كونفرداين

كونفرداين هي شراكة عامة بين شركتي جنرال أتوميكس وهانيويل الأمريكيتين متعددتي الجنسيات ، وتُقدّم خدمات تحويل سادس فلوريد اليورانيوم (UF6 ) والخدمات ذات الصلة لشركات المرافق التي تُشغّل محطات الطاقة النووية في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا. وتُعدّ الشركة الوكيل التسويقي الحصري لـ UF6 المُنتَج في منشأة هانيويل لمعالجة سادس فلوريد اليورانيوم في متروبوليس، إلينوي . [ 2 ]

تاريخ

تبدأ دورة الوقود النووي باستخراج اليورانيوم وتحويله وتخصيبه وتصنيعه إلى وقود نووي (1)، والذي يُنقل إلى محطة الطاقة النووية . بعد استخدامه في المحطة، يُنقل الوقود المستهلك إلى محطة إعادة معالجة (في حال إعادة تدوير الوقود) (2) أو إلى مستودع نهائي (في حال عدم إعادة التدوير) (3) للتخلص منه جيولوجيًا. في عملية إعادة المعالجة، يمكن إعادة تدوير 95% من الوقود المستهلك لاستخدامه مجددًا في محطة الطاقة النووية (4).

بين عامي 1970 و1992، كان هناك مصنعان عاملان لتحويل سادس فلوريد اليورانيوم في الولايات المتحدة. وهما مصنع متروبوليس ووركس التابع لشركة ألايد سيجنال ، ومصنع سيكويا للوقود التابع لشركة جنرال أتوميكس في مدينة غور بولاية أوكلاهوما . ونظرًا لانخفاض أسعار التحويل وتطبيق برنامج "ميغاطن إلى ميغاواط" ، أدركت الشركتان التحديات المتوقعة نتيجة فائض المعروض في السوق من خدمات التحويل. في عام 1992، اتفقت ألايد سيجنال وجنرال أتوميكس على إغلاق مصنع غور بولاية أوكلاهوما، والاستحواذ بالتساوي على أرباح مصنع ألايد سيجنال في متروبوليس بولاية إلينوي. [ 3 ] تأسست شركة كونفرداين كشراكة عامة بين الشركتين، لتكون الجهة التسويقية الوحيدة لسادس فلوريد اليورانيوم المُنتج في مصنع متروبوليس. ونتيجة لذلك، تتولى كونفرداين تسويق وبيع جميع كميات سادس فلوريد اليورانيوم المُنتجة في متروبوليس ووركس. في عام 1999، اندمجت شركتا هانيويل وألايد سيجنال مما أدى إلى هيكل الشراكة القائم حاليًا.

هانيويل متروبوليس ووركس

يُعدّ مصنع هانيويل متروبوليس ووركس، الذي شُيّد عام 1958، المنشأة الوحيدة في الولايات المتحدة لتحويل سادس فلوريد اليورانيوم . تبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية للمصنع حوالي 15,000 طن من اليورانيوم على شكل سادس فلوريد اليورانيوم، ما يُمثّل حوالي 20% من الطاقة الإنتاجية العالمية. [ 4 ] يستقبل المصنع كعكة اليورانيوم (U3O8 ) الصفراء من مناجم اليورانيوم، ويُنتج غاز سادس فلوريد اليورانيوم لتخصيبه في أحد مواقع التخصيب الرئيسية حول العالم. بعد التخصيب، يُحوّل المنتج إلى وقود نووي يُستخدم في توليد الكهرباء في محطة طاقة نووية.

عملية التحويل

تستخدم شركة هانيويل متروبوليس ووركس تقنية وعملية فريدة لتحويل الكعكة الصفراء إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم. أما منشآت التحويل الغربية الأخرى، أريفا وكاميكو ، فتستخدم كل منهما عملية تتطلب منشأتين مختلفتين، إحداهما لتحويل الكعكة الصفراء إلى رباعي فلوريد اليورانيوم أو ثلاثي أكسيد اليورانيوم، والأخرى لتحويلها إلى سادس فلوريد اليورانيوم . وقد طورت هانيويل عملية تُعرف بعملية تحويل الفلوريد الجاف المتطاير، والتي تسمح بتحويل الكعكة الصفراء بالكامل إلى سادس فلوريد اليورانيوم في منشأة واحدة، كما أنها تُنتج مستوى أعلى من نقاء سادس فلوريد اليورانيوم بنسبة 99.99% أو أعلى. [ 5 ]

تمر عملية تحويل الفلورايد الجاف المتطاير في مصانع متروبوليس بخمس خطوات أساسية: تحضير المواد الأولية، والاختزال، والهيدروفلورة، والفلورة، والتقطير. [ 6 ]

  • تحضير العلف
تخزين مركزات خام اليورانيوم في منشأة متروبوليس ووركس

الهدف من هذه الخطوة الأولية هو ضمان أن يكون لمركزات اليورانيوم الحجم الأمثل للجسيمات والكثافة اللازمة للمضي قدماً في عملية التحويل.

  • تخفيض

خلال هذه المرحلة، تُحوّل مركزات خام اليورانيوم إلى ثاني أكسيد اليورانيوم ، وتُزال الشوائب من النظام إلى تيار غاز النفايات. ثم يُفاعل الكعك الأصفر المُصنّف مع الهيدروجين في وسط مميع لتكوين ثاني أكسيد اليورانيوم.

2 يو3 O8 +H2 → 3UO2 + 2H2 O
  • الهيدروفلورة

ثم يتم تحويل UO 2 الناتج من مرحلة الاختزال السابقة إلى وسيط رباعي فلوريد اليورانيوم (الملح الأخضر) وإزالة الشوائب الإضافية من النظام.

جامعة أوريغون2 +4HFUF4 + 2H2 O
  • الفلورة
منشأة هانيويل متروبوليس ووركس في مدينة متروبوليس، إلينوي

يُشغّل مصنع متروبوليس ووركس أكبر طاقة إنتاجية للفلور الغازي في العالم. يُنتج الفلور في هذه العملية عن طريق التحليل الكهربائي لفلوريد الهيدروجين في ركيزة من ثنائي فلوريد البوتاسيوم. يُسحب الفلور إلى عملية الفلورة تحت فراغ لزيادة أمان هذه الخطوة. والنتيجة هي غاز سداسي فلوريد اليورانيوم الخام.

جامعة فلوريدا4 +F2جامعة فلوريدا6
  • التقطير

أخيرًا، يُنقى سداسي فلوريد اليورانيوم الناتج من الخطوة السابقة في نظام تقطير ثنائي المراحل. يُبخر سداسي فلوريد اليورانيوم الخام ويُنقل عبر نظام غليان إلى مصائد باردة . بعد التبريد، يُعبأ المنتج النهائي في أسطوانات لنقله. هذه المرحلة تقنية خاصة بشركة هانيويل، تتيح إنتاج سداسي فلوريد اليورانيوم بنسبة نقاء 99.99% أو أعلى . [ 5 ]

التحديثات المطلوبة للمصنع لعام 2012

بعد كارثة فوكوشيما دايتشي النووية عام 2011، أجرت هيئة التنظيم النووي الأمريكية عمليات تفتيش في جميع المنشآت النووية الأمريكية للتحقق من أوجه القصور الزلزالية ومقاومة الكوارث الطبيعية بشكل عام. ورغم أن عمليات التفتيش الأولية أكدت امتثال منشأة متروبوليس ووركس التام لشروط ترخيص التشغيل، إلا أن الهيئة أغلقت المحطة في مايو 2012، وفرضت سلسلة من التحسينات لتعزيز قدرتها على مواجهة الكوارث الطبيعية، بما في ذلك الزلازل والأعاصير. اختارت شركة هانيويل إكمال التحسينات المطلوبة، واستأنفت المحطة إنتاج سادس فلوريد اليورانيوم في يوليو 2013، بعد توقف دام أكثر من عام. [ 7 ] [ 8 ]

صورة لمبنى مواد الأعلاف في مصنع هانيويل متروبوليس ووركس
أسطوانة تستخدم لنقل سادس فلوريد اليورانيوم
نقل أسطوانة غاز اليورانيوم 6 في مصنع هانيويل متروبوليس

مراجع

  1. "ConverDyn News Wire" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .
  2. "دورة الوقود النووي في الولايات المتحدة" . الرابطة النووية العالمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .
  3. "مصنع اليورانيوم، الذي يعاني من مشاكل، يُغلق" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .
  4. "التحويل والتحويل العكسي" . الرابطة النووية العالمية. مؤرشف من الأصل في 9 يناير 2016. تم الاطلاع عليه في 17 يوليو 2013 .
  5. 1 2 "مواصفات سادس فلوريد اليورانيوم" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .
  6. "عملية التحويل" . كونفرداين . كونفرداين. مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .
  7. «هانيويل تستعد لإعادة التشغيل في متروبوليس» . صحيفة ساوثرن إلينويان . صحيفة ساوثرن إلينويان . تاريخ الاطلاع: 17 يوليو 2013 .
  8. "هيئة التنظيم النووي الأمريكية تُجيز لمنشأة هانيويل متروبوليس استئناف عملياتها" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يوليو 2013 .