التزود بالوقود عبر الإنترنت

في تكنولوجيا الطاقة النووية ، يُعدّ التزويد بالوقود أثناء التشغيل تقنيةً لتغيير وقود المفاعل النووي في مرحلة التشغيل الحرجة . وهذا يسمح للمفاعل بمواصلة توليد الكهرباء خلال عمليات التزويد الروتينية بالوقود، وبالتالي تحسين جاهزية المحطة وربحيتها.

يُمكّن التزويد بالوقود أثناء التشغيل المفاعل النووي من مواصلة توليد الكهرباء خلال فترات التزويد الروتيني بالوقود، مما يُحسّن من جاهزية المحطة وبالتالي من كفاءتها الاقتصادية. إضافةً إلى ذلك، يُتيح هذا النظام مرونة أكبر في جداول التزويد بالوقود، حيث يتم استبدال عدد قليل من عناصر الوقود في كل مرة بدلاً من برامج التزويد المكثفة بالوقود خارج المحطة. ^{[ 1 ]}

تُعدّ القدرة على إعادة تزويد المفاعل بالوقود أثناء توليد الطاقة ذات فائدة عظيمة عندما تتطلب إعادة التزويد بالوقود بشكل متكرر، كما هو الحال أثناء إنتاج البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة النووية، حيث يُشترط استخدام وقود منخفض الاحتراق من فترات تشعيع قصيرة في المفاعل. ^{[ 2 ]} في المقابل، يُمكن لإعادة توزيع الوقود بشكل متكرر داخل قلب المفاعل أن تُوازن الحمل الحراري وتسمح بزيادة احتراق الوقود، مما يُقلل من كمية الوقود المطلوبة، وبالتالي كمية النفايات النووية عالية الإشعاع التي يجب التخلص منها. ^{[ 3 ]}

على الرغم من أن التزود بالوقود أثناء التشغيل مرغوب فيه عمومًا، إلا أنه يتطلب تنازلات في التصميم، مما يجعله غير اقتصادي في كثير من الأحيان. ويشمل ذلك زيادة تعقيد معدات التزود بالوقود، وضرورة ضغطها أثناء التزود بالوقود في المفاعلات المبردة بالغاز والماء. وقد أثبتت معدات التزود بالوقود أثناء التشغيل لمفاعلات ماغنوكس أنها أقل موثوقية من أنظمة المفاعلات نفسها، واعتُبر استخدامها لاحقًا خطأً. ^{[ 4 ]} كما تتطلب مفاعلات الملح المنصهر ومفاعلات الحصى معدات مناولة ومعالجة أثناء التشغيل لاستبدال الوقود أثناء التشغيل. ^{[ 5 ]}

عادةً ما تُبرَّد المفاعلات التي تتمتع بإمكانية التزويد بالوقود أثناء التشغيل إما بالصوديوم السائل، أو بالغاز ، أو بالماء في قنوات مضغوطة. أما المفاعلات المبردة بالماء والتي تستخدم أوعية مضغوطة، مثل مفاعلات الماء المضغوط (PWR) ومفاعلات الماء المغلي (BWR) وأجيالها اللاحقة ، فهي غير مناسبة للتزويد بالوقود أثناء التشغيل، إذ يُخفَّض ضغط سائل التبريد للسماح بتفكيك وعاء الضغط، مما يستلزم إيقاف تشغيل المفاعل بشكل كامل. ^{[ 6 ]} ويتم ذلك عادةً كل 18-24 شهرًا.

من أبرز تصاميم محطات الطاقة النووية السابقة والحالية التي تضمنت القدرة على إعادة التزود بالوقود أثناء التشغيل ما يلي:

• مفاعلات كاندو : مفاعلات تعمل بالوقود اليورانيوم الطبيعي، مبردة ومُهدّأة بالماء الثقيل المضغوط، من تصميم كندي. تعمل منذ عام 1947 وحتى الآن.
• مفاعلات IPHWR : مفاعلات هندية التصميم، مشتقة من مفاعلات كاندو. يتم تبريدها وتعديلها بالماء الثقيل. تعمل منذ عام 1984 وحتى الآن.
• مفاعلات ماغنوكس : مفاعلات تعمل بوقود اليورانيوم الطبيعي، مبردة _بثاني أكسيد الكربون ، ومهدئة بالجرافيت، من تصميم بريطاني. تم تشغيلها من عام 1954 إلى عام 2015.
• مفاعلات RBMK : مفاعلات وقود اليورانيوم المخصب المبردة بالماء المغلي والمهدئة بالجرافيت، ذات تصميم روسي. تعمل منذ عام 1974 وحتى الآن.
• مفاعلات UNGG : مفاعلات وقود اليورانيوم الطبيعي المبردة _بثاني أكسيد الكربون والمُهدَّأة بالجرافيت، ذات تصميم فرنسي. تم تشغيلها من عام 1966 إلى عام 1994.
• مفاعلات BN-350 و BN-600 و BN-800 : مفاعلات توليد سريعة التبريد بالصوديوم ذات تصميم روسي. تعمل منذ عام 1973 وحتى الآن.
• مفاعلات AGR (المفاعلات المتقدمة المبردة بالغاز): مفاعلات وقود اليورانيوم المخصب المبردة _بثاني أكسيد الكربون والمُهدَّأة بالجرافيت، ذات تصميم بريطاني. تعمل منذ عام 1976 وحتى الآن.

هناك عدد من تصميمات المفاعلات المخطط لها والتي تتضمن توفير إمكانية إعادة التزود بالوقود عبر الإنترنت، بما في ذلك مفاعلات الجيل الرابع ذات الطبقة الحصوية والملح المنصهر .