Ядерное топливо

Другие источники газа

Природный газ как химическое сырье

Природный газ как топливо

Газотранспортная система РБ

В топливно-энергетическом комплексе газовая отрасль представления компанией «Белтрансгаз». По территории Республики Беларусь газ транспортируется по газопроводу. Природный газ взрывоопасен, поэтому его транспортировка требует дополнительных мер осторожности.

Сжигание его достаточно экологически чисто, его аппаратно удобно сжигать, не требуется дополнительных разработок, очень мало золы образуется. Основную опасность составляют оксиды азота.

Природный газ используют для получения водорода так называемый синтез газ, применяется для органического синтеза ацетилена, ацетальдегида и т.д.

1) Глубинный газ – природный газ, растворенный при высоких давлениях и температуре в соленой воде. Основной вопрос как извлечь данный газ.

2) Метан, связанный с углем.

3) Метан, содержащийся в нефтеносных песках. Как его достать? Предложили и провели эксперимент с подземным ядерным взрывом, высвобождается метан, но радиоактивный.

4) Газ из органических отходов, так называемый биогаз. Отходы органического происхождения перерабатываются в газ, но это требует предварительной дифференциации мусора и отходов.

В качестве энергии можно использовать энергии деления ядер. Проще всего эту энергию переводить в тепло. Однако теплоноситель будет радиоактивным, лучше переводить в более универсальный вид энергии – электрическую.

Атомная энергия – это энергия, выделяющая в результате деления ядер тяжелых элементов.

Термоядерная энергия – энергия, выделяющаяся в результате синтеза легких ядер.

В атомной энергетике в качестве топлива используется изотоп урана 235. Один кг урана-235 дает столько же тепла, сколько и 2500 кг угля. Уран не является редкоземельным элементом, его содержание в земной коре составляет около 4 частей на миллион, это больше чем для серебра, висмута и других элементов.

Однако руда очень бедна ураном, в результате использование просто руды в энергетике не рентабельно.

Ископаемые урановые руды делят на группы:

1) дешевая (<20 $ за грамм уранового концентрата)

2) средняя (~30 $ за грамм уранового концентрата)

3) дорогая (>30 $ за грамм уранового концентрата)

Классификации атомных реакторов:

1) По виду используемого топлива

а) реактора работающие на природном уране

б) реактора работающие на обогащенном уране

в) реактора работающие на чистом расщепляющемся материале (далее продукты для оружия массового поражения)

2) по энергии нейтронов вызывающих деление ядер урана:

а) реактора на тепловых (медленных) нейтронах их энергия около 0.025 eV;

б) реактора на быстрых нейтронах не используются специальные замедлители, в результате энергия нейтронов порядка 1MeV.

3) по конструкции активной зоны реактора:

а) гомогенные реактора (в активной зоне реактора ядерное топливо и замедлитель образуют гомогенную смесь);

б) гетерогенные реактора (ядерное топливо и замедлитель в различных агрегатных состояниях).

4) по типу используемого замедлителя:

а) вода;

б) тяжелая вода;

в) графит;

г) Ве;

д) BeO;

е) органические вещества.

5) по типу используемого теплоносителя:

а) газы (CO₂, N₂ и др.);

б) вода;

в) тяжелая вода;

г) расплавленный металл (Na, K и их сплав).

6) по числу контуров, по которым циркулируют теплоносители:

а) одноконтурные

	Одноконтурный реактор с перегревом пара. Это используется для понижения влажности пара, т.к. повышение влажности на один процент вызывает понижение кпд на 1%. А выходящий после турбины пар является мало реактивным, поэтому его лучше всего использовать для подогрева входящего в активную зону теплоносителя.
	Одноконтурный реактор с газовым теплоносителем. Две турбины

б) двухконтурные

В качестве первого теплоносителя используют как воду, так и металлы. Через теплообменник теплота передается воде во втором контуре. Вода переходит в пар и вращает турбину.

7) по назначения ядерного реактора:

а) исследовательские реактора (реактор малой мощности применяется для проведения различного рода исследований);

б) материаловедческий реактор (для исследования воздействия радиации на материалы, а так разработки материалов устойчивых к ней);

в) реактор-размножитель;

г) энергетический реактор (получение энергии);

д) двухцелевой реактор.

Не смотря на столь обширную классификацию реакторов их общий принцип работы одинаков. Урановый цикл как основа ядерной энергетики.

Ядерное топливо (уран-235) переводят в стержни или таблетки. Эти стержни называются твеллы. Твелл содержит в среднем около 3 % урана способного делится под действием медленных нейтронов. Уран-238 не имеет способности к делению под действием медленных нейтронов.

По мере работы понижается концентрация 235 урана понижается и соответственно возрастает концентрация продуктов деления урана (плутония). В результате понижается активность в реакторе и процесс замедляется. Примерно каждые три (пять) года твелл меняют на новый. А старый необходимо утилизировать. Для прекращения ядерной реакции твеллы погружают в воду.

Дата добавления: 2015-06-27