Bahan api nuklear: jenis dan pemprosesan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Tenaga nuklear terdiri daripada sejumlah besar perusahaan untuk pelbagai tujuan. Bahan mentah untuk industri ini diekstrak daripada lombong uranium. Selepas itu, ia dihantar kepada perusahaan untuk pembuatan bahan api.

Selanjutnya, bahan api diangkut ke loji kuasa nuklear, di mana ia memasuki teras reaktor. Apabila bahan api nuklear mencapai akhir hayatnya, ia diproses semula. Memproses sisa adalah tertakluk kepada pelupusan. Perlu diingat bahawa sisa berbahaya muncul bukan sahaja selepas pemprosesan bahan api, tetapi juga pada mana-mana peringkat - daripada perlombongan uranium hingga bekerja dalam reaktor.

Bahan api nuklear

Bahan api ada dua jenis. Yang pertama ialah uranium yang dilombong di lombong, masing-masing, asal semula jadi. Ia mengandungi bahan mentah yang mampu membentuk plutonium. Yang kedua ialah bahan api yang dicipta secara buatan (sekunder).

Bahan api nuklear juga dibahagikan mengikut komposisi kimia: logam, oksida, karbida, nitrida dan campuran.

Perlombongan uranium dan pengeluaran bahan api

Sebahagian besar pengeluaran uranium datang dari beberapa negara sahaja: Rusia, Perancis, Australia, Amerika Syarikat, Kanada dan Afrika Selatan.

Uranium ialah unsur utama bahan api dalam nuklearloji kuasa. Untuk masuk ke dalam reaktor, ia melalui beberapa peringkat pemprosesan. Selalunya, deposit uranium terletak di sebelah emas dan tembaga, jadi pengekstrakan dilakukan dengan pengekstrakan logam berharga.

Dalam perlombongan, kesihatan orang ramai berisiko tinggi kerana uranium adalah bahan toksik, dan gas yang dibebaskan semasa perlombongannya menyebabkan pelbagai bentuk kanser. Walaupun bijih itu sendiri mengandungi jumlah uranium yang sangat kecil - dari 0.1 hingga 1 peratus. Penduduk yang tinggal berhampiran lombong uranium juga berisiko lebih besar.

Uranium yang diperkaya adalah bahan api utama untuk loji kuasa nuklear, tetapi selepas digunakan, sejumlah besar sisa radioaktif kekal. Di sebalik segala bahayanya, pengayaan uranium adalah proses penting untuk mencipta bahan api nuklear.

Dalam bentuk semula jadi, uranium hampir mustahil untuk digunakan di mana-mana sahaja. Untuk menggunakannya, ia mesti diperkaya. Emparan gas digunakan untuk pengayaan.

Uranium diperkaya digunakan bukan sahaja dalam tenaga nuklear, tetapi juga dalam pengeluaran senjata.

Pengangkutan

Di mana-mana peringkat kitaran bahan api terdapat pengangkutan. Ia dijalankan dengan semua cara yang ada: melalui darat, melalui laut, melalui udara. Ini adalah risiko besar dan bahaya besar bukan sahaja untuk alam sekitar, tetapi juga untuk manusia.

Semasa pengangkutan bahan api nuklear atau unsur-unsurnya, banyak kemalangan berlaku, mengakibatkan pembebasan unsur radioaktif. Ini adalah salah satu daripadabanyak sebab mengapa kuasa nuklear dianggap tidak selamat.

Reaktor penyahtauliahan

Tiada satu pun reaktor telah dibongkar. Malah loji kuasa nuklear Chernobyl yang terkenal. Masalahnya ialah, menurut pakar, harga pembongkaran adalah sama dengan, atau bahkan melebihi, harga membina reaktor baru. Tetapi tiada siapa yang boleh mengatakan dengan pasti berapa banyak wang yang diperlukan: kos dikira berdasarkan pengalaman membongkar stesen kecil untuk penyelidikan. Pakar menawarkan dua pilihan:

1. Letakkan reaktor dan bahan api nuklear bekas di tapak pelupusan sampah.
2. Bina sarkofagus di atas reaktor yang telah dinyahaktifkan.

Dalam tempoh sepuluh tahun akan datang, kira-kira 350 reaktor di seluruh dunia akan kehabisan perkhidmatan dan mesti dilupuskan. Tetapi memandangkan kaedah yang paling sesuai dari segi keselamatan dan harga belum dicipta, isu ini masih diselesaikan.

Kini terdapat 436 reaktor yang beroperasi di seluruh dunia. Sudah tentu, ini adalah sumbangan besar kepada sistem tenaga, tetapi ia sangat tidak selamat. Kajian menunjukkan bahawa dalam tempoh 15-20 tahun, loji kuasa nuklear akan dapat digantikan dengan stesen yang beroperasi pada tenaga angin dan panel solar.

Sisa Nuklear

Sejumlah besar sisa nuklear dijana hasil daripada loji kuasa nuklear. Memproses semula bahan api nuklear juga meninggalkan sisa berbahaya. Walau bagaimanapun, tiada satu pun negara menemui penyelesaian kepada masalah itu.

Hari ini, sisa nuklear disimpan dalam kemudahan penyimpanan sementara, dalam kolam air atau tertimbus jauh di bawah tanah.

Cara paling selamat ialahpenyimpanan dalam kemudahan storan khas, tetapi kebocoran sinaran juga mungkin berlaku di sini, seperti kaedah lain.

Malah, sisa nuklear mempunyai beberapa nilai, tetapi memerlukan pematuhan ketat kepada peraturan penyimpanannya. Dan ini adalah masalah yang paling teruk.

Faktor penting ialah masa di mana sisa itu berbahaya. Setiap bahan radioaktif mempunyai masa pereputan sendiri, di mana ia adalah toksik.

Jenis sisa nuklear

Semasa operasi mana-mana loji tenaga nuklear, sisanya memasuki alam sekitar. Ini adalah air untuk menyejukkan turbin dan sisa gas.

Sisa nuklear dibahagikan kepada tiga kategori:

1. Aras rendah - pakaian untuk pekerja loji tenaga nuklear, peralatan makmal. Sisa tersebut juga boleh datang dari institusi perubatan, makmal saintifik. Mereka tidak menimbulkan banyak ancaman, tetapi mereka memerlukan langkah berjaga-jaga keselamatan.
2. Tahap pertengahan - bekas logam tempat bahan api diangkut. Tahap sinaran mereka agak tinggi, dan mereka yang rapat dengan mereka harus dilindungi.
3. Tahap tinggi digunakan untuk bahan api nuklear dan produknya. Tahap radioaktiviti semakin berkurangan dengan cepat. Terdapat sangat sedikit sisa tahap tinggi, kira-kira 3 peratus, tetapi ia mengandungi 95 peratus daripada semua radioaktiviti.