Ядерная промышленность и энергетика. Добыча урановой руды и получение соединений урана. Изготовление тепловыделяющих элементов. Использование ядерного топлива в реакторах для производства электроэнергии. Переработка и захоронение радиоактивных отходов.
В настоящее время, в связи с ростом производства и возрастанием потребностей человечества происходит рост потребляемой энергии. В связи с этим промышленная отрасль любой страны стремиться нарастить выпуск кокса, нефтепродуктов и ядерных материалов. Так, например, за январь-июль 2011 года объем производства кокса, нефтепродуктов и ядерных материалов в Белоруссии увеличился на 22,6% к аналогичному уровню прошлого года, до 26885,7 млрд. белорусских рублей (около $5,4 млрд.). Отрасль производства кокса включает в себя не только добычу самой этой разновидности угля для промышленного использования, но еще и разработку месторождений торфа и лигнита. Кокс производят искусственно в коксовых батареях, а делают его из коксующихся углей которые в изобилии на Донбассе.ЯДЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - материалы, содержащие или способные воспроизвести делящиеся (расщепляющиеся) ядерные вещества. К ядерным материалам относят: - обедненный уран - уран, в котором процентное содержание изотопа урана-235 ниже, чем в природном уране; облученный ядерный материал - это ядерный материал, имеющий вследствие облучения нейтронами в ядерном реакторе или в другой ядерной установке мощность эквивалентной дозы излучения более 100 бэр/ч, на расстоянии 1 м без биологической защиты; природный уран - уран, содержащий около 99,28 % изотопа урана-238, около 0,71 % изотопа урана-235 и около 0,01 % изотопа урана-234;Производство ядерных материалов тесно связано с ЯДЕРНЫМ ТОПЛИВНЫМ ЦИКЛОМ. Ядерный топливный цикл - это вся последовательность повторяющихся производственных процессов, начиная от добычи топлива и кончая удалением радиоактивных отходов. В зависимости от вида ядерного топлива и конкретных условий ядерные топливные циклы могут различаться в деталях, но их общая принципиальная схема сохраняется, рисунок 1. Ядерная промышленность и энергетика объединены в сложный производственный комплекс, называемый ядерным топливным циклом (рисунок 2) и обеспечивающим технологии: - добычи урановой руды и получения соединений урана;Рассмотрим более подробно ядерный топливный цикл до АЭС: 1 Добыча руды: Начальная стадия топливного цикла - горнодобывающее производство, т.е. урановый рудник, где добывается урановая руда. Среднее содержание урана в земной коре довольно велико и расценивается как 75*10-6 . Урана примерно в 1000 раз больше, чем золота и в 30 раз больше чем серебра. В большинстве случаев уран в рудах представлен не одним, а несколькими минеральными образованиями. Следующая обязательная стадия ядерного топливного цикла - аффинаж, в котором завершается очистка соединений урана от примесей и особенно от элементов, обладающих большим сечением захвата нейтронов (гафний, бор, кадмий и т.д.). Следовательно прежде чем изготавливать топливо природный уран, содержащий только 0,72% урана-235, необходимо обогатить, т.е. разделить изотопы урана-235 и урана-238.Сейчас уже трудно поверить, что в самые первые годы после зарождения атомной энергетики практически все радиоактивные отходы выбрасывались почти как обычный мусор. Если прибавить отходы энергоустановок атомных подводных лодок и т.п., их общее количество будет ничтожным по сравнению с десятками и сотнями миллионов тонн традиционных отходов. Среди них главный вклад вносят стронций - 90 (период полураспада Т=29,2 года), криптон - 85 (10,8 года), технеций - 99 (213тыс. лет) и цезий - 137 (28,6 года). А кроме долгоживущих продуктов деления, остаются еще и трансурановые элементы - актиноиды: нептуний, плутоний, америций, кюрий; все они, как известно, радиоактивны, с очень большими периодами полураспада (десятки и сотни тысяч лет). 2 Извлечение оставшегося урана: После выдержки в бассейне отработавшее топливо перевозят на радиохимический завод для извлечения оставшегося урана, а также плутония.Известно, что наиболее освоенными и широко используемыми источниками энергии на Земле в настоящее время являются: - полезные ископаемые органического происхождения, - возобновляемые источники энергии также органического происхождения (древесное топливо и т. п.), - источники гидравлической энергии (пригодные для этой цели реки и другие водоемы). В совокупности эти источники удовлетворяют современные потребности человечества в энергии приблизительно на 80%. широкое использование древесного топлива для удовлетворения существующих сегодня потребностей грозит очевидной экологической катастрофой; возможности использования энергии водоемов также весьма ограничены и сопряжены с негативным влиянием на экологию. Поэтому, перспективным направлением для развития энергосистем в ближайшем будущем будет оставаться ядерная энергетика, несмотря на возможные опасности связанные с использованием радиоактивных материалов, как основного топлива ядерных энергетических установок.
План
ПЛАН
ВВЕДЕНИЕ
1. ЯДЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2. ЯДЕРНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЦИКЛ
2.1 Ядерный топливный цикл до АЭС
2.2 АЭС
2.3 Ядерный топливный цикл после АЭС
ВЫВОД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Вывод
Известно, что наиболее освоенными и широко используемыми источниками энергии на Земле в настоящее время являются: - полезные ископаемые органического происхождения, - возобновляемые источники энергии также органического происхождения (древесное топливо и т. п.), - источники гидравлической энергии (пригодные для этой цели реки и другие водоемы).
В совокупности эти источники удовлетворяют современные потребности человечества в энергии приблизительно на 80%.
Однако: - запасы полезных ископаемых довольно ограничены и распределены на Земле весьма не равномерно с геополитической точки зрения;
- широкое использование древесного топлива для удовлетворения существующих сегодня потребностей грозит очевидной экологической катастрофой;
- возможности использования энергии водоемов также весьма ограничены и сопряжены с негативным влиянием на экологию.
Поэтому, перспективным направлением для развития энергосистем в ближайшем будущем будет оставаться ядерная энергетика, несмотря на возможные опасности связанные с использованием радиоактивных материалов, как основного топлива ядерных энергетических установок.
По мнению специалистов, в настоящее время атомным электростанциям нет альтернативы с точки зрения производства электроэнергии с минимальным воздействием на окружающую природу.
Одной из главных проблем, мешающей активно развиваться отрасли ядерного производства можно назвать стремительное падение цен на добытый и обогащенный уран. Изза избытка этого топлива, образовавшегося на рынке совсем недавно, многим предприятиям пришлось сократить собственные производственные мощности почти на шестнадцать процентов.
Общей проблемой для отраслей производства кокса, нефтепродуктов и ядерных материалов является сильное загрязнение окружающей среды. Как бы много не было сделано за последние годы в сфере природоохранных мероприятий, а все равно этого мало и экология близлежащих районов очень сильно страдает от выброса твердых, жидких и газообразных отходов. Даже спад промышленного производства кокса и урана не слишком изменил сложившуюся ситуацию, ведь уровень загрязнения при этом в мировом масштабе уменьшился всего на четыре с половиной процента.
Особо опасно для человечества загрязнение пресной воды, жидкими сточными отходами предприятий производящих нефтепродукты. В нее попадают взвешенные вещества, полностью не переработанные остатки сырой нефти, нитриты и фосфаты. Все это приводит не просто к увеличению жесткости воды, но и делают ее абсолютно непригодной для использования человеком. Задуматься об экологии стоит уже прямо сейчас иначе завтра может быть поздно, что обязательно приведет к глобальной катастрофе.
Поскольку запросы населения планеты в области энергоресурсов растут с каждым днем, то есть только один выход из сложившейся экологической ситуации. Он заключается в поиске новых альтернативных источников энергии, например, более активно следует использовать возможности солнечных батарей и гидроэлектростанций. Еще одним шагом к уменьшению загрязнения должна стать модернизация оборудования, ведь на некоторых предприятиях оно уже работает более трех десятков лет, подвергаясь лишь ремонтам и сервисному обслуживанию.
Список литературы
1 Маргулова Т. Х., Порушко Л. А. Атомные электрические станции. - Учебник для техникумов. - М.: Энергоиздат, 1982. - 264 с., ил.
2 Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы: Учебник для ВУЗОВ - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 280 с., ил.
3 Атомные электрические станции / Под ред. Л. М. Воронина. М.: Энергия, 1977
4
5
6
7
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
