Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Ядерный топливный цикл



 Другие рефераты
Ядерные иследования Ядерные реакции. Ядерная энергетика О реальном и фиктивном в конституции ОРГАНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ В СУБЪЕКТАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Министерство образования Российской Федерации
                               Алтайский край
                                 г.Рубцовск


                               МОУ гимназии №8



                        Тема: Ядерный топливный цикл



                                                    Выполнил ученик 10 А
класса


                     Царев Евгений

учитель: Сирица Л.В.



                              Рубцовск 2000 год
План:
1) Введение
2) Ядерный топливный цикл до АЭС:
 1.Добыча руды.
 2.Переработка руды.
 3.Аффинаж.
 4.Обогащение урана.
 5.Изготовление топлива.
3) Ядерный реактор.
4) Ядерный топливный цикл после АЭС:
 1.Хранение отработавшего топлива.
 2.Три категории отходов, их хранение и переработка.
5) Вывод



                                  Введение:

        АЭС – только небольшая часть сложного многостадийного и чрезвычайно
разветвленного топливо – энергетического комплекса самых разнообразных
производств. На АЭС топливо поступает уже в виде конструкционных узлов –
ТВС, готовых к монтажу в активной зоне реактора. Однако прежде чем
добываемый из руд уран попадает в реактор, он должен последовательно пройти
целый ряд технологических процессов на предприятиях, входящих в состав
топливно-энергетического комплекса. К ним относятся, например, предприятия
осуществляющие добычу топлива, его переработку, транспортировку и т.д.

        Ядерный топливный цикл – это вся последовательность повторяющихся
производственных процессов, начиная от добычи топлива и кончая удалением
радиоактивных отходов. В зависимости от вида ядерного топлива и конкретных
условий ядерные топливные циклы могут различаться в деталях, но их общая
принципиальная схема сохраняется.



План – схема: Производства ядерного топливного цикла. Рис.1



1) Ядерный топливный цикл:

1.Добыча руды:

        Начальная стадия топливного цикла – горнодобывающее производство,
т.е. урановый рудник, где добывается урановая руда.
        Среднее содержание урана в земной коре довольно велико и
расценивается как 75*10-6 . Урана примерно в 1000 раз больше, чем золота и
в 30 раз больше чем серебра.    Урановые руды отличаются исключительным
разнообразием состава. В большинстве случаев уран в рудах представлен не
одним, а несколькими минеральными образованиями. Известно около 200
урановых и урансодержащих минералов. Наибольшее практическое значение имеют
уранинит, настуран, урановые черни и др.
        Добыча урановой руды, также как и других полезных ископаемых,
осуществляется в основном либо шахтным, либо карьерным способом в
зависимости от глубины залегания пластов. В последние годы стали
применяться методы подземного выщелачивания, позволяющие исключить выемку
руды на поверхность и проводить извлечение урана из руд прямо на месте их
залегания.
2.Переработка руды:

        Извлеченная из земли урановая руда содержит рудные минералы и
пустую породу. Дальнейшая задача состоит в том, чтобы руду переработать –
отделить полезные минералы от пустой породы и получить химические
концентраты урана. Обязательные стадии при получении урановых химических
концентратов – дробление и измельчение исходной руды, выщелачивание
(перевод урана из руды в раствор). Очень часто перед выщелачиванием руду
обогащают – различными физическими методами увеличивают содержание урана.



3.Аффинаж:

        На всех этапах переработки урановых руд происходит определенная
очистка урана от сопутствующих ему примесей. Однако полной очистки достичь
не удается. Некоторые концентраты содержат всего 60 – 80%, другие 95 – 96%
оксида урана, а остальное – различные примеси. Такой уран не пригоден в
качестве ядерного топлива. Следующая обязательная стадия ядерного
топливного  цикла – аффинаж, в котором завершается очистка соединений урана
от примесей и особенно от элементов, обладающих большим сечением захвата
нейтронов (гафний, бор, кадмий и т.д.).

4.Обогащение урана:

        Современная ядерная энергетика с реакторами на тепловых нейтронах
базируются на слабообогащенном (2 – 5%) урановом топливе. В реакторе на
быстрых нейтронах используется уран с еще большим содержанием урана-235 (до
93%). Следовательно прежде чем изготавливать топливо природный уран,
содержащий только 0,72% урана-235, необходимо обогатить – разделить изотопы
урана-235 и урана-238. Химические реакции слишком малочувствительны к
атомной массе реагирующих элементов. Поэтому они не могут быть использованы
для обогащения урана; необходимы физические методы разделения изотопов.
        Основным промышленным методом производства обогащенного урана
является газодиффузионный. Также существует центробежный метод, основанный
на использовании высокоскоростных газовых центрифуг.

5.Изготовление топлива:

        Обогащенный уран служит исходным сырьем для изготовления топлива
ядерных реакторов. Ядерное топливо применяется в реакторах в виде металлов,
сплавов оксидов карбидов, нитридов и других топливных композиций, которым
придается определенная конструкционная форма. Конструкционной основой
ядерного топлива в реакторе является тепловыделяющий элемент – твэл,
состоящий из топлива и покрытия. Все твэлы конструкционно объединяют в ТВС.
        Предприятия, производящие реакторное топливо, представляют собой
промышленные комплексы, технологический цикл которых включает следующие
этапы: получение порошка диоксида урана из гексафторида, изготовление
спеченных таблеток, подготовку трубчатых оболочек твэлов и концевых
деталей, упаковку топливных таблеток в оболочки, установку концевых
деталей, герметизацию (сваркой), подготовку и комплектованию деталей для
ТВС, упаковку топливных таблеток в оболочки, изготовление ТВС, разборку
забракованных твэлов, ТВС и переработку отходов. Товарный продукт на данной
стадии топливного цикла является ядерное топливо в виде, пригодном для
непосредственного использования в реакторе.



2) Ядерный реактор:

         Ядерный  реактор   -   это   техническая   установка,   в   которой
осуществляется самоподдерживающаяся цепная реакция деления  тяжелых  ядер  с
освобождением ядерной энергии. Ядерный реактор состоит из  активной  зоны  и
отражателя, размещенных в защитном корпусе. Активная зона  содержит  ядерное
топливо в виде топливной  композиции  в  защитном  покрытии  и  замедлитель.
Топливные элементы обычно имеют вид тонких стержней. Они собраны в  пучки  и
заключены  в  чехлы.  Такие  сборные  композиции  называются  сборками   или
кассетами.
         Вдоль  топливных   элементов   двигается   теплоноситель,   который
воспринимает  тепло  ядерных   превращений.   Нагретый   в   активной   зоне
теплоноситель двигается по контуру циркуляции за счет  работы  насосов  либо
под  действием  сил  Архимеда   и,   проходя   через   теплообменник,   либо
парогенератор, отдает тепло теплоносителю внешнего контура.
        Перенос тепла и движения его  носителей  можно  представить  в  виде
простой схемы:

                               1.Реактор
                               2.Теплообменник, парогенератор
                               3.Паротурбинная установка
                               4.Генератор
                               5.Конденсатор
                               6.Насос
Схема ядерного реактора. Рис.2.



3) Ядерный топливный цикл после АЭС:

        Сейчас уже трудно поверить, что в самые первые годы после
зарождения атомной энергетики практически все радиоактивные отходы (РАО)
выбрасывались почти как обычный мусор. Однако именно в атомной промышлен-
ности проблему отходов впервые осознали и начали решать по – настоящему
серьезно. Суммарный мировой объем РАО по сравнению с обычными отходами
чрезвычайно мал. Пробуем оценить его хотя бы в первом приближении.
Известно, что из реактора ВВЭР – 1000 (электрическая мощность – 1ГВт)
ежегодно выгружается 23т отработавшего ядерного топлива с содержанием
продуктов деления 40кг/т, то есть 920 кг в год. За год в мире накапливается
 около 300тонн РАО. Если прибавить отходы энергоустановок атомных подводных
лодок и т.п., их общее количество будет ничтожным по сравнению с десятками
и сотнями миллионов тонн традиционных отходов.

1.Хранение отработавшего топлива:

        Выгоревшие тепловыделяющие элементы – твэлы, только что извлеченные
из реактора (конечно, с помощью дистанционных манипуляторов), содержат
высокоактивные изотопы. Работать с таким материалом очень опасно. Поэтому
твэлы прежде всего направляют в бассейн выдержки –  (хранилище), имеющейся
при каждой АЭС. Там они проводит от 3 до 10 лет, пока не распадутся
короткоживущие нуклиды. После этого активность отработавшего ядерного
топлива определяется продуктами деления (ПД) с большим временем распада.
Среди них главный вклад вносят стронций – 90 (период полураспада Т=29,2
года), криптон – 85 (10,8 года), технеций – 99 (213тыс. лет) и цезий – 137
(28,6 года). А кроме долгоживущих ПД, остаются еще и трансурановые элементы
– актиноиды: нептуний, плутоний, америций, кюрий; все они, как известно,
радиоактивны, с очень большими периодами полураспада (десятки и сотни тысяч
лет).

        И хотя за 10 лет после выгрузки активность содержимого твэлов
уменьшается примерно в 10 раз по сравнению с той, что была через полгода,
она и тогда составляет 325 тыс. кюри на тонну. После выдержки в бассейне
отработавшее топливо перевозят на радиохимический завод для извлечения
оставшегося урана, а также плутония. Для этого, как правило, используется
технология водного растворения, и в результате почти все РАО становятся
жидкими.

        Долго держать их в таком виде, даже в специальных емкостях,
рискованно. Ведь за счет оставшихся радионуклидов эти жидкости постоянно
нагреваются.

        Активность РАО станет пренебрежимо малой, если снизится, по крайней
12
скачать работу


 Другие рефераты
Пистолет
Столыпин П.А.
Радиотехника и космос
Социокультурный компонент содержания обучения как средство повышения мотивации изучения иностранных языков на среднем этапе общеобразовательной школы


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ