. تسبب هذا في تأخير إضافي لمدة 15 شهرًا، وأضاف 2.5 مليون دولار إلى تكاليف البناء. فأصدرت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية تمديدًا آخر لترخيص البناء لتغطية هذه التكاليف. [ 41 ]
خلال هذه الفترة، تولى والتر مكارثي مسؤولية طلب ترخيص التشغيل. [ 42 ] ومع اكتمال أعمال البناء إلى حد كبير في خريف عام 1962، اجتمعت اللجنة الاستشارية لسلامة المفاعل مجددًا في أكتوبر من العام نفسه للنظر في الجوانب التشغيلية. وقد سمحت اللجنة بتحميل الوقود وتشغيل المفاعل بـ 1/400 من طاقته الاسمية . وكان التشغيل والمراجعة ضروريين قبل رفع طاقته إلى المستوى التالي البالغ 200,000 كيلوواط، [ 41 ] وأخيرًا إلى طاقته التصميمية البالغة 400,000 كيلوواط حراري. [ 43 ]
في 11 ديسمبر 1962، قدم رويتر طلبًا لتأجيل جلسات الاستماع التشغيلية ريثما تُعدّ نقابة عمال السيارات المتحدة (UAW) قضيتها. وفي اليوم التالي، تسبب ارتفاع درجة حرارة مياه التبريد في سلسلة من الأحداث أدت إلى سقوط الصوديوم الساخن من المفاعل، الذي اشتعل على الفور. استغل رويتر هذا الحدث، إذ لو تم تحميل الوقود لكان ذلك سيؤدي إلى حادث إشعاعي خطير، وهو ما تناولته الصحافة، لا سيما في واشنطن. [ 44 ] لم تُفضِ قضية نقابة عمال السيارات المتحدة في نهاية المطاف إلى نتيجة، وتمت الموافقة على رخصة التشغيل المؤقتة. [ 45 ]
العمليات الأولية والانهيار

بدأ التحميل النهائي للوقود في 12 يوليو 1963، [ 45 ] وتحقق التفاعل المتسلسل الأولي بنجاح في تمام الساعة 12:35 ظهرًا من يوم 23 أغسطس 1963. وتم تشغيل المفاعل بمستويات طاقة منخفضة طوال العام التالي، حيث تم اكتشاف العديد من المشكلات البسيطة وحلها. [ 46 ] وبحلول نهاية عام 1965، وُضعت خطط لرفع الطاقة إلى 1000 كيلوواط، ثم إلى 20000 كيلوواط، ثم إلى 80000 كيلوواط، وعندها سيتم توريد بعض الكهرباء إلى الشبكة. وبحلول ذلك الوقت، بلغت تكلفة المشروع 100 مليون دولار ( ما يعادل 1,146,000,000 دولار في عام 2025 )، [ 12 ] ووصلت إلى 120 مليون دولار بحلول أكتوبر. [ 47 ] واستمرت عمليات زيادة الطاقة بنجاح، وتم تحديد يوم التصدير التجاري في 6 أغسطس 1966، حيث كان من المقرر أن ينتج المفاعل 33 ميغاواط من الكهرباء خلال تشغيل لمدة 60 ساعة. [ 48 ] خلال فترة التشغيل الممتدة، أظهرت العديد من مجموعات الوقود درجات حرارة مرتفعة بشكل غير طبيعي. لم يكن هناك سبب واضح لذلك، ولكن تمت معالجة الأمر بإعادة ترتيب بعض مجموعات الوقود في قلب المفاعل. [ 48 ]
تمت الموافقة على بدء عملية تشغيل أخرى بنفس مستوى الطاقة في تمام الساعة الثامنة صباحًا من يوم 5 أكتوبر، ولكن عطلًا بسيطًا جدًا أدى إلى تأخيرها حتى الساعة 2:20 ظهرًا. في تمام الساعة الثالثة عصرًا، بلغت الطاقة 20,000 كيلوواط من الحرارة، ولوحظ سلوك غير منتظم تم التعامل معه بفترة قصيرة من التحكم اليدوي قبل العودة إلى الوضع التلقائي. [ 48 ] في تمام الساعة 3:05، لاحظ المشغل، مايك ويبر، أن قضبان التحكم تبدو بعيدة جدًا عن قلب المفاعل بالنظر إلى كمية الحرارة المتولدة؛ ففي الوضع الطبيعي، كان ينبغي أن تكون على بعد حوالي 150 ملم ، لكن النظام التلقائي سحبها إلى 230 ملم . بالإضافة إلى ذلك، كانت عدادات التفاعل تُظهر قيمًا غير منتظمة. يشير هذا إلى وجود نقاط ساخنة في قلب المفاعل، لكن عرض درجات حرارة العناصر الفردية كان بعيدًا عن أدوات التحكم الرئيسية. وبمجرد أن فحص ويبر الشاشة، اتضح على الفور أن مجموعتين من العناصر كانتا أكثر سخونة بكثير من بقية العناصر. [ 49 ] في الساعة 3:09، انطلقت أجهزة إنذار الإشعاع، وأُعلن عن حالة طوارئ من الفئة الأولى (بسيطة)، مما أدى إلى إغلاق مبنى المفاعل. وفي الساعة 3:20، اتُخذ قرار إيقاف تشغيل المفاعل فوراً. [ 50 ]
وصل مكارثي بعد ذلك بوقت قصير وبدأ التخطيط لكيفية اكتشاف ما حدث. [ 51 ] كان ويبر قلقًا من احتمال حدوث انصهار موضعي، مما قد يتسبب في مشاكل حتى في حالة إيقاف التشغيل. فإذا تجمع الوقود المنصهر، فقد يستمر في تسخين الوقود المحيط به حتى ينصهر، حتى مع وجود قضبان التحكم. على الرغم من أن أجهزة المراقبة أظهرت مشاكل فقط في المجموعتين M-140 وM-098، إلا أن كل مجموعة رابعة فقط كانت مزودة بجهاز قياس، لذا كان من المحتمل حدوث انصهار على نطاق أوسع. [ 52 ] بحلول نهاية فترة ما بعد الظهر، انخفض النشاط الإشعاعي، وبدا هذا الاحتمال بعيدًا. [ 53 ]
التحقيق في الحادث
بعد شهر من وقوع الحادث، توفرت بعض المعلومات أخيرًا من خلال اختبار معدلات تدفق الصوديوم عبر المفاعل، مما يشير إلى أن ستة أجزاء فقط قد انصهرت. وشملت اختبارات إضافية إزالة قضيب تحكم واحد ببطء في كل مرة لمعرفة ما سيحدث، وقد أثبت ذلك حدوث انصهار بالفعل. [ 54 ] ثم تمثلت المشكلة في كيفية تحديد الأجزاء المتضررة بدقة، وكيفية إزالتها من قلب المفاعل. ونظرًا لعدم وجود صورة واضحة لكيفية ترتيب الوقود بعد الانصهار، فإن تحريك أي من هذه الأجزاء قد يؤدي إلى وصول المفاعل إلى حالة حرجة فورية. [ 55 ]
على مدى الأشهر القليلة التالية، أُزيلت حزم الوقود واحدة تلو الأخرى وشُحنت إلى خلية ساخنة في كولومبوس، أوهايو ، لفحصها. وكشف الفحص أن أربع حزم قد انصهرت، واثنتين التصقتا ببعضهما. وبحلول مايو/أيار 1967، أُزيل معظم الوقود. عندئذٍ، بدأ تصريف الصوديوم، وبحلول أغسطس/آب، أُزيلت كمية كافية لكشف قاع وعاء المفاعل. فُحص الجزء الداخلي باستخدام منظار، واكتُشف ما يشبه علبة بيرة مهروسة في القاع. [ 56 ] استُخدمت أنظمة جديدة للحصول على صور أفضل، وكشفت أنها قطعة مطوية من الصفيح المعدني. [ 57 ]
أصبحت المشكلة تكمن في كيفية استخراج الجسم لدراسته. تطلّب هذا في نهاية المطاف فتح أحد مداخل الصوديوم وبناء جهاز جديد لاستخراج المعدن. وسرعان ما تبيّن أنه قطعة من درع الزركونيوم . ولمنع احتراق الوقود المنصهر عبر قاع المفاعل، وُضعت صفائح من الزركونيوم، القادرة على تحمّل درجات حرارة الانصهار، على قاع خزان الصوديوم. وعند إضافة الموجه المخروطي، لُوحظ لاحقًا وجود منطقة غير محمية في مركز هذه الصفائح. فأضاف أموروسي ست صفائح مثلثة من الزركونيوم إلى المخروط لمنع هذا المسار للهروب. أُضيفت الدروع في عام 1959، في مرحلة متأخرة من عملية التصميم، ولم تكن مُدرجة في المخططات. انكسرت اثنتان من هذه الصفائح وسدّتا الثقوب التي تسمح بتدفق الصوديوم حول الوقود، مما تسبب في ارتفاع درجة حرارة المكونات في تلك المناطق وانصهارها. [ 57 ]
إعادة تشغيل
أظهرت مراجعة أن المخروط لم يكن له أي فائدة في نهاية المطاف، وتمت إزالة النظام بأكمله بحلول نهاية عام 1968. وحصلت المحطة على إذن بإعادة تحميل الوقود في فبراير 1970. وفي مايو، أثناء تفتيش هيئة الطاقة الذرية الأمريكية (AEC) لبدء التشغيل، انفجر 91 كيلوغرامًا من الصوديوم من أحد الأنابيب، مما أدى إلى انفصال أنبوب آخر وتناثر الصوديوم مع الماء، متسببًا في انفجار. استُخدم غاز الأرجون لإخماد النيران، ولكن كان لا بد من إغلاق المبنى لمدة يومين. [ 58 ]
أصبح النظام جاهزًا لإعادة التشغيل في يوليو 1970. وبحلول أكتوبر، وصل إلى مستوى الطاقة الحرارية الأصلي البالغ 200,000 كيلوواط. [ 58 ] في ذلك الوقت، بلغت تكلفة المحطة 132 مليون دولار. في يناير 1971، حان موعد تجديد رخصة التشغيل السنوية، وكانت هناك مخاوف من إمكانية التخلي عنها. وللمساعدة، وافقت هيئة الطاقة الذرية على التوقف عن تحصيل رسوم الوقود الذي كان يُجهزه مقاولو الهيئة. وجددوا رخصة التشغيل حتى يونيو 1971، ثم حتى عام 1972. [ 59 ]
كانت هيئة الطاقة الذرية لا تزال مهتمة بمواصلة تطوير مفهوم المفاعل المولد، لكن مشروع فيرمي 1 أصبح يُنظر إليه على أنه مشروع فاشل . [ 60 ] في ذلك الوقت، تم اتخاذ قرار ببناء مفاعل مولد تجريبي في أوك ريدج ، والذي كان يُشار إليه باسم "أول مفاعل مولد تجريبي في الولايات المتحدة"، متجاهلين فيرمي تمامًا. [ 61 ] في نهاية المطاف، تم التخلي عن هذا المفاعل، في موقع كلينش ريفر النووي ، في مكانه. [ 62 ] [ 63 ]
اغلق
بحلول عام ١٩٧٢، كان الوقود الأصلي قد وصل إلى حد احتراقه الأقصى ، وكان لا بد من استبداله بوقود جديد. في ٢٧ أغسطس ١٩٧٢، أصدرت هيئة الطاقة الذرية قرارًا برفض طلب تمديد الترخيص وأمرًا بتعليق العمليات. [ ٦١ ] في نوفمبر، قبلت شركة أبحاث وتطوير البترول القرار وبدأت بإغلاق المحطة. [ ٦٤ ]
تطلّب إيقاف تشغيل المفاعل إزالة جميع الوقود ومبرد الصوديوم. جُمع الصوديوم المشع في براميل سعة 55 جالونًا بهدف استخدامه في مفاعل نهر كلينش. وافقت شركة فايك كيميكال على استلام الصوديوم غير المشع في مصنعها في نيترو، بولاية فرجينيا الغربية . ببساطة، ألقت به في ملاجئ قديمة من الحرب العالمية الأولى كانت مفتوحة جزئيًا على العوامل الجوية. [ 65 ] تسربت مياه الأمطار إلى أحد الملاجئ، مما أدى إلى اشتعال الصوديوم وإجبار سكان البلدة على البقاء في منازلهم ريثما تم إخماد الحريق. عُثر على المزيد من الصوديوم في ظروف مماثلة عندما علمت وكالة حماية البيئة أن شركة فايك قد تخلّت عن الموقع، ليصبح بذلك موقعًا سيئ السمعة ضمن برنامج "سوبرفند" (برنامج الصندوق الخارق للنفايات الخطرة) . [ 66 ] [ 67 ]
طُرحت مناقصة للتخلص من بقية النفايات منخفضة الإشعاع، لكن لم يقبل أي من مواقع دفن النفايات الخطرة الأربعة في الولايات المتحدة، فبدأت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية بالتفكير في إنشاء موقع جديد خاص بها. وأدى إلغاء مشروع نهر كلينش بعد ذلك بفترة وجيزة إلى مشكلة أخرى، إذ لم يكن هناك مكان لنقل الصوديوم المشع، فبقي في الموقع حتى إزالته نهائيًا عام ١٩٨٤. أُزيل وعاء المفاعل نفسه وقُطّع عام ٢٠١٢. [ ٦٨ ]
الموقع في حالة SAFSTOR اعتبارًا من عام 2021[ 64 ] أُزيل المفاعل والوقود والمبرد بالكامل. خصصت هيئة الطاقة الذرية 4 ملايين دولار للتنظيف. [ 61 ] بلغت تكاليف الإغلاق النهائية 130 مليون دولار بحلول عام 1974. [ 69 ]
جدل في الصحافة
بعد فترة وجيزة من إغلاق المحطة، أصدر جون فولر روايته " كنا على وشك خسارة ديترويت" ، وهو عنوان مستوحى من تعليق أدلى به عامل مجهول في المحطة. [ 70 ] كان فولر، وهو روائي وكاتب مسرحي وصحفي، ينوي في الأصل كتابة رواية خيالية عن كارثة انصهار نووي، لكنه اطلع لاحقًا على وثائق هيئة الطاقة الذرية الأمريكية المتعلقة بمحطة فيرمي 1، وقرر أن الواقع أكثر إثارة للاهتمام من الخيال. [ 70 ]
بأي مقياس، كان الحادث طفيفًا. كان الانصهار محدودًا، ولم تكن أسوأ السيناريوهات المحتملة قريبة من الحدوث. يرسم كتاب فولر صورة مختلفة تمامًا: أن التصميم كان غير آمن بطبيعته، وأن عدم انفجاره و"خسارة ديترويت" كان محض صدفة. أُثير جدل واسع حول هذا الاستنتاج آنذاك، وكان موضوع كتاب أصدرته شركة ديترويت إديسون، المشغلة للمحطة، والذي ذكر أن مثل هذه الكارثة لم تكن متوقعة [ 68 ] بعنوان "لم نكن على وشك خسارة ديترويت". [ 71 ]
انتقد مؤلفون آخرون عمل فولر استنادًا إلى قائمة الحوادث السابقة التي وردت فيه، والتي تهدف إلى رسم صورة لصناعة على حافة الكارثة. ذُكر انصهار مفاعل NRU بشكل بارز، لكن علاقته بمفاعل فيرمي هامشية فقط، كما تم تناول حريق ويندسكيل بتفصيل، مع أنه لم يكن بنفس تصميم المفاعل. [ 70 ] في المقابل، لم يُذكر مفاعل تجربة الصوديوم ، الذي عانى من انصهار جزئي عام 1959 للأسباب نفسها تقريبًا التي أدت إلى انصهار فيرمي، على الإطلاق. [ 72 ]
لا يزال مفاعل فيرمي 1 يمثل نقطة مرجعية للناشطين المناهضين للطاقة النووية، الذين احتفلوا بالذكرى الخمسين للحدث في عام 2016 بوصفه بأنه "تجنب ضيق لكارثة مدمرة". [ 68 ]
وصف
كان مفاعل فيرمي 1 من نوع المفاعلات الحلقية، حيث يُحفظ قلب المفاعل داخل وعاء أنبوبي الشكل يحتوي على سائل تبريد الصوديوم. يُعلق قلب المفاعل في منتصفه، ويُضخ سائل التبريد عبره بضغط منخفض. ثم يُرسل سائل التبريد إلى مبادل حراري ينقل الطاقة إلى حلقة ثانية تحتوي على الماء. يُرسل هذا الماء الساخن بعد ذلك إلى مبادل حراري آخر، وهو مولد البخار ، ويُستخدم البخار الناتج لتشغيل توربين بخاري تقليدي . تهدف سلسلة حلقات التبريد هذه إلى عزل سائل تبريد الصوديوم وأي مواد مشعة يحتويها بالقرب من المفاعل قدر الإمكان، مما يُسهل صيانة باقي أجزاء المحطة. [ 73 ]
من حيث التصميم العام، يُشبه المفاعل الحلقي مفاعل الماء الخفيف مع إضافة حلقة للصوديوم. في تصميمات الماء الخفيف، يُشغّل سائل التبريد المتدفق عبر قلب المفاعل مولدات البخار مباشرةً. وهذا يختلف عن تصميم الحوض المستخدم أيضًا في مفاعلات الصوديوم المبردة. يتكون تصميم الحوض من حجرتين متداخلتين على شكل وعاء. يُضخ الصوديوم بين الحجرتين لإزالة الحرارة من قلب المفاعل، بينما تعمل حلقات تبريد الماء على إزالة الحرارة من الفراغ بين الحجرتين. لكل من التصميمين مزايا وعيوب، فالتصميم الحلقي أصغر حجمًا وأقل تكلفة، بينما يوفر تصميم الحوض عزلًا أفضل للصوديوم عن البيئة المحيطة، كما أن كتلة الصوديوم الكبيرة فيه تُشكل حماية فعالة ضد التغيرات الحرارية المفاجئة. [ 73 ]
كان تصميم مفاعل فيرمي يتألف من ثلاث حلقات تبريد رئيسية، تدخل كل منها إلى المفاعل من أعلى قلب المفاعل بزاوية 120 درجة. ثم يتدفق الصوديوم إلى أسفل حول قلب المفاعل وصولاً إلى خزان في أسفله. وفوق الخزان، توجد صفيحة مثقوبة بالعديد من الفتحات. يتدفق الصوديوم من الخزان عبر هذه الفتحات، موزعًا التدفق على حجم قلب المفاعل والغطاء المحيط به. تقع مخارج هذه الفتحات فوق قلب المفاعل مباشرةً. وفي أعلى المفاعل، توجد سدادة كبيرة قابلة للدوران تتيح الوصول إلى أعلى قلب المفاعل والغطاء، مما يسمح بإضافة الوقود أو إزالته. [ 74 ]
تم إنتاج الوقود على شكل قضبان طويلة جُمعت لاحقًا في حزم أكبر. وتم تخصيب الوقود بنسبة 25.6% من اليورانيوم-235، مقارنةً بنسبة تتراوح بين 3 و5% في مفاعل الماء الخفيف التقليدي. تطلب الوصول إلى حالة التشغيل الحرجة حوالي 1734 كجم من الوقود، ويمكن تحقيقه باستخدام ما بين 91 و111 حزمة، مع استخدام حوالي 96 حزمة في الغالب. [ 75 ] وُضع قلب المفاعل داخل حجرة المفاعل، مع وجود أسطوانة على أحد جانبيه. وُصلت هذه الأسطوانة بأنبوب يمتد لأعلى إلى أعلى منطقة المفاعل، مما يسمح بإدخال الوقود أو إخراجه من المفاعل دون فتحه. استُخدم ذراع كبير يشبه المخلب فوق القلب لتحريك الحزم بين القلب والأسطوانة، ونظام يشبه المصعد لتحريكها بين الأسطوانة وخلية محمية بشكل كبير على مسارات سكك حديدية خارج القلب. [ 74 ]
في الثقافة الشعبية
يقدم كتاب "كنا على وشك خسارة ديترويت" ، وهوكتاب من تأليف جون جي. فولر ونُشر عام 1975 في مجلة "ريدرز دايجست" ، تاريخًا لمفاعل فيرمي 1، مع التركيز على حادثة الانصهار النووي الجزئي عام 1966. [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]
يملك رائد موسيقى الراب جيل سكوت هيرون أغنية بعنوان " كنا على وشك خسارة ديترويت "، تتناول القضية نفسها. ظهرت الأغنية في ألبومه " بريدجز " عام ١٩٧٧. وقد غناها العديد من الفنانين، من بينهم ديل إيرنهاردت جونيور في ألبومهم " إنه عالم الشركات" .
انظر أيضاً
- سوبرفينيكس - تصميم أكبر للتكاثر تم بناؤه في فرنسا
مراجع
الاقتباسات
- 1 2 3 4 كرم 2006 .
- ↑ فولر 1975 ، ص 9. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 24. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 11. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 38. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 20. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 21. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 127.
- ↑ فولر 1975 ، ص 29. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 30. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 33. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 182. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 183. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 3 مازوزان ووالكر 1985 ، ص 128.
- ↑ فولر 1975 ، ص 117. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 129.
- ↑ فولر 1975 ، ص 45. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 130.
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 131.
- ↑ فولر 1975 ، ص 46. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 3 مازوزان ووالكر 1985 ، ص 142.
- 1 2 3 مازوزان ووالكر 1985 ، ص 135.
- ↑ مازوزان ووالكر 1985 ، ص 143.
- ↑ مازوزان ووالكر 1985 ، ص 137.
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 138.
- 1 2 مازوزان ووالكر 1985 ، ص. 139.
- ↑ مازوزان ووالكر 1985 ، ص 141.
- 1 2 مازوزان ووكر 1985 ، ص. 158.
- ↑ فولر 1975 ، ص 49. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 51. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 53. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 52. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 69. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 88. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 98. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 99. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 100. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 123. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 104. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 119. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 124. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 120. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 165. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 126. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 127. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 128. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 193. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 3 فولر 1975 ، ص 195. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 197. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 201. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 203. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 205. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 210. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 212. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 213. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 215. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 220. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 فولر 1975 ، ص 223. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 224. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ فولر 1975 ، ص 227. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 3 فولر 1975 ، ص 228. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- ↑ برادفورد 2016 .
- ↑ برادفورد، بيتر (يونيو 2016). "تحقيق الوعد النووي" . نشرة علماء الذرة . مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه في 22 مارس 2022 .
- 1 2 NRC 2021 .
- ↑ ستيفنز، ويليام (28 أكتوبر 1988). "ملحمة تنظيف النفايات: 12 عامًا وما زال العد مستمرًا" . صحيفة نيويورك تايمز .
- ↑ لوه، جولز (18 ديسمبر 1988). "كيميائي متمرد يسبب صداعاً كبيراً للوكالات البيئية" . لوس أنجلوس تايمز .
- ↑ "شركة فايك للكيماويات، نيترو، فيرجينيا الغربية" . موقع برنامج سوبرفند التابع لوكالة حماية البيئة .
- 1 2 3 ريندل 2016 .
- ↑ فولر 1975 ، ص 234. خطأ في رقم المرجع: أهداف متعددة (2×): CITEREFFuller1975 ( مساعدة )
- 1 2 3 اليوم 1975 ، ص 48.
- ↑ الصفحة 1976 .
- ↑ لوخبوم 2016 .
- 1 2 تشيكازاوا وكوتاكي وساوادا 2009 .
- 1 2 تقرير 1968 ، ص. أ.13.
- ↑ غاريلس 1959 ، ص 4.
- ↑ فولر، جون غرانت (1975). كدنا نخسر ديترويت . دار نشر ريدرز دايجست . الصفحات 248-261 . ISBN 0883490706. إل سي سي إن 75017870 .
- ↑ كلارفيلد، جيرارد هـ.؛ ويتشيك، ويليام م. (1984). أمريكا النووية: الطاقة النووية العسكرية والمدنية في الولايات المتحدة، 1940-1980 . هاربر آند رو . ص 469. ISBN 9780060153366.
- ↑ باترسون، والتر سي (1976). الطاقة النووية (ملف PDF) . كتب بنغوين . الصفحات 185-186 .
فهرس
- تقرير عن حادثة انصهار الوقود في محطة إنريكو فيرمي للطاقة الذرية في 5 أكتوبر 1966. جمعية تطوير الطاقة الذرية. 15 ديسمبر 1968.
- "فيرمي - الوحدة 1" . مواقع المفاعلات التي تم إيقاف تشغيلها من قبل هيئة التنظيم النووي الأمريكية . 9 مارس 2021.
- كرم، ب. أندرو (17 يوليو 2006). "كيف تختلف مفاعلات التوليد السريع عن محطات الطاقة النووية العادية؟" . مجلة ساينتفك أمريكان .
- فولر، جون (1975). كدنا نخسر ديترويت . دار بالانتين للنشر. رقم ISBN 9780345252661.
- مازوزان، جورج؛ ووكر، ج. صموئيل (1985). السيطرة على الذرة: بدايات التنظيم النووي، 1946-1962 . مطبعة جامعة كاليفورنيا. ISBN 9780520051829.
- ريندل، جيه سي (9 أكتوبر 2016). "هل كدنا نخسر ديترويت حقًا في حادثة فيرمي 1 قبل 50 عامًا؟" . ديترويت فري برس .
- تشيكازاوا، يوشيتاكا؛ كوتاكي، شوجي؛ ساوادا، شوساكو (11 ديسمبر 2009). مقارنة تكوينات المفاعل/الحلقة في دراسة الجدوى التي أجرتها وكالة الطاقة الذرية اليابانية 1999-2006 (ملف PDF) (تقرير فني).
- داي، صموئيل الابن (نوفمبر 1975). "دراسة حالة عن انهيار نووي" . مجلة علماء الذرة . ص 48.
- بيج، إي إم (مايو 1976). لم نكن على وشك خسارة ديترويت (تقرير فني). ديترويت إديسون.
- لوخبوم، ديف (5 يوليو 2016). "حوادث محطات الطاقة النووية: تجربة مفاعل الصوديوم" . اتحاد العلماء المهتمين .
- غاريلس، إدوارد (12 مايو 1959). إثراء الوقود لمفاعل إنريكو فيرمي (تقرير فني).
للمزيد من القراءة
- ألكسندرسون، بولين (1979). فيرمي-1: عصر جديد للطاقة النووية . الجمعية النووية الأمريكية. ISBN 9780894480171.
- سلامة المفاعلات النووية
- حوادث الطاقة النووية المدنية
- محطات الطاقة النووية في ميشيغان
- الحوادث والوقائع النووية في الولايات المتحدة
- 1956 منشأة في ميشيغان
