الوقود النووي: الأنواع والمعالجة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تتكون الطاقة النووية من عدد كبير من الشركات لأغراض مختلفة. يتم استخراج المواد الخام لهذه الصناعة من مناجم اليورانيوم. بعد ذلك يتم تسليمها للمؤسسات لتصنيع الوقود

علاوة على ذلك ، يتم نقل الوقود إلى محطات الطاقة النووية ، حيث يدخل قلب المفاعل. عندما يصل الوقود النووي إلى نهاية عمره الافتراضي ، تتم إعادة معالجته. معالجة النفايات تخضع للتخلص منها. وتجدر الإشارة إلى أن النفايات الخطرة لا تظهر فقط بعد معالجة الوقود ، ولكن أيضًا في أي مرحلة - من تعدين اليورانيوم إلى العمل في المفاعل.

وقود نووي

الوقود نوعان. الأول هو اليورانيوم المستخرج من مناجم طبيعية المنشأ على التوالي. يحتوي على مواد خام قادرة على تكوين البلوتونيوم. الثاني وقود مصطنع (ثانوي)

الوقود النووي مقسوم أيضًا على التركيب الكيميائي: معدني ، أكسيد ، كربيد ، نيتريد ومختلط.

تعدين اليورانيوم وإنتاج الوقود

تأتي حصة كبيرة من إنتاج اليورانيوم من عدد قليل من البلدان: روسيا وفرنسا وأستراليا والولايات المتحدة الأمريكية وكندا وجنوب إفريقيا.

اليورانيوم هو العنصر الأساسي للوقود في الطاقة النوويةمحطات توليد الكهرباء. للدخول إلى المفاعل ، يمر بعدة مراحل من المعالجة. في أغلب الأحيان توجد رواسب اليورانيوم بجانب الذهب والنحاس ، لذلك يتم استخراجه باستخراج المعادن الثمينة.

في التعدين ، تكون صحة الناس في خطر كبير لأن اليورانيوم مادة سامة ، والغازات التي يتم إطلاقها أثناء تعدينها تسبب أشكالًا مختلفة من السرطان. على الرغم من أن الخام نفسه يحتوي على كمية صغيرة جدًا من اليورانيوم - من 0.1 إلى 1 في المائة. كما أن السكان الذين يعيشون بالقرب من مناجم اليورانيوم معرضون لخطر أكبر.

اليورانيوم المخصب هو الوقود الرئيسي لمحطات الطاقة النووية ، ولكن بعد استخدامه تبقى كمية هائلة من النفايات المشعة. على الرغم من كل أخطاره ، فإن تخصيب اليورانيوم هو عملية أساسية لإنتاج الوقود النووي.

في شكله الطبيعي يكاد يكون من المستحيل استخدام اليورانيوم في أي مكان. من أجل استخدامها ، يجب إثرائها. تستخدم أجهزة الطرد المركزي الغازية للتخصيب.

اليورانيوم المخصب ليس فقط في الطاقة النووية ، ولكن أيضا في إنتاج الأسلحة.

النقل

في أي مرحلة من مراحل دورة الوقود هناك وسائل نقل. يتم تنفيذها بجميع الوسائل المتاحة: براً وبحراً وجواً. هذا خطر كبير وخطر كبير ليس فقط على البيئة ، ولكن أيضًا على البشر.

أثناء نقل الوقود النووي أو عناصره تحدث حوادث عديدة ينتج عنها إطلاق عناصر مشعة. هذا هو واحد منأسباب عديدة لاعتبار الطاقة النووية غير آمنة.

إيقاف تشغيل المفاعلات

لم يتم تفكيك أي من المفاعلات. حتى محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية سيئة السمعة. الشيء هو أن سعر التفكيك ، حسب الخبراء ، يساوي أو يتجاوز سعر بناء مفاعل جديد. لكن لا أحد يستطيع أن يقول على وجه اليقين مقدار الأموال المطلوبة: تم حساب التكلفة على أساس تجربة تفكيك المحطات الصغيرة للبحث. يقدم الخبراء خيارين:

1. وضع المفاعلات والوقود النووي المستهلك في مقالب القمامة
2. بناء توابيت على المفاعلات التي تم إيقاف تشغيلها.

في السنوات العشر المقبلة ، سينفد حوالي 350 مفاعلاً حول العالم من الخدمة ويجب إيقاف تشغيلها. ولكن نظرًا لعدم اختراع الطريقة الأنسب من حيث الأمان والسعر ، لا تزال هذه المشكلة قيد الحل.

يوجد الآن 436 مفاعلاً يعمل حول العالم. بالطبع ، هذه مساهمة كبيرة في نظام الطاقة ، لكنها غير آمنة للغاية. تشير الدراسات إلى أنه في غضون 15-20 عامًا ، سيكون من الممكن استبدال محطات الطاقة النووية بمحطات تعمل على طاقة الرياح والألواح الشمسية.

النفايات النووية

يتم إنشاء كمية هائلة من النفايات النووية نتيجة لمحطات الطاقة النووية. كما تترك إعادة معالجة الوقود النووي ورائها نفايات خطرة. ومع ذلك ، لم تجد أي دولة حلاً للمشكلة.

اليوم ، يتم الاحتفاظ بالنفايات النووية في مرافق تخزين مؤقتة ، أو في برك من المياه ، أو مدفونة في أعماق الأرض.

الطريقة الأسلم هيالتخزين في منشآت تخزين خاصة ، ولكن التسرب الإشعاعي ممكن هنا أيضًا ، كما هو الحال مع الطرق الأخرى.

في الواقع ، للنفايات النووية بعض القيمة ، لكنها تتطلب التزامًا صارمًا بقواعد تخزينها. وهذه هي المشكلة الأكثر حدة.

عامل مهم هو الوقت الذي تكون فيه النفايات خطرة. كل مادة مشعة لها وقت تحلل خاص بها ، تكون خلاله سامة.

أنواع النفايات النووية

أثناء تشغيل أي محطة للطاقة النووية ، تدخل نفاياتها إلى البيئة. هذا ماء لتبريد التوربينات والنفايات الغازية.

تنقسم النفايات النووية إلى ثلاث فئات:

1. منخفض المستوى - ملابس لموظفي محطات الطاقة النووية ، معدات المختبرات. يمكن أن تأتي هذه النفايات أيضًا من المؤسسات الطبية والمختبرات العلمية. لا يشكلون تهديدًا كبيرًا ، لكنهم يحتاجون إلى احتياطات السلامة.
2. المستوى المتوسط - حاويات معدنية يتم فيها نقل الوقود. مستويات الإشعاع فيها عالية جدًا ويجب حماية القريبين منها
3. مستوى عال هو الوقود النووي المستهلك ومنتجاته. مستوى النشاط الإشعاعي يتناقص بسرعة. هناك القليل جدًا من النفايات عالية المستوى ، حوالي 3 في المائة ، لكنها تحتوي على 95 في المائة من كل النشاط الإشعاعي.