محطة إنريكو فيرمي لتوليد الطاقة النووية

محطة إنريكو فيرمي لتوليد الطاقة النووية هي محطة طاقة نووية تقع على ضفاف بحيرة إيري بالقرب من مونرو ، في بلدة فرينشتاون تشارتر، بولاية ميشيغان، على مساحة تقارب 400 هكتار . تُشغّل شركة دي تي إي إنرجي إلكتريك جميع وحدات المحطة ، وهي مملوكة بالكامل للشركة الأم دي تي إي إنرجي . تقع المحطة تقريبًا في منتصف المسافة بين ديترويت، ميشيغان ، وتوليدو، أوهايو . كما يمكن رؤيتها من أجزاء من أمهيرستبرغ وكولشيستر ، أونتاريو ، بالإضافة إلى ضفاف بحيرة إيري في مقاطعة أوتاوا، أوهايو . وقد شُيّد وحدتان في هذا الموقع. بدأ بناء الوحدة الأولى في 4 أغسطس 1956، ووصلت إلى حالة التشغيل الحرجة الأولية في 23 أغسطس 1963، وحصلت الوحدة الثانية على ترخيص بنائها في 26 سبتمبر 1972. ووصلت إلى حالة التشغيل الحرجة (الاصطدام المباشر) في 21 يونيو 1985، وأُعلن عن بدء تشغيلها التجاري في 18 نوفمبر 1988. وترتبط المحطة بخطّي نقل أحاديي الدائرة بجهد 345 كيلوفولت، وثلاثة خطوط بجهد 120 كيلوفولت. وتتولى شركة ITC Transmission تشغيلها وصيانتها . 

سُمّيت المحطة تيمناً بالفيزيائي النووي الإيطالي إنريكو فيرمي ، الذي اشتهر بعمله في تطوير أول مفاعل نووي، فضلاً عن العديد من المساهمات الهامة الأخرى في الفيزياء النووية. وقد فاز فيرمي بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1938 لأبحاثه حول النشاط الإشعاعي المستحث .

في الخامس من أكتوبر عام 1966، تعرض مفاعل فيرمي 1، وهو نموذج أولي لمفاعل التوليد السريع ، لانصهار جزئي للوقود ، على الرغم من عدم تسرب أي مواد مشعة. وبعد إجراء الإصلاحات، تم إيقاف تشغيله بحلول عام 1972. ^{[ 2 ]}

في 8 أغسطس 2008، قام جون ماكين بجولة استغرقت 45 دقيقة في المحطة، ليصبح أول مرشح رئاسي نشط في حملته الانتخابية يزور محطة نووية. ^{[ 3 ]}

كان مفاعل فيرمي 1، وهو مفاعل سريع التوليد بقدرة 69 ميغاواط، قيد الإنشاء والتطوير في الموقع من عام 1956 إلى عام 1963. وقد تحققت الحالة الحرجة الأولية في 23 أغسطس 1963. وفي 5 أكتوبر 1966، تعرض مفاعل فيرمي  1 لانصهار جزئي للوقود ، مما أدى إلى تلف جزئي في مجموعتين من أصل 92 مجموعة وقود. ووفقًا لهيئة التنظيم النووي ، لم تُسجّل أي انبعاثات إشعاعية غير طبيعية في البيئة. ^{[ 4 ]}

كان مفاعل فيرمي 1 مفاعلاً نووياً سريعاً مُبرّداً بالمعدن السائل (الصوديوم) . وكان قادراً على إنتاج 200 ميغاواط من الطاقة الحرارية أو 69 ميغاواط من الطاقة الكهربائية باستخدام وقود اليورانيوم المعدني المخصب بنسبة 26%. يتكون قسم اليورانيوم المخصب في المفاعل (القلب) من أسطوانة قطرها 76 سم (30 بوصة) وارتفاعها 76 سم (30 بوصة)، وتحتوي على 92 مجموعة وقود. يحيط بالقلب 548 مجموعة وقود إضافية تحتوي على اليورانيوم المستنفد. يبلغ حجم هذه المجموعات حوالي 6.4 سم (2.5 بوصة) مربعة الشكل وارتفاعها حوالي 2.4 متر (8 أقدام ) . يحتوي قسم القلب فقط على اليورانيوم المخصب، بينما يوضع اليورانيوم المستنفد أعلى وأسفل مجموعات الوقود. يحتوي القلب أيضاً على قضيبَي تحكم و8 قضبان أمان. تم تصميم المحطة بقدرة 430 ميجاوات حرارية و125 ميجاوات كهربائية باستخدام وقود أكسيد اليورانيوم الأحدث، ولكن تم إغلاق المحطة قبل طلب الوقود.   

تمت إضافة غلاية تعمل بالزيت بقدرة 168 ميغاواط في عام 1966 لاستخدام مولد التوربينات خلال الفترات التي لم يكن فيها المفاعل ينتج الطاقة.

كان السبب الرئيسي للانصهار الجزئي هو ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن انسداد في إحدى فتحات لوحة الدعم السفلية، مما سمح بتدفق الصوديوم السائل إلى المفاعل. تسبب الانسداد في عدم كفاية كمية سائل التبريد الداخلة إلى مجموعة الوقود؛ ولم يلاحظ المشغلون ذلك إلا بعد انطلاق أجهزة إنذار درجة حرارة قلب المفاعل. وصلت عدة مجموعات فرعية من قضبان الوقود إلى درجات حرارة عالية تقارب 370 درجة مئوية (700 درجة فهرنهايت) (مع نطاق متوقع يقارب 304 درجة مئوية، 580 درجة فهرنهايت)، مما أدى إلى انصهارها. ^{[ 4 ]}    

بعد توقف مطول تضمن استبدال الوقود وإصلاحات للمفاعل وعمليات تنظيف،  أُعيد تشغيل مفاعل فيرمي 1 في يوليو 1970 ووصل إلى طاقته الكاملة. ونظرًا لنقص التمويل وتقادم المعدات، أُغلق نهائيًا في 27 نوفمبر 1972، وتم إيقاف تشغيله رسميًا في 31 ديسمبر 1975، وفقًا لتعريف هيئة الطاقة الذرية . لاحقًا، حلت هيئة التنظيم النووي محل هيئة الطاقة الذرية، وبموجب تعريفاتها الجديدة، أُعيد تصنيف فيرمي كمفاعل آمن للتخزين نظرًا لوجود بعض النشاط الإشعاعي المتبقي في الموقع. في 16 مايو 1996، استؤنفت عملية إيقاف التشغيل. ومع ذلك، بحلول نوفمبر 2011، ومع بقاء نشاط إشعاعي ضئيل للغاية، اتُخذ قرار بوقف المزيد من العمل. وهو حاليًا في مرحلة التخزين الآمن للتخزين . ^{[ 4 ]}

فيرمي 2 هو مفاعل ماء مغلي من إنتاج شركة جنرال إلكتريك بقدرة 1202 ميغاواط، مملوك ومدار من قبل شركة دي تي إي إنرجي. أُعلن عن خطط بنائه في يوليو 1968. تم تحقيق التفاعل الأولي في يوليو 1985، وبدأ التشغيل التجاري الكامل في 23 يناير 1988. ^{[ 5 ]}

يحتوي وعاء المفاعل على 764 حزمة وقود و185 قضيب تحكم لتنظيم الطاقة. يبلغ طول ضلع حزم الوقود حوالي 15 سم (6 بوصات) وعرضها حوالي 3.7 متر (12 قدمًا ) . كان مولد التوربين الأصلي من إنتاج شركة إنجلش إلكتريك. بعد حادثة شفرة توربينية عام 1993، استبدلت الشركة التوربين بوحدة من إنتاج شركة جنرال إلكتريك. ^{[ 6 ]} يتحول الماء المتدفق عبر وعاء المفاعل إلى بخار مشبع، ثم ينتقل إلى مولد التوربين الرئيسي لإنتاج الكهرباء. بعد ذلك، يتساقط البخار في مكثف رئيسي حيث يتكثف إلى ماء سائل ويُعاد تدويره. توجد حلقة ثانوية من الماء غير مشعة تدخل جانب الأنابيب في المكثف. يتدفق هذا الماء إلى برجي تبريد كبيرين يبلغ ارتفاعهما 120 مترًا (400 قدم)، حيث يتم تبريد الماء الساخن عن طريق الدوران الطبيعي مع الهواء المحيط. هذه حلقة مغلقة لا تتطلب سوى كمية صغيرة من المياه التعويضية من بحيرة إيري لتعويض أي تبخر.   

يُزوّد ​​خطان كهربائيان بجهد 345 كيلوفولت العملاء بالطاقة. ويُستخدم هذان الخطان أيضاً لتزويد معدات السلامة في الموقع بالكهرباء. كما تتوفر ثلاثة خطوط إضافية بجهد 120 كيلوفولت لتوفير الطاقة الاحتياطية اللازمة لمعدات السلامة. إضافةً إلى ذلك، يوجد في الموقع أربعة مولدات ديزل وأربعة مولدات توربينية احتراقية لتشغيل معدات السلامة في المحطة أثناء حالات الطوارئ.

كان من المفترض أن يكون مشروع فيرمي 3 الأصلي  وحدة مصاحبة مطابقة لفيرمي  2. وقد تم طلبه في عام 1972 وتم إلغاؤه في عام 1974. ^{[ 7 ]}

في سبتمبر/أيلول 2008، قدمت شركة ديترويت إديسون طلبًا إلى هيئة التنظيم النووي (NRC) للحصول على ترخيص بناء وتشغيل مشترك (COL) لمفاعل ثالث. ^{[ 8 ]} من المقرر بناء الوحدة الجديدة في الموقع نفسه، جنوب غرب مفاعل فيرمي  2 بقليل. تصميم المفاعل المختار هو مفاعل الماء المغلي الاقتصادي المبسط (ESBWR) السلبي بقدرة 1550 ميغاواط ، من تصميم شركة جنرال إلكتريك . قُدّرت التكلفة بنحو 10 مليارات دولار. ^{[ 9 ]} صرّح الرئيس التنفيذي أنتوني إيرلي بأن تحليل شركة ديترويت إديسون "يُظهر حتى الآن أن الطاقة النووية ستكون، على المدى الطويل، الخيار الأمثل من حيث التكلفة لتوليد الطاقة الأساسية لعملائنا... نتوقع أن تظل الطاقة النووية الخيار الأقل تكلفة، لكننا سنواصل تقييمها مقارنةً بالموارد الأخرى، وسنلتزم بالمضي قدمًا في البناء فقط في الوقت المناسب وبالتكلفة المناسبة". ^{[ 10 ]}  

في مارس/آذار 2009، طالب ائتلاف من منظمات المجتمع المدني الجهات التنظيمية الفيدرالية برفض خطط إنشاء محطة فيرمي 3، بحجة أنها ستشكل سلسلة من المخاطر على الصحة العامة والبيئة. وقدّمت هذه المنظمات 14 اعتراضًا إلى هيئة التنظيم النووي، زاعمةً أن المحطة الجديدة ستُحدث "آثارًا إشعاعية وسامة وحرارية على الحوض الغربي الحساس لبحيرة إيري ". ^{[ 11 ] [ 12 ]}

في مايو 2015، وافقت هيئة التنظيم النووي على ترخيص مشترك للبناء والتشغيل لمحطة فيرمي 3، لكن شركة دي تي إي للطاقة صرحت بأنه لا توجد خطط للبناء في ذلك الوقت. ^{[ 13 ]}

في عام 2025، أعربت شركة DTE والمشرعون في الولاية عن انفتاحهم على المضي قدماً في بناء مفاعل فيرمي 3؛ ولا تملك الشركة خطط بناء، لكنها تحتفظ بترخيص هيئة التنظيم النووي. ^{[ 14 ]}

أنتج إنريكو فيرمي 9369 جيجاواط ساعة في عام 2021.

تحدد هيئة التنظيم النووي منطقتين للتخطيط للطوارئ حول محطات الطاقة النووية: منطقة مسار التعرض للدخان بنصف قطر 10 أميال (16 كم) ، وتتعلق في المقام الأول بالتعرض لاستنشاق التلوث الإشعاعي المحمول جواً ، ومنطقة مسار الابتلاع بنصف قطر حوالي 50 ميلاً (80 كم) ، وتتعلق في المقام الأول بتناول الطعام والسوائل الملوثة بالإشعاع. ^{[ 16 ]}  

بلغ عدد سكان الولايات المتحدة في عام 2010 ضمن نطاق 80 كيلومترًا (50 ميلًا) من إنريكو فيرمي 4,799,526 نسمة، بانخفاض قدره 3.4% خلال عقد من الزمن، وفقًا لتحليل بيانات التعداد السكاني الأمريكي لموقع msnbc.com. تشمل المدن الواقعة ضمن نطاق 80 كيلومترًا (50 ميلًا) ديترويت ( 48 كيلومترًا (30 ميلًا) إلى مركز المدينة) وتوليدو ( 43 كيلومترًا (27 ميلًا) ). كما يوجد عدد سكان إضافي ضمن نطاق 80 كيلومترًا (50 ميلًا) في كندا، بما في ذلك وندسور، أونتاريو، على بُعد 42 كيلومترًا (26 ميلًا) . ^{[ 17 ]}      

قدّرت هيئة التنظيم النووي في عام 2010 احتمالية وقوع زلزال شديد بما يكفي لإحداث أضرار في قلب مفاعل فيرمي بنسبة 1 من 238,095، مما يجعله في المرتبة 88 من حيث أقل احتمالية للتضرر بين جميع محطات توليد الطاقة النووية في الولايات المتحدة. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

تتكون محطة إنريكو فيرمي لتوليد الطاقة النووية من مفاعل تشغيلي واحد، ووحدة مغلقة واحدة، ومن المخطط إضافة وحدة أخرى.

• كدنا نخسر ديترويت ، جون ج. فولر، دار بالانتين للنشر، 1976
• حادث عادي ، تشارلز بيرو، دار النشر الأساسية، 1984
• لم نكن على وشك خسارة ديترويت ، إيرل إم. بيج، نشرته شركة ديترويت إديسون، الطبعة الثالثة في مايو 1976
• بعض الملاحظات التي كتبها كبير المهندسين الميدانيين الذي عمل في الموقع من عام 1967 إلى عام 2006.
• تقرير موجز عن مخاطر محطة إنريكو فيرمي للطاقة النووية
• كتيب من 236 صفحة عن محطة إنريكو فيرمي للطاقة الذرية، نشرته شركة تطوير الطاقة الذرية (التي لم تعد موجودة الآن) في يناير 1959

• التعليقات العامة : "التعليقات العامة في الاجتماع بشأن مشروع FERMI 3 مع هيئة التنظيم النووي. يتضمن ذلك مقاطع فيديو على يوتيوب لمتحدثين يدعون إلى إنهاء مشروع المفاعل النووي الجديد. ومن بين المتحدثين أستاذ من جامعة ميشيغان، وأعضاء من منظمة "لا تهدروا ميشيغان"، وأعضاء من نادي سييرا، ومواطنون آخرون مهتمون."