جدوى أنظمة إدارة محطات الطاقة النووية القائمة على تقنية البلوك تشين

في عالم التكنولوجيا سريع التطور، يسعى قطاع الطاقة النووية إلى إيجاد حلول مبتكرة لتعزيز السلامة والشفافية والكفاءة. ومن بين هذه التقنيات الواعدة تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين)، التي توفر طريقة لامركزية وآمنة tracالمعاملات والتحقق منها. 

يستكشف هذا الدليل Cryptopolitan إمكانات تقنية البلوك تشين في إدارة محطات الطاقة النووية ومراحل مختلفة من سلسلة إمداد الطاقة النووية، بدءًا من تعدين اليورانيوم وحتى إدارة النفايات.

لمحة عامة عن تقنية البلوك تشين ومحطة الطاقة النووية

تتجه محطات توليد الطاقة بشكل متزايد نحو الأتمتة، مما يؤدي إلى ارتفاع استخدام أنظمة الحاسوب. ولدعم هذا التوجه، يتم تطبيق نظام إدارة المحطات (PMS). يساعد هذا النظام في التشغيل والإدارة الفعالة لمرافق المحطة، ويشمل مهامًا مثل جداول العمل اليومية، وخطط الصيانة، وتخطيط فترات التوقف، وإدارة المواد. يتضمن تخطيط فترات التوقف إعداد قوائم المهام، وتخصيص الموارد، والجدولة، بينما تركز إدارة المواد على تفاصيل المعدات، والتخزين، وعمليات الطلب.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لنظام إدارة الأداء (PMS) المساعدة في فحوصات السلامة الإشعاعية، ومؤهلات العاملين، ومعايرة الأدوات، وإدارة الأدوات المتخصصة. ويشهد قطاع الطاقة أيضًا تحولًا نحو استخدام الأنظمة الخبيرة في مهام متنوعة. توفر هذه الأنظمة رؤى قيّمة لمهام مثل كيمياء الماء في مفاعلات الماء المضغوط، وإجراءات الطوارئ، وتخطيط الوقود.

مع ذلك، يكمن أحد التحديات في إدارة محطات الطاقة النووية في ضمان الثقة بين الجهات التنظيمية والجمهور. فقد سُجلت حالات استُخدمت فيها قطع غيار غير أصلية أو تأخر في الإبلاغ عن المشكلات. ولمعالجة هذه المخاوف، يُقترح دمج تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين) مع أنظمة إدارة الطاقة. توفر سلسلة الكتل مزايا مثل أمان البيانات والشفافية والاتساق. ولكن من الضروري الإشارة إلى أنها تنطوي أيضاً على تحديات، لا سيما فيما يتعلق بالخصوصية والتعامل مع كميات هائلة من البيانات. تشمل تطبيقات سلسلة الكتل المحتملة قطاعات متنوعة، من التمويل إلى الخدمات الحكومية وحتى العمليات الصناعية. ويُعد مجال إدارة سلاسل التوريد من أكثر المجالات الواعدة لتطبيق سلسلة الكتل.

كيف تستجيب محطات الطاقة النوويةdentأو الأعطال؟

أنشأت هيئات معترف بها دوليًا، مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، نظامًا لتصنيف خطورة الحوادث في المنشآت النووية. يُعرف هذا النظام باسم المقياس الدوليdent ووقائع الطاقة النووية (INES)، ويضمن تصنيفdentالنووية بشكل متسق وسهل الفهم للجمهور ووسائل الإعلام. بدأ العمل بهذا النظام عام 1990، واعتُمِد على نطاق واسع بحلول عام 1992، ويستخدمه حاليًا نحو 60 دولة، من بينها كوريا. ضمن هذا المقياس، تشير التصنيفات من 4 إلى 7 إلىdentحوادث نووية، بينما تشير التصنيفات من 0 إلى 3 إلى وقوع إخفاقات.

عند وقوع أيdent ، يُبلغ مُشغّل محطة الطاقة النووية على الفور السلطات المختصة، مثل لجنة السلامة والأمن النووي (NSSC) والمعهد الكوري للسلامة النووية (KIN)، بتفاصيل الحادث. وبحسب خطورة الحادث، تُرسل هذه الجهات فرقًا من الخبراء للتحقيقdent، وتحديد أسبابه، واقتراح تدابير وقائية. ثم تُراجع لجنة السلامة والأمن النووي نتائج التحقيق، وتقدم المشورة للمحطة بشأن الإجراءات اللاحقة. ومنذ عام ٢٠١٣، تم تفعيل أنظمة التنبيهات والرسائل الآلية لضمان الشفافية ومنع التستر. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات في ضمان الشفافية الكاملة في الإبلاغ عنdent.

مشاكل نظام إدارة المصنع الحالي

يأتي تشغيل نظام إدارة المصانع مصحوباً بمجموعة من التحديات:

• إصلاح الأجهزة بسرعة: عند تعطل أي جهاز، من الضروري إصلاحه فورًا. يتطلب ذلك توفير قطع الغيار أو وجود نظام لتوفيرها بسرعة. ويمكن تسريع هذه العملية من خلال التعاون مع كبرى شركات تصنيع المعدات أو تبادل معلومات الصيانة بين محطات الطاقة المماثلة.

• توثيقdentوالإخفاقات: من الضروري الاحتفاظ بسجلات دقيقة لجميع الحوادثdentمع ذلك، قد يكون توثيق الأحداث بدقة أمرًا صعبًا في المواقف الضاغطة. يجب الإبلاغ بشفافية عن السجلات المتعلقة بتشغيل مرافق السلامة، وأعطالها، وصيانتها، وفقًا للإرشادات التنظيمية. ولضمان ثقة الجمهور ومنع الشكوك حول التستر، ثمة حاجة إلى نظام شفاف ومؤسسي للإبلاغ عن المعلومات والإفصاح عنها.

دمج تقنية البلوك تشين في عمليات محطات الطاقة النووية

تقنية البلوك تشين هي نظام سجلات لامركزي مصمم لتسهيل المعاملات الرقمية. ورغم أن الكثيرين على دراية بكيفية معالجة إنترنت الأشياء للمعلومات، إلا أن هناك مخاوف متزايدة بشأن أمنها. وهنا يأتي دور البلوك تشين، حيث تقدم حلاً لهذه التحديات الأمنية.

يتمثل الهدف الرئيسي من دمج تقنية البلوك تشين في إدارة محطات الطاقة النووية في ضمان التعامل الموضوعي والشفاف مع المعلومات الحساسة. وبدلاً من النظام المركزي، تعمل تقنية البلوك تشين بطريقة لا مركزية. 

بالنسبة لمحطات الطاقة النووية، يعني هذا أنه يساعد على منع أي تعديلات غير مصرح بها على البيانات، مما يضمن عدم إخفاء أي أخطاء أو سهو من جانب المشغلين. علاوة على ذلك، يوفر وسيلة موثوقة لمراقبة الإجراءات اللازمة المتخذة أثناءdent.

تقنية البلوك تشين لإدارة المعلومات في محطات الطاقة النووية

رغم أن تقنية البلوك تشين قد لا تُحدث ثورة في قطاع الطاقة نظرًا لتحديات مثل موثوقية الشبكة، واستهلاك الطاقة، والمخاطر التنظيمية، إلا أنها تحمل إمكانات هائلة لتحسين إدارة معلومات المحطات. ومن خلال دمج البلوك تشين مع نظام DREAMS، تتوفر فرصة لرصد الأحداث والأعطال بشفافية ودقة غير مسبوقتين.

تشغل كوريا الجنوبية 25 محطة طاقة نووية. ومنذ عام 2005، تستخدم شركة كوريا للطاقة المائية والنووية (KHNP) نظام إدارة متكامل للمحطات يُسمى DREAMS لمراقبة هذه المحطات. وقد خضع هذا النظام لتحديث في عام 2016، ليصبح نظام Smart E-Tower، الذي يضم تقنيات متقدمة من الثورة الصناعية الرابعة. 

في حال حدوث أي مشكلة في أي مصنع، يقوم نظام البرج الإلكتروني الذكي بتحليلها، ووضع حلول لها، وإبلاغ المصنع المتضرر بالنتائج. كما يتيح هذا النهج المركزي مراقبة جميع المصانع في آن واحد، مما يمكّن من اتخاذ تدابير استباقية لمعالجة المشكلات الشائعة.

يمكن أن يساهم دمج تقنية البلوك تشين في نظام إدارة معلومات المصنع في معالجة التحديات الحالية، مثل:

• ضمان الاستجابة السريعة والآمنةdentأو الإخفاقات وضمان تقديم تقارير دقيقة إلى هيئات الرقابة.
• باستخدام تقنية البلوك تشين، يمكن الإبلاغ عن البياناتdefiمسبقًا تلقائيًا إلى السلطات المختصة، ويمكن مشاركة الخبرات التشغيلية في الوقت المناسب مع المصانع الأخرى.
• يمكن لجميع أصحاب المصلحة، الذين يمثلون العقد في سلسلة الكتل، مشاركة المعلومات بشفافية حولdentوالأعطال وحتى قطع الغيار.
• لتحقيق هذه الرؤية لنظام إدارة الممتلكات المتكامل مع تقنية البلوك تشين، يوصى باستخدام نموذج البلوك تشين المُرخص.

كيف يمكن لتقنية البلوك تشين أن تُحسّن سلسلة إمداد الطاقة النووية؟

يمكن الاستفادة من مرونة تقنية البلوك تشين في جميع مراحل سلسلة إمداد الطاقة النووية، بدءًا من سلاسل التوريد المعقدة للمكونات الفردية. ونظرًا للعواقب الكارثية للأعطال البسيطة في محطات الطاقة النووية، كما أبرزت الأحداث الأخيرة، فمن الضروري ضمان التحقق الكامل من كل مكون ومادة مستخدمة في توليد الطاقة النووية.

يتميز القطاع النووي، كغيره من القطاعات، بسلاسل إمداد معقدة. فعندما يتعلق الأمر بالوقود، تبدأ الرحلة من مناجم اليورانيوم. وعلى مدى العقود القليلة الماضية، شملت قائمة موردي اليورانيوم الرئيسيين دولاً مثل كازاخستان وأوزبكستان والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا وألمانيا. ووفقًا للمنظمة النووية العالمية، يتطلب الطلب العالمي على الطاقة النووية 67,500 طن من اليورانيوم سنويًا.

تتمتع تقنية البلوك تشين بإمكانيات هائلة في هذا المجال. فهي قادرة على مراقبةtracومعالجة اليورانيوم، مما يضمن ممارسات تعدين آمنة وصديقة للبيئة، لا سيما في الاقتصادات الناشئة مثل كازاخستان حيث قد توجد بعض المخاوف. إضافةً إلى ذلك، يمكن للبلوك تشين ردع سرقة اليورانيوم أو نقله إلى غير وجهته من مواقع التعدين المعتمدة. قد تستغرق أنظمة الإبلاغ الحالية أكثر من شهر لإخطار إدارة المنجم بنقص إمدادات اليورانيوم. مع تقنية البلوك تشين، يمكن تقليص هذا الوقت الحرج للإبلاغ بشكل كبير، مما يعزز السلامة والمساءلة.

تقنية البلوك tracلتتبع تخصيب اليورانيوم 

بعد استخراج اليورانيوم، تأتي مرحلة تخصيبه في سلسلة إمداد الوقود النووي. من المهم فهم أن اليورانيوم يتكون من نظيرين: اليورانيوم-235 واليورانيوم-238. تهدف عملية التخصيب إلى زيادة تركيز اليورانيوم-235 في اليورانيوم. في حين أن معظم محطات الطاقة النووية تتطلب مستويات تخصيب تتراوح بين 3 و5% من اليورانيوم-235، فإن بعضها يتطلب مستويات تصل إلى 20%.

من جهة أخرى، يجب أن يصل اليورانيوم المُخصص للأسلحة النووية إلى مستويات تخصيب تصل إلى 90% من نظير اليورانيوم-235. ويكمن الجانب المُقلق في إمكانية تكييف التقنية المُستخدمة لتخصيب اليورانيوم إلى مستويات 5% أو 20% للوصول إلى عتبة 90%. ويُبرز هذا الاستخدام المُحتمل غير المشروع أهمية الضوابط الدولية الصارمة المفروضة حاليًا على تخصيب اليورانيوم.

تقدم تقنية البلوك تشين حلاً لهذا التحدي. فهي تُتيح إنشاء سجل دائم لبيانات دفعات اليورانيوم المخصب، مما يُعزز حفظ السجلات بشكل آمن بين الدول والجهات الخاصة التي تُدير منشآت التخصيب. وقد يكون لهذا دورٌ حاسم في منع التخصيب غير المشروع لليورانيوم إلى مستويات تُستخدم في صنع الأسلحة. وبعد التخصيب، تضمن تقنية البلوك تشين مسارًا غير قابل للتلاعب من منشأة التخصيب إلى محطة الطاقة النووية حيث يُستخدم اليورانيوم كوقود.

استخدام تقنية البلوك تشين لمنع المنتجات المقلدة في محطات الطاقة النووية

على الرغم من أن اليورانيوم عنصر أساسي في إنتاج الطاقة النووية، إلا أنه ليس سوى مكون واحد من سلسلة إمداد الطاقة النووية. تشمل العناصر الحاسمة الأخرى أنظمة الكمبيوتر والرقائق التي تشرف على توليد الطاقة، بالإضافة إلى المواد الأساسية مثل السيراميك والصلب والخرسانة التي تشكل البنية التحتية.

إن أحد الشواغل الملحة في القطاع النووي، كما هو الحال في العديد من الصناعات، هو تسلل السلع المقلدة والمزيفة والمشبوهة (CFSI).

على غرار مبادرة "ثقة الغذاء" التي أطلقتها وول مارت، والتي تلزم الموردين tracالمنتجات الزراعية إلى مصدرها باستخدام تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين)، يمكن لمحطات الطاقة النووية تبني نهج مماثل. فمن خلال اشتراط إمكانية tracجميع المواد، وصولاً إلى مكوناتها الأساسية، عبر نظام سلسلة الكتل، يمكن الحد بشكل كبير من خطر استخدام المنتجات المقلدة. وهذا بدوره سيقلل من احتمالية وقوعdentالناجمة عن استخدام مواد دون المستوى المطلوب أو مقلدة.

مع ذلك، لا يخلو تطبيق مثل هذا النظام من التحديات. فالعديد من المنشآت النووية تعتمد حاليًا على حفظ السجلات الورقية التقليدية، وتفتقر حتى إلى أبسط أنظمة tracالمحوسبة لسلاسل التوريد الخاصة بها. ويتطلب الانتقال إلى نظام قائم على تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين) إجراء إصلاح شامل لعملياتها الحالية.

Tracنفايات محطات الطاقة النووية باستخدام تقنية البلوك تشين

إلى جانب تأمين المواد النووية في المراحل المبكرة والمساعدة في عمليات التفتيش، تبرز تقنية البلوك تشين كأداة واعدة للإشراف على إدارة النفايات النووية.

تتفاوت النفايات النووية في مستويات خطورتها. فبينما يُعدّ بعضها غير ضار نسبيًا، قد تحتفظ أنواع أخرى منها بإشعاعها، مما يُشكّل تهديدًا لصحة الإنسان لآلاف السنين. وقد تعرّضت أساليب تخزين النفايات التقليدية للفشل في بعض الأحيان بسبب التآكل، مما أدّى إلى تسرّبات خطيرة. وإدراكًا لهذه التحديات، تعمل دول مثل الولايات المتحدة وفنلندا على وضع استراتيجيات لتخزين النفايات النووية في أعماق منشآت تحت الأرض آمنة. وتهدف هذه التدابير إلى منع تلوث المياه الجوفية وردع أي سرقة أو تخريب محتمل.

لكي تنجح استراتيجيات التخزين تحت الأرض هذه، يُعدّ tracالدقيق للنفايات أمراً بالغ الأهمية. وهنا تبرز إمكانيات تقنية البلوك تشين.

في عام 2020، تم الكشف عن مبادرة بارزة تُدعى SLAFKA. وهي ثمرة تعاون بين برنامج "تقنية البلوك تشين في الممارسة" التابع لمركز ستيمسون، وهيئة السلامة الإشعاعية والنووية الفنلندية (STUK)، وجامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا. تُعدّ SLAFKA نموذجًا أوليًا لتقنية البلوك تشين مُصمم خصيصًا لحماية النفايات النووية. ويركز المشروع على مراقبة الوقود المستهلك في المخازن تحت الأرض، مما يُمكّن الجهات الموثوقة من تبادل المعلومات الحيوية مع الحفاظ علىdentالتامة.

خاتمة

تُقدّم تقنية البلوك تشين، بما تتميز به من شفافية وأمان، حلاً ثورياً لصناعة الطاقة النووية. فمن خلال دمجها في مختلف مراحل سلسلة التوريد النووي، يُمكن تعزيز الرقابة، والحد من المخاطر، وزيادة ثقة الجمهور. ومع استمرار الصناعة في إيلاء الأولوية للسلامة والشفافية، قد تُصبح تقنية البلوك تشين أداةً لا غنى عنها في ترسانتها.