Принцип работы ядерного реактора

Добыча, обогащение и переработка Урановой руды.

1) Добыча, измельчение. Из руды выделяют оксид урана. Хвосты также используют. В добытом оксиде содержится и 235и 238 уран (содержание 235 около 0.7 %). Следовательно, руду необходимо обогатить. Для этого Оксид урана фторируют и методом газовой диффузии разделяют, увеличивая содержание до 5 %. Если необходимо дальнейшее обогащение используют лазер (?).

2) Формируют твеллы. Полученные твеллы доставляют на станцию.

3) После использования на станции отработанное ядерное топливо либо утилизируют, либо извлекают из твеллов, по необходимости.

В ядерном реакторе проводится управляемая ядерная реакция. При протекании ядерной реакции выделяется тепло, которое передается теплоносителю. Ранее перечислялись типы теплоносителей, используемые при работе ядерного реактора.

Замедлители автоматически поддерживают степень ветвления ядерной реакции <= 1. Первичный теплоноситель проходит через активную зону реактора, получает тепло от процесса ядерного деления и передает его вторичному теплоносителю через теплообменник. Вторичный теплоноситель – вода. Вода переходит в пар и подается на турбину, которая вращает генератор и получается электрическая энергия.

Стоимость ядерного реактора составляет около 5 миллиардов долларов. (Время работы реактора около 30 лет). После этого реактор необходимо либо ремонтировать, либо консервировать, что стоит также 5 миллиардов долларов. Такой реактор самый экологически безопасный.

При использовании ядерного реактора возникают различные проблемы:

1) Ядерный реактор рассчитан длительную работу при определенной мощности, мощность реактора поддерживается на постоянном уровне (одно из условий работы реактора). А используется электрическая энергия непостоянно: время пиковой нагрузки, ночное время и т.д. Возникает необходимость в запасании (аккумулирования) электроэнергии.

2) Электростанция располагается достаточно далеко от потребителя электроэнергии, что приводит к потерям при передаче. Помимо этого эксплуатация ядерной электростанции наукоемкий процесс, есть необходимость, чтобы работники высокой квалификации постоянно находились как можно ближе. (В Сибири АЭС не строят).

3) Проблема выбора места для постройки АЭС. Достаточно большие площади будут использовать очень долго, а после использования достаточно продолжительный срок будут оставаться загрязненными.

4) АЭС – это очень водоемкий потребитель, необходимо рядом с электростанцией озеро площадью около 20-25 км².

5) Постоянно возникает проблема обеспечения радиационной безопасности при хранении, использовании и транспортировке твеллов.

6) Небольшие количества получаемых газообразных отходов очень радиоактивны и их нужно очищать. (Но чаще всего строят просто высокие трубы для рассеивания продуктов по большей территории и понижения тем самым концентрации радиоактивных продуктов).

7) Проблема утилизации отработанного топлива:

а) создание специальных могильников, где твеллы хранят, опустив их в воду, для замедления;

б) переработка твеллов, где выделяют 235 уран и плутоний. Такой метод чаще всего в военных целях (США).

Направления дальнейшего развития атомной энергетики:

а) создание АЭС повышенной безопасности, посторенние куполов защиты и т.д.

б) вывод из эксплуатации старых АЭС.

Дата добавления: 2015-06-27