گزارشی ازصفر تاصد نیروگاه اتمی بوشهر / درون نگین اتمی خلیج فارس

آخرین حلقه چرخه سوخت هسته‌ای در ایران و به جهات صلح آمیز هسته‌ای، تولید برق است و به جرئت می‌توان نیروگاه اتمی بوشهر را نماد این مصرف صلح آمیز سوخت هسته‌ای در ایران دانست. چندی قبل فرصتی دست داد تا از این نگین اتمی خلیج فارس که در ساحل بوشهر می‌درخشد بازدیدی داشته باشیم و به این بهانه صفر تا صد این نیروگاه اتمی را در ادامه شرح داده ایم.

کد خبر: ۱۰۶۲۳۹۹

چهارشنبه - ۰۳ اسفند ۱۴۰۱ / February 22, 2023

به گزارش گروه سیاسی خبرگزاری دانشجو، آخرین حلقه چرخه سوخت هسته‌ای در ایران و به جهات صلح آمیز هسته‌ای، تولید برق است و به جرئت می‌توان نیروگاه اتمی بوشهر را نماد این مصرف صلح آمیز سوخت هسته‌ای در ایران دانست. چندی قبل فرصتی دست داد تا از این نگین اتمی خلیج فارس که در ساحل بوشهر می‌درخشد 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 5 کیلومتر مانده به نیروگاه، جاده‌ای اختصاصی که عبور و مرور افراد متفرقه از آن ممنوع است و تحت حفاظت شدید قرار دارد ما را به اولین نیروگاه تولید برق هسته‌ای در غرب آسیا و جهان اسلامی می‌رساند. شروع ساخت نیروگاه بوشهر به سال‌های 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 پیشرفت‌های 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 آلمانی‌ها، در سال 1995 یا 1374 تصمیم بر این گرفته شد که این قرارداد با کشور روسیه به عنوان طرح تکمیلی منعقد شود. کار بسیار منحصر به فردی محسوب می‌شد و قرار بود نیروگاه اتمی بوشهر که در زمان خودش در دنیا به عنوان یکی از بزرگ‌ترین نیروگاه‌ها بود و الان هم جزو نیروگاه‌های 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 می‌طلبید، اما در نهایت عملیات اجرایی کار شروع شد. آن چه که در متن قرارداد تاکید شده بود و ایران از پیمانکار طلب می‌کرد این بود که حداکثر استفاده از تجهیزات و ساختمان‌های به جا مانده از آلمان‌ها به کار گرفته شود.

تغییراتی در ساختار داخل ساختمان‌ها انجام شد که مهم‌ترین آن در فونداسیون توربین بود که در طرح آلمانی به صورت عمودی بودند و در طرح روسی افقی شدند، در نهایت فعالیت‌های نصب آن با همه مشکلات و همه مسائل مهندسی که باید حل می‌شد 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 تست‌های 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 گونه‌ای 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 می‌رسد حداقل تا 5 سال آینده نباید شاهد بهره برداری از آن‌ها بود.

ساختمان‌های روی فنر، مقاوم در برابر زلزله 10 ریشتری و...

وارد محوطه نیروگاه که می‌شویم یکی از کارکنان مرکز اطلاع رسانی نیروگاه بوشهر به مدد ما آمده و درباره جزئیات این غول بزرگ اتمی در کنار آب‌های نیلگون خلیج فارس توضیح می‌دهد. نیروگاه اتمی بوشهر شبیه دیگر نیروگاه‌های فسیلی تولید برق است با این تفاوت که در نیروگاه‌های فسیلی از گاز یا گازوئیل یا مازوت استفاده می‌شود، اما این جا آن چه باعث ایجاد حرارت می‌شود سوختی از اورانیوم غنی شده است. راکتور بوشهر که توسط روسیه ساخته شده از نوع آب سبک تحت فشار بوده و توان تولید 3 هزار 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 5 متر و 53 سانتی متر، ارتفاعی برابر 11 متر و 18 سانتی متر دارد. منبع تولید گرما در این راکتور سوخت هسته‌ای از نوع دی اکسید اورانیوم با غنای 4.02%، 3.62%، 2.4% و 1.6% است که به صورت قرص‌های سوخت استوانه‌ای به قطر 7.75 و ارتفاع 12 میلی متر ساخته شده و به تعداد 300 تا 315 عدد درون میله‌های سوخت قرار می‌گیرند. قطر قلب راکتور 3.16 متر است و ارتفاع قلب راکتور 3.55 متر. قطر دیواره کره فولادی 56 متر و ضخامت کره فولادی 3 تا 5 سانتی متر برای جلوگیری از آسیب‌های داخلی و هرگونه انفجار احتمالی است. این ترکیب می‌تواند زلزله 10 ریشتری را هم تحمل کند و بخشی از ساختمان‌ها روی فنر هستند که برای زلزله مقاوم باشند همچنین کلیه ساختمان‌ها 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 می‌سازند که 4 متر و 57 سانتی متر ارتفاع دارد و 163 مجتمع سوخت، قلب راکتور بوشهر را تشکیل می‌دهند. البته نمونه آلمانی مجتمع‌های سوخت که ما در نیروگاه بوشهر دیدیم چهار ضلعی بود، اما مدل روسی و نمونه ایرانی که ساخته شده – در بیست فروردین 94 با قرص‌های سوخت مجازی یا سربی رونمایی شد - شش ضلعی هستند. وقتی این 163 مجتمع را در راکتور قرارمی دهیم حالت لانه زنبوری پیدا می‌کند و درپوش راکتور بسته می‌شود. در مجموع سوخت راکتور بوشهر 80 تن وزن دارد و هر سال یک سوم سوخت را که حدود 27 تن می‌شود از مرکز قلب راکتور خارج می‌کند و دو سوم باقی مانده به همراه یک سوم سوخت جدید سوخت گذاری می‌شود تا در نتیجه همیشه 80 تن سوخت غنی شده زیر 5 درصد در قلب راکتور وجود داشته باشد.

اتفاقات درون راکتور

وقتی یک ذره نوترون به هسته اورانیوم برخورد می‌کند این هسته به دو یا چند قسمت تقسیم می‌شود که علاوه بر مقدار زیاد گرما، تعدادی ذره‌های نوترون تولید می‌کند که هر کدام از این ذره‌های نوترون خودشان شکافت جدید را ایجاد می‌کنند یعنی یک واکنش زنجیره‌ای داخل قلب راکتور ایجاد می‌شود که باید کنترل شود و اگر کنترل نشود قلب راکتور ذوب خواهد شد واکنش انجام می‌شود و گرما تولید می‌شود. ما در راکتور بوشهر آب سبک داریم که همان آب معمولی بدون املاح است. وقتی واکنش شکافت هسته‌ای در راکتور انجام می‌شود و تولید گرما می‌کند، آب سبک که اطراف مجتمع‌های سوخت می‌گردد گرما را گرفته و به دمای 323 درجه هم می‌رسد البته به خاطر فشار زیاد این آب بخار نشده و به صورت آلوده بیرون از چرخه نمی‌رود. آب آلوده 323 درجه وارد مولد بخار ما می‌شود.

اطراف این آب آلوده آبی عبور می‌کند که هیچ آلودگی ندارد و گرما را از آب آلوده می‌گیرد و بخار می‌شود و این بخار پاک نیز وارد ساختمان توربین می‌شود و پره‌های توربین را می‌چرخاند. 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، پره‌های توربین حرکت می‌کند و در نهایت روتور ژنراتور می‌چرخد و قدرت خروجی آن هزار مگاوات برق است. این برق از طریق دو پست 230 کیلو وات و 400 کیلووات و از طریق خطوط انتقال برق به پست چغادک و شبکه سراسری برق کشور متصل می‌شود.

بخار که از توربین‌ها خارج می‌شود سرد و مایع می‌گردد و دوباره به مولد بخار بازمی گردد و این یعنی مدار اول و دوم ما سیکل‌های بسته هستند. برای خنک کردن این بخار از آب دریا استفاده می‌کنیم و 20 هزار متر مکعب آب دریا وارد کندانسور می‌شود و بخار را سرد می‌کند و خودش گرم می‌شود. این آب باید در یک پروسه سرد و وارد دریا شود که ابتدا در یک کانال روباز 400 متری و تونل‌های 1200 متری وارد شده و بعد از از دست دادن دمای خود می‌تواند به دریا بریزد و هیچ آلودگی هم ندارد. هر کدام از این قرص‌های سوخت حاوی 4 تا 5 گرم اورانیوم غنی شده زیر 5 درصد هستند و انرژی که برای ما تولید می‌کند معادل 3 بشکه نفت خام، یک تن زغال سنگ و 476 متر مکعب گاز طبیعی است با این تفاوت که هیچ آلودگی ندارد.

با پسماند‌های نیروگاه اتمی چه می‌کنند؟

در نیروگاه بوشهر پسماند‌های مایع، گاز و جامد داریم. پسماند گازی ما ابتدا برای مدت زمانی مظروف می‌شود تا آلودگی آن کاهش یابد و پس از آن از فیلتر‌های زغالی عبور می‌کند و در نهایت از استک (دودکش) 110 متری نیروگاه خارج می‌شود 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 پسماند‌های مایع و جامد بشکه‌های مخصوصی وجود دارد. در واقع پسماند مایع ناشی از شست وشو‌های درون نیروگاه است. فاضلاب شست وشوی لباس آلوده و پساب رادیواکتیو آزمایشگاه‌ها به عنوان پسماند مایع به حساب می‌آیند. این پساب در بشکه‌های آبی رنگ که یک همزن درون آن‌ها وجود دارد قرار می‌گیرند و با آهک و سیمان مخلوط می‌شوند تا حالت جامد به خود بگیرند.

پسماند جامد هم در واقع قطعات مستعمل و نخاله‌های ساختمانی و لباس کار و دستکش و دفاتر و ابزار مستعمل هستند که آن هم در بشکه مخصوص سفید رنگ قرار می‌گیرند. این‌ها آن قدر در نیروگاه نگه داشته می‌شوند که آلودگی آن به حد طبیعی برسد و آن وقت از نیروگاه خارج می‌شوند. تا شعاع 70 کیلومتری نیروگاه پالایش و آزمایش می‌شود از آب و خاک و حیوانات و ماهی‌ها حتی برای مردم ساکن در اطراف نیروگاه نیز آزمایش‌هایی انجام می‌شود تا میزان دوز دریافتی آن‌ها مشخص شود که بر اساس این آزمایش‌ها میزان دوز دریافتی آن‌ها از نیروگاه از حد مجاز کمتر بوده و در مقایسه با دیگر منابع پرتوزا بسیار پایین تراست. درباره پسماند خود سوخت اقدامی نمی‌شود و ما این جا پسماند سوخت نداریم، چون سوخت از روسیه می‌آید و بدون فراوری باقی مانده سوخت مصرف شده پس از سرد شدن و کاهش تشعشعات خارج می‌شود.

این مجتمع‌های سوخت به وسیله هواپیما از روسیه به کشور منتقل می‌شوند و سپس در غلاف‌های فلزی بزرگی قرار داده و با تریلی به سمت نیروگاه حمل و در انبار سوخت انباشت می‌شوند و زمان حمل به قلب راکتور نیز با اهرم‌ها و جرثقیل‌های بزرگی این انتقال انجام می‌شود. 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 حساسیت‌ها 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 می‌کند.

برق هسته‌ای 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 می‌کند و در زمستان نیز که اوج مصرف گاز است باعث می‌شود 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 می‌شود و حدود دو ماه را به این شکل می‌گذراند.

تولید برق در نیروگاه اتمی بوشهر کاملا پاک و بدون تولید آلاینده‌های معمول در نیروگاه‌های تولید برق فسیلی است به این معنی که هر سال از تولید 7 میلیون تن گاز‌های گلخانه‌ای جلو گیری می‌شود و تاکنون نیروگاه بوشهر در هفت سال عمر تولید برقش توانسته از تولید 50 میلیون تن گاز جلوگیری کند. هر نیروگاه هسته‌ای متناسب با نوع بهره برداری اش 60 تا 90 سال عمر می‌کند و این در مقایسه با نیروگاه‌هایی که با سوخت‌هایی مثل گاز یا نفت یا مازوت و ... تولید برق می‌کنند و حتی در مقایسه با برق آبی‌ها و انرژی‌های خورشیدی و بادی نیز عمر بالاتری به شمار می‌رود. امروز 73 درصد برق فرانسه از این راه به دست می‌آید 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 می‌کند که با یک حساب سرانگشتی می‌شود گفت در یک دوره 5 ساله می‌تواند همه هزینه‌های خود را برگرداند و از این نظر هنوز به عنوان یک گزینه مطلوب برای تولید برق در دنیا محسوب می‌شود. هزار مگاوات برقی که روزانه در نیروگاه بوشهر تولید می‌شود در استان‌های بوشهر و فارس به مصرف می‌رسد به گونه‌ای که امروز از هر چهار وسیله مصرف کننده برق در این دو استان یک وسیله با برق نیروگاه اتمی کار می‌کند.

واحد‌های 2 و 3 بوشهر در مسیر ساخت

طبق افق بلند مدت ایران در صنعت هسته‌ای باید در 20 سال آینده ایران بتواند 20 درصد برق کشور را از طریق انرژی هسته‌ای به دست آورد. برای رسیدن به این هدف شرکت‌های مختلفی در سواحل جنوبی و شمالی در حال تشکیل و تحقیقات هستند. بخشی از این برق توسط نیروگاه‌های کوچک 100 تا 150 مگاواتی در حاشیه سواحل مکران و بخشی در نیروگاه 350 مگاواتی دارخوین در خوزستان به دست می‌آید 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 بخش‌های خوبی انجام شده، اما هنوز از برنامه عقب است. در فاز‌های دو و سه 2 میلیون خاک برداری شده و کل کار توسط ایرانی‌ها انجام شده و حتی میلگرد و سیمان ویژه نیروگاه را در داخل کشور ساخته ایم که در نوع خودش کار مهمی به شمار می‌رود. در بخش تجهیزات قرارداد با روس‌ها منعقد شده با این شرط که اگر تجهیزات یا وسایلی در داخل ایران تولید می‌شود 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.

منبع: بوشهر