أخبار ar.wedoany.com، في مجال الطاقة النووية، يمثل الرمز "CF" علامة تجارية حصرية للوقود الصيني (Chinese Fuel)، مما يدل على امتلاك الصين لمجموعات وقود نووي ذات حقوق ملكية فكرية مستقلة تمامًا. تُعد مجموعة الوقود النووي الحاجز الأول للسلامة. قبل ظهور سلسلة CF، اعتمدت مجموعات الوقود النووي الصينية لفترة طويلة على تحويل التكنولوجيا الأجنبية.

"بدون وقود مستقل ويمكن التحكم فيه، لم يكن بإمكان 'هوالونغ ون' (Hualong One) التوجه إلى الخارج"، كما قال جياو يونغجون، كبير العلماء في مجموعة CNNC والمصمم العام لوقود CF. في مواجهة هذه المعضلة، تمسكت شركة الصين الوطنية للصناعات النووية (المعروفة اختصارًا بـ CNNC) بنهج "القطاع يطرح التحديات، والعلم يقدم الحلول"، وعملت بشكل متكامل مع شركاتها التابعة المتخصصة: معهد الصين لتصميم وأبحاث الطاقة النووية (المعروف اختصارًا بـ NPIC) المتخصص في البحث والتطوير، وشركة شيآن ويست نيو زركونيوم للتكنولوجيا المحدودة (المعروفة اختصارًا بـ Western New Zirconium) المتخصصة في اختراق المواد الرئيسية، وشركة CNNC جيانتشونغ لعناصر الوقود النووي المحدودة (المعروفة اختصارًا بـ CNNC Jianzhong) المتخصصة في التصنيع الذكي، لتشكيل سلسلة كاملة ومتكاملة للوقود النووي تمتد من الابتكار في المصدر إلى التطبيق الصناعي وبناء النظام البيئي الكامل. في المرحلة الحالية، أصبحت مجموعة الوقود الجديدة من نوع CF3 متوافقة تمامًا مع وحدات الطاقة النووية من طراز "هوالونغ ون". ومع التطبيق الواسع النطاق لسلسلة CF، يواصل "القلب الصيني" دعم التشغيل الآمن والمستقر والتنمية عالية الجودة للطاقة النووية في الصين.

"القطاع يطرح التحديات": تطوير "القلب الصيني" لوحدات الطاقة النووية

بدون مجموعة الوقود النووي، تكون وحدة الطاقة النووية "مفاعلًا بلا قلب". قال جياو يونغجون: "سلسلة صناعة الوقود النووي هي الحلقة الأهم والأكثر حيوية في تحقيق الاستقلالية في مجال الطاقة النووية. لتحقيق الانتقال من دولة كبيرة في الطاقة النووية إلى دولة قوية في الطاقة النووية، ولتصبح رائدة في مجال العلوم والتكنولوجيا النووية دوليًا، فإن قطاع الوقود النووي هو الركيزة الأساسية التي يجب التركيز عليها واختراقها."

في الواقع، لم يبدأ البحث والتطوير في مجال الوقود النووي الصيني متأخرًا. لكن بشكل عام، واجهت صناعة الوقود النووي الصينية لفترة طويلة معضلة مزدوجة: الأولى هي "الاختناق" في المواد. تعتمد سلامة وموثوقية مجموعات الوقود إلى حد كبير على غلاف سبائك الزركونيوم، وهي مادة كانت تعتمد على الاستيراد لفترة طويلة، مما شكل عائقًا رئيسيًا أمام تطور صناعة الوقود النووي الصينية. الثانية هي أنه باستثناء محطة تشينشان للطاقة النووية (المرحلة الأولى)، لم يكن للصين علامة تجارية خاصة بها للوقود النووي. عندما كان "هوالونغ ون" على وشك التوجه إلى الخارج كبطاقة وطنية، برزت مشكلة واقعية: التصدير دون وجود مجموعات وقود نووي ذات حقوق ملكية فكرية مستقلة.

مع وقوع صناعة الوقود النووي في مأزق، أصبح تحقيق الاستقلالية ضرورة ملحة يجب حلها. سرعان ما توصلت مجموعة CNNC إلى إجماع: إن تطوير وإنتاج الوقود النووي المستقل هو السبيل الوحيد لضمان "أمن الإمداد" للطاقة النووية.

ومع ذلك، فإن تحقيق الاستقلالية في الوقود النووي لا يمكن أن يتحقق من خلال اختراق فردي. تشمل السلسلة الكاملة لتطويره وإنتاجه عدة حلقات رئيسية، بدءًا من الأبحاث الأساسية، وتصميم منتج الوقود، وتطوير المواد، وصولاً إلى التجارب خارج المفاعل وداخله لمجموعات الوقود، والفحص في الخلايا الساخنة بعد التجارب، بالإضافة إلى تصميم نماذج البحث والبرمجيات الداعمة. هذه الحلقات تحتاج إلى "ترقية" مترابطة لإكمال الانتقال من الفكرة التقنية للوقود النووي إلى التطبيق العملي.

علم المراسل من مجموعة CNNC أنه في عام 2010، وبدعم كبير من الوزارات والهيئات الحكومية المعنية، حشدت CNNC قواها المتفوقة، وربطت السلسلة الصناعية الكاملة من البحث والتطوير والمواد إلى التصنيع، وحققت تكاملًا عضويًا بين تقنيات NPIC، وسبائك الزركونيوم من Western New Zirconium، وقدرات التجميع النهائي لـ CNNC Jianzhong، للتركيز على تطوير "القلب الصيني". حيث قامت NPIC بالتصميم، وWestern New Zirconium بتصنيع أنابيب سبائك الزركونيوم عالية الأداء، وتم التجميع النهائي في CNNC Jianzhong.

"أبرز ما يميز طريق الابتكار الذاتي للوقود النووي الصيني هو 'القطاع يطرح التحديات، والعلم يقدم الحلول'." في رأي جياو يونغجون، فإن تطوير مجموعات الوقود النووي يتطلب تقنيات عالية، وصعوبة تطوير كبيرة، ودورة زمنية طويلة، وهو يمثل هضبة تكنولوجية استراتيجية حقيقية. "في ذلك الوقت، لم يكن لدينا خيار سوى التقدم!"

باعتبارها الوحدة المسؤولة تقنيًا والوحدة الرائدة في تطوير الوقود النووي لسلسلة CF، تولى "العقل الأقوى" لتصميم وأبحاث الوقود النووي على المستوى الوطني - NPIC - مسؤولية اختراق هذه القلعة. في ذلك الوقت، بدأ فريق بحث وتطوير يضم أكثر من 500 شخص الابتكار الذاتي، مستهدفًا بشكل مباشر سلسلة من الحواجز التقنية مثل تصميم مجموعة الوقود، وتحضير المواد الرئيسية، والتحقق من العمليات الأساسية.

تجاوزت صعوبة تطوير وتصنيع سبائك الزركونيوم التوقعات بكثير. قال تشو جيون، المدير العام ونائب سكرتير لجنة الحزب لشركة Western New Zirconium: "إنتاج المواد النووية لا يمثل سوى نصف المهمة، فالاختبار الحقيقي يكمن في النصف الثاني - هل يمكنها العمل بثبات داخل المفاعل. العديد من المواد تم إنتاجها سابقًا لكنها فشلت في اجتياز التحقق داخل المفاعل، وتوقفت عند هذه النقطة."

قال جياو يونغجون: "ما زالت العديد من المشاهد حاضرة في ذهني حتى الآن. في ذلك الوقت، كنا نجري التجارب في ورش عمل بدائية، حيث كان البخار يتصاعد والجو حارًا وخانقًا، لكننا كنا جميعًا نضمر عزيمة قوية، يجب كسر احتكار براءات الاختراع والتقنيات الأجنبية، والتخلص من الاعتماد على استيراد المواد الخام. كان في أذهاننا فكرة واحدة فقط: نحن بالتأكيد قادرون! طالما أن القطاع لديه احتياجات، فإننا نبذل قصارى جهدنا. هذا هو إيماننا الراسخ، لقد تجاوزنا تلك الصعاب بالصبر والمثابرة."

"العلم يقدم الحلول": تضافر الجهود عبر سلسلة الصناعة بأكملها

سبيكة الزركونيوم N36 هي مادة الغلاف التي تدعم سلسلة وقود CF لتصبح "القلب الصيني". في موقع إنتاج شركة Western New Zirconium في شيآن، رأى المراسل أن غلاف سبيكة N36 يتميز بجودة فائقة وسطح أملس كالمرآة، حيث يمكن رؤية انعكاس الشخص بوضوح عند الاقتراب، والحواف العامة منتظمة وخالية من النتوءات.

"إن تطوير سبائك الزركونيوم هو أصعب حلقة في تكنولوجيا الوقود، وصعوبة تصنيع سبيكة N36 هي الأصعب على الإطلاق. في المواد السبائكية، تبلغ درجة انصهار الزركونيوم أكثر من 1800 درجة مئوية، والنيوبيوم حوالي 2500 درجة مئوية، بينما القصدير 232 درجة مئوية فقط. إن صهر عناصر ذات درجات انصهار متفاوتة بهذا الشكل وجعلها متجانسة يشبه 'عجن العجين في النار'." أوضح جياو يونغجون.

منذ أن بدأت CNNC البحث في تكنولوجيا التحضير الهندسي لسبيكة N36، استغرق NPIC 8 سنوات، مرورًا بـ 6 مراحل رئيسية من الاختراقات التقنية، ليتقن أخيرًا تكنولوجيا التحضير الهندسي الكاملة ذات حقوق الملكية الفكرية المستقلة. في عام 2017، وقعت Western New Zirconium عقد نقل تكنولوجيا مع NPIC، وبدأت في التطبيق الصناعي.

قال تشو جيون: "معايير المواد النووية أعلى بكثير من معايير المواد الصناعية الأخرى. إنتاج سبيكة N36 يتطلب ضمان التجانس والحفاظ على الدقة، دون أي مجال للخطأ. مجرد عملية القطع: يجب أن يكون سطح الأنبوب أملسًا وعموديًا وخاليًا من النتوءات، واستغرق اختراق هذه العقبة وحدها 3 أشهر من العمل المتواصل."

كانت رحلة الاختراق هذه مليئة بالمشاق. في ذلك الوقت، لم تكن الصين تمتلك خط إنتاج متخصص لسبائك الزركونيوم، وكان لا بد من تنفيذ بعض العمليات في بيئات محدودة الإمكانيات. عند مواجهة مشاكل تقنية رئيسية، كان فريق التقنية يعقد مناقشات طوال الليل. في نوفمبر 2018، تكللت جهود التضافر المتعدد بالنجاح - تم تسليم أول دفعة من أنابيب سبيكة N36 بنجاح.

حاليًا، تبلغ حصة سبيكة N36 في السوق الصينية 100%، وأصبحت المادة الوحيدة المؤهلة لمجموعات الوقود في مفاعلي "هوالونغ ون" و"لينغ لونغ ون" (Linglong One)، مما أنهى الاعتماد على الاستيراد بشكل كامل. هذه المادة قادرة على تحمل استهلاك وقود أعمق، مما يقلل من عدد المجموعات المستخدمة، كما أنها مقاومة للتآكل والتشوه والنمو الناتج عن الإشعاع، ويمكنها العمل بثبات لفترات طويلة داخل المفاعل. بالمقارنة مع المنافسين الدوليين، تم تقليص دورة إنتاجها إلى الثلث.

مع توفر المادة الرئيسية لسبيكة N36، أصبح خط إنتاج الوقود في CNNC Jianzhong في ييبين، بمقاطعة سيتشوان، أكثر ازدحامًا: تلتقط الأذرع الآلية أنابيب غلاف سبيكة الزركونيوم، وتعبئها بشكل منظم بحبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم، وتتشكل مجموعة وقود نووي ببطء. ثم تُنقل المجموعة المشكلة إلى أجهزة الفحص لإجراء فحص دقيق وشامل.

"من أول عناصر الوقود في محطة تشينشان للطاقة النووية، إلى مجموعات CF3 لمفاعل 'هوالونغ ون' اليوم، شهد هذا المكان مسيرة التطور الكاملة لصناعة الوقود النووي الصينية من العدم إلى الوجود، ومن الوجود إلى التميز." قال نا باوغو، نائب المدير العام لشركة CNNC Jianzhong. تعمل CNNC Jianzhong في ييبين بمقاطعة سيتشوان منذ 61 عامًا، وهي حاليًا أكبر قاعدة لتصنيع عناصر وقود مفاعلات الماء المضغوط في آسيا، حيث أنتجت وسلمت أكثر من 30,000 مجموعة وقود نووي، وقد وصل الأداء الشامل لمجموعات CF3 إلى المستوى المتقدم دوليًا.

علم المراسل أنه بعد أكثر من عشر سنوات من الجهود المركزة، تم تحقيق اختراق مزدوج في المواد الرئيسية وعمليات التصنيع. نجحت CNNC في تطوير وتصنيع سلسلة وقود CF2 وCF3 وغيرها، وأنشأت نظامًا صناعيًا كاملاً ومستقلاً للوقود في الصين، وحققت الإمداد الذاتي المحلي للوقود النووي، وصنعت "القلب الصيني" الخاص بها.

"إن الاختراق في صناعة الوقود النووي لم يكن أبدًا معركة وحدة أو فريق واحد، بل هو نتاج تضافر جهود العديد من معاهد البحث العلمي وشركات التصنيع ووحدات التطبيق على المستوى الوطني." يعتقد جياو يونغجون أن السبب الأكثر جوهرية وراء قدرة مجموعات وقود سلسلة CF على تحقيق تطور قفز في فترة زمنية قصيرة هو التنسيق الفعال عبر سلسلة الصناعة بأكملها.

تم تنفيذ هذا التنسيق المتكامل بتوجيه من CNNC، وتم التنسيق بين الوحدات المعنية، بدءًا من التطوير التقني المتدرج في مختبرات NPIC، إلى أنابيب الزركونيوم في ورش Western New Zirconium، وصولاً إلى مجموعات الوقود على خطوط إنتاج CNNC Jianzhong، لتشكل السلسلة الصناعية بأكملها فريقًا ذا مسؤوليات واضحة وتعاون وثيق ودعم متبادل. كانت آلية التنسيق المتكاملة هذه هي التي دفعت إلى التطوير الناجح لمجموعات وقود سلسلة CF، وحققت تطورًا اختراقيًا في سلسلة صناعة الوقود النووي الصينية.

التخطيط للمدى البعيد: الحفاظ على الخط الأحمر للسلامة المطلقة

حاليًا، يعادل مستوى تكنولوجيا المنتجات الصينية المستوى المتقدم دوليًا، وتقع الصين على نفس خط البداية في تطوير الجيل التالي من المنتجات. لكن لا تزال هناك فجوة في حجم السوق وكمية التطبيق مقارنة بالمنافسين الدوليين. لذلك، تحتاج صناعة الوقود النووي الصينية، إلى جانب التمسك بالابتكار العلمي والتقني، إلى تسريع وتيرة التطبيق والنشر.

"الحذر، الحذر، ثم الحذر. السلامة، السلامة، ثم السلامة." كرر جياو يونغجون التأكيد على ضرورة تحقيق السلامة المطلقة للمواد النووية. وأشار إلى أنه على الرغم من رغبته في رؤية المنتجات تُطبق في أسرع وقت، إلا أن كل خطوة لا يمكن التسرع فيها، وأي خطوة إلى الأمام في الصناعة النووية يجب أن تكون حذرة.

السلامة هي شريان الحياة للصناعة النووية، وهي أيضًا أساس الثقة للمنافسة العالمية. تضع CNNC السلامة النووية في أعلى أولوياتها، وتنتج وفقًا "لأعلى معايير السلامة العالمية"، وأصدرت المعيار المؤسسي "نظام مسؤولية السلامة النووية لمجموعة CNNC"، لتطبيق مسؤوليات السلامة النووية بشكل صارم على جميع المستويات والوظائف.

على المستوى العالمي، تعتبر معايير الرقابة على السلامة النووية في الصين صارمة، ونظامها التنظيمي متكامل، وهي في مستوى عالمي متقدم. وهذا يعني أيضًا أن منتجات الوقود النووي، في نشرها الصناعي، يجب أن تلبي متطلبات عالية جدًا من النضج والاستقرار والموثوقية طويلة الأجل. من قبول العينة إلى استقرار الدفعة، ومن التطبيق النموذجي إلى التوريد على نطاق واسع، يجب أن تخضع كل خطوة لتحقق صارم لضمان "السلامة المطلقة".

حاليًا، يشهد العالم طفرة في تطوير الطاقة النووية، ودخلت الصين أيضًا مرحلة تسارع في هذا المجال. وفقًا لخطط التنمية الوطنية، من المتوقع أن تصل قدرة الطاقة النووية المركبة في الصين إلى 110 مليون كيلوواط و150 مليون كيلوواط بحلول عامي 2030 و2035 على التوالي. في الوقت نفسه، انضمت الصين إلى "تعهد مضاعفة الطاقة النووية ثلاث مرات"، والذي ينص بوضوح على زيادة قدرة الطاقة النووية المركبة إلى ثلاثة أضعاف ما كانت عليه في عام 2020 بحلول عام 2050.

انطلاقًا من فرص السوق الواسعة، تركز CNNC على الجيل الجديد من تكنولوجيا الطاقة النووية مثل "هوالونغ ون 2.0" كنقطة ارتكاز، وتعمل بالتزامن على تطوير الجيل التالي من مجموعات وقود CF المتقدمة، للحفاظ على التوافق الترددي بين التكنولوجيا ونوع المفاعل. في الوقت نفسه، تقوم بنقل النتائج التقنية الأساسية المتراكمة في مجال الوقود النووي إلى مجالات مثل الطيران والفضاء، لتترسخ وتطلق قيمتها في المزيد من سيناريوهات التطبيق.

بالنظر إلى المستقبل، سينصب جوهر المنافسة في تكنولوجيا الوقود النووي الصينية على اتجاهين رئيسيين: "الاستهلاك العالي للوقود" و"عدم حدوث أي كسر". أوضح جياو يونغجون أن السعي لتحقيق استهلاك أعلى للوقود، وسلامة وموثوقية أفضل، وتحقيق "عدم حدوث أي كسر" في مجموعات الوقود، سيدفع الترقية المستمرة لتكنولوجيا الوقود النووي. "سنواصل تقديم الحلول لهذه 'المسألة'!"

كيفية تلبية متطلبات الأداء العالي للغاية لـ "السلامة المطلقة"؟ كيفية تسريع تطبيق المنتج وتوسيع حصته السوقية؟ كيفية سد النقص في مرافق التجارب الرئيسية؟ كلها تحديات جديدة يجب التغلب عليها خلال فترة "الخطة الخمسية الخامسة عشرة".

علم المراسل من CNNC أنه في الفترة القادمة، ستركز CNNC على صناعة الوقود النووي، وستواصل دفع ترقية وتطوير مجموعات وقود سلسلة CF، وتعميق تحسين سبيكة N36، وتطوير الجيل التالي من مواد الغلاف المقاومة للحوادث. في الوقت نفسه، ستعمل على سد النقص في مرافق التجارب الرئيسية، وتعزيز التكامل العميق بين الرقمنة والتصنيع الذكي وتطوير وتصنيع الوقود النووي، وبناء قدرات إمداد وقود متنوعة وشاملة، لتوفير قوة دافعة قوية ومستدامة لـ "القلب الصيني" لدفع الصين من دولة كبيرة في الطاقة النووية إلى دولة قوية في هذا المجال.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com