Ядерный топливный цикл
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: матершинные частушки, конспект по чтению
Добавил(а) на сайт: Pichushkin.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 | Следующая страница реферата
Предприятия, производящие реакторное топливо, представляют собой
промышленные комплексы, технологический цикл которых включает следующие
этапы: получение порошка диоксида урана из гексафторида, изготовление
спеченных таблеток, подготовку трубчатых оболочек твэлов и концевых
деталей, упаковку топливных таблеток в оболочки, установку концевых
деталей, герметизацию (сваркой), подготовку и комплектованию деталей для
ТВС, упаковку топливных таблеток в оболочки, изготовление ТВС, разборку
забракованных твэлов, ТВС и переработку отходов. Товарный продукт на данной
стадии топливного цикла является ядерное топливо в виде, пригодном для
непосредственного использования в реакторе.
2) Ядерный реактор:
Ядерный реактор - это техническая установка, в которой
осуществляется самоподдерживающаяся цепная реакция деления тяжелых ядер с
освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из активной зоны и
отражателя, размещенных в защитном корпусе. Активная зона содержит ядерное
топливо в виде топливной композиции в защитном покрытии и замедлитель.
Топливные элементы обычно имеют вид тонких стержней. Они собраны в пучки и
заключены в чехлы. Такие сборные композиции называются сборками или
кассетами.
Вдоль топливных элементов двигается теплоноситель, который воспринимает тепло ядерных превращений. Нагретый в активной зоне теплоноситель двигается по контуру циркуляции за счет работы насосов либо под действием сил Архимеда и, проходя через теплообменник, либо парогенератор, отдает тепло теплоносителю внешнего контура.
Перенос тепла и движения его носителей можно представить в виде простой схемы:
1.Реактор
2.Теплообменник, парогенератор
3.Паротурбинная установка
4.Генератор
5.Конденсатор
6.Насос
Схема ядерного реактора. Рис.2.
3) Ядерный топливный цикл после АЭС:
Сейчас уже трудно поверить, что в самые первые годы после
зарождения атомной энергетики практически все радиоактивные отходы (РАО)
выбрасывались почти как обычный мусор. Однако именно в атомной промышлен-
ности проблему отходов впервые осознали и начали решать по – настоящему
серьезно. Суммарный мировой объем РАО по сравнению с обычными отходами
чрезвычайно мал. Пробуем оценить его хотя бы в первом приближении.
Известно, что из реактора ВВЭР – 1000 (электрическая мощность – 1ГВт)
ежегодно выгружается 23т отработавшего ядерного топлива с содержанием
продуктов деления 40кг/т, то есть 920 кг в год. За год в мире накапливается около 300тонн РАО. Если прибавить отходы энергоустановок атомных подводных
лодок и т.п., их общее количество будет ничтожным по сравнению с десятками
и сотнями миллионов тонн традиционных отходов.
1.Хранение отработавшего топлива:
Выгоревшие тепловыделяющие элементы – твэлы, только что извлеченные
из реактора (конечно, с помощью дистанционных манипуляторов), содержат
высокоактивные изотопы. Работать с таким материалом очень опасно. Поэтому
твэлы прежде всего направляют в бассейн выдержки – (хранилище), имеющейся
при каждой АЭС. Там они проводит от 3 до 10 лет, пока не распадутся
короткоживущие нуклиды. После этого активность отработавшего ядерного
топлива определяется продуктами деления (ПД) с большим временем распада.
Среди них главный вклад вносят стронций – 90 (период полураспада Т=29,2
года), криптон – 85 (10,8 года), технеций – 99 (213тыс. лет) и цезий – 137
(28,6 года). А кроме долгоживущих ПД, остаются еще и трансурановые элементы
– актиноиды: нептуний, плутоний, америций, кюрий; все они, как известно, радиоактивны, с очень большими периодами полураспада (десятки и сотни тысяч
лет).
И хотя за 10 лет после выгрузки активность содержимого твэлов уменьшается примерно в 10 раз по сравнению с той, что была через полгода, она и тогда составляет 325 тыс. кюри на тонну. После выдержки в бассейне отработавшее топливо перевозят на радиохимический завод для извлечения оставшегося урана, а также плутония. Для этого, как правило, используется технология водного растворения, и в результате почти все РАО становятся жидкими.
Долго держать их в таком виде, даже в специальных емкостях, рискованно. Ведь за счет оставшихся радионуклидов эти жидкости постоянно нагреваются.
Активность РАО станет пренебрежимо малой, если снизится, по крайней
мере, на шесть порядков по сравнению с начальной. Легко подсчитать, что
через 10 периодов полураспада Т она уменьшится в 1024 раза, а через 20Т –
еще во столько же раз. Это означает, что, например, стронций и цезий
следует хранить в контролируемых условиях 300 – 600 лет. Такие огромные
сроки не могут не вызвать сомнений – ситуация в столь отдаленном будущем
представляется слишком неопределенной. Не смотря на сложность и дороговизну
переработки и хранения, проблему РАО нельзя считать решенной окончательно.
Не говоря уж о том, что не достигнута полной безотходности или замкнутости
цикла, главным методом обезвреживания опасных продуктов остается ожидание
их самопроизвольного распада.
2.Три категории отходов, их хранение и переработка:
Отходы делятся на три категории:
1) Материалы типа А с коротким периодом полураспада (менее 30 лет) и слабой радиоактивностью.
2) “ Мусор” типа В, который тоже имеет малый период полураспада и обладает малой радиоактивностью.
3) Отходы категории С наиболее опасные – в них таится 95% общей радиоактивности.
Вопрос о хранении РАО первого типа практически решен. Ведь, собственно говоря, речь идет о таких компонентах, как фильтры, детали
систем охлаждения и т.п., которые не имеют собственной радиоактивности –
только наведенную. Излучение таких блоков сравняется с естественным фоном
“всего лишь” через три столетия, в течение которых, требуется серьезное
наблюдение.
Отходы типов В и С образуются непосредственно при выработке
электроэнергии на АЭС. Когда заложенный в реактор оксид урана через три -
четыре года извлекают как отработанное топливо, в нем содержится еще 95,5%
урана и только 3,5% продуктов распада; кроме того, уран – 238, поглощая
нейтроны, превращается в плутоний (1%) или другой элемент семейства
актиноидов с большей, чем у урана атомной массой.
Что же с ними делать?
Можно оставить все как есть, – заключенное в упаковку отработанное топливо хранится в траншеях, ожидая окончательного складирования. Сортируют топливо на специальных заводах, который после сложных химических и механических операций выдает уран, плутоний и… бетонные и стеклянные блоки.
Они начинены отходами класса С, размолотыми в парашек, утрамбованными и смешанными с компонентами стекла на молекулярном уровне.
Блоки хранятся на заводе в вентилируемых колодцах.
Отходы класса В – топливо и отбросы повторной переработки – помещают в металлические футляры, а потом замуровывают в бетон. Если применить прессование под давлением, то объем отходов можно уменьшить в 4 раза.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на тему деятельность, банковские рефераты.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 | Следующая страница реферата