Szukaj

środa, 23 sierpień 2017
Strona główna
Wiadomości
www.nuclear.pl - Wiadomości


Elektrownia PDF Drukuj E-mail
Dodał wtorek
wtorek, 15 marzec 2005
Elektrownia Atomowa Gundremmingen (Niemcy)
Elektrownia Atomowa Gundremmingen (Niemcy)
Elektrownia Atomowa Grohnde (Niemcy)
Elektrownia Atomowa Grohnde (Niemcy)
Rozwój techniki w drugiej połowie XIX wieku i powstanie ogromnej ilości urządzeń elektrycznych wymusił rozwój elektrowni, których zadaniem jest dostarczać prąd elektryczny do poszczególnych odbiorców. Elektrownie mogą pobierać energię potrzebną do wytworzenia prądu z różnych źródeł. Mogą być to elektrownie cieplne, które ciepło wytworzone podczas spalania paliw kopalnych zamieniają na energię prądu; mogą być wiatrowe, słoneczne, geotermalne itd. W latach czterdziestych w związku z powstaniem pierwszych reaktorów powstał nowy typ elektrowni - elektrownie jądrowe. W elektrowni jądrowej enegię uzyskujemy nie ze spalania paliw kopalnych, lecz z rozszczepiania jąder atomowych. Kocioł zostaje tu zastąpiony reaktorem jądrowym, czyli urządzeniem, w którym wytwarzana jest energia jądrowa. W reaktorze przebiega kontrolowana reakcja łańcuchowa, podczas której rozszczepiane jest tyle jąder, ile potrzeba do wytworzenia energii elektrycznej.

Reaktor wodny wrzący

Turbina
Turbina
Budowa elektrowni atomowej
Budowa elektrowni atomowej
Reaktor wodny wrzący
Reaktor wodny wrzący
W reaktorze wodnym wrzącym zamieniamy wodę w parę za pomocą energii jądrowej. Następuje to w zbiorniku ciśnieniowym reaktora. Para pod ciśnieniem około 7MPa napędza turbinę, która dostarcza generatorowi energii potrzebną do wytworzenia prądu. We wspomnianym zbiorniku ciśnieniowym reaktora, który w omawianym przykładzie posiada ścianki o grubości 16 cm, znajduje się rdzeń reaktora, przez który przepływa woda doprowadzana do wrzenia. Rdzeń reaktora składa się z około 800 elementów paliwowych. Każdy element paliwowy znajduje się w blaszanym pojemniku, do którego woda dostaje sie przez otwór w spodzie. Woda wypełnia pojemnik i styka się z 64 prętami paliwowymi, czyli prętami wykonanymi np. z rozszczepialnego uranu. Pręty składają się zazwyczaj ze wzbogaconego uranu w postaci dwutlenku uranu (UO2). Podczas rozszczepiania jąder uranu wydziela się duża ilość energii, którą w formie ciepła odbiera woda chłodząca (chłodziwo). Woda służy też jednocześnie jako moderator (hamuje więc do tego stopnia prędkie neutrony, powstałe podczas każdego rozszczepienia jądra, że same mogą powodować dalsze rozszczepienia). Gdyby wszystkie powstałe w tej reakcji neutrony przyczyniały się do dalszego rozszczepiania, reaktor wyszedłby spod kontroli i wytwarzałby za dużo energii - stałby się wybuchającą bombą atomową. Aby temu zapobiec, każdy reaktor zawiera takie materiały, jak bor lub kadm, które absorbują (pochłaniają) neutrony, w takim stopniu, aby reakcja nie wymknęła się spod kontroli, ale też by nie "zgasła". Neutrony pochłaniane są przez wspomniane materiały, które tworzą pręty sterujące, które są wsuwane do reaktora mniej lub bardzej głęboko - w zależności od potrzeb. Bardziej wysunięte to mniejsze pochłanianie i większa ilość rozszczepień. Mniej wysunięte to spowolniona reakcja. Wsuwaniem i wysuwaniem prętów łatwo można kontrolować reakcję, a w razie potrzeby zadusić. Pręty, ze względu na znaczną szybkość reakcji jądrowych i konieczność jeszcze szybszego reagowania, posiadają sterowanie automatyczne. Podczas pierwszego uruchomienia reaktora trzeba dostarczyć neutronów z zewnętrznego źródła. Po chwilowym zatrzymaniu reakcji nie jest to konieczne. Elementy paliwowe dostarczają wtedy dostatecznej ilości neutrnów, aby uruchomić reakcję jądrową przez wysunięcie prętów sterujących.

Reaktor wodny ciśnieniowy

Budowa - zbiornik ciśnieniowy reaktora
Budowa - zbiornik ciśnieniowy reaktora
Turbina
Turbina
Schemat reaktora wodnego ciśnieniowego
Schemat reaktora wodnego ciśnieniowego
Budowa elektrowni jądrowej
Budowa elektrowni jądrowej
W reaktorze wodnym ciśnieniowym woda stykająca się z rdzeniem reaktora nie gotuje się. Unie możliwia jej to ogromne ciśnienie - rzędu 15 MPa. Woda ta krąży w obiegu pierwotnym i w odpowiedniej wytwornicy pary ogrzewa wodę obiegu wtórnego, a zatem nie styka się z nią bezpośrednio. Woda obiegu pierwotnego schładza się przy tym z 330C do 290C. Podczas gdy woda obiegu wtórnego wrze i wytworzoną parą napędza turbinę i generator, to woda obiegu pierwotnego, ciągle w stanie ciekłym, jest pompowana do rdzenia, gdzie ponownie ogrzewa się do 330C. Odpowiedni regulator ciśnienia zapewni stałe ciśnienie tej wody. Typowy reaktor wodny ciśnieniowy o mocy 1300 MW ma rdzeń zawierający około 200 elementów paliwowych po 300 prętów paliwowych każdy. Sterowanie reaktorem odbywa się z jednej strony przez zmianę stężenia roztworu boru (pochłaniającego neutrony) w wodzie obiegu pierwotnego, z drugiej strony zaś przez pręty regulacyjne, zawierające kadm, które, jak już poprzednio jest wspomniane, można wsuwać i wysuwać. Woda także jest tu spowalniaczem. Gdy reaktor nadmiermie się nagrzewa, to gęstość wody maleje. Tym samym prędkie neutrony są słabiej wyhamowywane, liczba rozszczepień dostarczających energii maleje i cały układ się ochładza. Reaktor taki, podobnie jak i wrzący, nosi nazwę lekkiego ponieważ stosuje się w nim "zwykłą" wodę, a nie "ciężką".

Reaktor powielający

Schemat reaktora prędkiego powielającego
Schemat reaktora prędkiego powielającego
Jądra U-238 mogą wchłaniać neutrony, przemieniając się przy tym w jądra plutonu, które można łatwo rozszczepić i wykorzystać do produkcji energii. Reaktor powielając wykorzystuje tą własność. Jako materiał rozszczepialny jest w nim stosowany Pu-239, który podczas rozpadu produkuje 2 lub 3 neutrony. Jeden z nich jest potrzebny do podtrzymania reakcji łańcuchowej, podczas gdy pozostałe są przekazywane do jąder U-238, które przemieniają się w Pu-239. Tak powstaje nowe paliwo. Reaktor wytwarza w ten sposób nowe paliwo. W optymalnym przypadku może wytworzyć nawet więcej paliwa niż sam zużył. Ten proces zachodzi także w innnych typach reaktorów, ale w marginalnych ilościach. Zasoby U-238 są znaczne, więc powszechnie uważa się, że w przyszłości takie reaktory odegrają duża role w wytwarzaniu energii. Technika ta, dzięki wykorzystywaniu nierozszczepialnego U-238, jest sześćdziesięciokrotnie bardziej wydajna od tradycyjnej uranowej. Przemiana U-238 w Pu przebiega lepiej z neutronami prędkimi niż wolnymi. W reaktorze prędkim powielającym wykorzystuje się właśnie te prędkie neutrony do procesu powielania. Przy małej zawartości plutonu proces przebiegiałby ze zbyt małą wydajnością, stąd w owych reakcjach elementy paliwowe zajmują 20-30% plutonu i 70-80 % U-238. Jest prawie 10-krotnie więcej materiału rozszczepialnego niż we wcześniejszych typach reaktorów, więc istnieje wiele niebezpieczeństw i trudności technicznych związanych z budową i eksploatacją takich siłowni. Reaktor składa się z elementów paliwowych, w których wytwarzana jest energia oraz z elementów powielających, gdzie powstaje nowe paliwo. Z powodu obecności dużej ilości materiału rozszczepialnego wytwarzanie ciepła w elementach paliwowych jest bardziej intensywne. Dlatego ochładza się taki reaktor ciekłym sodem, który dobrze przewodzi ciepło, ale w przeciwieństwie do wody słabo hamuje neutrony. Są więc one ciągle prędkie. Obieg pierwotny ciekłego sodu ogrzewa ciekły sód w obiegu wtórnym. Ten doprowadza do wrzenia, a wytworzona para napędza urządzenia produkujące prąd.

Reaktor wysokotemperaturowy

Reaktor wysoko- temperaturowy
Reaktor wysoko- temperaturowy
Reaktor taki zużywa jako surowiec energetyczny obok uranu także tor-232, który w trakcie pracy reaktora pochłania neutrony i przemienia się z rozszczepialny U-233. Stosowane paliwo ma postać drobnych granulek, które następnie zasklepia się w kulach grafitowych wielkości piłki tenisowej. Grafit służy jako moderator hamujący neutrony. Wytworzone w reaktorze ciepło podgrzewa gaz - na przykład obojętny chemicznie hel - do około 900C. Gaz ten z kolei odparowywuje wodę, która napędza turbinę. Reaktor taki posiada wysoką sprawność.

Reaktor niejednorodny ze spowalniaczem stałym

Basen na wypalone elementy paliwowe
Basen na wypalone elementy paliwowe
Yellow cake
Yellow cake
Procesy reakcji jądrowych przeprowadza się w tzw. reaktorach jądrowych. Paliwem do reaktorów jądrowych są pręty, ruru, blachy uranowe lub plutonowe (92233U, 92235U, 94239Pu). Paliwo jądrowe w takich reaktorach rozmieszczone jest w masie ciekłego (np. wody lub ciężkiej) wody lub stałego spowalniacza, tworząc rdzeń lub strefę aktywną reaktora. Gdy paliwo tworzy ze spowalniaczem niejednorodną masę, wtedy taki reaktor nazywamy niejednorodnym (heterogenicznym). Rdzeń otoczony jest warstwą materiału odbijającego neutrony - tzw. zwierciadłem lub neutronem. Jako zwierciadło może służyć grafit, woda, woda ciężka, BeO). Zadaniem zwieciadła jest zmniejszenie masy paliwa jądrowego do wartości mniejszej od masy krytycznej, która byłaby potrzebna w reaktorze bez zwierciadła. Osłona wykonana z betonu ma chronić obsługę przed szkodliwym promieniowaniem. Ciepło wytwarzane w reaktorze jest odprowadzane za pośrednictwem cieczy chłodzącej (ciało ogrzewane w reaktorze to chłodziwo). Aby zapobiec przedostawania się produktów rozszczepiania do chłodziwa pręty paliwowe są umieszczone w osłonie wykonananej z materiałów możliwie jak najmniej pochłaniającej neutrony (magnez, cyrkon i stopy). Chłodziwo oddaje ciepło w wymienniku ciepła innej łatwo wrzącej substancji. Chłodziwem może być woda, powietrze, dwutlenek węgla, oraz ciekłe metale (sód, rzadziej potas i ich stopy). Do pompowania ciekłych metali stosowane są pompy elektromagnetyczne, działające na zasadzie oddziaływania magnetycznego na ciekły metal, przez który płynie prąd elektryczny. Zaletą tych pomp jest to, że nie posiadają częściruchomych, podatnych na uszkodzenia. Do kierowania pracą reaktora służą pręty sterujące. Są one wykonane z metali o dużym przekroju czynnym ( silnie pochłaniające neutrony), np. kadmu, baru lub hafnu. Mogą być wsuwane do wnętzra reaktora lub wysuwane. Gdy pręty są wsunięte, to wówczas na wskutek silnego pochłaniania neutronów reakcja zostaje zahamowana. Im bardziej są wysunięte tym szybsza i gwałtowniejsza reakcja jądrowa. Reakcje jądrowe zachodzą bardzo szybko, więc potrzebna jest automatyczna regulacja wysunięcia prętów w zależności od liczby powstałych neutronów. W każdym reaktorze są kanały do wytwarzania izotopów promieniotwórczych. W reaktorach, których głównym zadaniem jest wytwarzanie energii jest to uboczny produkt, ale niektóre reaktory (np. polskie Maria i Ewa), służą głównie do tego.

Reaktor jednorodny

Wydobycie uranu
Wydobycie uranu
W tym przypadku rdzeń reaktora jest wypełniony roztworem wodnym jakiegoś pierwiastka, będącego paliwem jądrowym, np siarczanu uranylu UO2SO4, lub inną cieczą, a nawey proszkiem. Zaletami takiego reaktora uniknięcie trudnej i kosztownej produkcji prętów paliwowych i kłopotów związanych z wymianą prętów. We wszystkich tych reaktorach występują dwa obiehi, co ma chronić obsługę reaktora przed promieniowaniem: pierwotny-przechodzący przez reaktor i wtórny z turbiną parową

Obieg paliwowy - wydobywanie uranu, usuwanie odpadów radioaktywnych i przerób zużytego paliwa

Wydobycie uranu
Wydobycie uranu
Rudy uranu
Rudy uranu
Do elektrowni jądrowych trzeba dostarczyć paliwa, ale i także usuwać z nich jego wypalone pozostałości. Zawarte w tych pozostałościach rozszczepialne jądra należy odzyskać, a nieużyteczne i nebezpieczne odpady usunąć. Ten cykl procesów tworzy tzm. obieg paliwowy. Zaczyna się on od wydobywania rud uranu i toru w kopalniach lub w odkrywkach. Ruda jest następnie poddawana obróbce, przemianom i wzbogacaniu, zanim posłuży do wykonania prętów paliwowych, które w końcu trzeba dowieźć do reaktora. Równie ważny jak opisany tu proces zaopatrywania w paliwo jest proces usuwania odpadów z elektrowni jądrowych. Jego początkiem jest wyjęcie wysłużonych elementów paliwowych, które najpierw są składowane w chłodzonym wodą basenie, następnie w składzie pośrednim, a na koniec trafiają do zakładu odzysku. Tam oddziela się odpady od materiałów nadających się do ponownego zastosowania. Z odzyskanego paliwa jądrowego wykonuje się nowe elementy paliwowe, zaś promieniotwórcze odpady opakowuje się i składuje w bezpiecznych podziemnych składowiskach, zwanych mogilnikami.

Wydobywanie uranu

Instalacja wzbogacania uranu
Instalacja wzbogacania uranu
Schematy wzbogacania uranu
Schematy wzbogacania uranu
Uran jest metalem ciężkim, który otrzymujemy z rud uranowych. Najbardziej znaną z nich jest smółka uranowa, składająca się w 95% z tlenku uranu i występująca nieraz w postaci wielotonowych bloków. Większość pozostałych rud zawiera niestety znacznie mniej uranu. Wydobycie staje się opłacalne, gdy tona rudy zawiera co najmniej kilka kg uranu. Ruda wydobyta w kopalniach lub odkrywkach musi najpierw zostać poddana obróbce. Polega ona na łamaniu, mieleniu i wyługowaniu. W rezultacie otrzymujemy ostatecznie ponad 70-procentowy koncentrat uranowy, tzw. "yellow cake", czyli "żółte ciasto". Jest to produkt wyjściowy do dalszej obróbki.'

Otrzymywanie uranu wzbogaconego

Element paliwowy
Element paliwowy
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Montaż elementu paliwowego
Montaż elementu paliwowego
Czysty uran naturalny jest dla elektrowni jądrowych nieprzydatny. jako że tylko w 0,7% składa się z rozszczepialnego U-235, a pozostałe 99,3% stanowi nieco cięższy, nierozszczepialny U-238. Obydwa izotopy uranu nie różnią się między sobą pod względem chemicznym, stąd do wzbogacania wykorzystuje się różnicę w ich ciężarze. Najpierw przemienia się uran za pomocą fluoru w gaz, sześciofluorek uranu (UF6), zatem w związek uranu i fluoru. Do rozdzielenia obydwu izotopów uranu można teraz wykorzystać jedną z następujących metod, W metodzie kanalikowej przepuszcza się UF6 z dużą prędkością przez drobne kanaliki o kształtach półkolistych. Występująca tu siła odśrodkowa wypycha składową gazu zawierającą U-238 ku obrzeżom toru, co umożliwia oddzielenie jej od składowej gazu zawierającej lżejszy U-235. Oczywiście w ten sposób nie jest możliwe całkowite rozdzielenie obydwu izotopów. Jeśli jednak połączy się wiele opisanych tu układów w tzw. kaskadę, to otrzyma się w rezultacie gaz zawierający wystarczającą koncentrację atomów U-235. W metodzie dyfuzyjnej przepuszcza się gaz UF6 przez przegrody półprzepuszczalne. Lżejsza składowa z U-235 przechodzi (dyfunduje) przez pory przegród szybciej niż cięższa z U-238. Prowadzi to także do częściowego rozdziału składowych. W metodzie wirówkowej wiruje się gaz w bardzo szybkiej centryfudze. Siła odśrodkowa przyciska składową cięższą silniej do ściany, wobec czego koncentracja lżejszego U-235 w środkowej części wirówki wzrasta. Również i tu osiągamy rozdział U-235 i U-238, choć konieczne jest połączenie wielu układów szeregowo, by uzyskać pożądane wzbogacenie. Inne metody, w których osiągano by wymagane wzbogacenie w pojedynczym procesie, są jeszcze w stadium opracowań.

Budowa elementów paliwowych

Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Widzieliśmy już, że pręty paliwowe elektrowni jądrowych zawierają pastylki wykonane z dwutlenku uranu (UO2). Ten ostatni uzyskujemy ze wzbogaconego gazu UF6 i prasując nadajemy mu postać pastylek o grubości ok. 1,5 cm i średnicy ok. 1 cm. Podane tu wymiary - jak prawie wszystkie dane liczbowe w tej książce - mogą dla różnych elektrowni, a także w różnych państwach nieco się różnić, stanowią jednak typowe wartości przeciętne. Surowe wypraski ogrzewa się do 1700°C, co daje im konieczną spoistość i wytrzymałość. Następnie poddaje się je obróbce mechanicznej z dokładnością do 1/10000 mm i wprowadza w rurki, zwane koszulkami. Dla lepszej wymiany ciepła w koszulki wprowadza się hel. Koszulki ponadto nigdy nie są całkowicie wypełnione pastylkami, gdyż w wyniku rozpadu promieniotwórczego powstają gazy wymagające odpowiedniej przestrzeni, tzw. przestrzeni gazu porozpadowego. Wypełnione i szczelnie zamknięte koszulki stanowią pręty paliwowe; wraz z prętami regulacyjnymi tworzą one elementy paliwowe, których konstrukcja może być bardzo różna, l tak w reaktorze wrzącym znajdujemy często 7x7 prętów paliwowych w wiązce paliwowej, w reaktorze wodnym ciśnieniowym 15x15 lub 20 x 20. Także położenie prętów regulacyjnych może się w różnych reaktorach zasadniczo zmieniać.

Transoprt wypalonych prętów paliwowych

Test pojemników na elementy paliwowe
Test pojemników na elementy paliwowe
Pojemnik na elementy paliwowe
Pojemnik na elementy paliwowe
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Wiemy już, że podczas rozszczepienia jąder powstają w reaktorze lżejsze jądra atomowe o wysokiej radioaktywności, emitujące niebezpieczne promieniowanie. Wysłużony element paliwowy zawiera wielkie ilości takich niebezpiecznych dla życia materiałów, ale także resztki U-235 oraz plutonu. Jeśli nie brać pod uwagę materiałów konstrukcyjnych, to wypalone elementy paliwowe zawierają około 3% wysoko aktywnych produktów rozpadu jądrowego, 95% U-238, 1% U-235 i prawie 1% plutonu, powstałego w procesie powielania z U-238. Niezbędne są najostrzejsze przedsięwzięcia zabezpieczające, aby te materiały nigdy nie przedostały się do środowiska naturalnego. W Republice Federalnej Niemiec postępuje się wtedy następująco. Po wyjęciu z reaktora składa się elementy paliwowe najpierw na pewien czas do wypełnionego wodą basenu, położonego wewnątrz budynku reaktora. Tu ich promieniotwórczość powoli maleje, zmniejsza się także wydzielanie ciepła. Następny krok to transport elementów paliwowych. Do tego celu skonstruowano specjalne pojemniki ze ściankami zewnętrznymi o grubości prawie 50 cm. Zapewniają one całkowite ekranowanie niebezpiecznych materiałów od otoczenia, nawet w przypadku katastrofy. Pojemniki takie muszą m.in. być odporne na upadek z wysokości 9 m na twarde podłoże oraz wytrzymać pożar trwający 30 minut. Nawet upadek z wysokości 1,2 m na stalowe ostrze lub też zderzenie z odrzutowcem nie może im zaszkodzić. W takim zbiorniku o wadze do 120 ton mieści się najwyżej dziewięć elementów paliwowych. Pojemniki te służą do składowania pośredniego albo do transportowania do zakładu przerobu. Obecnie opuszcza niemieckie elektrownie jądrowe corocznie około 250 ton zużytego paliwa jądrowego, co stawia gigantyczne wymagania wobec wszystkich firm, zaangażowanych w procesie usuwania odpadów radioaktywnych.

Składowanie elementów paliwowych

Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Transport elementów paliwowych
Zakład przerobu paliwa
Zakład przerobu paliwa
W elektrowni jądrowej wymienia się co roku prawie trzecią część elementów paliwowych na nowe. W dużej elektrowni jądrowej o mocy 1300 MW opuszcza reaktor rok w rok ok. 30 t uranu. Ten materiał jest wprawdzie skażony groźnymi dla życia produktami rozpadu promieniotwórczego, jednak z drugiej strony zawiera cenne, możliwe do odzyskania materiały rozszczepialne. Stąd usuwanie i obróbka wysłużonych elementów paliwowych jest niezmiernie istotnym czynikiem zarówno z punktu widzenia ochrony środowiska naturalnego, jak i opłacalności przedsięwzięcia. Postępuje się następująco. Po trwającej około roku obecności elementów paliwowych w basenie z wodą w elektrowni jądrowej przenosi się je na tzw. składowiska pośrednie. Elementy paliwowe pozostają w tym czasie wewnątrz pojemników transportowych, zapewniających całkowicie bezpieczne składowanie i chroniących od promieniowania radioaktywnego. Następnie poddaje się pręty paliwowe przeróbce. Nadające się do wykorzystania paliwo zostaje odzyskane i przekazane do produkcji nowych elementów paliwowych. Niebezpieczne produkty rozpadu radioaktywnego są oddzielane i na zawsze składowane w mogilnikach. Istnieje oczywiście możliwość złożenia wypalonych elementów paliwowych w mogilnikach bez żadnej obróbki i odzysku.

Zakłady przerobu paliwa jądrowego

Zakład przerobu paliwa
Zakład przerobu paliwa
Składowanie odpadów pod ziemią
Składowanie odpadów pod ziemią
Pojemnik z odpadami niskoaktywnymi
Pojemnik z odpadami niskoaktywnymi
Zakładem przerobu paliwa jądrowego nazywamy taki zakład, w którym przeprowadza się rozdział poszczególnych składników wypalonych elementów paliwowych. W szczególności należy oddzielić odpady radioaktywne i odzyskać paliwo jądrowe, czyli uran i pluton. Pręty paliwowe zawierają bowiem obok jąder U-235, które nie uległy rozszczepieniu, także pluton-239, powstały w procesie powielenia i nadający się jako paliwo jądrowe. Po odpowiednim leżakowaniu w basenie elektrowni oraz w składowisku pośrednim pręty paliwowe przewozi się w ich pojemnikach transportowych do zakładu przerobu. Są one stale jeszcze wysoce promieniotwórcze, więc od personelu technicznego muszą je oddzielać grube mury betonowe lub szyby ze szkła ołowiowego, a proces przerobu musi być w pełni zautomatyzowany. Pręty paliwowe są najpierw rozdrabniane, a następnie rozpuszczane w kwasie azotowym. Uran, pluton oraz produkty rozpadu rozpuszczają się prawie całkowicie, pozostają natomiast rozdrobnione koszulki prętów paliwowych, które po zabetonowaniu składa się w bezpiecznym miejscu. W następstwie szeregu chemicznych procesów następuje rozdział uranu, plutonu i pozostałych produktów rozpadu. Uran i pluton, po oczyszczeniu, trafiają do fabryki produkującej pręty paliwowe, natomiast odpady radioaktywne są pakowane i przygotowywane do składowania w mogilniku.

Dalsza droga odpadów promieniotwórczych

Składowisko podziemne odpadów
Składowisko podziemne odpadów
Zeszkliwianie odpadów
Zeszkliwianie odpadów
Przygotowanie odpadów do transportu
Przygotowanie odpadów do transportu
Odpady pochodzące z urządzeń atomowych pracujących w instytutach badawczych, elektrowniach jądrowych czy zakładach przerobu wykazują różne stopnie zagrożenia. Słabo aktywne odpady w postaci stałej lub ciekłej są najpierw na drodze stężania, ściskania lub spalania redukowane do możliwie najmniejszej objętości. Następnie zostają zacementowane w beczkach. Średnio aktywne odpady, na przykład rozdrobnione koszulki prętów paliwowych, zacementowuje się także w beczkach. Szczególna ostrożność wymagana jest przy odpadach wysoko aktywnych. Są nimi przede wszystkim rozpuszczone w kwasie azotowym produkty rozpadu. Dają one 99% promieniowania wszystkich odpadów promieniotwórczych! Dla tych niebezpiecznych dla życia substancji opracowano specjalny proces zeszkliwiania. Te wysoko aktywne roztwory najpierw się zagęszcza i chemicznie przetwarza. Następnie w temperaturze 1150°C stapia się je z proszkiem szklanym, tworząc z nich nierozłączny składnik szkliwa, którym wypełnia się grubościenne beczki ze stali nierdzewnej. W zakładzie przerobu przypada na każdą tonę uranu około 130 l wysoko aktywnego odpadu w postaci bloku szkliwa, 5 beczek po 400 l odpadu średnio aktywnego raz 15 beczek słabo aktywnego. Te odpady trzeba zmagazynować w sposób bezpieczny "po wsze czasy", czyli bez ograniczeń czasowych, gdyż nawet po wielu pokoleniach będą one nadal stanowić duże zagrożenie.

Bezpieczne składowanie odpadów promieniotwórczych

Zakład przerobu paliwa
Zakład przerobu paliwa
Zakład przerobu paliwa
Zakład przerobu paliwa
Najlepszym sposobem bezpiecznego składowania odpadów promieniotwórczych na całe tysiąclecia jest złożenie tych niebezpiecznych materiałów w podziemnych pokładach solnych. Beczki z odpadami słabo aktywnymi umieszcza się w komorach wydrążonych w soli kamiennej i przekłada warstwami soli. Po wypełnieniu komory następuje jej uszczelnienie. Przy odpadach średnio aktywnych, przechowywanych także w beczkach, wymagana jest już większa ostrożność. Dla nich przeznaczona jest specjalna komora w pokładzie soli, niedostępna dla ludzi a kontrolowana kamerami telewizyjnymi. Wyrzuca się do niej beczki z zabetonowanymi odpadami. A oto jak składuje się odpady wysoko aktywne w pokładach solnych. Znajdujące się w beczkach ze stali nierdzewnej zeszkliwione odpady umieszcza się na głębokości 1000 m w otworach wiertniczych, które następnie są czopowane. Pokłady soli kamiennej nadają się szczególnie dobrze jako mogilniki. Sól w pokładach jest według obecnego stanu naszej wiedzy absolutnie szczelna, więc żadne zanieczyszczenie promieniotwórcze nie przedostanie się do środowiska, np. do wód gruntowych. Pokład solny w okolicach Gorleben (RFN) ma długość 15 km, szerokość 4 km i leży od 3000 m do 300 m pod powierzchnią ziemi. Przez 100 milionów lat pokład ten praktycznie są nie zmienił, można więc oczekiwać, że i w przyszłości pozostanie stabilny.

Materiały zawarte w tym artykule pochodzą z Atlasu 'Co i Jak' Tom 5 - "Energia Atomowa".

Sponsor
Hosting w KEI.pl
Reklama
Biuro Archtektoniczne
Copyright © 2001 - 2006. Wszystkie prawa zastrzeżone. Mambo. powered by www.webdeco.pl. Hosting w Kei.pl - serwery dedykowane, kolokacja, Kalendarz rajdowy

rajdy słowacja rajdy czechy kalendarz rajdowy rpp rajd rsmp salon forda chorwacja online