Nuklearno gorivo: vrste i obrada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Nuklearna energija se sastoji od velikog broja poduzeća za različite namjene. Sirovine za ovu industriju vade se iz rudnika urana. Nakon toga se isporučuje poduzećima za proizvodnju goriva.

Dalje, gorivo se transportira u nuklearne elektrane, gdje ulazi u jezgru reaktora. Kada nuklearno gorivo dostigne kraj životnog vijeka, ponovno se obrađuje. Otpad od prerade podliježe zbrinjavanju. Vrijedi napomenuti da se opasni otpad pojavljuje ne samo nakon prerade goriva, već iu bilo kojoj fazi - od vađenja urana do rada u reaktoru.

Nuklearno gorivo

Gorivo je dvije vrste. Prvi je uran koji se kopa u rudnicima, odnosno prirodnog podrijetla. Sadrži sirovine koje su sposobne tvoriti plutonij. Drugo je gorivo koje je umjetno stvoreno (sekundarno).

Nuklearno gorivo je također podijeljeno po kemijskom sastavu: metalno, oksidno, karbidno, nitridno i miješano.

Iskopavanje urana i proizvodnja goriva

Veliki udio proizvodnje urana dolazi iz samo nekoliko zemalja: Rusije, Francuske, Australije, SAD-a, Kanade i Južne Afrike.

Uran je glavni element za gorivo u nuklearnoj elektranielektrane. Da bi ušao u reaktor, prolazi kroz nekoliko faza obrade. Najčešće se nalazišta urana nalaze uz zlato i bakar, pa se njegovo vađenje vrši vađenjem plemenitih metala.

U rudarstvu je zdravlje ljudi u velikoj opasnosti jer je uran otrovan materijal, a plinovi koji se oslobađaju tijekom njegovog rudarenja uzrokuju različite oblike raka. Iako sama ruda sadrži vrlo malu količinu urana – od 0,1 do 1 posto. Stanovništvo koje živi u blizini rudnika urana također je izloženo većem riziku.

Obogaćeni uran je glavno gorivo za nuklearne elektrane, ali nakon njegove upotrebe ostaje ogromna količina radioaktivnog otpada. Unatoč svim svojim opasnostima, obogaćivanje urana bitan je proces za stvaranje nuklearnog goriva.

U svom prirodnom obliku, uran je gotovo nemoguće bilo gdje koristiti. Da biste ga iskoristili, morate ga obogatiti. Za obogaćivanje koriste se plinske centrifuge.

Obogaćeni uran se koristi ne samo u nuklearnoj energiji, već iu proizvodnji oružja.

prijevoz

U bilo kojoj fazi ciklusa goriva postoji transport. Izvodi se svim raspoloživim sredstvima: kopnom, morem, zrakom. Ovo je veliki rizik i velika opasnost ne samo za okoliš, već i za ljude.

Tijekom transporta nuklearnog goriva ili njegovih elemenata dolazi do mnogih nesreća koje rezultiraju ispuštanjem radioaktivnih elemenata. Ovo je jedan odmnogo razloga zašto se nuklearna energija smatra nesigurnom.

Razmišljanje reaktora

Nijedan reaktor nije rastavljen. Čak i zloglasna nuklearna elektrana Černobil. Stvar je u tome što je, prema mišljenju stručnjaka, cijena demontaže jednaka, ili čak premašuje cijenu izgradnje novog reaktora. Ali nitko ne može sa sigurnošću reći koliko će novca biti potrebno: trošak je izračunat na temelju iskustva demontaže malih stanica za istraživanje. Stručnjaci nude dvije opcije:

1. Stavite reaktore i istrošeno nuklearno gorivo na odlagališta.
2. Izgradite sarkofage nad povučenim reaktorima.

U sljedećih deset godina, oko 350 reaktora diljem svijeta prestat će bez upotrebe i moraju biti povučeni. Ali budući da najprikladnija metoda u smislu sigurnosti i cijene nije izmišljena, ovaj se problem još uvijek rješava.

Sada u svijetu radi 436 reaktora. Naravno, ovo je veliki doprinos energetskom sustavu, ali je vrlo nesigurno. Studije pokazuju da će za 15-20 godina nuklearne elektrane moći zamijeniti stanice koje rade na energiju vjetra i solarne ploče.

Nuklearni otpad

Ogromna količina nuklearnog otpada nastaje kao rezultat nuklearnih elektrana. Ponovna prerada nuklearnog goriva također ostavlja za sobom opasan otpad. Međutim, nijedna od zemalja nije pronašla rješenje za problem.

Danas se nuklearni otpad čuva u privremenim skladištima, u bazenima s vodom ili zakopan duboko pod zemljom.

Najsigurniji način jeskladištenje u posebnim skladištima, ali je i ovdje moguće curenje zračenja, kao i kod drugih metoda.

U stvari, nuklearni otpad ima određenu vrijednost, ali zahtijeva strogo poštivanje pravila za njegovo skladištenje. A ovo je najakutniji problem.

Važan faktor je vrijeme u kojem je otpad opasan. Svaka radioaktivna tvar ima svoje vrijeme raspada tijekom kojeg je otrovna.

Vrste nuklearnog otpada

Tijekom rada bilo koje nuklearne elektrane, njen otpad ulazi u okoliš. Ovo je voda za hlađenje turbina i plinoviti otpad.

Nuklearni otpad podijeljen je u tri kategorije:

1. Low-level - odjeća za zaposlenike nuklearne elektrane, laboratorijska oprema. Takav otpad može doći i iz medicinskih ustanova, znanstvenih laboratorija. Ne predstavljaju veliku prijetnju, ali zahtijevaju sigurnosne mjere.
2. Srednja razina - metalni spremnici u kojima se prevozi gorivo. Njihove razine zračenja su prilično visoke, a one koji su im blizu treba zaštititi.
3. Visoka razina je istrošeno nuklearno gorivo i njegovi proizvodi. Razina radioaktivnosti brzo se smanjuje. Vrlo je malo visokoradioaktivnog otpada, oko 3 posto, ali sadrži 95 posto sve radioaktivnosti.