Branduolinis kuras: rūšys ir apdorojimas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Branduolinę energetiką sudaro daugybė įvairiems tikslams skirtų įmonių. Šios pramonės žaliavos išgaunamos iš urano kasyklų. Po to jis pristatomas į įmones kuro gamybai.

Be to, kuras transportuojamas į atomines elektrines, kur patenka į reaktoriaus aktyviąją zoną. Pasibaigus savo gyvavimo laikui, branduolinis kuras yra perdirbamas. Perdirbimo atliekos turi būti šalinamos. Verta paminėti, kad pavojingų atliekų atsiranda ne tik perdirbus kurą, bet ir bet kuriame etape – nuo urano gavybos iki darbo reaktoriuje.

Branduolinis kuras

Degalai yra dviejų rūšių. Pirmasis – atitinkamai kasyklose išgaunamas natūralios kilmės uranas. Jame yra žaliavų, kurios gali sudaryti plutonį. Antrasis yra dirbtinai sukurtas kuras (antrinis).

Branduolinis kuras taip pat skirstomas pagal cheminę sudėtį: metalinis, oksidinis, karbidinis, nitridinis ir mišrus.

Urano kasyba ir kuro gamyba

Didžiulė urano gamybos dalis gaunama tik iš kelių šalių: Rusijos, Prancūzijos, Australijos, JAV, Kanados ir Pietų Afrikos.

Uranas yra pagrindinis branduolinio kuro elementaselektrinės. Kad patektų į reaktorių, jis pereina kelis apdorojimo etapus. Dažniausiai urano telkiniai yra šalia aukso ir vario, todėl jo gavyba vykdoma išgaunant tauriuosius metalus.

Kasyboje žmonių sveikatai kyla didelis pavojus, nes uranas yra toksiška medžiaga, o jo kasybos metu išsiskiriančios dujos sukelia įvairių formų vėžį. Nors pačioje rūdoje urano yra labai nedaug – nuo 0,1 iki 1 proc. Netoli urano kasyklų gyvenantiems gyventojams taip pat gresia didesnis pavojus.

Prisodrintas uranas yra pagrindinis branduolinių elektrinių kuras, tačiau po jo panaudojimo lieka didžiulis kiekis radioaktyviųjų atliekų. Nepaisant visų pavojų, urano sodrinimas yra esminis procesas kuriant branduolinį kurą.

Natūralios formos urano beveik neįmanoma niekur panaudoti. Norint jį naudoti, jis turi būti praturtintas. Sodrinti naudojamos dujų centrifugos.

Sodrintas uranas naudojamas ne tik branduolinėje energetikoje, bet ir ginklų gamyboje.

Transportas

Bet kuriame kuro ciklo etape vyksta transportavimas. Tai atliekama visomis turimomis priemonėmis: sausuma, jūra, oru. Tai didelė rizika ir didelis pavojus ne tik aplinkai, bet ir žmonėms.

Pervežant branduolinį kurą ar jo elementus įvyksta daug avarijų, dėl kurių išsiskiria radioaktyvūs elementai. Tai vienas išdaug priežasčių, kodėl branduolinė energija laikoma nesaugia.

Reaktorių eksploatavimo nutraukimas

Nė vienas iš reaktorių nebuvo išmontuotas. Net liūdnai pagarsėjusią Černobylio atominę elektrinę. Reikalas tas, kad, pasak ekspertų, išmontavimo kaina prilygsta ar net viršija naujo reaktoriaus statybos kainą. Tačiau niekas negali tiksliai pasakyti, kiek pinigų prireiks: kaina buvo apskaičiuota remiantis mažų stočių tyrimams išmontavimo patirtimi. Ekspertai siūlo dvi parinktis:

1. Padėkite reaktorius ir panaudotą branduolinį kurą į sąvartynus.
2. Pastatykite sarkofagus virš uždarytų reaktorių.

Per ateinančius dešimt metų nutrūks apie 350 reaktorių visame pasaulyje, todėl jų eksploatavimas bus nutrauktas. Tačiau kadangi saugumo ir kainos požiūriu tinkamiausias metodas nebuvo išrastas, ši problema vis dar sprendžiama.

Dabar visame pasaulyje veikia 436 reaktoriai. Žinoma, tai didelis indėlis į energetikos sistemą, bet labai nesaugu. Tyrimai rodo, kad po 15-20 metų atomines elektrines galės pakeisti stotys, veikiančios vėjo energija ir saulės baterijomis.

Branduolinės atliekos

Dėl atominių elektrinių susidaro didžiulis kiekis branduolinių atliekų. Perdirbant branduolinį kurą taip pat lieka pavojingų atliekų. Tačiau nė viena šalis nerado problemos sprendimo.

Šiandien branduolinės atliekos laikomos laikinosiose saugyklose, vandens telkiniuose arba palaidotos giliai po žeme.

Saugiausias būdas yrasaugojimas specialiose saugyklose, tačiau čia, kaip ir kitais būdais, galimas radiacijos nutekėjimas.

Iš tikrųjų branduolinės atliekos turi tam tikrą vertę, tačiau reikia griežtai laikytis jų saugojimo taisyklių. Ir tai yra opiausia problema.

Svarbus veiksnys yra laikas, per kurį atliekos yra pavojingos. Kiekviena radioaktyvi medžiaga turi savo skilimo laiką, per kurį ji yra toksiška.

Branduolinių atliekų rūšys

Bet kurios atominės elektrinės veikimo metu jos atliekos patenka į aplinką. Tai vanduo turbinoms ir dujinėms atliekoms aušinti.

Branduolinės atliekos skirstomos į tris kategorijas:

1. Žemo lygio - apranga atominės elektrinės darbuotojams, laboratorinė įranga. Tokios atliekos gali atkeliauti ir iš gydymo įstaigų, mokslinių laboratorijų. Jie nekelia didelės grėsmės, tačiau reikia imtis atsargumo priemonių.
2. Tarpinis lygis - metaliniai konteineriai, kuriuose gabenamas kuras. Jų radiacijos lygis yra gana aukštas, todėl tie, kurie yra šalia jų, turėtų būti apsaugoti.
3. Aukštas lygis yra panaudotas branduolinis kuras ir jo produktai. Radioaktyvumo lygis sparčiai mažėja. Didelio aktyvumo atliekų yra labai mažai, apie 3 proc., tačiau jose yra 95 proc. viso radioaktyvumo.