TVEL er Detaljeret analyse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Artiklen taler om, hvad et TVEL er, hvad det skal bruges til, hvor det bruges, hvordan det bliver til, og om der er reaktorer, der ikke bruger TVEL.

Atomic Age

Sandsynligvis er den yngste energigren atomkraft. Først i slutningen af det 19. århundrede var forskerne i stand til delvist at forstå, hvad radioaktivitet, radioaktivt henfald er, og hvilke stoffer der har disse egenskaber. Og denne viden kostede mange menneskeliv, eftersom strålingens skadelige virkning på levende organismer forblev ukendt i lang tid.

Langt senere blev radioaktive materialer brugt både i det civile liv og i militæret. På nuværende tidspunkt har alle udviklede lande deres egne atomvåben og atomkraftværker, som giver dig mulighed for at få en masse energi uanset fossile brændstoffer eller naturressourcer såsom vand (vi taler om vandkraftværker).

TVEL er…

Men for at bygge en atomreaktor til produktion af elektricitet eller andre formål, skal du først lave det passende brændstof, fordi naturligt uran, selv om det har radioaktivitet, men dets energi er ikke nok. Derfor bruger de fleste typer reaktorer brændstof baseret på beriget uran, og det, iigen indlæses i specielle enheder kaldet TVEL. TVEL er en speciel enhed, der er en del af en atomreaktor og indeholder nukleart brændsel. Vi vil analysere deres design og type brændstof mere detaljeret.

Design

Afhængigt af typen af reaktor kan nogle parametre for brændselselementer variere, men deres generelle design og enhedsprincip er de samme. For at sige det enkelt er en TVEL et hult rør lavet af en legering af zirconium med nogle andre metaller, hvori der er installeret pellets af urandioxidbrændstof.

Brændstof

Uran er det mest "omrejsende" radioaktive materiale; på basis af det produceres der mange andre isotoper, der bruges både i industrien og i våben. Dens udvinding er ikke meget forskellig fra udvinding af kul, og i sin naturlige, naturlige tilstand er den absolut sikker for mennesker. Så historierne om uranminer, hvor livstidsdømte fanger sendes, er ikke andet end en myte. En person vil hellere dø af mangel på sollys og hårdt arbejde i minen end af strålingssygdom.

Mine uran er meget simpelt - eksplosioner knækker klippen, hvorefter den bliver leveret til overfladen, hvor den sorteres og viderebearbejdes. Processen med uranberigelse kan udføres på forskellige måder, men i Rusland sker dette ved hjælp af gascentrifuger. Først omdannes uran til gasform, hvorefter gassen udskilles i centrifuger under påvirkning af centrifugalkraft ogde ønskede isotoper adskilles. Derefter omdannes de til urandioxid, presses til tabletter og fyldes i en brændstofstang. Dette er den mest almindelige måde at producere brændstof til brændselsceller på.

Application

Antallet af brændselsstave i en reaktor afhænger af dens størrelse, type og effekt. Efter fremstillingen bliver de læsset ind i en reaktor, hvor den nukleare henfaldsreaktion begynder, som et resultat af hvilken der sker en kraftig frigivelse af en enorm mængde varme, som tjener som energikilde. Reaktoreffekten kan også styres af antallet af brændselselementer i arbejdsområdet. Fra tid til anden, efterhånden som de bruges, udskiftes de med nye, med "friske" urandioxidtabletter. Så nu ved vi, hvad TVEL betyder, hvordan de er lavet, og hvorfor de overhovedet er nødvendige. Det er dog ikke alle atomreaktorer, der har brug for sådanne elementer, og disse er RTG'er.

RTG

En radioisotop termoelektrisk generator er en enhed, der i princippet ligner atomreaktorer, men deres proces er ikke baseret på en kædereaktion af atomisk henfald, men på varme. Kort sagt er der tale om en stor installation, der producerer meget varme med radioaktivt materiale, som igen omdannes direkte til elektricitet. I modsætning til atomreaktorer har RTG'er ikke bevægelige dele, de er mere pålidelige, kompakte og holdbare. Men samtidig har de meget lavere effektivitet.

De blev primært brugt under de forhold, hvor det er umuligt at få energi på andre måder, eller disse metoder er meget vanskelige. I årene med USSR blev RTG'er leveret til forskning ogmeteorologiske stationer i det fjerne nord, kystfyrtårne, søbøjer osv.

I øjeblikket er deres levetid udløbet, men nogle af dem forbliver stadig på deres oprindelige base og er ofte ikke engang beskyttet på nogen måde. Som følge heraf opstår der ulykker, f.eks. forsøgte ikke-jernholdige metaljægere at demontere flere sådanne installationer og modtog stærk stråling, og i Georgien brugte lokale beboere dem som varmekilder og led også af strålingssyge.

Så nu kender vi designet af brændselselementer og har afmonteret deres definition. TVEL er vigtige dele af reaktoren, uden hvilke drift er umulig.