трусы женские хлопок купить
Grāmatas ārsti
Головна → 
Екологічні дисципліни → 
Експертиза, аудит, сертифікація → 
« Попередня Наступна »

11.3.Спеціфіка технології ядерного паливного циклу

На рубежі століть частка атомної енергетики у світовому виробництві енергії становила 17%; для Росії цей показник дорівнював 13%, причому територіальний розподіл атомних електростанцій (АЕС) було вкрай нерівномірним (рис. 24). У центрі Європейської частини внесок АЕС у виробництво енергії дорівнював 25%, в Сибіру і на Далекому Сході - менше 1%.
Загальноприйнято розгляд екологічних питань впливу АЕС на навколишнє природне середовище укупі з усією технологічною схемою ядерного паливного циклу * (рис. 25).


ЯПЦ включає в себе взаємопов'язані виробництва:
  • видобуток уранової руди, її переробку з одержанням уранових концентратів і гексахлорід урану;
  • поділ ізотопів (збагачення) урану;
  • виготовлення тепловиділяючих елементів (ТВЕЛів);
  • виробництво теплової та електричної енергії на АЕС;
  • регенерацію відпрацьованого ядерного палива на радіохімічних заводах: зберігання, обробку і захоронення відходом високої і низької питомої активності;
  • транспортування палива та радіоактивних відходів між різними підприємствами ЯПЦ;
  • демонтаж ядерних установок.

Безумовно, кожна ланка ЯПЦ має певний вплив на навколишнє середовище.
Видобуток уранової руди стає рентабельною, якщо вона містить кілька кілограмів урану на тонну. Уранові руди добуваються відкритим і підземним способами. Отримана руда піддається попередній обробці, подрібненню, вилуговування. Іноді уран витягується попутно з іншими металами - золотом, міддю, свинцем.
Обробка руд здійснюється на гідрометалургійних заводах. Їх потужність від 500 до 50 000 уранового концентрату на рік. Для силікатних і алюмосилікатних руд основним є метод вилуговування розчином сірчаної кислоти з окислювачами. Карбонатні руди витравлюють розчином карбонату або бікарбонату натрію з окислювачами. Для наполегливих руд застосовують кислотне автоклавного вилуговування при підвищених температурах. Отриманий концентрат «жовтий кекс» надходить на подальшу переробку
Можливі негативні екологічні наслідки цієї стадії ЯПЦ пов'язані з надходженням в природне середовище рідких, твердих і газоподібних радіоактивних відходів (РАВ), що містять природні радіоактивні речовини - уран і дочірні продукти його розпаду. Основними є тверді відходи - відвали пустих порід, хвостосховища гідрометалургійних заводів, склади позабалансових руд.
На кожні 200 т витягнутого урану (це річна потреба АЕС потужністю 1 Гвт) утворюється 100 тис. т РАВ, що накопичуються в хвостосховищах. Вони представлені радієм-226 і торієм-230 з періодами напіврозпаду в десятки тисяч років, довгоживучими ізотопами урану з періодом напіврозпаду в сотні мільйонів років. З рудників разом з вентиляційним повітрям в атмосферу викидається радон-222 і радіоактивний пил з радіоактивними аерозолями. Рідкі РАВ надходять з відкачуваними підземними водами пралень і душових, рідкою фазою хвостів рудничної пульпи.
Частка розщеплюваного U-235 в чистому урані всього 0,7%. Тому для використання його на АЕС необхідно доведення змісту U-235 до 3%. Уран за допомогою фтору перетворюють на газоподібний гексафторид урану (UF6). Потім ізотопи поділяють за допомогою декількох способів - поділу на фільтрах, каскадної дифузії, центрифугування газів.
З збагаченого UF6 отримують діоксид урану, формують його у брикети-«таблетки». Сирі відпресовані «таблетки» нагрівають до 1700 0С для досягнення необхідної міцності і щільності і заряджають в оболонку паливного стрижня із сплавів цирконію та алюмінію або графіту високої щільності. Паливний стрижень (ТВЕЛ) - це трубка із сердечником, що представляє собою брикети з збагаченого урану (UO2). ТВЕЛи збирають у спеціальні пакети, касети і блоки («збірки») з регулюючими стрижнями і розміщують потім в активній зоні реактора.
На АЕС енергію для перетворення води в пару отримують шляхом розщеплення ядер урану, плутонію, торію в ядерному реакторі. У ньому проводять керовану ланцюгову реакцію, при якій допускається розщеплення рівно такої кількості ядер, яке потрібно для вироблення електроенергії. Котел киплячого реактора служить також для нагрівання води. При розпаді кожного уранового ядра випускається від двох до трьох нейтронів. Для запобігання розпаду зайвого числа ядер і виділення занадто великої кількості енергії, забезпечення рівномірності вироблення електроенергії застосовуються спеціальні речовини (кадмій, бор), які поглинають нейтрони в потрібній кількості.
В даний час у світі існують п'ять основних типів енергетичних реакторів: водо-водяні з водою під тиском; водоводяні киплячі реактори, розроблені в США і найбільш поширені в даний час; реактори з газовим охолодженням розроблені і застосовуються у Великобританії та Франції; реактори з важкою водою, прийняті в Канаді; водографітовие канальні реактори, які використовувалися тільки в СРСР.
У Росії освоєно двоконтурний реактор водо-водяний енергетичний (ВВЕР). В якості теплоносія і сповільнювач використовується обезсолена вода. Циркуляційними насосами вона прокачується через активну зону реактора під тиском 125 атм., Відводить тепло від ТВЕЛів і переносить його в парогенератор, де утворюється пара, що направляється на турбіну (рис. 26).
Системи першого контуру включають в себе реактор, циркуляційні насоси і трубопроводи, по яких вода надходить з реактора і парогенератор.
До системи другого контуру відноситься паропроникну частина парогенератора, турбогенератори і трубопроводи, по яких з парогенератора пар надходить в машинне відділення до турбін.
Другий тип реактора - РБМК - реактор великої потужності канальний, де сповільнювачем є графіт, а теплоносієм - вода.

Перспективним типом реактора є високотемпературний, де в якості ядерного палива, поряд з ураном, використовується торій-232 Для забезпечення радіаційної безпеки на АЕС існує система захисту, що не дозволяє радіоактивним продуктам розпаду потрапити в навколишнє середовище. Вона передбачає:
  • розміщення матеріалів, що розщеплюються в паливних «таблетках»
  • герметичність оболонок паливних стрижнів, що не дозволяє небезпечним продуктам вийти назовні;
  • наявність відбивача нейтронів, навколишнього активну зону
  • високоміцний металевий товстостінний корпус реактор;
  • екранування товстими бетонними стінами всіх споруд, з яких може виходити радіаційна небезпека;
  • залізобетонну конструкцію, що захищає завтовшки понад 1 м, яка не буде зруйноване навіть у разі, якщо на неї звалиться літак.

Газоподібні відходи АЕС складаються з викидів летких речовин (тритію, радіоактивних ізотопів ксенону, криптону, йоду) і аерозолів. Решта радіонукліди - осколки поділу ядер, продукти активації та ін присутні в газових викидах у вигляді аерозолів. Газові викиди в атмосферу попередньо очищаються від радіонуклідів
Обсяги рідких відходів, що утворюються на АЕС, можуть досягати 100 тис. м3/год на енергоблоці з реактором РБМК-1000 і 40 тис. м3/гол на енергоблоці з реактором ВВЕР-440 та ВВЕР-1000.
Обсяг твердих відходів щорічно досягає на АЕС 2000-3000 м3. В основному це відпрацьоване паливо. Щорічно заміняють приблизно 1/3, діючих ТВЕЛів новими.
Наявність радіоактивних відходів при роботі АЕС вимагає врахування при їх проектуванні певних санітарно-гігієнічних та екологічних стандартів. Річна еквівалентна доза для співробітників АЕС становить 4,4 мЗв. Для місцевого населення вона дорівнює приблизно 0,02 мЗв / рік. Для порівняння: фонове випромінювання становить 2 мЗв / рік. Для кожної АЕС регламентуються гранично допустимі викиди в залежності від розміру санітарно-захисної зони, висоти вентиляційної труби і усереднених метеорологічних умов у районі роботи АЕС.
Теплове забруднення проявляється у впливі АЕС на поверхневі води. В активній зоні ядерного реактора виділяється величезна кількість теплової енергії. Цю зону необхідно охолоджувати у всіх режимах експлуатації, включаючи зупинку АЕС. Витрата води на АЕС та 1,5 рази вище, ніж на ТЕС. Хоча скидаються води умовно чис-перше, однак за рахунок своєї термальними вони підігрівають води водойми-приймача, що викликає зростання його біологічної продуктивності. Рівень екологічної небезпеки для водойм найбільш високий для північних широт і в південній частині помірного поясу (68 ° пн.ш. - оз. Імандра, 48 ° пн.ш. - Каховське водосховище). Найменша вразливість - 56-60 ° пн.ш.
Вплив АЕС на водні джерела істотно зростає з нарощуванням потужності станції. Функціонування станції потужністю 4-6 ГВт призводить до скиду у водойму підігрітих вод об'ємом від 5 до 7,3 км3/год. Теплове тиск на водні екосистеми настільки велике, що необхідно або розбавлення (охолодження) вод, що скидаються, або розширення площі та об'єму акваторії скидання. При цьому площа водного дзеркала повинна бути 120-180 км2, що можливо тільки на великих річках типу Волги. У зв'язку з цим постає задача проектування спеціальних водойм-охолоджувачів, або градирень. У цьому випадку площі вилучаються земель зростають у 6 разів, до 3 тис. га на АЕС потужністю 6 ГВт.
Переробка відпрацьованого палива. Приблизно 10% використаного на АЕС ядерного палива направляється на переробку для вилучення урану і плутонію з метою повторного використання. Технологія регенерації палива полягає у виділенні радіоактивних відходів та придатного для повторного використання палива. Понад 99% продуктів поділу потрапляє в високоактивні відходи; тому радиохимические заводи відносяться до найбільш небезпечних стадіями ЯПЦ.
Зберігання, відпрацювання і поховання відходів. Відходи підрозділяються на три групи: слабоактивні шлаки, середньоактивні і високоактивні. До першої належать лабораторні відходи, розчини, відходи від прибирання, забруднені фільтри, одяг. Середньоактивні - подрібнена оболонка паливних стрижнів. Їх також цементують в спеціальних посудинах. Високоактивні відходи - розчинені в азот: кислоті продукти розпаду, що дають 99% потужності радіоактивного випромінювання всіх ядерних відходів. У проектах створення АЕС для зберігання високоактивних відходів передбачений метод заскловування розчини концентрують, піддають хімічній обробці, плавлять при температурі 1150 ° С зі скляним порошком і потім зливають в товстостінні ємності з нержавіючої сталі.
Демонтаж АЕС. АЕС розраховані на 30 років роботи. Технологіядемонтажа передбачає повне очищення території, до її при вода в стан «зеленої майданчика».
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =

енциклопедія  Баранина  по-мисливськи  Котлети  сардина