Ядрено гориво: видове и обработка

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Ядрената енергетика се състои от голям брой предприятия за различни цели. Суровините за тази индустрия се добиват от уранови мини. След това се доставя на предприятията за производство на гориво.

Освен това горивото се транспортира до атомните електроцентрали, където влиза в активната зона на реактора. Когато ядреното гориво достигне края на живота си, то се преработва. Отпадъците от преработката подлежат на обезвреждане. Струва си да се отбележи, че опасните отпадъци се появяват не само след преработка на гориво, но и на всеки етап - от добив на уран до работа в реактор.

Ядрено гориво

Горивото е от два вида. Първият е уранът, добит в мини, съответно от естествен произход. Съдържа суровини, които са способни да образуват плутоний. Второто е гориво, което е изкуствено създадено (вторично).

Ядреното гориво също се разделя по химичен състав: метален, оксиден, карбид, нитрид и смесен.

Добив на уран и производство на гориво

Голяма част от производството на уран идва само от няколко страни: Русия, Франция, Австралия, САЩ, Канада и Южна Африка.

Уранът е основният елемент за гориво в ядрената енергияелектроцентрали. За да влезе в реактора, той преминава през няколко етапа на обработка. Най-често урановите находища се намират до злато и мед, така че добивът му се извършва с добив на благородни метали.

При добива здравето на хората е изложено на голям риск, тъй като уранът е токсичен материал, а газовете, които се отделят по време на добива, причиняват различни форми на рак. Въпреки че самата руда съдържа много малко количество уран - от 0,1 до 1 процента. Населението, което живее близо до уранови мини, също е изложено на по-голям риск.

Обогатеният уран е основното гориво за атомните електроцентрали, но след използването му остава огромно количество радиоактивни отпадъци. Въпреки всичките си опасности, обогатяването на уран е основен процес за създаване на ядрено гориво.

В естествената си форма уранът е почти невъзможно да се използва навсякъде. За да се използва, трябва да се обогати. За обогатяване се използват газови центрофуги.

Обогатеният уран се използва не само в ядрената енергетика, но и в производството на оръжия.

Транспорт

Във всеки етап от горивния цикъл има транспорт. Извършва се с всички налични средства: по суша, по море, по въздух. Това е голям риск и голяма опасност не само за околната среда, но и за хората.

По време на транспортирането на ядрено гориво или неговите елементи се случват много аварии, водещи до отделяне на радиоактивни елементи. Това е едно отмного причини, поради които ядрената енергия се счита за опасна.

Реактори за извеждане от експлоатация

Нито един от реакторите не е демонтиран. Дори печално известната атомна електроцентрала в Чернобил. Работата е там, че според експерти цената на демонтажа е равна или дори надвишава цената на изграждането на нов реактор. Но никой не може да каже със сигурност колко пари ще са необходими: цената е изчислена въз основа на опита от демонтирането на малки станции за изследвания. Експертите предлагат две опции:

1. Поставете реактори и отработено ядрено гориво в депа.
2. Изграждайте саркофази над изведени от експлоатация реактори.

През следващите десет години около 350 реактора по света ще се изчерпят и трябва да бъдат изведени от експлоатация. Но тъй като най-подходящият метод по отношение на сигурност и цена не е измислен, този проблем все още се решава.

Сега има 436 реактора, работещи по целия свят. Разбира се, това е голям принос за енергийната система, но е много опасно. Проучванията показват, че след 15-20 години атомните електроцентрали ще могат да бъдат заменени от станции, които работят на вятърна енергия и слънчеви панели.

Ядрени отпадъци

Огромно количество ядрени отпадъци се генерират в резултат на атомните електроцентрали. Преработката на ядрено гориво също оставя след себе си опасни отпадъци. Нито една от страните обаче не намери решение на проблема.

Днес ядрените отпадъци се съхраняват във временни складове, във водни басейни или заровени дълбоко под земята.

Най-сигурният начин есъхранение в специални складови помещения, но и тук е възможно изтичане на радиация, както при други методи.

Всъщност ядрените отпадъци имат известна стойност, но изискват стриктно спазване на правилата за тяхното съхранение. И това е най-остър проблем.

Важен фактор е времето, през което отпадъците са опасни. Всяко радиоактивно вещество има свое собствено време на разпад, през което е токсично.

Видове ядрени отпадъци

По време на експлоатацията на която и да е атомна електроцентрала, нейните отпадъци попадат в околната среда. Това е вода за охлаждащи турбини и газообразни отпадъци.

Ядрените отпадъци са разделени на три категории:

1. Ниско ниво - облекло за служители на атомната електроцентрала, лабораторно оборудване. Такива отпадъци могат да идват и от лечебни заведения, научни лаборатории. Те не представляват голяма заплаха, но изискват предпазни мерки.
2. Междинно ниво - метални контейнери, в които се транспортира гориво. Техните нива на радиация са доста високи и тези, които са близо до тях, трябва да бъдат защитени.
3. Високо ниво е отработено ядрено гориво и продуктите от него. Нивото на радиоактивност бързо намалява. Има много малко високоактивни отпадъци, около 3 процента, но те съдържат 95 процента от цялата радиоактивност.