Nuklearno gorivo: vrste i obrada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Nuklearna energija se sastoji od velikog broja preduzeća za različite namene. Sirovine za ovu industriju vade se iz rudnika uranijuma. Nakon toga se isporučuje preduzećima za proizvodnju goriva.

Dalje, gorivo se transportuje do nuklearnih elektrana, gde ulazi u jezgro reaktora. Kada nuklearno gorivo dostigne kraj životnog vijeka, ponovo se obrađuje. Otpad od prerade podliježe odlaganju. Vrijedi napomenuti da se opasan otpad pojavljuje ne samo nakon prerade goriva, već iu bilo kojoj fazi - od vađenja uranijuma do rada u reaktoru.

Nuklearno gorivo

Gorivo je dvije vrste. Prvi je uranijum koji se kopa u rudnicima, odnosno prirodnog porekla. Sadrži sirovine koje su sposobne da formiraju plutonijum. Drugi je gorivo koje je umjetno stvoreno (sekundarno).

Nuklearno gorivo je također podijeljeno po hemijskom sastavu: metalno, oksidno, karbidno, nitridno i miješano.

Iskopavanje urana i proizvodnja goriva

Veliki udio proizvodnje uranijuma dolazi iz samo nekoliko zemalja: Rusije, Francuske, Australije, SAD-a, Kanade i Južne Afrike.

Uranijum je glavni element za gorivo u nuklearnoj elektranielektrane. Da bi ušao u reaktor, prolazi kroz nekoliko faza obrade. Najčešće se nalazišta uranijuma nalaze pored zlata i bakra, pa se njegovo vađenje vrši vađenjem plemenitih metala.

U rudarstvu, zdravlje ljudi je u velikoj opasnosti jer je uranijum otrovan materijal, a gasovi koji se oslobađaju tokom njegovog rudarenja izazivaju različite oblike raka. Iako sama ruda sadrži vrlo malu količinu uranijuma - od 0,1 do 1 posto. Stanovništvo koje živi u blizini rudnika uranijuma također je izloženo većem riziku.

Obogaćeni uranijum je glavno gorivo za nuklearne elektrane, ali nakon njegove upotrebe ostaje ogromna količina radioaktivnog otpada. Uprkos svim svojim opasnostima, obogaćivanje uranijuma je suštinski proces za stvaranje nuklearnog goriva.

U svom prirodnom obliku, uranijum je skoro nemoguće bilo gde koristiti. Da biste ga iskoristili, morate ga obogatiti. Za obogaćivanje se koriste plinske centrifuge.

Obogaćeni uranijum se koristi ne samo u nuklearnoj energiji, već iu proizvodnji oružja.

Transport

U bilo kojoj fazi ciklusa goriva postoji transport. Izvodi se svim raspoloživim sredstvima: kopnom, morem, zrakom. Ovo je veliki rizik i velika opasnost ne samo za životnu sredinu, već i za ljude.

Tokom transporta nuklearnog goriva ili njegovih elemenata dešavaju se mnoge nesreće koje rezultiraju oslobađanjem radioaktivnih elemenata. Ovo je jedan odmnogo razloga zašto se nuklearna energija smatra nesigurnom.

Razmišljanje reaktora

Nijedan reaktor nije demontiran. Čak i zloglasna nuklearna elektrana Černobil. Stvar je u tome što je, po mišljenju stručnjaka, cijena demontaže jednaka, ili čak i premašuje cijenu izgradnje novog reaktora. Ali niko sa sigurnošću ne može reći koliko će novca biti potrebno: trošak je izračunat na osnovu iskustva demontaže malih stanica za istraživanje. Stručnjaci nude dvije opcije:

1. Stavite reaktore i istrošeno nuklearno gorivo na deponije.
2. Izgradite sarkofage nad povučenim reaktorima.

U narednih deset godina, oko 350 reaktora širom svijeta će ostati bez upotrebe i moraju biti povučeni. Ali pošto najpogodnija metoda u smislu sigurnosti i cijene nije izmišljena, ovaj problem se još uvijek rješava.

Sada u svijetu radi 436 reaktora. Naravno, ovo je veliki doprinos energetskom sistemu, ali je veoma nebezbedno. Studije pokazuju da će za 15-20 godina nuklearne elektrane moći da budu zamenjene stanicama koje rade na energiju vetra i solarne panele.

Nuklearni otpad

Ogromna količina nuklearnog otpada nastaje kao rezultat nuklearnih elektrana. Ponovna prerada nuklearnog goriva također ostavlja za sobom opasan otpad. Međutim, nijedna od zemalja nije našla rješenje za problem.

Danas se nuklearni otpad čuva u privremenim skladištima, u bazenima s vodom ili zakopan duboko pod zemljom.

Najsigurniji način jeskladištenje u posebnim skladištima, ali je i ovdje moguće curenje radijacije, kao i kod drugih metoda.

U stvari, nuklearni otpad ima određenu vrijednost, ali zahtijeva striktno pridržavanje pravila za njegovo skladištenje. A ovo je najakutniji problem.

Važan faktor je vrijeme tokom kojeg je otpad opasan. Svaka radioaktivna supstanca ima svoje vreme raspada tokom kojeg je toksična.

Vrste nuklearnog otpada

Tokom rada bilo koje nuklearne elektrane, njen otpad ulazi u okolinu. Ovo je voda za hlađenje turbina i gasoviti otpad.

Nuklearni otpad je podijeljen u tri kategorije:

1. Niski nivo - odjeća za zaposlene u nuklearnoj elektrani, laboratorijska oprema. Takav otpad može doći i iz medicinskih ustanova, naučnih laboratorija. Ne predstavljaju veliku prijetnju, ali zahtijevaju sigurnosne mjere.
2. Srednji nivo - metalni kontejneri u kojima se transportuje gorivo. Njihovi nivoi radijacije su prilično visoki, a one koji su im blizu treba zaštititi.
3. Visoki nivo je istrošeno nuklearno gorivo i njegovi proizvodi. Nivo radioaktivnosti se brzo smanjuje. Veoma je malo visokoradioaktivnog otpada, oko 3 posto, ali sadrži 95 posto sve radioaktivnosti.