يتزايد استهلاك الطاقة العالمي من مراكز البيانات بوتيرة متسارعة للغاية، متجاوزًا العديد من التوقعات السابقة، لا سيما في ظل الطلب المتزايد على تطبيقات الذكاء الاصطناعي. وهذا يُجبر مراكز البيانات على تحديث بنيتها التحتية وقدرتها على المعالجة باستمرار لتلبية الطلب المتزايد على الاستعلامات والحسابات.
تشير الإحصاءات إلى أن مراكز البيانات استهلكت في عام 2024 ما يقارب 415 تيراواط ساعة من الكهرباء، أي ما يعادل 1.5% من إجمالي استهلاك الكهرباء العالمي. ومن المتوقع أن يرتفع هذا الاستهلاك بمعدل 15% سنوياً حتى عام 2030، أي أسرع بأربع مرات تقريباً من معدل نمو الطلب على الكهرباء في القطاعات الأخرى.
تُعتبر محطات الطاقة النووية التي تستخدم مفاعلات معيارية صغيرة حلاً لتلبية الطلب المتزايد باستمرار على الطاقة (صورة: الوكالة الدولية للطاقة الذرية).
في الولايات المتحدة، حيث تخطط شركات التكنولوجيا لبناء مراكز بيانات أكبر لتغذية سباق الذكاء الاصطناعي، يتطلب هذا إيجاد حل مستقر لتلبية متطلبات الطاقة مع ضمان عدم انبعاثات الكربون لحماية البيئة.
تعتبر محطات الطاقة النووية ذات المفاعلات المعيارية الصغيرة (SMR) واحدة من أكثر الحلول استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لمزاياها.
وفقًا للوكالة الدولية للطاقة الذرية، يوجد حاليًا أكثر من 80 تصميمًا ومفهومًا للمفاعلات النووية الصغيرة قيد التطوير على مستوى العالم، ولا تزال غالبيتها في المراحل المبكرة، مع اعتبار عدد قليل منها قادرًا على النشر العملي في المستقبل القريب.
ما هو SMR وكيف يعمل؟
قال ليونيل لاغوس، الذي يعمل في مركز الأبحاث التطبيقية بجامعة فلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية)، إن المفاعلات النووية الصغيرة تقع في موقع وسيط بين المفاعلات النووية التقليدية واسعة النطاق والمفاعلات الدقيقة.
مقارنة الحجم والقدرة بين محطات الطاقة النووية التقليدية، والمفاعلات النووية الصغيرة، والمفاعلات النووية المصغرة (صورة: الوكالة الدولية للطاقة الذرية).
تستطيع محطات الطاقة النووية التقليدية توليد أكثر من 700 ميغاواط من الكهرباء، وتُبنى على مساحات شاسعة، ويصل ارتفاع قلب المفاعل إلى 10 أمتار. في المقابل، تتميز المفاعلات النووية المصغرة بصغر حجمها، إذ يمكن وضعها داخل حاوية شحن، وتتراوح قدرتها بين 10 و20 ميغاواط، ويمكن بناؤها على مساحة ملعب كرة قدم.
سيتم وضع المفاعل النووي الصغير بين هذين النوعين من المفاعلات، بقلب يبلغ قطره حوالي 3 أمتار وارتفاعه 6 أمتار فقط، وسيتم بناؤه بالكامل على مساحة تبلغ حوالي 20 هكتارًا، وقادر على توليد الكهرباء بقدرة تبلغ حوالي 300 ميجاوات.
تولد المفاعلات النووية الصغيرة الحرارة عن طريق انشطار الذرات الثقيلة، ونقل تلك الحرارة عبر مواد مثل الماء أو المعادن السائلة أو الملح المنصهر لإنتاج بخار يدير توربينًا لتوليد الكهرباء.
كما يقوم مطورو المفاعلات النووية الصغيرة بتضمين ميزات أمان سلبية، تعمل على مبادئ فيزيائية طبيعية، توقف التفاعل تلقائيًا دون تدخل بشري، مما يقلل بشكل كبير من خطر أو شدة التسربات الإشعاعية.
تحتوي المفاعلات النووية الصغيرة أيضًا على مواد نووية أقل وتولد حرارة أقل من المفاعلات النووية التقليدية، مما يشكل خطرًا أقل للحوادث وتسرب الإشعاع.
نموذج لمحطة طاقة نووية تستخدم مفاعلًا معياريًا صغيرًا، مع مكونات معيارية يمكن تجميعها معًا (صورة: NuScale).
مزايا المفاعل النووي الصغير
صُممت المفاعلات النووية الصغيرة والمتوسطة لتزويد المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة الكهرباء، والمناطق الصناعية النائية، أو الدول التي بدأت للتو في استخدام الطاقة النووية. ويمكن بناؤها وتشغيلها في غضون سنتين إلى ثلاث سنوات فقط، أي أسرع بكثير من محطات الطاقة النووية التقليدية.
بفضل صغر حجمها، يمكن تصنيع المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية كوحدات نمطية في المصنع، ثم نقلها بالشاحنات أو القطارات أو السفن إلى موقع التركيب. وتتمثل الميزة الأكبر لهذه المفاعلات في صغر حجمها، مما يسمح بتركيبها في مواقع غير مناسبة لبناء محطات الطاقة النووية التقليدية.
يُتيح التصميم المعياري لمحطة MSR إضافة وحدات متعددة لزيادة السعة تدريجياً حسب الحاجة. وهذا يُساعد أيضاً على تقليل تكاليف الاستثمار الأولي وتقصير مدة الإنشاء.
يجري بناء محطة طاقة نووية تستخدم تقنية المفاعلات المعيارية الصغيرة في الصين (صورة: شينغوا).
تتميز المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية بدورات إعادة تزويد بالوقود أطول من محطات الطاقة النووية التقليدية، حيث تتم إعادة التزويد بالوقود عادةً كل 3-7 سنوات بدلاً من 1-2 سنة. بل إن بعض تصاميم هذه المفاعلات قادرة على العمل لمدة تصل إلى 30 عامًا دون الحاجة إلى إعادة التزويد بالوقود.
وفقًا للوكالة الدولية للطاقة الذرية، تعتبر الطاقة النووية مصدرًا للطاقة النظيفة، حيث لا تنبعث منها أي انبعاثات كربونية أثناء توليد الطاقة وتلعب دورًا مهمًا في الجهود المبذولة لمكافحة تغير المناخ.
حالياً، تقوم 30 دولة بتشغيل محطات الطاقة النووية، إلى جانب أكثر من 20 دولة أخرى تفكر في استخدام الطاقة النووية لتلبية احتياجاتها المتزايدة من الكهرباء، مع تقييم تقنية التجديد المغناطيسي الشمسي (SMR) كحل مناسب للعديد من البلدان.
بدأ تشغيل أول محطة طاقة نووية صغيرة معيارية في العالم ، وهي محطة أكاديميك لومونوسوف (الواقعة في منطقة تشوكوتكا بروسيا)، تجارياً في مايو 2020 بقدرة 35 ميغاواط. ويجري حالياً إنشاء العديد من مشاريع المفاعلات النووية الصغيرة المعيارية الأخرى أو هي في مرحلة الترخيص في الأرجنتين وكندا والصين وكوريا الجنوبية والولايات المتحدة.
المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/lo-phan-ung-mo-dun-nho-va-bai-toan-dien-nang-trong-ky-nguyen-ai-20251212040847937.htm
تعليق (0)