Контрольная работа: Радіологічні технології у народному господарстві

Виконала: студентка 5-го курсу

групи ЗЕО-05-3

Опанасенко Т. М.

Перевірила: Шелест Зоя

Михайлівна

Завдання

1. Ядерний паливний цикл

Ядерний паливний цикл – це вся послідовність виробничих процесів, що повторюються, починаючи від видобутку палива і кінчаючи видаленням радіоактивних відходів. Залежно від вигляду ядерного палива і конкретних умов ядерні паливні цикли можуть розрізнятися в деталях, але їх загальна принципова схема зберігається.

Р и с.1 План – схема: Виробництва ядерного паливного циклу.

1) Ядерний паливний цикл:

1.Видобуток руди:

Початкова стадія паливного циклу – гірничодобувне виробництво, тобто уранова копальня, де добувається уранова руда.

Середній вміст урану в земній корі досить великий і розцінюється як 75·10^-6 . Урану приблизно в 1000 разів більше, ніж золото і в 30 разів більш ніж срібло. Уранові руди відрізняються винятковою різноманітністю складу. В більшості випадків уран в рудах представлений не одним, а декількома мінеральними утвореннями. Відомо близько 200 уранових і урансодержащих мінералів. Найбільше практичне значення мають уранинит, настуран, уранова чернь і ін.

Видобуток уранової руди, також як і інших корисних копалини, здійснюється в основному або шахтним, або кар'єрним способом залежно від глибини залягання пластів. Останніми роками стали застосовуватися методи підземного вилуговування, що дозволяють виключити виїмку руди на поверхню і проводити витягання урану з руд прямо на місці їх залягання.

2.Переробка руди:

Уранова руда, що витягує із землі, містить рудні мінерали і порожню породу. Подальше завдання полягає в тому, аби руду переробити – відокремити корисні мінерали від порожньої породи і отримати хімічні концентрати урану. Обов'язкові стадії при здобутті уранових хімічних концентратів – дроблення і подрібнення вихідної руди, вилуговування (переклад урану з руди в розчин). Дуже часто перед вилуговуванням руду збагачують – різними фізичними методами збільшують вміст урану.

3.Аффінаж:

На всіх етапах переробки уранових руд відбувається певне очищення урану від супутніх йому домішок. Проте повного очищення досягти не удається. Деякі концентрати містять всього 60 – 80%, інші 95 – 96% оксиду урану, а останнє – різні домішки. Такий уран не придатний як ядерне паливо. Наступна обов'язкова стадія ядерного паливного циклу – аффинаж, в якому завершується очищення сполук урану від домішок і особливо від елементів, що володіють великим перетином захвату нейтронів (гафній, бор, кадмій і так далі).

4.Збагачення урану:

Сучасна ядерна енергетика з реакторами на теплових нейтронах базуються на низькозбагаченому (2 – 5%) урановому паливі. У реакторі на швидких нейтронах використовується уран з ще більшим вмістом урану-235 (до 93%). Отже перш ніж виготовляти паливо природний уран, що містить лише 0,72% урану-235, необхідно збагатити – розділити ізотопи урану-235 і урану-238. Хімічні реакції дуже малочутливі до атомної маси реагуючих елементів. Тому вони не можуть бути використані для збагачення урану; необхідні фізичні методи розділення ізотопів.

Основним промисловим методом виробництва збагаченого урану є газодифузійний. Також існує відцентровий метод, заснований на використанні високошвидкісних газових центрифуг.

5.Виготовлення палива:

Збагачений уран служить вихідною сировиною для виготовлення палива ядерних реакторів. Ядерне паливо застосовується в реакторах у вигляді металів, сплавів оксидів карбідів, нітриду і інших паливних композицій, яким додається певна конструкційна форма. Конструкційною основою ядерного палива в реакторі є тепловиділяючий елемент – твел, що складається з палива і покриття. Всі твели конструкційно об'єднують в ТВС.

Підприємства, що виробляють реакторне паливо, є промисловими комплексами, технологічний цикл яких включає наступні етапи: здобуття порошку діоксиду урану з гексафторида, виготовлення спечених пігулок, підготовку трубчастих оболонок твелів і кінцевих деталей, упаковку паливних пігулок в оболонки, установку кінцевих деталей, герметизацію (зваркою), підготовку і комплектуванню деталей для ТВС, упаковку паливних пігулок в оболонки, виготовлення ТВС, розбирання забракованих твелів, ТВС і переробку відходів. Товарний продукт на даній стадії паливного циклу є ядерне паливо у вигляді, придатному для безпосереднього використання в реакторі.

2) Ядерний реактор:

Ядерний реактор - це технічна установка, в якій здійснюється ланцюгова реакція ділення важких ядер, що самоподдерживающаяся, із звільненням ядерної енергії. Ядерний реактор складається з активної зони і відбивача, розміщених в захисному корпусі. Активна зона містить ядерне паливо у вигляді паливної композиції в захисному покритті і сповільнювач. Паливні елементи зазвичай мають вигляд тонких стержнів. Вони зібрані в пучки і поміщені в чохли. Такі збірні композиції називаються складками або касетами.

Уздовж паливних елементів рухається теплоносій, який сприймає тепло ядерних перетворень. Нагрітий в активній зоні теплоносій рухається по контуру циркуляції за рахунок роботи насосів або під дією сил Архімеда і, проходячи через теплообмінник, або парогенератор, віддає тепло теплоносію зовнішнього контура.

Перенесення тепла і руху його носіїв можна представити у вигляді простої схеми:

1.Реактор 2.Теплообмінник, парогенератор 3.Паротурбінна установка 4.Генератор 5.Конденсатор 6.Насос

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--