بدأت الأبحاث حول الدفع بالطاقة النووية للسفن في بداية الأربعينيات من القرن الماضي ، إيذاء بدء “العصر الذري”. منذ ذلك الحين ، تمتلك ست دول فقط الغواصات النووية وتقوم بتشغيلها كلا من الصين وفرنسا والهند وروسيا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة.
إذن ما هو الجانب الذي تتحدث عنه عبارة “الذرة” في الغواصات الذرية؟ ، يجب القول أن الغواصة التي تعمل بالطاقة النووية ليست بالضرورة تمتلك سلاحًا نوويًا ، وببساطة أكثر ، لا يختلف مظهرها عن الغواصات الأخرى ، باستثناء أنها تعمل بالطاقة الذرية.
في الأيام الأولى للبحث الذري ، أدرك العلماء بسرعة أن الكمية الهائلة من الطاقة الناتجة عن “انشطار النواة” يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء. . تم استخدام المفاعلات النووية داخل محطات الطاقة لتزويد المنازل والعديد من الصناعات التحويلية بالطاقة حول العالم لمدة 70 عامًا. وبالمثل ، يتم تشغيل كل غواصة نووية بواسطة مفاعل صغير مدمج داخل الغواصة.
التفاعل النووي
يوجد في مركز كل ذرة نواتها المكونة من البروتونات والنيوترونات. يحدد عدد البروتونات العنصر الكيميائي الذي تنتمي إليه الذرة ؛ تسمى النوى التي تحتوي على نفس عدد البروتونات ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات نظائر هذا العنصر.
تكون بعض النوى الثقيلة جدًا عرضة لعملية تسمى الانشطار ، حيث تنقسم إلى نواتين أخف وزنًا مع كتلة كلية أقل من النواة الأصلية. يتم تحويل الباقي إلى طاقة. الطاقة المنبعثة كبيرة للغاية ، كما هو الحال في معادلة ألبرت أينشتاين الشهيرة ، E = mc² ، حيث تعادل الطاقة المنتجة التغير في الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء.
المفاعلات النووية على الغواصات النووية تعمل عادة باليورانيوم. يُستخرج اليورانيوم الطبيعي بشكل أساسي كنظير يسمى اليورانيوم 238 ، ممزوجًا بكمية صغيرة (0.7٪) من نظير اليورانيوم 235. لكي يعمل المفاعل ، يجب “تخصيب” وقود اليورانيوم لاحتواء نسبة معينة من اليورانيوم 235. بالنسبة للغواصات النووية ، تكون هذه النسبة عادة 50٪. مستوى التخصيب هو عامل رئيسي في الحفاظ على سلسلة من ردود الفعل لمصدر مستمر وآمن للطاقة.
داخل المفاعل ، يتم قصف اليورانيوم 235 بالنيوترونات ، مما يتسبب في اندماج بعض النوى. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق المزيد من النيوترونات ، وتستمر هذه العملية فيما يعرف باسم “تفاعل نووي متسلسل”. يمكن استخدام الطاقة المتولدة على شكل حرارة لتشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء ، مما يساعد على تشغيل الغواصة.
مزايا وعيوب الغواصات النووية
يرصد موقع الامن والدفاع العربي إحدى الميزات الكبيرة للغواصات التي تعمل بالطاقة النووية هي أنها لا تحتاج إلى التزود بالوقود. عندما دخلت الغواصة النووية الخدمة ، تم تزويدها بوقود يورانيوم كافٍ لتستمر لأكثر من 30 عامًا.
تسمح الكفاءة العالية للطاقة النووية أيضًا للغواصات بالعمل بسرعات عالية لفترة أطول من الغواصات التي تعمل بالديزل / الكهرباء. علاوة على ذلك ، على عكس محركات الاحتراق الداخلي ، لا تتطلب المفاعلات النووية الهواء. وهذا يعني أن الغواصات النووية يمكن أن تظل مغمورة بالمياه لأشهر في كل مرة ، مما يمنحها “خلسة” أفضل ويسمح لها بالانخراط في مهام طويلة الأمد في اعالي البحار ،
إحدى عيوب الغواصات النووية : التكلفة. غالبًا ما تصل تكلفة بناء كل غواصة نووية إلى عدة مليارات من الدولارات وتتطلب فريقًا من العمال ذوي الخبرة العالية في العلوم الذرية.
الغواصات النووية الأسترالية
أعلنت الحكومة الأسترالية عن اتفاقية دفاعية تاريخية مع الولايات المتحدة والمملكة المتحدة ، تمنح البلاد القدرة على بناء أسطول جديد من الغواصات النووية.
بالنظر إلى حقيقة أن أستراليا ألغت للتو عقدًا لبناء غواصات تقليدية بقيمة 90 مليار دولار أسترالي (66 مليار دولار) ، فإن الإعلان عن الصفقة الأخيرة قد يكون مفاجأة للكثيرين.
بفضل البرامج التدريبية ذات المستوى العالمي التي تقدمها الجامعات والوكالات الحكومية الرائدة ، تلبي أستراليا الاحتياجات المتزايدة في هذا القطاع ، وستستفيد أيضًا من الخبرة والتقنيات المشتركة بين الولايات المتحدة والمملكة المتحدة من خلال الاتفاقية الجديدة “Aukus”.
في هذه المرحلة ، لا تزال تفاصيل المكان الذي ستصدر فيه أستراليا وقود اليورانيوم غير واضحة. على الرغم من أن أستراليا لديها احتياطيات وفيرة من اليورانيوم ، إلا أنها لا تستطيع تخصيب اليورانيوم ، لذلك قد تضطر إلى استيراد وقود الغواصات النووية من الخارج.
بعد كل شيء ، لم تصنع أستراليا سلاحًا نوويًا من قبل ، وهي أيضًا من الدول الموقعة على معاهدات عدم انتشار الأسلحة النووية والآليات الدولية لمراقبة الصادرات ، بما في ذلك معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية ومبادرة عدم الانتشار ونزع السلاح النوويين.
لا يزال القرار السياسي الأخير لأستراليا غير واضح ما هي النتائج التي ستجلبها لهم من حيث الجغرافيا والاستراتيجية ، لكنهم أظهروا تصميمًا على متابعة العلوم الذرية.
إرتباك شائع
الغواصات الذرية ليست أسلحة نووية بالطبع. لكي يتم اعتبار اليورانيوم من فئة الأسلحة ، يجب تخصيبه بنسبة 90٪ من اليورانيوم -235.
الميزة الإستراتيجية التي تجلبها الغواصات النووية هي القدرة على “التخفي” وتثبيت الأهداف سراً دون أن يتم الكشف عنها.
يعد الحفاظ على السلامة ، سواء بالنسبة للطاقم أو البيئة الطبيعية ، أمرًا بالغ الأهمية. العديد من أفلام هوليوود ، مثل “K19: The Widowmaker” ، حول غواصة نووية تتعطل في رحلتها الأولى ، جعلت الكثير من الناس يدركون الأخطار التي يشكلها الإشعاع.
ومع ذلك ، فإن ضوابط السلامة الحديثة والإجراءات الصارمة اليوم قد قللت بشكل كبير من مخاطر حوادث الغواصات النووية ، مقارنة بالماضي.