احتواء مخلفات الكوريوم: breakthroughs لعام 2025 ست disrupt أمان النووي—ماذا بعد؟

فهرس المحتويات

• الملخص التنفيذي: حالة احتواء نفايات الكوريوم في 2025
• نظرة عامة على السوق: الحجم والنمو واللاعبون الرئيسيون (2025–2030)
• الأطر التنظيمية والسلامة: المعايير العالمية والامتثال
• التقنيات المتقدمة للاحتواء: الابتكارات والتنفيذ
• تقدم علوم المواد: الحواجز وطرق التعبئة للجيل القادم
• سلسلة التوريد والبنية التحتية: التحديات في التعامل مع نفايات الكوريوم
• تحليل التكلفة واتجاهات الاستثمار في حلول احتواء النفايات
• شراكات استراتيجية: المرافق والبائعون والتعاون البحثي
• آفاق المستقبل: التوقعات والمُعطلات والفرص الناشئة
• دراسات حالة: مشاريع واقعية والدروس المستفادة (المصادر: orano.group، iaea.org، westinghousenuclear.com)
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي: حالة احتواء نفايات الكوريوم في 2025

الكوريوم، عنصر شديد الإشعاع ويتبع العناصر المستخدمة في المفاعلات النووية، يقدم تحديات كبيرة لاحتواء النفايات بسبب درجة حرارته العالية ونظائره المشعة طويلة الأجل. اعتبارًا من 2025، تتشكل معالم احتواء نفايات الكوريوم بواسطة التقدم المستمر في تصميم المستودعات، وعلوم المواد، والرقابة التنظيمية، التي يقودها بشكل أساسي الطلب من قطاع الطاقة النووية والبحث.

في السنوات الأخيرة، حققت السنوات الأخيرة تقدمًا كبيرًا في تنفيذ وتحسين المستودعات الجيولوجية العميقة (DGRs)، والتي تُعتبر على نطاق واسع المعيار الذهبي للعزل طويل الأمد للنفايات الإشعاعية عالية المستوى، بما في ذلك المواد التي تحتوي على الكوريوم. شركة إدارة النفايات والوقود النووي السويدية (SKB) وشركة بوسيفا (Posiva Oy) (فنلندا) في مقدمة هذه الجهود، حيث تتقدمان نحو تفعيل DGRs المعتمدة على حاويات النحاس. تم تصميم هذه الحاويات لاحتواء الإشعاع ألفا الشديد والحرارة الناتجة عن نظائر الكوريوم لآلاف السنين، من خلال أنظمة متعددة الحواجز تجمع بين المعادن المقاومة للتآكل وطين البنتونيت والتكوينات الجيولوجية المستقرة.

في الولايات المتحدة، تواصل وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) إدارة نفايات الكوريوم في منشآت مثل موقع نهر سافانا ومصنع عزل النفايات (WIPP). تركز الترقيات الأخيرة على تقنيات التعامل عن بُعد وحزم النفايات المعززة لمعالجة التحديات الفريدة التي تطرحها الحرارة العالية والانبعاث التلقائي للنيوترونات من الكوريوم. كما استكشفت دراسات تجريبية في 2024-2025 طرق التجميع الزجاجية والشبكات الخزفية المتقدمة، بهدف immobilize الكوريوم داخل أشكال النفايات عالية المتانة، مما يقلل من احتمالية الهجرة أو الإفراج عن البيئة.

تظل التعاون الدولي دافعًا رئيسيًا للابتكار، حيث تقوم الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) بتسهيل تبادل أفضل الممارسات في أنظمة الحواجز الهندسية، والمراقبة طويلة الأمد، والهيكل التنظيمي المتطور. ستكون الوجهة للسنوات القليلة المقبلة هي تحسين تقنيات المراقبة الرقمية – مثل المستشعرات المدمجة داخل حزم النفايات وتتبع بيئة المستودعات في الوقت الحقيقي – لضمان الكشف المبكر عن أي خروقات في الاحتواء.

نظرة المستقبل تشير إلى أن القطاع يتوقع استمرار دمج نماذج التنبؤ وأدوات تقييم المخاطر الموجهة بالذكاء الصناعي لتحسين تصميم المستودعات وأداء حزمة النفايات. بحلول عام 2030، يُتوقع أن تصل العديد من المستودعات الأوروبية إلى حالة التشغيل، مما يضع معايير جديدة للاحتواء الآمن والطويل الأمد لنفايات الكوريوم. إن آفاق الصناعة مشجعة بحذر، مشروطة بالاستثمار المستدام، والموافقات التنظيمية، وقبول الجمهور للحلول الناشئة لإدارة النفايات النووية.

نظرة عامة على السوق: الحجم والنمو واللاعبون الرئيسيون (2025–2030)

من المتوقع أن تظهر السوق العالمية لاحتواء نفايات الكوريوم نموًا معتدلًا بين 2025 و2030، مدفوعة بالتركيز المتزايد على إدارة الأكتينيدات طويلة الأمد وإطارات تنظيمية دولية أكثر صرامة للنفايات الإشعاعية. الكوريوم، الذي يُنتج في الغالب كناتج ثانوي لتشعيع البلوتونيوم في المفاعلات التجارية ومفاعلات البحث، يمثل تحديات كبيرة في الاحتواء بسبب إشعاعيته العالية وتوليد الحرارة وسميته الإشعاعية. مع توسع المفاعلات المتقدمة ومنشآت إعادة المعالجة في الولايات المتحدة وأوروبا وروسيا وأجزاء من آسيا، من المتوقع أن يرتفع الطلب على حلول الاحتواء المتخصصة للكوريوم وغيرها من الأكتينيدات الثانوية.

اعتبارًا من أوائل 2025، لا يزال حجم سوق احتواء النفايات عالية النشاط، بما في ذلك الكوريوم، نسبيًا مت niche مقارنة بإدارة النفايات النووية بشكل أوسع، ولكن من المتوقع أن يصل إلى عدة مئات من الملايين من الدولارات بحلول 2030. يتم تحفيز هذا النمو من خلال مشاريع مثل المبادرات المستمرة لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE) في إدارة النفايات عبر الكوانين في مصنع عزل النفايات، والاستثمارات الأوروبية في المستودعات الجيولوجية العميقة التي تقودها ناغرا (سويسرا) وأندرا (فرنسا). هذه المنظمات تقيم بفاعلية أنظمة الحواجز الهندسية المصممة خصيصًا لعزل الأكتينيدات التي تولد حرارة عالية مثل الكوريوم على مدى آلاف السنين.

تشمل اللاعبين الرئيسيين في هذا المجال شركات الهندسة النووية الكبرى وشركات تقنيات احتواء النفايات المتخصصة. أورانو (فرنسا) وشركة ويستنجهاوس الكهربائية (الولايات المتحدة) بارزة في تطوير أشكال النفايات الهندسية والحاويات للنفايات عالية النشاط، بما في ذلك البحث والتطوير على السيراميك والحاويات المخصصة المتقدمة للكوريوم. Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) (السويد) وPosiva Oy (فنلندا) يتقدمان بتكنولوجيا حاويات النحاس-الحديد وأنظمة تعبئة البنتونيت للتخلص الجيولوجي العميق، مع مشاريع توضيحية تتضمن نظائر الكوريوم للتحقق من الأداء.

تشير التوقعات حتى 2030 إلى نمو تدريجي ولكن ثابت حيث تتطور الترخيص للمرافق، وبناء المستودعات، وأبحاث تقسيم الكوريوم. من المتوقع أن تصبح الشراكات الاستراتيجية بين مشغلي المفاعلات والسلطات المعنية بإدارة النفايات والموردين للمعدات عنصرًا رئيسيًا في السوق. بالإضافة إلى ذلك، يتوقع أن تؤدي التحولات السياسية – مثل برنامج الإدارة المشتركة للنفايات الإشعاعية للاتحاد الأوروبي – إلى تعزيز توحيد المعايير الفنية وتسهيل التعاون بين الدول حول احتواء نفايات الكوريوم. نتيجة لذلك، فإن القطاع مستعد لزيادة الاستثمار في الحواجز الهندسية، وأنظمة المراقبة، ونماذج تقييم السلامة على المدى الطويل المخصصة للكوريوم والأكتينيدات المشابهة.

الأطر التنظيمية والسلامة: المعايير العالمية والامتثال

يشكل الكوريوم، وهو عنصر إشعاعي شديد موجود في الوقود النووي المستهلك وبعض تدفقات النفايات القديمة، تحديات كبيرة لعلم احتواء النفايات. مع ارتفاع إجمالي مخزون الكوريوم على مستوى العالم، تتطور الأطر التنظيمية والسلامة لمواجهة المخاطر الفريدة المرتبطة بانبعاثاته الطويلة الأجل من ألفا والنيوترونات. في عام 2025، سيتركز اهتمام المنظمين الدوليين وعاملي الصناعة على تنسيق معايير قوية لاحتواء نفايات الكوريوم، مع التركيز على كل من الحواجز الهندسية والرقابة التشغيلية.

تستمر الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) في لعب دور مركزي في وضع المعايير العالمية للسلامة في إدارة النفايات الإشعاعية، بما في ذلك الكوريوم. يتم تحديث متطلبات السلامة العامة (GSR الجزء 5) وأدلة السلامة (مثل SSG-40 حول مرافق التخلص من النفايات الإشعاعية) لتعكس الأفكار العلمية الجديدة حول احتواء الأكتينيدات. تؤكد هذه الوثائق على ضرورة أنظمة متعددة الحواجز – تشمل حاويات مقاومة للتآكل، والعزل الجيولوجي، والمواد الرديمة الهندسية – لضمان الاحتواء على مدى مئات الآلاف من السنوات للانبعاثات ألفا مثل الكوريوم.

في الولايات المتحدة، أكدت لجنة التنظيم النووي الأمريكية (NRC) إطارها التنظيمي للنفايات عالية المستوى، مع توجيهات جديدة حول المستودعات الجيولوجية العميقة التي تعالج بشكل صريح الملف الإشعاعي للكوريوم. تتطلب لوائح العنوان 10، الجزء 60 من اللجنة تقييمات سلامة صارمة تقوم بنمذجة هجرة الكوريوم وتأثيره المحتمل على الغلاف الحيوي على مدى عشرات الآلاف من السنوات. بحلول 2025، تتبنى مشاريع المستودعات مثل تلك الموجودة في مصنع عزل النفايات (WIPP) بروتوكولات مراقبة واحتواء محسّنة لتدفقات النفايات الأكتينيدية، بما في ذلك أشكال النفايات التي تحتوي على الكوريوم.

تعمل أوروبا على تعزيز نهج موحد من خلال المجتمع النووي الأوروبي (ENS) والمنظمين الوطنيين، حيث يشكل توجيه EURATOM 2011/70/Euratom العمود الفقري لبرامج إدارة النفايات الوطنية. تقوم دول مثل فرنسا والسويد بتحديث متطلبات الترخيص للمستودعات الجيولوجية العميقة، بما في ذلك حالات السلامة التي تأخذ في الاعتبار بشكل صريح الاحتواء على المدى الطويل للكوريوم. على سبيل المثال، تقوم الوكالة الوطنية الفرنسية لإدارة النفايات الإشعاعية أندرا بدمج بيانات خاصة بالكوريوم في تقييم السلامة لمشروع Cigéo، الذي من المتوقع أن يحصل على الموافقة التشغيلية خلال السنوات القليلة المقبلة.

نظرة مستقبلية، تتجه المنظمات العالمية نحو معايير أكثر صرامة تعتمد على الأداء، تتطلب إثباتًا للاحتواء الكوريوم من خلال كل من الحواجز الهندسية والطبيعية. تصبح المراقبة في الوقت الفعلي، وتحسين توصيف شكل النفايات، والمراجعات الدولية من الأقران متطلبات أساسية لترخيص المستودعات. تهدف هذه التطورات إلى ضمان أن احتواء نفايات الكوريوم يفي بأعلى معايير السلامة، مما يحمي الصحة العامة والبيئة في المستقبل البعيد.

التقنيات المتقدمة للاحتواء: الابتكارات والتنفيذ

مع تكثيف القطاع النووي جهوده لإدارة الأكتينيدات، أصبح احتواء نفايات الكوريوم (Cm) نقطة مركزية للتقدم التكنولوجي. نظرًا للسمية العالية للكوريوم، وتوليد الحرارة، وانبعاث النيوترونات، فإن حلول الاحتواء المصممة خصيصًا هي أمر أساسي لضمان السلامة والامتثال التنظيمي. في عام 2025، تعرف عدة ابتكارات وتنفيذات المشهد المتقدم في هندسة احتواء نفايات الكوريوم.

تتمثل إحدى الاتجاهات الحاسمة في التحول نحو مصفوفات السيراميك والزجاج المتقدمة، مثل السينروك (الصخر الاصطناعي) والتزجيج، والتي immobilize الكوريوم وغيره من الأكتينيدات على المستوى الذري. تواصل المنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية (ANSTO) تحسين تركيبات السينوكة المصممة خصيصًا للأكتينيدات الثانوية، بما في ذلك الكوريوم، مع تجارب على نطاق تجريبي حديثة تركز على المتانة ومقاومة التذويب. وتسعى التصاميم إلى توسيع نطاق هذه المواد للاستخدام الصناعي بحلول عام 2027.

في الولايات المتحدة، تقوم مختبرات سانديا الوطنية بتوسيع عملها في أنظمة الحواجز الهندسية (EBS) للمستودعات الجيولوجية العميقة. تشمل تركيزهم في عام 2025 حزم مركبة تستخدم سبائك مقاومة للتآكل (مثل خلطات التيتانيوم والزركونيوم) جنبًا إلى جنب مع بطانات خزفية داخلية لمعالجة الانبعاثات الشديدة من alpha والنيوترونات من نظائر الكوريوم. تخضع هذه الحزم لاختبارات تسريع الشيخوخة والإشعاع للتحقق من سلامتها على مدى فترات الاحتواء المتوقعة التي تمتد لآلاف السنين.

كما أن إحدى تنفيذات البارزة هي استخدام تقنيات التلبيس بالخرسانة عالية الكثافة والجيوبوليمر. بدأ مختبر سافانا ريفر الوطني (SRNL) دراسات تجريبية تقيم أداء مصفوفات الجيوبوليمر المدعمة بمواد امتصاص النيوترونات لأشكال نفايات الكوريوم. تشير النتائج الأولية إلى تقليص كبير في تطور غاز الهيدروجين وتحسين إدارة الحرارة – وهو أمر أساسي للتخزين المؤقت الآمن قبل الإيداع النهائي في المستودعات.

• أورانو في فرنسا تختبر أنظمة احتواء مظللة يمكن تشغيلها عن بعد للنفايات المحتوية على الكوريوم، مع دمج المراقبة في الوقت الحقيقي لدرجة الحرارة والإشعاع وتكوين الغاز. تهدف هذه الجهود الرقمية إلى تحقيق الكشف الاستباقي عن الشذوذ والاستجابة خلال التخزين السطحي وتحت السطح.
• أعلنت الوكالة اليابانية للطاقة الذرية (JAEA) عن استثمارات جديدة في البحث والتطوير بشأن مفاهيم المستودعات متعددة الحواجز، مع التركيز على تعبئة الطين الهندسي النانوي لتعزيز احتواء هجري الكوريوم في حال حدوث تآكل في الحاويات.

تتوقع الصناعة المزيد من التكامل لنظم المراقبة التي تعمل بالذكاء الصناعي، والمواد من الجيل التالي، وجهود التوحيد القياسي الدولية. ستعزز هذه التقدمات من موثوقية احتواء نفايات الكوريوم وثقة الجمهور خلال السنوات الحرجة المقبلة.

تقدم علوم المواد: الحواجز وطرق التعبئة للجيل القادم

الكوريوم، وهو أكتينيد شديد الإشعاع مع توليد حرارة وسُمية إشعاعية كبيرة، يقدم تحديات هائلة للاحتواء طويل الأمد للنفايات. مع تقدم الصناعة النووية نحو حلول تخزين أكثر قوة وموثوقية، يمثل عام 2025 عامًا فارقًا في تطوير وتنفيذ المواد المتقدمة وطرق التعبئة المصممة خصيصًا لأشكال النفايات المحتوية على الكوريوم.

شهدت السنوات الأخيرة تحولًا استراتيجيًا نحو أنظمة الاحتواء متعددة الحواجز التي تتحد في مواد متقدمة سواء على مستوى شكل النفايات أو حزمها. في عام 2025، تقوم عدة منظمات رائدة في إدارة النفايات النووية بتجريب مصفوفات السيراميك والزجاج-السيراميك لتثبيت الكوريوم – تسعى هذه المواد للاستفادة من المتانة الكيميائية العالية ومقاومة الأضرار الناتجة عن الإشعاع. بشكل ملحوظ، قامت أورانو بتوسيع بحوثها على السيراميك من نوع SYNROC (الصخر الاصطناعي)، مما يدل على قدرتها على دمج الأكتينيدات الثانوية، بما في ذلك الكوريوم، مع الحفاظ على سلامتها الهيكلية تحت ظروف المستودعات.

تقوم الجهود الموازية لدى Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) بالتركيز على تقنيات حاويات النحاس مع تعبئة طين البنتونيت. في عام 2025، بدأ مختبر الصخر الصلب Äspö الخاص بـ SKB تجارب جديدة in-situ لتقييم أداء الحواجز الهندسية ضد حرارة التحلل المرتفعة وتراكم الهيليوم المرتبط بالنفايات التي تحتوي على الكوريوم. تشير النتائج الأولية إلى أن خصائص تمدد الوسادة ومقاومة التآكل للنحاس لا تتأثر بشكل سلبي ضمن النطاقات المتوقعة من تحميل الكوريوم، مما يشير إلى آفاق واعدة للاحتواء طويل الأمد.

تظهر مزيد من الابتكارات في تعبئة الكوريوم في مركبات زجاجية متقدمة. تقوم Cogema ومختبرات سانديا الوطنية بتطوير زجاج البوروسليكات وزجاج الألومينوبوروسليكات المضاف إليها نظائر الكوريوم. أظهرت هذه الزجاجات أداءً محسّنًا ضد التآكل والأضرار الناتجة عن الإشعاع ضمن ظروف مستودعات الجيولوجية العميقة المحاكاة. تسلط تحديث تقني لـ Sandia في 2025 الضوء على استخدام تركيبات فريمتل خاصة لاستيعاب تركيزات الكوريوم العالية دون المساس بسلامة الزجاج.

نظرة استباقية في السنوات القليلة المقبلة تشير إلى أن الصناعة تزداد بشكل متزايد في الاستفادة من علوم المواد الحسابية لنمذجة تأثيرات الإشعاع وتوقع أداء الحواجز على المدى الطويل. مدعومًا بالتجارب على نطاق تجريبي والتعاون الدولي، فإن هذه التقدمات في طريقها لتسريع قبول الجهات التنظيمية ونشر أنظمة الاحتواء للجيل القادم. مع استعداد المستودعات عالية المستوى للحصول على التراخيص والبناء، سكون دمج هذه الإنجازات في علوم المواد أمرًا حاسمًا لإدارة الكوريوم وغيرها من الأكتينيدات الثانوية بما يتماشى مع معايير السلامة المتطورة.

سلسلة التوريد والبنية التحتية: التحديات في التعامل مع نفايات الكوريوم

الكوريوم، وهو أكتينيد شديد الإشعاع، يقدم تحديات فريدة للاحتواء بسبب انبعاثه الشديد من ألفا، وتوليد الحرارة الكبير، ونظائره الطويلة الأمد مثل ²⁴⁴Cm و²⁴⁵Cm. مع استمرار برامج الطاقة النووية وإنتاج النظائر الطبية في توليد نفايات تحتوي على الكوريوم، أصبحت سلسلة التوريد والبنية التحتية للتعامل مع النفايات بطريقة آمنة ومعقدة وكritical بشكل متزايد في 2025 وفي المستقبل القريب.

تعتبر واحدة من التحديات الرئيسية هي عدم وجود مرافق معالجة نفايات الكوريوم المخصصة. تم تصميم معظم البنية التحتية الحالية، مثل تلك الموجودة في موقع سافانا ريفر ومختبر أوك ريدج الوطني، بشكل أساسي لتدفقات النفايات العابرة، مع قدرة محدودة فقط لمعالجة الملف الحراري والإشعاعي الخاص بنفايات الكوريوم. أدى ذلك إلى حدوث اختناقات في التخزين المؤقت، خاصةً حيث يُنتج الكوريوم كناتج ثانوي في إعادة معالجة البلوتونيوم وإدارة الوقود المستهلك.

شهدت هندسة الاحتواء تقدمًا تدريجيًا، مثل نشر الحاويات المحمية والمتقدمة وأنظمة التعامل عن بُعد التي تتناسب مع النشاط الخاص العالي للكوريوم. على سبيل المثال، طور أعضاء وجمعية النوويات الأمريكية وشركاء الصناعة تصاميم حاويات مركبة وأنظمة تهوية محسّنة لمعالجة إدارات الحرارة ومنع تراكم غاز الهيدروجين من الإشعاع. ومع ذلك، يجب دمج هذه الحلول في البنية التحتية القديمة، مما يتطلب غالبًا تكاليف استثمارية approvals.

يتعرض توفر سلسلة التوريد لمواد الاحتواء – مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الخاص، والسيراميك، والخرسانة عالية الجودة – لمزيد من الضغوط نتيجة نقص المواد العالمي والمتطلبات المحددة للنقاء والمواصفات التي تفرضها السلطات التنظيمية مثل اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية. بالإضافة إلى ذلك، تعيق لوجيستيات نقل نفايات الكوريوم إلى المستودعات الجيولوجية العميقة، مثل مصنع عزل النفايات الذي تديره وزارة الطاقة الأمريكية، بسبب عدد الحاويات المعتمدة من النوع B المحدود مع السعة الحرارية والدرع المطلوبة للكوريوم.

مع النظر مستقبلًا، يتضمن outlook لهندسة احتواء نفايات الكوريوم كلًا من التحسينات التدريجية المستمرة في تصميم الحاويات والحاجة الملحة لتوسيع مرافق التخزين والمعالجة المخصصة. تستكشف الجمعيات الصناعية والمبادرات الحكومية أنظمة التخزين Vلاحتوائه المبنية على الوحدات وأنظمة القياس التكنولوجية الرقمية لمراقبة حزم نفايات الكوريوم طوال دورة حياتها. ومع ذلك، فإن النشر على نطاق كامل يعتمد على استثمارات مستدامة وتوحيد الأنظمة التنظيمية – التحديات التي ستحدد مسار القطاع خلال بقية العقد.

تحليل التكلفة واتجاهات الاستثمار في حلول احتواء النفايات

الكوريوم، وهو أكتينيد عابر، يمثل مساهمة كبيرة في الحمولة الحرارية وملف الخطر الإشعاعي للنفايات الإشعاعية عالية المستوى، مما يستلزم حلول احتواء متقدمة وقوية. اعتبارًا من 2025، تعكس تحليل التكلفة واتجاهات الاستثمار في هندسة احتواء نفايات الكوريوم الضغوط الأوسع داخل القطاع النووي لتحقيق التوازن بين السلامة، والامتثال التنظيمي، والجدوى الاقتصادية.

تشمل المحركات الرئيسية للتكلفة في احتواء نفايات الكوريوم الحاجة إلى مواد حاويات عالية الجودة، والدرع المتقدم، وبنية تحتية للمستودعات على المدى الطويل. تعتمد استراتيجيات الاحتواء الحالية بشكل كبير على أنظمة صناديق متعددة الطبقات تستخدم سبائك مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسبيكة المعتمدة على النيكل، فضلًا عن الحواجز المعرفة من طين البنتونيت والخرسانة. أفادت شركات مثل أورانو وهولتكو الدولية بأن الاستثمارات مستمرة في تقنيات التخزين الجاف من الجيل التالي وحاويات مصممة لتحمل الحرارة الشديدة والانبعاثات من غاما / نيوترون المميزة لتدفقات النفايات المحتوية على الكوريوم.

تشير التقارير الحديثة المتعلقة بالمشتريات والتنفيذ إلى أنه في عام 2025، قد تصل تكلفة تصنيع وتركيب حاوية وقود مستهلكة عالية الجودة مناسبة لنفايات غنية بالكوريوم إلى ما بين 1.5 مليون دولار و2.5 مليون دولار لكل وحدة، باستثناء تكاليف تشغيل المستودعات (أورانو). يُتوقع أن تتجاوز الاستثمارات في بنية المستودعات تحت الأرض، مثل تلك التي تديرها بوسيفا (Posiva Oy) في موقع ONKALO الفنلندي، 3 مليارات يورو خلال عمر المنشأة، مع تخصيص جزء كبير للاحتواء والمراقبة للأكتينيدات عالية النشاط مثل الكوريوم.

تُشكل اتجاهات الاستثمار بشكل متزايد متطلبات تنظيمية ورقابة عامة، مما يدفع المشغلين إلى تبني حلول للمراقبة الرقمية والصيانة الاستباقية. أعلنت شركة ويستنجهاوس الكهربائية عن مبادرات لدمج أجهزة استشعار متقدمة وتحليل البيانات في إدارة صناديق النفايات، مما يُتوقع أن يؤدي إلى تقليل التكاليف التشغيلية على المدى الطويل من خلال تحسين الكشف المبكر عن الفشل المحتمل للاحتواء.

نظرة استباقية للسنوات المقبلة تشير إلى توقع زيادة تدريجية في الإنفاق الرأسمالي على احتواء نفايات الكوريوم، مدفوعة بأنشطة إصدار تراخيص المفاعلات في أوروبا وأمريكا الشمالية وزيادة متوقعة في مخزونات الأكتينيدات الثانوية من عمليات المفاعلات المتقدمة. من المتوقع أن تُسرع الشراكات الاستراتيجية بين المرافق، وموردي المعدات، والهيئات الحكومية من مشاريع التجريبي للمستودعات الجيولوجية العميقة ومفاهيم تعبئتنا الجديدة (هولتكو الدولية). تهدف هذه الجهود إلى تحسين الكفاءة التكلفية مع الحفاظ على أعلى معايير السلامة، مما يعكس نظرة سوق حذرة ولكن مستقرة لهندسة احتواء نفايات الكوريوم حتى أواخر عام 2020.

شراكات استراتيجية: المرافق والبائعون والتعاون البحثي

في عام 2025، تزداد شراكات استراتيجية بين المرافق، وموردي التقنيات، والمؤسسات البحثية في مجال هندسة احتواء نفايات الكوريوم. نظرًا لأن الكوريوم – أكتينيد صادر للإشعاع ألفا يُنتج في المفاعلات النووية – يواجه تحديات إشعاعية وحرارية فريدة، فإن الجهود التعاونية ضرورية لتقدم أساليب آمنة للتعامل، والتخزين، والتخلص.

تشارك المرافق التي تدير مفاعلات مياه مضغوطة (PWRs) ودورات الوقود المخلوطة (MOX) بنشاط في تحالفات متعددة الأطراف لمعالجة إدارة نفايات الكوريوم على المدى الطويل. على سبيل المثال، تواصل شركة كهرباء فرنسا (EDF) توسيع شراكاتها مع موردي الهندسة والمختبرات الوطنية لتحسين الحلول التخزينية المؤقتة للنفايات ذات المحتوى العالي من الأكتينيدات. تركز شراكة EDF مع أورانو على تقنيات التعبئة والحاويات القوية المناسبة لخصائص توليد الحرارة والانبعاثات من الكوريوم.

تعمل الشركات المتخصصة في احتواء النفايات المتقدمة، مثل هولتكو الدولية، بشكل متزايد جنبًا إلى جنب مع المرافق لنشر صناديق عالية الجودة مع تحسينات في التدفئة والتهوية. قادت هذه الشراكات إلى نشر أنظمة تخزين جاف جديدة مصممة لتخزين المخلفات الغنية بالأكتينيدات، مع مشاريع تجريبية مستمرة في أوروبا وأمريكا الشمالية. أسفرت الشراكة متعددة القطاعات لهولتكو مع المرافق ومراكز البحث عن نشر تجريبي لمواد الصناديق المُهندسة للحد من التضرر بسبب الإشعاع ألفا وتوليد الهيدروجين.

على الجبهة البحثية، تقود مبادرات كبيرة تقودها منظمات مثل اللجنة الوطنية للطاقة الذرية (CNEA) في الأرجنتين والوكالة اليابانية للطاقة الذرية (JAEA) الابتكار في تطوير شكل النفايات ونمذجة الاحتواء. تُجرى هذه الجهود غالبًا ضمن أطر دولية، مثل مجموعات العمل في الوكالة الأوروبية للطاقة النووية (NEA)، مما يسهل تبادل أفضل الممارسات وتوحيد الأساليب التنظيمية.

مع توقع أن تشهد السنوات المقبلة كثافة أكبر في المشاريع المشتركة، خصوصًا مع سعي المرافق لمعالجة بنية التخزين المؤقت القديمة والاستعداد للترخيص النهائي للمخازن الجيولوجية العميقة. من المتوقع أن يعزز تداخل خبرات المرافق التشغيلية، وخبرة هندسة الموردين، وعلوم المواد المدفوعة بالبحث تطوير أنظمة احتواء من الجيل التالي تم التحقق منها بشكل صريح للنفايات المحتوية على الكوريوم، مما يضمن الامتثال لمتطلبات السلامة والتنظيم المتطورة.

آفاق المستقبل: التوقعات والمُعطلات والفرص الناشئة

يظل احتواء نفايات الكوريوم تحديًا هندسيًا حاسمًا بسبب الإشعاع العالي لهذا العنصر ونظائره الطويلة الأمد، ولا سيما ²⁴⁴Cm و²⁴⁵Cm. مع اقتراب عام 2025، تكثف الصناعة النووية الأبحاث والتطوير لإدارة وعزل نفايات تحتوي على الكوريوم الناتجة من المفاعلات المتقدمة، وبرامج الدفاع القديمة، وإنتاج النظائر الطبية. تتطلب تعقيد انحلال ألفا للكوريوم وتوليد الحرارة المرتبط به حلول احتواء قوية تتجاوز المتطلبات للنظائر الأقل سمية.

يتمركز عدد من اللاعبين الرئيسيين مثل أورانو وSvensk Kärnbränslehantering AB (SKB) على اختبار تصميمات صناديق احتواء متقدمة تدمج السيراميك عالي الجودة والحواجز الهندسية. في عام 2025، تستفيد مشاريع التجريب من الابتكارات في الضغط الهيدروليكي الساخن (HIP) لأجل immobilize الكوريوم في مصفوفات كثيفة، مما يقلل من إمكانيات الذوبان ويعزز سلامة المستودعات. من الجدير بالذكر أن مكتب إدارة البيئة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية يجري تقييمات أداء على نطاق كامل لأشكال نفايات الكوريوم داخل بيئات المستودعات الجيولوجية العميقة، مع توقع النتائج الأولية أن تساهم في تحديثات تنظيمية بحلول عام 2026.

تشمل الاتجاهات المخترقة التي تشكل القطاع زيادة اعتماد تكنولوجيا التوأم الرقمية لمراقبة حزم نفايات الكوريوم في الوقت الحقيقي، كما نفذتها شركة ويستنجهاوس الكهربائية في مرافق التخزين التجريبية. يتيح هذا النهج نمذجة تنبؤية لسلامة الاحتواء تحت الضغوط الحرارية والإشعاعية المتطورة، مما يدعم الصيانة الاستباقية والامتثال التنظيمي.

تظهر فرص جديدة أيضًا في شكل تعاون بحثي دولي، مثل اتحاد EURAD التابع للاتحاد الأوروبي، الذي يعزز تبادل المعرفة حول إدارة النفايات عالية المستوى – بما في ذلك الاحتواء الخاص بالكوريوم – بين الدول الأعضاء. يتوقع القطاع أنه بحلول 2025 وما بعدها، ستظهر مصادر تمويل جديدة لمواد الاحتواء من الجيل التالي، مع التركيز على الزجاج المقاوم للاشعاع والزجاج-السيراميك.

• تشير التوقعات إلى زيادة متواضعة ولكن ثابتة في مخزونات نفايات الكوريوم العالمية، مدفوعة بتشغيل مفاعلات سريعة جديدة واستمرار إغلاق المرافق القديمة.
• من المتوقع أن تُشدد الوكالات التنظيمية المعايير المتعلقة باحتواء النفايات ألفا، مما يحفز الموردين على الاستثمار في المحاكاة المتقدمة وأبحاث المواد.
• بحلول عام 2027، يُتوقع أن تصبح المستودعات التجريبية التي تضم أنظمة احتواء محلية للكوريوم قابلة للتشغيل في أوروبا وأمريكا الشمالية، مما يضع معايير جديدة من حيث السلامة وشفافية المراقبة.

في الختام، يمثل عام 2025 نقطة تحوّل في هندسة احتواء نفايات الكوريوم، مع تحديد تبني التكنولوجيا، وتطور اللوائح، والتعاون عبر الحدود بآفاق السنوات القادمة.

دراسات حالة: مشاريع واقعية والدروس المستفادة (المصادر: orano.group، iaea.org، westinghousenuclear.com)

الكوريوم، وهو عنصر إشعاعي شديد، يقدم تحديات فريدة في احتواء النفايات النووية بسبب إشعاع ألفا الشديد وتوليد الحرارة. في السنوات الأخيرة، تقدم عدد من المنظمات استراتيجيات هندسية لإدارة النفايات المحتوية على الكوريوم، مع التركيز على الاحتواء القوي، والمراقبة، والسلامة على المدى الطويل. توضح دراسات الحالة من الجهات الفاعلة الرائدة في الصناعة كل من الإنجازات والدروس المستفادة في هذا المجال المتطور.

أحد المشاريع الملحوظة هو العمل المستمر للوكالة الوطنية الفرنسية لإدارة النفايات الإشعاعية (ANDRA) في مستودع CIGEO الجيولوجي العميق، المصمم لاستيعاب النفايات عالية المستوى، بما في ذلك نظائر الكوريوم. يعتمد المستودع على أنظمة احتواء متعددة الحواجز – حاويات هندسية، طين بنتونيت، والعزل الجيولوجي العميق – لتقليل هجرة النظائر الإشعاعية. شهدت التحديثات الأخيرة في 2024 و2025 قيام الوكالة بتحسين تصميم حزمة النفايات لمعالجة القضايا الحرارية المحددة الناتجة عن تدفقات النفايات الغنية بالكوريوم، مع التركيز على المواد القوية من حيث الحرارة والبروتوكولات المُحسّنة للمراقبة. تتماشى هذه التطورات مع أفضل الممارسات الدولية وتُراقب بعناية من قبل الهيئات التنظيمية لضمان الامتثال وتحسين التصميمات المستقبلية (أورانو).

يظل التعاون الدولي مركزيًا في احتواء نفايات الكوريوم. وثقت الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA) عددًا من المشاريع التجريبية متعددة الجنسيات، لا سيما مبادرات EURAD (البرنامج المشترك الأوروبي لإدارة النفايات الإشعاعية). تركز هذه المشاريع، النشطة حتى 2025، على توحيد معايير السلامة ومشاركة البيانات التشغيلية. واحدة من الدروس التي أبرزتها الوكالة هي أهمية الإدارة التكيفية – تحديث بروتوكولات الاحتواء مع ظهور بيانات جديدة بشأن سلوك الكوريوم الإشعاعي وتوليد الحرارة داخل المستودعات. تواصل الوكالة تنسيق تبادل التكنولوجيا وورش العمل، مؤخرًا في عام 2024، لنشر الدروس وتعزيز ثقافة التحسين المستمر (IAEA).

في الولايات المتحدة، ساهمت شركة ويستنجهاوس الكهربائية في هندسة احتواء النفايات من خلال أنظمة التخزين الجاف المتقدمة. تتضمن أحدث تصاميم صناديقها المُعتمدة في 2025 في عدة مواقع للمرافق، سبائك معدنية عالية الجودة ومركبات خزفية متقدمة لإدارة حرارة الانحلال ومنع التآكل على مدى فترات قد تصل لعقود. أظهرت تقييمات الأداء التي تمت في 2024 فعالية هذه الأنظمة، لكنها أكدت أيضًا على الحاجة إلى المراقبة المستمرة، خاصةً مع زيادة تركيزات الكوريوم في تدفقات النفايات القديمة.

نظرة إلى المستقبل، من المتوقع أن يعزز الجمع بين الحواجز الهندسية، والمراقبة في الوقت الحقيقي، والتعاون الدولي استراتيجيات احتواء نفايات الكوريوم. يستمر هذا المجال في التطور، مع وجود حلقات تغذية نشطة بين التجارب التشغيلية والابتكار الهندسي لضمان أن تستفيد الدروس المستفادة من المشاريع الحالية لتوفير حلول تخزين أكثر أمانًا ومرونة في السنوات المقبلة.

المصادر والمراجع

• شركة إدارة النفايات والوقود النووي السويدية (SKB)
• شركة بوسيفا (Posiva Oy)
• الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA)
• ناغرا
• أندرا
• أورانو
• شركة ويستنجهاوس الكهربائية
• Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB)
• المجتمع النووي الأوروبي (ENS)
• المنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية (ANSTO)
• مختبرات سانديا الوطنية
• الوكالة اليابانية للطاقة الذرية (JAEA)
• موقع سافانا ريفر
• مختبر أوك ريدج الوطني
• الجمعية النووية الأمريكية
• هولتكو الدولية
• هولتكو الدولية
• اللجنة الوطنية للطاقة الذرية (CNEA) في الأرجنتين
• المجموعة الوطنية للطاقة النووية (NEA) لإدارة النفايات الإشعاعية