TVEL е Подробен анализ

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

Статията говори за това какво е TVEL, за какво е необходим, къде се използва, как се създава и има ли реактори, които не използват TVEL.

Атомна възраст

Вероятно най-младият клон на енергията е ядрената. Едва в края на 19-ти век учените успяха частично да разберат какво е радиоактивност, радиоактивен разпад и какви вещества имат тези свойства. И това знание струва много животи, тъй като вредното въздействие на радиацията върху живите организми остава неизвестно дълго време.

Много по-късно радиоактивните материали бяха използвани както в цивилния живот, така и във военните. В момента всички развити страни имат свои собствени ядрени оръжия и атомни електроцентрали, които ви позволяват да получавате много енергия, независимо от изкопаеми горива или природни ресурси като вода (говорим за водноелектрически централи).

TVEL е…

Но за да построите ядрен реактор за производство на електричество или други цели, първо трябва да направите подходящо гориво, защото естественият уран, въпреки че има радиоактивност, но енергията му не е достатъчна. Следователно повечето видове реактори използват гориво на базата на обогатен уран и то вот своя страна се зарежда в специални устройства, наречени TVEL. TVEL е специално устройство, което е част от ядрен реактор и съдържа ядрено гориво. Ще анализираме дизайна и вида на горивото им по-подробно.

Дизайн

В зависимост от типа реактор, някои параметри на горивните елементи могат да варират, но общият им дизайн и принципът на устройството са едни и същи. Казано по-просто, TVEL е куха тръба, изработена от сплав на цирконий с някои други метали, в която са монтирани пелети гориво от уранов диоксид.

Гориво

Уранът е най-"пътуващият" радиоактивен материал; на негова основа се произвеждат много други изотопи, използвани както в промишлеността, така и в оръжията. Добивът му не се различава много от добива на въглища, а в естественото си, естествено състояние е абсолютно безопасен за хората. Така че историите за уранови мини, където се изпращат доживотни затворници, не са нищо повече от мит. Човек предпочита да умре от липса на слънчева светлина и упорита работа в мината, отколкото от лъчева болест.

Мини уран е много прост - експлозии разбиват скалата, след което се доставя на повърхността, където се сортира и допълнително се обработва. Процесът на обогатяване на уран може да се извърши по различни начини, но в Русия това се прави с помощта на газови центрофуги. Първо, уранът се превръща в газообразно състояние, след което газът се отделя в центрофуги под действието на центробежна сила ижеланите изотопи се разделят. След това те се превръщат в уранов диоксид, пресоват се в таблетки и се зареждат в горивен прът. Това е най-разпространеният начин за производство на гориво за горивни клетки.

Заявление

Броят на горивните пръти в реактора зависи от неговия размер, тип и мощност. След производството те се зареждат в реактор, където започва реакцията на ядрен разпад, в резултат на което се получава мощно отделяне на огромно количество топлина, която служи като източник на енергия. Също така мощността на реактора може да се контролира от броя на горивните елементи в работната зона. От време на време, докато се използват, те се заменят с нови, с „пресни” таблетки уранов диоксид. Така че вече знаем какво означава TVEL, как се правят и защо изобщо са необходими. Не всички ядрени реактори обаче се нуждаят от такива елементи и това са RTG.

RTG

Радиоизотопният термоелектричен генератор е устройство, което по принцип е подобно на ядрените реактори, но техният процес се основава не на верижна реакция на атомен разпад, а на топлина. Просто казано, това е голяма инсталация, която произвежда много топлина с радиоактивен материал, който от своя страна се превръща директно в електричество. За разлика от ядрените реактори, RTG нямат движещи се части, те са по-надеждни, компактни и издръжливи. Но в същото време те имат много по-ниска ефективност.

Те са били използвани главно в онези условия, при които е невъзможно да се получи енергия по друг начин или тези методи са много трудни. В годините на СССР RTG се доставяха за изследвания иметеорологични станции на Далечния север, крайбрежни фарове, морски шамандури и др.

В момента техният експлоатационен живот е изтекъл, но някои от тях все още остават в първоначалните си бази и често дори не са защитени по никакъв начин. В резултат на това се случват аварии, например ловци на цветни метали се опитаха да демонтират няколко такива инсталации и получиха силна радиация, а в Грузия местните жители ги използваха като източници на топлина и също страдаха от лъчева болест..

И така, сега знаем дизайна на горивните елементи и демонтирахме тяхната дефиниция. TVEL са важни части от реактора, без които работата е невъзможна.