TVEL yra Išsami analizė

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

Straipsnyje kalbama apie tai, kas yra TVEL, kam jis reikalingas, kur naudojamas, kaip kuriamas ir ar yra reaktorių, kurie nenaudoja TVEL.

Atominis amžius

Turbūt jauniausia energetikos šaka yra branduolinė. Tik XIX amžiaus pabaigoje mokslininkams pavyko iš dalies suprasti, kas yra radioaktyvumas, radioaktyvus skilimas ir kokios medžiagos turi šias savybes. Ir šios žinios kainavo daug gyvybių, nes žalingas spinduliuotės poveikis gyviems organizmams ilgą laiką liko nežinomas.

Daug vėliau radioaktyviosios medžiagos buvo naudojamos ir civiliniame gyvenime, ir kariuomenėje. Šiuo metu visos išsivysčiusios šalys turi savo branduolinius ginklus ir atomines elektrines, kurios leidžia gauti daug energijos, nepaisant iškastinio kuro ar gamtos išteklių, tokių kaip vanduo (kalbame apie hidroelektrines).

TVEL yra…

Bet norint pastatyti atominį reaktorių elektrai gaminti ar kitiems tikslams, pirmiausia reikia pasigaminti atitinkamą kurą, nes gamtinis uranas nors ir turi radioaktyvumo, bet jo energijos neužtenka. Todėl daugumoje reaktorių tipų naudojamas kuras, kurio pagrindą sudaro prisodrintas uranas, ir jamesavo ruožtu yra įkeliamas į specialius įrenginius, vadinamus TVEL. TVEL yra specialus įrenginys, kuris yra branduolinio reaktoriaus dalis ir kuriame yra branduolinio kuro. Išsamiau išanalizuosime jų dizainą ir kuro tipą.

Dizainas

Priklausomai nuo reaktoriaus tipo, kai kurie kuro elementų parametrai gali skirtis, tačiau bendra jų konstrukcija ir įrenginio veikimo principas yra vienodi. Paprasčiau tariant, TVEL yra tuščiaviduris vamzdis, pagamintas iš cirkonio lydinio su kai kuriais kitais metalais, į kurį įdėtos urano dioksido kuro granulės.

Degalai

Uranas yra labiausiai „keliaujanti“radioaktyvi medžiaga, jo pagrindu gaminama daug kitų izotopų, naudojamų tiek pramonėje, tiek ginkluose. Jo gavyba mažai kuo skiriasi nuo anglies gavybos, o esant natūraliai, natūraliai, ji yra visiškai saugi žmonėms. Taigi istorijos apie urano kasyklas, kur siunčiami iki gyvos galvos nuteisti kaliniai, yra ne kas kita, kaip mitas. Žmogus mieliau mirtų nuo saulės šviesos trūkumo ir sunkaus darbo kasykloje, nei nuo spindulinės ligos.

Urano kasyba labai paprasta – sprogimai sulaužo uolieną, po to ji iškeliama į paviršių, kur rūšiuojama ir toliau apdorojama. Urano sodrinimo procesas gali būti vykdomas įvairiais būdais, tačiau Rusijoje tai atliekama naudojant dujų centrifugas. Pirma, uranas paverčiamas dujine būsena, po to dujos atskiriamos centrifugose, veikiant išcentrinei jėgai iratskiriami norimi izotopai. Po to jie paverčiami urano dioksidu, suspaudžiami į tabletes ir sukraunami į kuro strypą. Tai yra labiausiai paplitęs kuro elementų kuro gamybos būdas.

Programa

Kuro strypų skaičius reaktoriuje priklauso nuo jo dydžio, tipo ir galios. Po pagaminimo jie pakraunami į reaktorių, kuriame prasideda branduolio skilimo reakcija, dėl kurios išsiskiria galingas didžiulis šilumos kiekis, kuris tarnauja kaip energijos š altinis. Be to, reaktoriaus galią galima valdyti pagal kuro elementų skaičių darbo zonoje. Kartkartėmis, kai jos naudojamos, jos keičiamos naujomis, „šviežiomis“urano dioksido tabletėmis. Taigi dabar žinome, ką reiškia TVEL, kaip jie gaminami ir kam išvis reikalingi. Tačiau ne visiems branduoliniams reaktoriams reikia tokių elementų, tai yra RTG.

RTG

Radioizotopinis termoelektrinis generatorius – tai įrenginys, savo principu panašus į branduolinius reaktorius, tačiau jų procesas paremtas ne grandinine atominio skilimo reakcija, o šiluma. Paprasčiau tariant, tai yra didelis įrenginys, kuris gamina daug šilumos su radioaktyviosiomis medžiagomis, kurios, savo ruožtu, paverčiamos tiesiogiai elektra. Skirtingai nuo branduolinių reaktorių, RTG neturi judančių dalių, jie yra patikimesni, kompaktiškesni ir patvaresni. Tačiau tuo pat metu jų efektyvumas yra daug mažesnis.

Jie buvo naudojami daugiausia tomis sąlygomis, kai neįmanoma gauti energijos kitais būdais arba šie metodai yra labai sunkūs. SSRS metais RTG buvo tiekiami moksliniams tyrimams irTolimosios Šiaurės meteorologijos stotys, pakrantės švyturiai, jūros plūdurai ir kt.

Šiuo metu jų tarnavimo laikas yra pasibaigęs, tačiau kai kurie iš jų vis dar išlieka savo pradinėse bazėse ir dažnai net nėra niekaip apsaugoti. Dėl to įvyksta nelaimingų atsitikimų, pavyzdžiui, spalvotųjų metalų medžiotojai bandė išardyti keletą tokių įrenginių ir gavo stiprią spinduliuotę, o Gruzijoje vietiniai gyventojai juos naudojo kaip šilumos š altinius ir sirgo spinduline liga.

Taigi dabar žinome kuro elementų konstrukciją ir išmontavome jų apibrėžimą. TVEL yra svarbios reaktoriaus dalys, be kurių darbas neįmanomas.