TVEL бул Толук талдоо

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Макалада TVEL деген эмне, ал эмне үчүн керек, кайда колдонулат, кантип түзүлөт жана TVELди колдонбогон реакторлор барбы же жокпу тууралуу айтылат.

Атомдук доор

Энергиянын эң жаш тармагы ядролук. 19-кылымдын аягында гана илимпоздор радиоактивдүүлүк, радиоактивдүү ажыроо деген эмне экенин жана бул касиеттерге ээ болгон заттарды жарым-жартылай түшүнө алышкан. Жана бул билим көптөгөн адамдардын өмүрүн кыйды, анткени радиациянын тирүү организмдерге тийгизген зыяны көпкө чейин белгисиз бойдон калган.

Бир топ убакыттан кийин радиоактивдүү материалдар жарандык жашоодо да, аскерде да колдонула баштаган. Азыркы учурда бардык өнүккөн мамлекеттердин өзөктүк куралы жана атомдук электр станциялары бар, алар казылып алынган отунга же суу сыяктуу жаратылыш ресурстарына карабастан көп энергия алууга мүмкүндүк берет (биз ГЭСтер жөнүндө болуп жатабыз).

TVEL бул…

Бирок электр энергиясын өндүрүү үчүн же башка максаттар үчүн өзөктүк реакторду куруу үчүн биринчи кезекте тиешелүү отун жасаш керек, анткени табигый уран радиоактивдүүлүккө ээ болгону менен энергиясы жетишсиз. Ошондуктан, реакторлордун көпчүлүк түрлөрү байытылган урандын негизинде күйүүчү майды колдонушатөз кезегинде TVEL деп аталган атайын аппараттарга жүктөлөт. TVEL – өзөктүк реактордун курамына кирген жана өзөктүк отун камтыган атайын түзүлүш. Биз алардын дизайнын жана күйүүчү майдын түрүн кененирээк талдайбыз.

Дизайн

Реактордун түрүнө жараша отун элементтеринин кээ бир параметрлери ар кандай болушу мүмкүн, бирок алардын жалпы конструкциясы жана түзүлүш принциби бирдей. Жөнөкөй сөз менен айтканда, TVEL – бул цирконийдин башка металлдар менен эритмесинен жасалган көңдөй түтүк, ага урандын диоксиди отунунун гранулдары орнотулган.

Күйүүчү

Уран эң «саякатчы» радиоактивдүү материал, анын негизинде өнөр жайда да, куралда да колдонулган көптөгөн башка изотоптор өндүрүлөт. Аны казып алуу көмүрдү казып алуудан анча деле айырмаланбайт жана табигый, табигый абалында адамдар үчүн таптакыр коопсуз. Ошентип, өмүр бою эркинен ажыратылган туткундар жиберилген уран кендери жөнүндөгү аңгемелер мифтен башка эч нерсе эмес. Адам нурлануу оорусунан эмес, күн нурунун жетишсиздигинен жана шахтадагы оор жумуштан өлгөндү артык көрөт.

Кендеги уран абдан жөнөкөй - жарылуулар тоо текти талкалайт, андан кийин ал жер бетине жеткирилет, ал жерде сорттолот жана андан ары иштетилет. Уран байытуу процесси ар кандай жолдор менен жүргүзүлүшү мүмкүн, бирок Орусияда бул газ центрифугалары аркылуу ишке ашырылат. Биринчиден, уран газ абалына айланат, андан кийин газ борбордон четтөөчү күчтүн жана центрифугалардын таасири астында бөлүнөт.каалаган изотоптор бөлүнөт. Андан кийин алар урандын диоксидине айланып, таблеткаларга пресстелет жана күйүүчү май таякчасына жүктөлөт. Бул күйүүчү май клеткалары үчүн күйүүчү май өндүрүүнүн эң кеңири таралган жолу.

Колдонмо

Реактордогу күйүүчү май таякчаларынын саны анын өлчөмүнө, түрүнө жана кубаттуулугуна жараша болот. Өндүрүштөн кийин алар реакторго жүктөлөт, ал жерде ядролук ажыроо реакциясы башталат, анын натыйжасында энергия булагы катары кызмат кылган жылуулуктун чоң көлөмүнүн күчтүү бөлүнүп чыгуусу пайда болот. Ошондой эле, реактордун кубаттуулугу жумушчу зонасында күйүүчү май элементтеринин саны менен көзөмөлдөнүшү мүмкүн. Мезгил-мезгили менен, алар колдонулган сайын, алар урандын диоксидинин "жаңы" таблеткалары менен алмаштырылат. Эми биз TVEL деген эмнени билдирерин, алар кантип жасалганын жана эмне үчүн керек экенин билебиз. Бирок бардык эле өзөктүк реакторлор мындай элементтерге муктаж эмес жана булар RTGs.

RTG

Радиоизотоптордун термоэлектрогенератору – принципи боюнча ядролук реакторлорго окшош түзүлүш, бирок алардын процесси атомдук ажыроонун чынжыр реакциясына эмес, жылуулукка негизделген. Жөнөкөй сөз менен айтканда, бул радиоактивдүү материал менен көп жылуулук чыгарган, ал өз кезегинде түздөн-түз электр энергиясына айланган чоң түзүлүш. Ядролук реакторлордон айырмаланып, RTGs кыймылдуу бөлүктөрү жок, алар ишенимдүү, компакттуу жана бышык. Бирок ошол эле учурда алардын натыйжалуулугу алда канча төмөн.

Алар негизинен энергияны башка жол менен алуу мүмкүн болбогон шарттарда колдонулган же бул ыкмалар өтө кыйын. СССРдин жылдарында РТГлар илимий-изилдөө жанаЫраакы Тундуктун метеорологиялык станциялары, жээктеги маяктар, деңиз буялары ж.б.

Учурда алардын кызмат мөөнөтү бүттү, бирок алардын айрымдары дагы эле баштапкы базасында калууда жана көбүнчө эч кандай түрдө корголбойт. Натыйжада, кырсыктар болуп жатат, мисалы, түстүү металл мергенчилер бир нече мындай установкаларды демонтаждоо аракетин көрүп, күчтүү радиацияны алышкан, ал эми Грузияда жергиликтүү тургундар аларды жылуулук булагы катары колдонуп, ошондой эле радиация оорусуна чалдыккан.

Ошентип, эми биз күйүүчү май элементтеринин дизайнын билебиз жана алардын аныктамасын чечтик. TVEL реактордун маанилүү бөлүктөрү, ансыз иштөө мүмкүн эмес.