Jadrové palivo: druhy a spracovanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Jadrová energetika pozostáva z veľkého počtu podnikov na rôzne účely. Suroviny pre tento priemysel sa získavajú z uránových baní. Potom sa dodáva do podnikov na výrobu paliva.

Ďalej sa palivo prepravuje do jadrových elektrární, kde vstupuje do aktívnej zóny reaktora. Keď jadrové palivo dosiahne koniec svojej životnosti, je prepracované. Odpad zo spracovania podlieha likvidácii. Stojí za zmienku, že nebezpečný odpad vzniká nielen po spracovaní paliva, ale aj v ktorejkoľvek fáze – od ťažby uránu až po prácu v reaktore.

Jadrové palivo

Pohonné hmoty sú dvojakého druhu. Prvým je urán ťažený v baniach, respektíve prírodného pôvodu. Obsahuje suroviny, ktoré sú schopné vytvárať plutónium. Druhým je palivo, ktoré je umelo vytvorené (sekundárne).

Jadrové palivo sa delí aj podľa chemického zloženia: kovové, oxidové, karbidové, nitridové a zmiešané.

Ťažba uránu a výroba paliva

Veľký podiel produkcie uránu pochádza len z niekoľkých krajín: Rusko, Francúzsko, Austrália, USA, Kanada a Južná Afrika.

Urán je hlavným prvkom paliva v jadrovej energetikeelektrárne. Aby sa dostal do reaktora, prechádza niekoľkými fázami spracovania. Ložiská uránu sa najčastejšie nachádzajú vedľa zlata a medi, preto sa jeho ťažba vykonáva s ťažbou drahých kovov.

Pri ťažbe je zdravie ľudí veľmi ohrozené, pretože urán je toxický materiál a plyny, ktoré sa pri jeho ťažbe uvoľňujú, spôsobujú rôzne formy rakoviny. Aj keď samotná ruda obsahuje veľmi malé množstvo uránu – od 0,1 do 1 percenta. Obyvateľstvo, ktoré žije v blízkosti uránových baní, je tiež vystavené väčšiemu riziku.

Obohatený urán je hlavným palivom pre jadrové elektrárne, no po jeho použití zostáva obrovské množstvo rádioaktívneho odpadu. Napriek všetkým nebezpečenstvám je obohacovanie uránu základným procesom výroby jadrového paliva.

V prírodnej forme je urán takmer nemožné použiť kdekoľvek. Aby sa dal použiť, musí byť obohatený. Na obohacovanie sa používajú plynové odstredivky.

Obohatený urán sa využíva nielen v jadrovej energetike, ale aj pri výrobe zbraní.

Doprava

V ktorejkoľvek fáze palivového cyklu existuje doprava. Vykonáva sa všetkými dostupnými prostriedkami: po zemi, po mori, letecky. Je to veľké riziko a veľké nebezpečenstvo nielen pre životné prostredie, ale aj pre ľudí.

Pri preprave jadrového paliva alebo jeho prvkov dochádza k mnohým nehodám, ktoré vedú k úniku rádioaktívnych prvkov. Toto je jeden zveľa dôvodov, prečo sa jadrová energia považuje za nebezpečnú.

Vyraďovanie reaktorov

Žiadny z reaktorov nebol demontovaný. Dokonca aj neslávne známa jadrová elektráreň v Černobyle. Vec sa má tak, že podľa odborníkov sa cena demontáže rovná, ba dokonca prevyšuje cenu výstavby nového reaktora. Nikto však nemôže s istotou povedať, koľko peňazí bude potrebných: náklady boli vypočítané na základe skúseností s demontážou malých staníc na výskum. Odborníci ponúkajú dve možnosti:

1. Umiestnite reaktory a vyhorené jadrové palivo na skládky.
2. Postavte sarkofágy nad vyradenými reaktormi.

V priebehu nasledujúcich desiatich rokov asi 350 reaktorov na celom svete vypadne z prevádzky a musia byť vyradené z prevádzky. Ale keďže nebol vynájdený najvhodnejší spôsob z hľadiska bezpečnosti a ceny, tento problém sa stále rieši.

V súčasnosti je na svete v prevádzke 436 reaktorov. Samozrejme, je to veľký prínos pre energetický systém, ale je to veľmi nebezpečné. Štúdie ukazujú, že o 15-20 rokov budú môcť byť jadrové elektrárne nahradené stanicami, ktoré fungujú na veternú energiu a solárne panely.

Jadrový odpad

V dôsledku jadrových elektrární vzniká obrovské množstvo jadrového odpadu. Prepracovanie jadrového paliva zanecháva za sebou aj nebezpečný odpad. Žiadna z krajín však nenašla riešenie problému.

V súčasnosti sa jadrový odpad skladuje v dočasných skladoch, v bazénoch s vodou alebo je pochovaný hlboko pod zemou.

Najbezpečnejší spôsob jeskladovanie v špeciálnych skladovacích zariadeniach, ale aj tu je možný únik žiarenia, ako pri iných metódach.

Jadrový odpad má v skutočnosti určitú hodnotu, ale vyžaduje si prísne dodržiavanie pravidiel pre jeho skladovanie. A toto je najakútnejší problém.

Dôležitým faktorom je čas, počas ktorého je odpad nebezpečný. Každá rádioaktívna látka má svoj vlastný čas rozpadu, počas ktorého je toxická.

Druhy jadrového odpadu

Počas prevádzky akejkoľvek jadrovej elektrárne sa jej odpad dostáva do životného prostredia. Toto je voda na chladenie turbín a plynný odpad.

Jadrový odpad sa delí do troch kategórií:

1. Nízkoúrovňové - oblečenie pre zamestnancov jadrových elektrární, laboratórne vybavenie. Takýto odpad môže pochádzať aj zo zdravotníckych zariadení, vedeckých laboratórií. Nepredstavujú veľkú hrozbu, ale vyžadujú bezpečnostné opatrenia.
2. Stredná úroveň - kovové nádoby, v ktorých sa prepravuje palivo. Ich úrovne radiácie sú dosť vysoké a tí, ktorí sú v ich blízkosti, by mali byť chránení.
3. Vyhorené jadrové palivo a jeho produkty má vysokú úroveň. Úroveň rádioaktivity rýchlo klesá. Existuje veľmi málo vysokoaktívneho odpadu, asi 3 percentá, ale obsahuje 95 percent všetkej rádioaktivity.