Ядерний паливний цикл

Реферат

На тему: Ядерна енергетика.

Робота Полуботкіна Олександра

Ядерна енергетика (атомна енергетика) — галузь енергетики, що використовує ядерну енергію для електрифікації і теплофікації; область науки і техніки, що розробляє методи і засоби перетворення ядерної енергії в електричну і теплову.

Загальна характеристика

Основа ядерної енергетики — атомні електростанції, які забезпечують близько 6 % світового виробництва енергії та 13-14 % електроенергії. За даними МАГАТЕ у 2013 році у світі працювало 437 промислових ядерних реакторів, розташованих на території країни. Було збудовано також понад 150 суден з ядерними енергетичними установками.

Перша атомна електростанція (5 МВт), що поклала початок використанню ядерної енергії в мирних цілях, була пущена в СРСР у 1954. За прогнозами фахівців, частка ядерної енергетики в загальній структурі вироблення електроенергії у світі буде безупинно зростати за умови реалізації основних принципів концепції безпеки атомних електростанцій. Головні принципи цієї концепції — істотна модернізація сучасних ядерних реакторів, посилення мір захисту населення і навколишнього середовища від шкідливого техногенного впливу, підготовка висококваліфікованих кадрів для атомних електростанцій, розробка надійних сховищ радіоактивних відходів тощо.

Ядерний паливний цикл

Існують різні типи паливних циклів, які залежать від типу реактора й від того, як відбувається кінцева стадія циклу.Зазвичай паливний цикл складається з наступних етапів. У копальнях видобувається уранова руда. Руда подрібнюється для відділення діоксиду урану. Отриманий оксид урану (жовтий кек) перетворюють у гексафторид урану - газоподібна сполука. Для підвищення концентрації урану-235 гексафторид урану збагачують на заводах з розділення ізотопів. Потім збагачений уран знову перетворюють у твердий діоксид урану, з якого виготовляють паливні таблетки. З таблеток збирають тепловидільні елементи (твели), які об'єднують в збірки для завантаження в активну зону ядерного реактору АЕС. Вивантажене із реактора відпрацьоване паливо має високий рівень радіації і після охолодження на території електростанції (басейн витримки) відправляється в спеціальне сховище. Передбачається також видалення відходів із низьким рівнем радіації, що накопичуються в ході експлуатації і технічного обслуговування станції. Після закінчення терміну служби і сам реактор повинен бути виведений з експлуатації (з дезактивацією та утилізацією вузлів реактора). Кожен етап паливного циклу регламентується так, щоб забезпечувалися безпека людей і захист навколишнього середовища.

Ядерні реактори

Промислові ядерні реактори спочатку розроблялися лише в країнах, що володіють ядерною зброєю. США, СРСР, Великобританія і Франція ​​активно досліджували різні варіанти ядерних реакторів. Однак згодом в атомній енергетиці стали домінувати три основні типи реакторів, що розрізняються, головним чином, паливом, теплоносієм,(який застосовується для підтримки потрібної температури активної зони) і сповільнювачем(використовується для зниження швидкості нейтронів, що виділяються в процесі розпаду,і необхідні для підтримки ланцюгової реакції.

Станом на 2013 рік у світі використовуються шість основних типів ядерних реакторів: реактор з водою-охолоджувачем під тиском, або його аналог Водо-водяний енергетичний реактор, Киплячий ядерний реактор, важководний реактор, газо-графітовий реактор, водо-графітовий реактор та Ядерний реактор на швидких нейтронах.

Серед них перший (і найбільш поширений) тип - це реактор на збагаченому урані, у якому і теплоносієм, і сповільнювачем є звичайна, або «легка», вода (легководний реактор). Існують два основні різновиди легководного реактора: реактор, у якому пара,яка обертає турбіни,утворюється беспосередньо в активній зоні (киплячий реактор), і реактор, у якому пара утворюється у зовнішньому, або другому, контурі,який пов'язаний з першим контуром теплообмінниками і парогенераторами (Водо-водяний енергетичний реактор

. Розроблення легководного реактора почалася ще за програмами збройних сил США. Так, у 1950-х роках компанії «Дженерал електрік» та «Вестінгауз» розробляли легководні реактори для підводних човнів та авіаносців ВМФ США. Ці фірми були також залучені до реалізації військових програм з розроблення технологій регенерації та збагачення ядерного палива. У тому ж десятилітті в Радянському Союзі був розроблений киплячий реактор з графітовим сповільнювачем.

Другий тип реактора, який знайшов практичне застосування, - реактор з газоохолодженням (з графітовим сповільнювачем). Його створення також було тісно пов'язане з ранніми програмами розроблення ядерної зброї. В кінці 1940-х - початку 1950-х років Великобританія і Франція, прагнучи до створення власних атомних бомб, приділяли основну увагу розробленню реакторів з газоохолодженням, які досить ефективно виробляють плутоній і до того ж можуть працювати на природному урані.

Третій тип реактора, що мав комерційний успіх, - це реактор, у якому і теплоносієм, і сповільнювачем є важка вода, а паливом слугує також природний уран. На початку ядерного століття потенційні переваги важководного реактора досліджувалися в ряді країн. Однак потім виробництво таких реакторів зосередилося головним чином у Канаді через її великі запаси урану.

Поиск по сайту: