TVEL je Detaljna analiza

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

Članak govori o tome šta je TVEL, za šta je potreban, gde se koristi, kako nastaje i da li postoje reaktori koji ne koriste TVEL.

Atomska dob

Vjerovatno najmlađa grana energije je nuklearna. Tek krajem 19. vijeka naučnici su uspjeli djelimično da shvate šta je radioaktivnost, radioaktivni raspad i koje supstance imaju ta svojstva. A ovo saznanje koštalo je mnoge živote, budući da je štetan uticaj zračenja na žive organizme ostao nepoznat dugo vremena.

Mnogo kasnije, radioaktivni materijali su korišteni iu civilnom životu iu vojsci. Trenutno sve razvijene zemlje imaju svoje nuklearno oružje i nuklearne elektrane, koje vam omogućavaju da dobijete mnogo energije bez obzira na fosilna goriva ili prirodne resurse kao što je voda (govorimo o hidroelektranama).

TVEL je…

Ali da biste izgradili nuklearni reaktor za proizvodnju struje ili druge svrhe, prvo morate napraviti odgovarajuće gorivo, jer prirodni uranijum, iako ima radioaktivnost, ali njegova energija nije dovoljna. Stoga, većina tipova reaktora koristi gorivo na bazi obogaćenog uranijuma, i to uzauzvrat se učitava u posebne uređaje zvane TVEL. TVEL je poseban uređaj koji je dio nuklearnog reaktora i sadrži nuklearno gorivo. Detaljnije ćemo analizirati njihov dizajn i vrstu goriva.

Dizajn

U zavisnosti od tipa reaktora, neki parametri gorivnih elemenata mogu varirati, ali njihov opšti dizajn i princip uređaja su isti. Pojednostavljeno rečeno, TVEL je šuplja cijev napravljena od legure cirkonijuma sa nekim drugim metalima, u koju su ugrađene pelete goriva od uranijum dioksida.

gorivo

Uranijum je naj"putujući" radioaktivni materijal; na njegovoj osnovi se proizvode mnogi drugi izotopi koji se koriste kako u industriji tako iu oružju. Njegovo vađenje se ne razlikuje mnogo od vađenja uglja, a u svom prirodnom, prirodnom stanju, apsolutno je bezbjedno za ljude. Dakle, priče o rudnicima uranijuma, u koje se šalju doživotni zatvorenici, nisu ništa drugo do mit. Osoba bi radije umrla od nedostatka sunčeve svjetlosti i teškog rada u rudniku nego od radijacijske bolesti.

Rudnik uranijuma je vrlo jednostavan - eksplozije razbijaju stijenu, nakon čega se isporučuje na površinu, gdje se sortira i dalje obrađuje. Proces obogaćivanja uranijuma može se odvijati na različite načine, ali u Rusiji se to radi pomoću plinskih centrifuga. Prvo se uranijum pretvara u gasovito stanje, nakon čega se gas odvaja u centrifugama pod dejstvom centrifugalne sile iželjeni izotopi se odvajaju. Nakon toga se pretvaraju u uranijum dioksid, presuju u tablete i pune u gorivu šipku. Ovo je najčešći način proizvodnje goriva za gorive ćelije.

Prijava

Broj gorivih šipki u reaktoru zavisi od njegove veličine, tipa i snage. Nakon proizvodnje, utovaruju se u reaktor, gdje počinje reakcija nuklearnog raspada, uslijed čega dolazi do snažnog oslobađanja ogromne količine topline koja služi kao izvor energije. Takođe, snaga reaktora se može kontrolisati brojem gorivnih elemenata u radnom prostoru. S vremena na vrijeme, kako se koriste, zamjenjuju se novim, sa "svježim" tabletama uran dioksida. Sada znamo šta znači TVEL, kako se prave i zašto su uopšte potrebni. Međutim, takvi elementi nisu potrebni svim nuklearnim reaktorima, a to su RTG-ovi.

RTG

Radioizotopni termoelektrični generator je uređaj koji je u principu sličan nuklearnim reaktorima, ali se njihov proces ne zasniva na lančanoj reakciji atomskog raspada, već na toplini. Jednostavno rečeno, ovo je velika instalacija koja proizvodi mnogo topline s radioaktivnim materijalom, koji se, pak, pretvara direktno u električnu energiju. Za razliku od nuklearnih reaktora, RTG-ovi nemaju pokretne dijelove, pouzdaniji su, kompaktniji i izdržljiviji. Ali u isto vrijeme imaju mnogo manju efikasnost.

Koristili su se uglavnom u onim uslovima gde je nemoguće dobiti energiju na druge načine, ili su ove metode veoma teške. U godinama SSSR-a, RTG-ovi su isporučeni za istraživanja imeteorološke stanice krajnjeg sjevera, obalni svjetionici, morske plutače, itd.

Trenutno je njihov vijek trajanja istekao, ali neki od njih i dalje ostaju na svojim izvornim bazama i često nisu ni na koji način zaštićeni. Kao rezultat toga, dešavaju se nesreće, na primjer, lovci na obojene metale pokušali su da demontiraju nekoliko takvih instalacija i dobili su jako zračenje, a u Gruziji su ih lokalni stanovnici koristili kao izvore topline i također su patili od radijacijske bolesti.

Dakle, sada znamo dizajn gorivnih elemenata i rastavili smo njihovu definiciju. TVEL su važni dijelovi reaktora, bez kojih je rad nemoguć.