Միջուկային վառելիք. տեսակներ և վերամշակում

2025 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-24 13:18

Ատոմային էներգիան բաղկացած է տարբեր նպատակների համար նախատեսված մեծ թվով ձեռնարկություններից։ Այս արդյունաբերության հումքը արդյունահանվում է ուրանի հանքերից։ Դրանից հետո այն առաքվում է վառելիքի արտադրության ձեռնարկություններին։

Այնուհետև, վառելիքը տեղափոխվում է ատոմակայաններ, որտեղ այն մտնում է ռեակտորի միջուկ: Երբ միջուկային վառելիքը հասնում է իր կյանքի ավարտին, այն վերամշակվում է: Վերամշակման թափոնները ենթակա են հեռացման: Հարկ է նշել, որ վտանգավոր թափոնները հայտնվում են ոչ միայն վառելիքի վերամշակումից հետո, այլև ցանկացած փուլում՝ ուրանի արդյունահանումից մինչև ռեակտորում աշխատելը։

Միջուկային վառելիք

Վառելիքը երկու տեսակի է. Առաջինը, համապատասխանաբար, բնական ծագման հանքերում արդյունահանվող ուրանն է։ Այն պարունակում է հումք, որոնք ունակ են պլուտոնիում առաջացնել։ Երկրորդը արհեստականորեն ստեղծված վառելիքն է (երկրորդային):

Միջուկային վառելիքը բաժանվում է նաև ըստ քիմիական բաղադրության՝ մետաղական, օքսիդ, կարբիդ, նիտրիդ և խառը։

Ուրանի արդյունահանում և վառելիքի արտադրություն

Ուրանի արդյունահանման մեծ բաժինը գալիս է ընդամենը մի քանի երկրներից՝ Ռուսաստանից, Ֆրանսիայից, Ավստրալիայից, ԱՄՆ-ից, Կանադայից և Հարավային Աֆրիկայից:

Ուրանը միջուկային վառելիքի հիմնական տարրն էէլեկտրակայաններ. Ռեակտոր մտնելու համար այն անցնում է մշակման մի քանի փուլ։ Ամենից հաճախ ուրանի հանքավայրերը գտնվում են ոսկու և պղնձի կողքին, ուստի դրա արդյունահանումն իրականացվում է թանկարժեք մետաղների արդյունահանմամբ։

Հանքարդյունաբերության մեջ մարդկանց առողջությունը մեծ վտանգի տակ է, քանի որ ուրանը թունավոր նյութ է, և գազերը, որոնք արտազատվում են դրա արդյունահանման ընթացքում, առաջացնում են քաղցկեղի տարբեր ձևեր: Թեեւ հանքաքարն ինքնին պարունակում է շատ փոքր քանակությամբ ուրան՝ 0,1-ից մինչեւ 1 տոկոս։ Ուրանի հանքերի մոտ ապրող բնակչությունը նույնպես ավելի մեծ վտանգի տակ է։

Հարստացված ուրանը ատոմակայանների հիմնական վառելիքն է, սակայն դրա օգտագործումից հետո մնում է հսկայական քանակությամբ ռադիոակտիվ թափոններ։ Չնայած իր բոլոր վտանգներին՝ ուրանի հարստացումը էական գործընթաց է միջուկային վառելիքի ստեղծման համար։

Իր բնական տեսքով ուրանը գրեթե անհնար է օգտագործել ցանկացած վայրում: Այն օգտագործելու համար այն պետք է հարստացնել։ Հարստացման համար օգտագործվում են գազի ցենտրիֆուգներ։

Հարստացված ուրանն օգտագործվում է ոչ միայն միջուկային էներգիայի, այլև զենքի արտադրության մեջ։

Տրանսպորտ

Վառելիքի ցիկլի ցանկացած փուլում իրականացվում է փոխադրում: Այն իրականացվում է բոլոր հասանելի միջոցներով՝ ցամաքային, ծովային, օդային։ Սա մեծ ռիսկ է և մեծ վտանգ ոչ միայն շրջակա միջավայրի, այլև մարդկանց համար։

Միջուկային վառելիքի կամ դրա տարրերի տեղափոխման ժամանակ տեղի են ունենում բազմաթիվ վթարներ, որոնց հետևանքով ռադիոակտիվ տարրեր են արտազատվում։ Սա մեկն էբազմաթիվ պատճառներ, թե ինչու է միջուկային էներգիան համարվում անապահով:

շահագործումից հանվող ռեակտորներ

Ռեակտորներից և ոչ մեկը ապամոնտաժված չէ. Նույնիսկ տխրահռչակ Չեռնոբիլի ատոմակայանը։ Բանն այն է, որ, ըստ մասնագետների, ապամոնտաժման գինը հավասար է կամ նույնիսկ գերազանցում է նոր ռեակտորի կառուցման գինը։ Սակայն ոչ ոք չի կարող հստակ ասել, թե որքան գումար կպահանջվի. արժեքը հաշվարկվել է հետազոտության համար փոքր կայանների ապամոնտաժման փորձի հիման վրա։ Փորձագետներն առաջարկում են երկու տարբերակ՝

1. Տեղադրեք ռեակտորները և օգտագործված միջուկային վառելիքը աղբավայրերում:
2. Կառուցեք սարկոֆագներ շահագործումից հանված ռեակտորների վրա:

Առաջիկա տասը տարում շուրջ 350 ռեակտորներ ամբողջ աշխարհում կսպառվեն և պետք է շահագործումից հանվեն: Բայց քանի որ անվտանգության և գնի առումով ամենահարմար մեթոդը չի հորինվել, այս հարցը դեռ լուծվում է։

Այժմ ամբողջ աշխարհում գործում է 436 ռեակտոր։ Սա, իհարկե, մեծ ներդրում է էներգետիկ համակարգում, բայց շատ անապահով է։ Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ 15-20 տարի հետո ատոմակայանները կարող են փոխարինվել քամու էներգիայով և արևային մարտկոցներով աշխատող կայաններով։

Միջուկային Թափոն

Ատոմակայանների արդյունքում առաջանում է հսկայական քանակությամբ միջուկային թափոն. Միջուկային վառելիքի վերամշակումը նաև վտանգավոր թափոններ է թողնում: Այնուամենայնիվ, երկրներից ոչ մեկը խնդրի լուծում չգտավ։

Այսօր միջուկային թափոնները պահվում են ժամանակավոր պահեստարաններում, ջրային լողավազաններում կամ թաղվում գետնի խորքում։

Ամենաանվտանգ ճանապարհն էպահեստավորում հատուկ պահեստներում, սակայն այստեղ նույնպես հնարավոր է ճառագայթման արտահոսք, ինչպես մյուս մեթոդների դեպքում:

Իրականում միջուկային թափոնները որոշակի արժեք ունեն, սակայն պահանջում են դրանց պահպանման կանոնների խստիվ պահպանում։ Եվ սա ամենասուր խնդիրն է։

Կարևոր գործոն է այն ժամանակը, որի ընթացքում թափոնները վտանգավոր են: Յուրաքանչյուր ռադիոակտիվ նյութ ունի իր քայքայման ժամանակը, որի ընթացքում այն թունավոր է։

Միջուկային թափոնների տեսակներ

Ցանկացած ատոմակայանի շահագործման ժամանակ նրա թափոնները մտնում են շրջակա միջավայր։ Սա ջուր է տուրբինների և գազային թափոնների հովացման համար։

Միջուկային թափոնները բաժանվում են երեք կատեգորիայի.

1. Ցածր մակարդակ՝ հագուստ ատոմակայանի աշխատակիցների համար, լաբորատոր սարքավորումներ։ Նման թափոններ կարող են լինել նաև բուժհաստատություններից, գիտական լաբորատորիաներից։ Նրանք մեծ վտանգ չեն ներկայացնում, բայց պահանջում են անվտանգության նախազգուշական միջոցներ:
2. Միջին մակարդակ - մետաղական տարաներ, որոնցով տեղափոխվում է վառելիք: Նրանց ճառագայթման մակարդակը բավականին բարձր է, և նրանց մոտ գտնվողները պետք է պաշտպանված լինեն։
3. Բարձր մակարդակ է սպառված միջուկային վառելիքը և դրա արտադրանքը. Ռադիոակտիվության մակարդակը արագորեն նվազում է։ Բարձր մակարդակի թափոնները շատ քիչ են՝ մոտ 3 տոկոս, բայց դրանք պարունակում են ամբողջ ռադիոակտիվության 95 տոկոսը։