TVEL este Analiză detaliată

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Articolul vorbește despre ce este un TVEL, pentru ce este necesar, unde este utilizat, cum este creat și dacă există reactoare care nu folosesc TVEL.

Vârsta atomică

Probabil cea mai tânără ramură a energiei este nucleară. Abia la sfârșitul secolului al XIX-lea, oamenii de știință au putut înțelege parțial ce este radioactivitatea, degradarea radioactivă și ce substanțe au aceste proprietăți. Și această cunoaștere a costat multe vieți, deoarece efectul dăunător al radiațiilor asupra organismelor vii a rămas necunoscut pentru o lungă perioadă de timp.

Mult mai târziu, materialele radioactive au fost folosite atât în viața civilă, cât și în cea militară. În prezent, toate țările dezvoltate au propriile lor arme nucleare și centrale nucleare, care vă permit să obțineți multă energie indiferent de combustibilii fosili sau de resurse naturale precum apa (vorbim de centrale hidroelectrice).

TVEL este…

Dar pentru a construi un reactor nuclear pentru producerea de energie electrică sau alte scopuri, mai întâi trebuie să faceți combustibilul corespunzător, deoarece uraniul natural, deși are radioactivitate, dar energia lui nu este suficientă. Prin urmare, majoritatea tipurilor de reactoare folosesc combustibil pe bază de uraniu îmbogățit și acesta, înla rândul său, este încărcat în dispozitive speciale numite TVEL. TVEL este un dispozitiv special care face parte dintr-un reactor nuclear și conține combustibil nuclear. Vom analiza mai detaliat designul și tipul de combustibil al acestora.

Design

În funcție de tipul de reactor, unii parametri ai elementelor de combustibil pot varia, dar designul general și principiul dispozitivului sunt aceleași. Pentru a spune simplu, un TVEL este un tub tubular realizat dintr-un aliaj de zirconiu cu alte metale, în care sunt instalate pelete de combustibil cu dioxid de uraniu.

Combustibil

Uraniul este cel mai „călător” material radioactiv; pe baza lui, se produc mulți alți izotopi, folosiți atât în industrie, cât și în armament. Extracția sa nu este mult diferită de extracția cărbunelui, iar în starea sa naturală, naturală, este absolut sigur pentru oameni. Așa că poveștile despre minele de uraniu, unde sunt trimiși prizonieri pe viață, nu sunt altceva decât un mit. O persoană ar prefera să moară din cauza lipsei de lumină solară și a muncii grele în mină decât din cauza radiațiilor.

Uraniul din mine este foarte simplu - exploziile sparg roca, după care este livrat la suprafață, unde este sortat și prelucrat în continuare. Procesul de îmbogățire a uraniului poate fi efectuat în diferite moduri, dar în Rusia acest lucru se realizează folosind centrifuge cu gaz. În primul rând, uraniul este transformat într-o stare gazoasă, după care gazul este separat în centrifuge sub acțiunea forței centrifuge șise separă izotopii doriti. După aceea, ele sunt transformate în dioxid de uraniu, presate în tablete și încărcate într-o bară de combustibil. Acesta este cel mai comun mod de a produce combustibil pentru celulele de combustie.

Aplicație

Numărul de bare de combustibil dintr-un reactor depinde de dimensiunea, tipul și puterea acestuia. După fabricare, acestea sunt încărcate într-un reactor, unde începe reacția de descompunere nucleară, în urma căreia are loc o eliberare puternică a unei cantități uriașe de căldură, care servește ca sursă de energie. De asemenea, puterea reactorului poate fi controlată de numărul de elemente de combustibil din zona de lucru. Din când în când, pe măsură ce sunt folosite, sunt înlocuite cu altele noi, cu tablete „proaspete” de dioxid de uraniu. Așa că acum știm ce înseamnă TVEL, cum sunt făcute și de ce sunt necesare. Cu toate acestea, nu toate reactoarele nucleare au nevoie de astfel de elemente, iar acestea sunt RTG-uri.

RTG

Un generator termoelectric cu radioizotopi este un dispozitiv care este similar în principiu cu reactoarele nucleare, dar procesul lor se bazează nu pe o reacție în lanț de dezintegrare atomică, ci pe căldură. Mai simplu spus, aceasta este o instalație mare care produce multă căldură cu material radioactiv, care, la rândul său, este transformată direct în energie electrică. Spre deosebire de reactoarele nucleare, RTG-urile nu au piese mobile, sunt mai fiabile, mai compacte și mai durabile. Dar, în același timp, au o eficiență mult mai mică.

Au fost folosite mai ales în acele condiții în care este imposibil să obțineți energie în alte moduri, sau aceste metode sunt foarte dificile. În anii URSS, RTG-urile au fost furnizate cercetării șistații meteorologice din nordul îndepărtat, faruri de coastă, geamanduri maritime etc.

În prezent, durata lor de viață a expirat, dar unele dintre ele rămân încă la bazele lor inițiale și adesea nici măcar nu sunt protejate în vreun fel. Ca urmare, au loc accidente, de exemplu, vânătorii de metale neferoase au încercat să demonteze mai multe astfel de instalații și au primit radiații puternice, iar în Georgia, localnicii le-au folosit ca surse de căldură și au suferit, de asemenea, boala radiațiilor.

Deci acum cunoaștem designul elementelor de combustibil și le-am demontat definiția. TTEL sunt părți importante ale reactorului, fără de care funcționarea este imposibilă.