Paliwo jądrowe: rodzaje i przetwarzanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Energia jądrowa składa się z dużej liczby przedsiębiorstw o różnych celach. Surowce dla tego przemysłu wydobywane są w kopalniach uranu. Następnie jest dostarczany do przedsiębiorstw do produkcji paliwa.

Ponadto paliwo jest transportowane do elektrowni jądrowych, gdzie wchodzi do rdzenia reaktora. Kiedy paliwo jądrowe osiągnie koniec życia, jest ponownie przetwarzane. Odpady przetwórcze podlegają utylizacji. Warto zauważyć, że odpady niebezpieczne pojawiają się nie tylko po przeróbce paliwa, ale także na każdym etapie – od wydobycia uranu po pracę w reaktorze.

Paliwo jądrowe

Paliwo jest dwojakiego rodzaju. Pierwszy to uran wydobywany odpowiednio w kopalniach pochodzenia naturalnego. Zawiera surowce zdolne do tworzenia plutonu. Drugi to paliwo, które jest sztucznie wytworzone (wtórne).

Paliwo jądrowe dzieli się również według składu chemicznego: metaliczny, tlenkowy, węglikowy, azotkowy i mieszany.

Wydobycie uranu i produkcja paliw

Duża część produkcji uranu pochodzi z zaledwie kilku krajów: Rosji, Francji, Australii, USA, Kanady i RPA.

Uran jest głównym składnikiem paliwa w elektrowniach jądrowychelektrownie. Aby dostać się do reaktora, przechodzi przez kilka etapów przetwarzania. Najczęściej złoża uranu znajdują się obok złota i miedzi, dlatego jego wydobycie odbywa się wraz z wydobyciem metali szlachetnych.

W górnictwie zdrowie ludzi jest zagrożone, ponieważ uran jest materiałem toksycznym, a gazy uwalniane podczas wydobycia powodują różne formy raka. Chociaż sama ruda zawiera bardzo małą ilość uranu - od 0,1 do 1 proc. Populacja mieszkająca w pobliżu kopalni uranu jest również bardziej zagrożona.

Wzbogacony uran jest głównym paliwem elektrowni jądrowych, ale po jego użyciu pozostaje ogromna ilość odpadów radioaktywnych. Pomimo wszystkich zagrożeń, wzbogacanie uranu jest niezbędnym procesem wytwarzania paliwa jądrowego.

W swojej naturalnej postaci uran jest prawie niemożliwy do użycia w dowolnym miejscu. Aby z niego skorzystać, musi zostać wzbogacony. Do wzbogacania używa się wirówek gazowych.

Wzbogacony uran jest używany nie tylko w energetyce jądrowej, ale także w produkcji broni.

Transport

Na każdym etapie cyklu paliwowego istnieje transport. Odbywa się to wszelkimi dostępnymi środkami: drogą lądową, morską, powietrzną. To duże ryzyko i duże zagrożenie nie tylko dla środowiska, ale także dla ludzi.

Podczas transportu paliwa jądrowego lub jego elementów dochodzi do wielu wypadków powodujących uwolnienie pierwiastków radioaktywnych. To jest jeden zwiele powodów, dla których energia jądrowa jest uważana za niebezpieczną.

Wycofanie reaktorów

Żaden z reaktorów nie został zdemontowany. Nawet niesławna elektrownia atomowa w Czarnobylu. Rzecz w tym, że według ekspertów cena demontażu jest równa, a nawet przewyższa cenę budowy nowego reaktora. Ale nikt nie może z całą pewnością powiedzieć, ile pieniędzy będzie potrzebnych: koszt został obliczony na podstawie doświadczeń z demontażu małych stacji badawczych. Eksperci oferują dwie opcje:

1. Umieść reaktory i wypalone paliwo jądrowe na wysypiskach.
2. Buduj sarkofagi nad zlikwidowanymi reaktorami.

W ciągu najbliższych dziesięciu lat około 350 reaktorów na całym świecie wyczerpie się i będzie musiało zostać zlikwidowanych. Ale ponieważ nie wynaleziono najbardziej odpowiedniej metody pod względem bezpieczeństwa i ceny, problem ten jest nadal rozwiązywany.

Teraz na świecie działa 436 reaktorów. Oczywiście jest to duży wkład w system energetyczny, ale jest bardzo niebezpieczny. Badania pokazują, że za 15-20 lat elektrownie jądrowe będą mogły zostać zastąpione przez elektrownie działające na energię wiatrową i panele słoneczne.

Odpady jądrowe

W wyniku elektrowni jądrowych powstaje ogromna ilość odpadów nuklearnych. Ponowne przetwarzanie paliwa jądrowego pozostawia również odpady niebezpieczne. Jednak żaden z krajów nie znalazł rozwiązania problemu.

Dzisiaj odpady nuklearne są przechowywane w tymczasowych magazynach, w basenach wodnych lub zakopywane głęboko pod ziemią.

Najbezpieczniejszy sposób jestprzechowywanie w specjalnych magazynach, ale możliwe jest również ulatnianie się promieniowania, podobnie jak w przypadku innych metod.

W rzeczywistości odpady promieniotwórcze mają pewną wartość, ale wymagają ścisłego przestrzegania zasad ich przechowywania. I to jest najpoważniejszy problem.

Ważnym czynnikiem jest czas, w którym odpady są niebezpieczne. Każda substancja radioaktywna ma swój własny czas rozpadu, podczas którego jest toksyczna.

Rodzaje odpadów nuklearnych

Podczas działania dowolnej elektrowni jądrowej jej odpady trafiają do środowiska. Jest to woda do chłodzenia turbin i odpadów gazowych.

Odpady jądrowe dzielą się na trzy kategorie:

1. Niski poziom - odzież dla pracowników elektrowni jądrowej, sprzęt laboratoryjny. Takie odpady mogą również pochodzić z placówek medycznych, laboratoriów naukowych. Nie stanowią większego zagrożenia, ale wymagają środków ostrożności.
2. Poziom pośredni - metalowe pojemniki, w których transportowane jest paliwo. Ich poziom promieniowania jest dość wysoki, a osoby znajdujące się w ich pobliżu powinny być chronione.
3. Wysoki poziom to wypalone paliwo jądrowe i jego produkty. Poziom radioaktywności gwałtownie spada. Jest bardzo mało odpadów wysokoaktywnych, około 3 procent, ale zawierają 95 procent całej radioaktywności.