TVEL Ətraflı təhlil

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Məqalədə TVEL-in nə olduğu, nə üçün lazım olduğu, harada istifadə edildiyi, necə yaradıldığı və TVEL-dən istifadə etməyən reaktorların olub-olmamasından bəhs edilir.

Atom dövrü

Yəqin ki, enerjinin ən gənc qolu nüvədir. Yalnız 19-cu əsrin sonlarında alimlər radioaktivliyin, radioaktiv parçalanmanın nə olduğunu və bu xüsusiyyətlərə malik olan maddələrin nə olduğunu qismən anlaya bildilər. Radiasiyanın canlı orqanizmlərə zərərli təsiri uzun müddət naməlum olaraq qaldığından bu bilik bir çox insanın həyatına baha başa gəldi.

Çox sonralar radioaktiv materiallar həm mülki həyatda, həm də orduda istifadə olundu. Hazırda bütün inkişaf etmiş ölkələrin öz nüvə silahları və atom elektrik stansiyaları var ki, bu da qalıq yanacaqlardan və ya su kimi təbii ehtiyatlardan asılı olmayaraq çoxlu enerji əldə etməyə imkan verir (söhbət su elektrik stansiyalarından gedir).

TVEL…

Amma elektrik enerjisi və ya başqa məqsədlər üçün nüvə reaktoru qurmaq üçün ilk növbədə müvafiq yanacaq hazırlamaq lazımdır, çünki təbii uran radioaktivliyə malik olsa da, enerjisi kifayət qədər deyil. Buna görə də, əksər növ reaktorlar zənginləşdirilmiş urana əsaslanan yanacaqdan istifadə edir və o,öz növbəsində, TVEL adlı xüsusi qurğulara yüklənir. TVEL nüvə reaktorunun bir hissəsi olan və tərkibində nüvə yanacağı olan xüsusi cihazdır. Onların dizaynını və yanacaq növünü daha ətraflı təhlil edəcəyik.

Dizayn

Reaktorun növündən asılı olaraq, yanacaq elementlərinin bəzi parametrləri dəyişə bilər, lakin onların ümumi konstruksiyası və cihaz prinsipi eynidir. Sadə dillə desək, TVEL sirkoniumun bəzi digər metallarla ərintisindən hazırlanmış içi boş borudur və içinə uran dioksid yanacağı qranulları quraşdırılır.

Yanacaq

Uran ən "səyahət edən" radioaktiv materialdır, onun əsasında həm sənayedə, həm də silahlarda istifadə olunan bir çox başqa izotoplar istehsal olunur. Onun çıxarılması kömürün çıxarılmasından çox da fərqlənmir və təbii, təbii vəziyyətdə insanlar üçün tamamilə təhlükəsizdir. Deməli, ömürlük azadlıqdan məhrum edilmiş məhbusların göndərildiyi uran mədənləri ilə bağlı hekayələr mifdən başqa bir şey deyil. İnsan radiasiya xəstəliyindən yox, günəş işığının olmamasından və mədəndə ağır işdən ölməyi üstün tutur.

Minə uranı çox sadədir - partlayışlar süxuru parçalayır, bundan sonra o, səthə çatdırılır, orada çeşidlənir və sonrakı emal olunur. Uranın zənginləşdirilməsi prosesi müxtəlif üsullarla həyata keçirilə bilər, lakin Rusiyada bu, qaz sentrifuqalarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Əvvəlcə uran qaz halına çevrilir, bundan sonra qaz mərkəzdənqaçma qüvvəsinin təsiri altında sentrifuqalarda ayrılır vəİstənilən izotoplar ayrılır. Bundan sonra onlar uran dioksidinə çevrilir, tabletlərə sıxılır və yanacaq çubuğuna yüklənir. Bu, yanacaq elementləri üçün yanacaq istehsalının ən ümumi üsuludur.

Tətbiq

Reaktorda yanacaq çubuqlarının sayı onun ölçüsündən, növündən və gücündən asılıdır. İstehsaldan sonra onlar nüvə parçalanma reaksiyasının başladığı bir reaktora yüklənir, bunun nəticəsində enerji mənbəyi kimi xidmət edən çox miqdarda istiliyin güclü bir şəkildə buraxılması baş verir. Həmçinin, reaktorun gücü iş sahəsindəki yanacaq elementlərinin sayına görə idarə oluna bilər. İstifadə olunduqca vaxtaşırı yeniləri ilə, “təzə” uran dioksid həbləri ilə əvəz olunur. Beləliklə, indi biz TVEL-in nə demək olduğunu, necə hazırlandığını və ümumiyyətlə nə üçün lazım olduğunu bilirik. Bununla belə, bütün nüvə reaktorlarının belə elementlərə ehtiyacı yoxdur və bunlar RTG-lərdir.

RTG

Radioizotop termoelektrik generatoru prinsipcə nüvə reaktorlarına bənzəyən cihazdır, lakin onların prosesi atom parçalanmasının zəncirvari reaksiyasına deyil, istiliyə əsaslanır. Sadə dillə desək, bu, radioaktiv material ilə çoxlu istilik istehsal edən və öz növbəsində birbaşa elektrik enerjisinə çevrilən böyük bir qurğudur. Nüvə reaktorlarından fərqli olaraq, RTG-lərdə hərəkət edən hissələr yoxdur, onlar daha etibarlı, yığcam və davamlıdır. Lakin eyni zamanda onların effektivliyi xeyli aşağıdır.

Onlardan əsasən başqa yollarla enerji əldə etmək mümkün olmayan və ya bu üsullar çox çətin olan şəraitdə istifadə olunurdu. SSRİ illərində RTG-lər tədqiqat vəUzaq Şimalın meteoroloji stansiyaları, sahil mayakları, dəniz şamandıraları və s.

Hazırda onların xidmət müddəti başa çatıb, lakin onlardan bəziləri hələ də orijinal bazalarında qalır və çox vaxt hətta heç bir şəkildə qorunmur. Nəticədə qəzalar baş verir, məsələn, əlvan metal ovçuları bir neçə belə qurğunu sökməyə çalışaraq güclü radiasiya aldılar və Gürcüstanda yerli sakinlər onlardan istilik mənbəyi kimi istifadə etdilər və həmçinin şüa xəstəliyinə tutuldular.

Beləliklə, indi biz yanacaq elementlərinin dizaynını bilirik və onların tərifini sökdük. TVEL reaktorun vacib hissələridir, onsuz işləmək mümkün deyil.