TVEL je Detaljna analiza

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

Članak govori o tome što je TVEL, za što je potreban, gdje se koristi, kako se stvara i postoje li reaktori koji ne koriste TVEL.

Atomska dob

Vjerojatno najmlađa grana energije je nuklearna. Tek krajem 19. stoljeća znanstvenici su uspjeli djelomično razumjeti što je radioaktivnost, radioaktivni raspad i koje tvari imaju ta svojstva. A ovo znanje koštalo je mnoge živote, budući da je štetan učinak zračenja na žive organizme dugo ostao nepoznat.

Mnogo kasnije, radioaktivni materijali korišteni su i u civilnom životu i u vojsci. Trenutno sve razvijene zemlje imaju svoje nuklearno oružje i nuklearne elektrane, koje vam omogućuju da dobijete puno energije bez obzira na fosilna goriva ili prirodne resurse poput vode (govorimo o hidroelektranama).

TVEL je…

Ali da bi se izgradio nuklearni reaktor za proizvodnju električne energije ili druge namjene, prvo treba napraviti odgovarajuće gorivo, jer prirodni uran, iako ima radioaktivnost, ali njegova energija nije dovoljna. Stoga većina tipova reaktora koristi gorivo na bazi obogaćenog urana, i to uzauzvrat, učitava se u posebne uređaje zvane TVEL. TVEL je poseban uređaj koji je dio nuklearnog reaktora i sadrži nuklearno gorivo. Detaljnije ćemo analizirati njihov dizajn i vrstu goriva.

Dizajn

Ovisno o vrsti reaktora, neki parametri gorivnih elemenata mogu varirati, ali njihov opći dizajn i princip uređaja su isti. Pojednostavljeno rečeno, TVEL je šuplja cijev izrađena od legure cirkonija s nekim drugim metalima, u koju su ugrađene pelete goriva od uranijevog dioksida.

gorivo

Uran je naj"putujući" radioaktivni materijal; na njegovoj osnovi se proizvode mnogi drugi izotopi koji se koriste i u industriji i u oružju. Njegovo vađenje se ne razlikuje puno od vađenja ugljena, a u svom prirodnom, prirodnom stanju, apsolutno je sigurno za ljude. Dakle, priče o rudnicima urana, u koje se šalju doživotni zatvorenici, nisu ništa drugo do mit. Osoba bi radije umrla od nedostatka sunčeve svjetlosti i teškog rada u rudniku nego od radijacijske bolesti.

Rudnik urana je vrlo jednostavan - eksplozije razbijaju stijenu, nakon čega se isporučuje na površinu, gdje se sortira i dalje obrađuje. Proces obogaćivanja urana može se provoditi na različite načine, ali u Rusiji se to radi pomoću plinskih centrifuga. Prvo, uran se pretvara u plinovito stanje, nakon čega se plin odvaja u centrifugama pod djelovanjem centrifugalne sile iželjeni izotopi se odvajaju. Nakon toga se pretvaraju u uranijev dioksid, prešaju u tablete i pune u gorivu šipku. Ovo je najčešći način proizvodnje goriva za gorive ćelije.

Prijava

Broj gorivih šipki u reaktoru ovisi o njegovoj veličini, vrsti i snazi. Nakon proizvodnje, utovaruju se u reaktor, gdje počinje reakcija nuklearnog raspada, uslijed čega dolazi do snažnog oslobađanja ogromne količine topline koja služi kao izvor energije. Također, snaga reaktora može se kontrolirati brojem gorivnih elemenata u radnom području. S vremena na vrijeme, kako se koriste, zamjenjuju se novima, sa "svježim" tabletama uran dioksida. Sada znamo što znači TVEL, kako se prave i zašto su uopće potrebni. Međutim, svi nuklearni reaktori ne trebaju takve elemente, a to su RTG-ovi.

RTG

Radioizotopni termoelektrični generator je uređaj koji je u principu sličan nuklearnim reaktorima, ali se njihov proces ne temelji na lančanoj reakciji atomskog raspada, već na toplini. Jednostavno rečeno, ovo je velika instalacija koja proizvodi mnogo topline s radioaktivnim materijalom, koji se, pak, pretvara izravno u električnu energiju. Za razliku od nuklearnih reaktora, RTG-ovi nemaju pokretne dijelove, pouzdaniji su, kompaktniji i izdržljiviji. Ali u isto vrijeme imaju mnogo nižu učinkovitost.

Koristili su se uglavnom u onim uvjetima gdje je nemoguće dobiti energiju na druge načine ili su te metode vrlo teške. U godinama SSSR-a, RTG-ovi su isporučeni za istraživanje imeteorološke postaje krajnjeg sjevera, obalni svjetionici, morske plutače, itd.

Trenutno je njihov vijek trajanja istekao, ali neki od njih i dalje ostaju na svojim izvornim bazama i često nisu ni na koji način zaštićeni. Kao rezultat toga, događaju se nesreće, na primjer, lovci na obojene metale pokušali su rastaviti nekoliko takvih instalacija i primili su jako zračenje, a u Gruziji su ih lokalni stanovnici koristili kao izvore topline i također su pretrpjeli radijacijsku bolest.

Dakle, sada znamo dizajn gorivnih elemenata i rastavili smo njihovu definiciju. TVEL su važni dijelovi reaktora, bez kojih je rad nemoguć.