Yoqilg'i qoplama materiallari. Yoqilg'i tayoqchasi - fizik ensiklopediya Reaktor ishining boshlanishi

Yaqinda o'z blogimda men sizga dunyodagi eng qimmat metall - Kaliforniya-252 qanday va qayerda ishlab chiqarilganligini aytdim. Ammo bu juda qimmat moddani ishlab chiqarish Dimitrovgraddagi Atom reaktorlari ilmiy tadqiqot institutining (NIIAR) yagona faoliyati emas. 70-yillardan beri tadqiqot markazida Yoqilg'i texnologiyalari bo'limi mavjud bo'lib, u erda uran oksidi donadorini ishlab chiqarish va allaqachon nurlangan yadro yoqilg'isini (shu jumladan qurol darajasidagi plutoniy) qayta ishlashning ekologik toza usullarini ishlab chiqmoqda.

Bundan tashqari, u erda yoqilg'i agregatlari (FA) ham ishlab chiqariladi - boshqariladigan yadro reaktsiyasi orqali reaktorda issiqlik energiyasini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan qurilmalar. Aslida, bular reaktor uchun batareyalar. Men ushbu maqolada ular qanday va nimadan tayyorlanganligi haqida gapirmoqchiman. Biz nurlanish darajasi yuqori bo'lgan "issiq" kameraning ichki qismini ko'rib chiqamiz, yadro yoqilg'isi uran oksidi qanday ko'rinishini ko'rib chiqamiz va g'ayrioddiy oynadagi ikki oynali oyna qancha turishini bilib olamiz.

Men yadroviy reaktorning tuzilishi va ishlash printsipi haqida batafsil ma'lumot bermayman, lekin tushunishni osonlashtirish uchun sovuq suv oqadigan va issiq suv oqadigan va u elektr lasan bilan isitiladigan uy suv isitgichini tasavvur qiling ( TEN). Yadro reaktorida elektr spirali yo'q, lekin yonilg'i agregatlari - ko'plab yupqa metall quvurlardan iborat uzun olti burchakli - yonilg'i elementlari (yoqilg'i elementlari), ularda siqilgan uran oksidi planshetlari mavjud.

(fotosurat manbasi - sdelanounas.ru)

Uran yadrolarining doimiy bo'linishi tufayli suv yoki boshqa sovutish suvini yuqori haroratgacha qizdiradigan katta miqdorda issiqlik chiqariladi. Va keyin sxema bo'yicha:

(manba - lab-37.com)

Odatda, yonilg'i yig'indisi 2,5-3,5 m uzunlikdagi yonilg'i elementlarining olti burchakli to'plami bo'lib, u taxminan reaktor yadrosining balandligiga to'g'ri keladi. FA zanglamaydigan po'latdan yoki tsirkonyum qotishmasidan tayyorlanadi (neytronlarning so'rilishini kamaytirish uchun). Reaktorda yadro yoqilg'isini hisobga olish va harakatini soddalashtirish uchun yonilg'i elementlari (nozik quvurlar) yonilg'i agregatlariga yig'iladi. Bitta yonilg'i majmuasi odatda 18-350 yonilg'i elementini o'z ichiga oladi. Reaktor yadrosi odatda 200-1600 yonilg'i agregatlarini o'z ichiga oladi (reaktor turiga qarab).

Reaktor (qozon) qopqog'i shunday ko'rinadi, uning ostida yonilg'i agregatlari vertikal holatda joylashgan. Bir kvadrat - bitta yig'ilish. Bitta yig'ilish - taxminan 36 trubka (quyidagi fotosuratda ko'rsatilgan RBMK reaktori uchun; boshqa reaktorlar uchun ko'proq naychalar mavjud, ammo kamroq agregatlar).

(fotosurat manbai - visualrian.ru)

Va yonilg'i agregatlarini tashkil etuvchi yonilg'i tayoq trubkasi shunday joylashtirilgan:

RBMK reaktorining yonilg'i elementi tuzilishi: 1 - vilka; 2 - uran dioksidi tabletkalari; 3 - tsirkonyum qobig'i; 4 - bahor; 5 - vtulka; 6 - maslahat.

Yoqilg'i elementlari (naychalar) va yonilg'i yig'ish korpusi:

Va agar uran oksidi sehrli planshetlari yadroviy reaktsiya paytida boshqa elementlarga parchalanmasa, hamma narsa yaxshi bo'lar edi. Bu sodir bo'lganda, reaktorning reaktivligi zaiflashadi va zanjir reaktsiyasi o'z-o'zidan to'xtaydi. Uni yadrodagi uran (yoqilg'i elementlari) almashtirilgandan keyingina davom ettirish mumkin. Quvurlarda to'plangan barcha narsalarni reaktordan tushirish va ko'mish kerak. Yoki qayta ishlatish uchun qayta ishlash jozibadorroq, chunki atom sanoatida hamma chiqindisiz ishlab chiqarish va qayta tiklanishga intiladi.
telsizlar. Agar imkoningiz bo'lsa, nega yadroviy chiqindilarni saqlashga pul sarflashingiz kerak, aksincha, bu pulni ularni ishlab chiqarishga majbur qilishingiz mumkin?

Aynan RIARning ushbu bo'limida ular radioaktiv go'ngni foydali elementlarga va hech qachon hech qachon foydali bo'lmaydigan narsalarga ajratish, ishlatilgan yadro yoqilg'isini qayta tiklash texnologiyalari ustida ishlamoqda.

Shu maqsadda kimyoviy ajratish usullari ko'pincha qo'llaniladi. Eng oddiy variant - eritmani qayta ishlash, ammo bu usul eng katta miqdordagi suyuq radioaktiv chiqindilarni ishlab chiqaradi, shuning uchun bu texnologiya faqat yadroviy davrning boshida mashhur edi. Hozirgi vaqtda RIAR "quruq" deb ataladigan usullarni takomillashtirmoqda, ular ancha kamroq qattiq chiqindilarni ishlab chiqaradi, ularni yo'q qilish ancha oson bo'lib, uni shishasimon massaga aylantiradi.

Ishlatilgan yadro yoqilg'isini qayta ishlashning barcha zamonaviy texnologik sxemalari Purex jarayoni (inglizcha Pu U Recovery EXtraction dan) deb ataladigan ekstraksiya jarayonlariga asoslanadi, bu uran aralashmasidan plutoniyni uning parchalanish mahsulotlari bilan qaytaruvchi qayta ekstraktsiyasidan iborat. Qayta ishlash jarayonida ajratilgan plutoniy uran oksidi bilan aralashmada yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin. Ushbu yoqilg'i MOX (Mixed-Oxide fuel, MOX) deb ataladi. Shuningdek, u RIARda, Yoqilg'i texnologiyalari bo'limida olinadi. Bu istiqbolli yoqilg'i.

Barcha tadqiqot va ishlab chiqarish jarayonlari operatorlar tomonidan masofadan turib, yopiq kameralarda va himoya qutilarida amalga oshiriladi.

Bu shunday ko'rinadi:

Bunday elektromexanik manipulyatorlar yordamida operatorlar "issiq" kameralarda maxsus jihozlarni boshqaradilar. Operator yuqori radioaktivlikdan faqat qalinligi 10 sm bo'lgan 9-10 ta alohida plitalardan iborat bo'lgan metr qalinlikdagi qo'rg'oshinli shisha bilan himoyalangan.

Faqat bitta stakanning narxi Ulyanovskdagi kvartiraning narxi bilan taqqoslanadi va butun kamera deyarli 100 million rublga baholanadi. Radiatsiya ta'sirida shisha asta-sekin shaffofligini yo'qotadi va uni almashtirish kerak. Suratda manipulyatorning "qo'lini" ko'rasizmi?

Manipulyatorni mohirona boshqarishni o'rganish uchun sizga ko'p yillik mashg'ulotlar va tajriba kerak. Ammo ularning yordami bilan ba'zan kamera ichidagi kichik yong'oqlarni ochish va tortish kabi operatsiyalarni bajarish kerak bo'ladi.

"Issiq" kameralar zalidagi stolda siz shisha kapsulalarda yadro yoqilg'isi namunalarini ko'rishingiz mumkin. Ko'pgina laboratoriya mehmonlari doimo bu chamadonga yon tomonga qarashadi va yaqinlashishdan qo'rqishadi. Ammo bu juda real bo'lsa-da, shunchaki qo'g'irchoq. Uran dioksidi aynan shunday ko'rinishga ega bo'lib, undan yoqilg'i tayoqchalari uchun sehrli yoqilg'i granulalari - yaltiroq qora kukun tayyorlanadi.

Uran dioksidi fazali o'tishlarga ega emas va uran metalli bilan yuqori yadro haroratida sodir bo'ladigan kiruvchi jismoniy jarayonlarga kamroq sezgir. Uran dioksidi tsirkonyum, niobiy, zanglamaydigan po'lat va yonilg'i agregatlari va yonilg'i novdalari ishlab chiqariladigan boshqa materiallar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Bu xususiyatlar uni yadro reaktorlarida ishlatish, yuqori harorat va natijada reaktorning yuqori samaradorligini olish imkonini beradi.

Manipulyator boshqaruv paneli biroz boshqacha modifikatsiyadir. Bu kamerada shisha yo'q, shuning uchun kuzatuv ichkariga o'rnatilgan kameralar yordamida amalga oshiriladi.

Nima bu?! Issiq kameradagi odammi?! Lekin...

Hechqisi yo‘q, bu “toza” kamera. Texnik xizmat ko'rsatish vaqtida undagi radiatsiya darajasi ruxsat etilgan qiymatlardan oshmaydi, shuning uchun siz maxsus radio himoya vositalarisiz ham ishlashingiz mumkin. Ko'rinishidan, aynan shu kamerada yonilg'i agregatlarini yakuniy yig'ish allaqachon uran granulalari bilan to'ldirilgan yonilg'i tayoqlaridan amalga oshiriladi.

Bu ochiq yadro yoqilg'isiga unchalik qulay emasligini hisobga olsak, laboratoriyadagi radiatsiya darajasi tabiiy qiymatlardan oshmaydi. Bularning barchasiga qat'iy radiatsiyaviy xavfsizlik texnikasi orqali erishiladi. Odamlar o'nlab yillar davomida sog'lig'iga zarar etkazmasdan operator sifatida ishlashadi.

Garchi atom energiyasi bugungi kunda to'liq xavfsiz bo'lmasa-da, butun dunyo bo'ylab yopilgandan ko'ra ko'proq reaktor va elektr stansiyalari qurilmoqda. Shunday qilib, Amerika Qo'shma Shtatlarida ishlaydigan reaktorlar soni endigina yuzdan oshdi, Frantsiyada (sayyoradagi ikkinchi tinch atomlar soni) - 60 ga yaqin va ular mamlakatda ishlab chiqarilgan elektr energiyasining qariyb 80 foizini ta'minlaydi.

Yadro reaktori uchun yoqilg'i yoqilg'i tayoqlaridir. Bu boshqariladigan zanjir reaktsiyasi to'g'ridan-to'g'ri sodir bo'ladigan element. Yadro qozonining "o'tinlari" qanday ishlaydi, ular qanday ishlab chiqariladi va elektr stantsiyasining qalbidagi yoqilg'i bilan nima sodir bo'ladi?

Yadro zanjiri reaksiyasi nima

Ma'lumki, atomlarning yadrolari proton va neytronlardan iborat. Masalan, uran atomining yadrosida 92 proton va 143 yoki 146 neytron mavjud. Uran yadrosidagi musbat zaryadlangan protonlar orasidagi itarilish kuchi juda katta, bitta (!) atomda taxminan 100 kgf. Biroq, yadro ichidagi kuchlar yadroning bir-biridan uchib ketishiga to'sqinlik qiladi. Erkin neytron uran yadrosiga urilganda (faqat neytral zarracha yadroga yaqinlasha oladi), ikkinchisi deformatsiyalanadi va ikki yarmiga va ikki yoki uchta erkin neytronga tarqaladi.

Bu juda erkin neytronlar boshqa atomlarning yadrolariga hujum qiladi va hokazo. Shunday qilib, to'qnashuvlar soni eksponent ravishda oshadi va bir soniya ichida radioaktiv metallning butun massasi parchalanadi. Bu parchalanish parchalarning yorug'likka yaqin tezlikda barcha yo'nalishlarda tarqalishi bilan birga keladi; ularning atrof-muhit molekulalari bilan to'qnashuvi bir necha million darajagacha qizib ketishiga olib keladi. Bu oddiy yadro portlashining surati. TVEL bu hodisani tinch yo'nalishga qaratmoqda. Bu qanday sodir bo'ladi?

Boshqariladigan yadro reaktsiyasi

Yadro reaktsiyasi o'zini tuta olishi va zanjirli reaktsiyaga aylanishi uchun etarli miqdordagi radioaktiv yoqilg'i kerak ("kritik massa" deb ataladi). Yadro qurolida bu masala oddiygina hal qilinadi: oddiy trotil portlashi yordamida har birining massasi kritik darajadan bir oz kamroq bo'lgan qurol darajasidagi metallning ikkita quymasi (uran 235, plutoniy 239 va boshqalar) bir butunga birlashtiriladi.

Bu usul atomdan tinch maqsadlarda foydalanish uchun mos emas. Rasmda oddiy yadro reaktorining tuzilishi sxematik ko'rsatilgan. Har bir yonilg'i elementi (yoqilg'i elementi - uran yoqilg'isi) massa jihatidan kritikdan kamroq, ammo ularning umumiy og'irligi bu belgidan oshadi. Yoqilg'i tayoqlari bir-biriga yaqin joylashgan bo'lib, erkin neytronlarni "almashtiradi". Ushbu o'zaro neytron bombardimoni tufayli reaktorda yadro zanjiri reaktsiyasi saqlanadi. Grafit tayoqchalar yadroviy jarayonning o'ziga xos "tormozi" rolini o'ynaydi. Grafit neytronlarni yaxshi yutish xususiyatiga ega, bu moddaning tayoqchalari yonilg‘i tayoqchalari orasiga qo‘yilganda reaksiya susayadi. Bu erkin neytronlar almashinuvini butunlay to'xtatadi.

Shunday qilib, reaktsiya doimiy avtomatik nazorat ostida. Parchalanish sovutish suvi muhitida uran yadrolari bo'laklarining harakatlanishi bilan birga keladi, ular uni kerakli haroratgacha isitadi.

Elektr energiyasi qanday ishlab chiqariladi?

Atom elektr stantsiyasining keyingi dizayni gaz, mazut yoki ko'mirda ishlaydigan an'anaviy termal stansiyadan unchalik farq qilmaydi. Farqi shundaki, issiqlik elektr stantsiyasida issiqlik qazib olinadigan uglevodorodlarni yoqish orqali olinadi, atom elektr stantsiyasida esa sovutish suvi yadro reaktorlarining yonilg'i tayoqlari bilan isitiladi.

500-800 ° S haroratga keltiriladigan sovutish suvi (u o'ta qizdirilgan suv, eritilgan tuzlar va hatto suyuq metallar bo'lishi mumkin) suvni maxsus issiqlik almashtirgichda isitadi va uni quruq bug'ga aylantiradi. Bug 'generator bilan bir xil milga o'rnatilgan turbinani aylantiradi, bu elektr tokini hosil qiladi.

Ular nima?

Birinchi yadro reaktorlari bir hil qurilmalar edi. Ular yadro yoqilg'isi bo'lgan qozonlar edi (odatda suyuq, kamroq gazsimon). Bu uran tuzlari yoki zaif boyitilgan uran eritmasi, ba'zan uran changining suspenziyasi va boshqalar. Jarayon yadroga erkin neytronlarni yaxshi sekinlashtiradigan plastinka yoki tayoq shaklida moderatorni kiritish orqali tartibga solingan. Issiqlik suvga to'g'ridan-to'g'ri yadroda joylashgan issiqlik almashtirgichlar orqali, masalan, ko'mir pechidagi panjaralar orqali uzatildi.

Bizning rasmimizda heterojen yadro reaktori ko'rsatilgan, hozirda dunyoda mutlaq ko'pchilik mavjud. Bunday "yadro qozonlari" ni saqlash, ulardagi yoqilg'ini almashtirish, ta'mirlash osonroq, ular eski bir hil bo'lganlarga qaraganda xavfsizroq va ishonchli.

Uran yonilg'i tayoqlaridan foydalanishning yana bir afzalligi - uran yadrolarining neytron nurlanishi natijasida ularda plutoniy 239 kabi elementning paydo bo'lishi, keyinchalik u kichik o'lchamli yadro reaktorlari uchun yoqilg'i, shuningdek qurol sifatida ishlatiladi. metall.

Atom elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i qayerdan olinadi?

Uran dunyoning koʻpgina mamlakatlarida ochiq usulda (karerda) yoki kon usulida qazib olinadi. Dastlab rudada uranning o‘zi ham emas, uning oksidi ham bor. Metallni oksiddan ajratish murakkab kimyoviy transformatsiyalar zanjiridir. Dunyodagi har bir davlat ham yadro yoqilg'isi ishlab chiqaruvchi korxonalarni sotib olishga qodir emas.

Keyingi vazifa qazib olingan uranni boyitishdir. Uran 235 ning 1% dan kamrog'i tabiiy materialda, qolgani 238 izotopidir. Bu ikki elementni ajratish juda qiyin. Uranni boyitish uchun sentrifugalar juda murakkab qurilmalardir.

Uran yuqori darajada boyitish uchun (235 izotopining tarkibi 20% gacha ko'tarildi), u gazga aylanganidan keyin minglab qayta ishlash bosqichidan o'tishi kerak.

TVEL qanday ishlaydi?

Boyitilgan uran muhandislar qo'liga tushadi, ammo u hali ham yadro yoqilg'isi uchun ishlatiladi. Ushbu yoqilg'ining ishlab chiqarilishi kukunli metallurgiyaga o'xshaydi. Kukunli metall (yoki uning kimyoviy birikmalari) diametri taxminan bir santimetr bo'lgan kichik tabletkalarga bosiladi.

Uran metallidan tayyorlangan mahsulotlar reaktor ichidagi do'zax sharoitlariga bardosh berishga ko'proq mos keladi, ammo sof elementni ishlab chiqarish juda qimmat. Uran dioksidi ancha arzon, lekin u katta bosim va issiqlik ostida parchalanmasligi uchun uni 1000 ° C dan yuqori haroratda juda katta bosim ostida pishirish kerak.

TVEL - bu po'lat yoki temir-molibden qotishmalaridan tayyorlangan trubaga joylashtirilgan taxminan 2-4 metr uzunlikdagi bunday yuvish vositalarining to'plami. Yoqilg'i tayoqlarining o'zlari bir necha o'nlab yoki hatto yuzlab to'plamga yig'iladi. Ushbu to'plam yoqilg'i yig'ilishi (FA) deb ataladi.

FA to'g'ridan-to'g'ri yadroviy reaktorning yuragiga o'rnatiladi. Bitta reaktorda ularning soni bir necha yuzga yetishi mumkin. Uran parchalanishi natijasida yonilg'i tayoqlari issiqlik ishlab chiqarish qobiliyatini yo'qotadi, keyin ular almashtiriladi. Ammo 4% 235 izotopigacha boyitilgan bir kilogramm texnik uran yadroviy reaktorda ishlash muddati davomida 300 standart ikki yuz litrlik isitiladigan moyni yoqish natijasida olinadigan energiya miqdorini ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ladi.

Yaqinda o'z blogimda men dunyodagi eng qimmat metall - Kaliforniya-252 qanday va qayerda ishlab chiqarilganligi haqida gapirib berdim. Ammo bu juda qimmat moddani ishlab chiqarish Dimitrovgraddagi Atom reaktorlari ilmiy tadqiqot institutining (NIIAR) yagona faoliyati emas. 70-yillardan beri tadqiqot markazida Yoqilg'i texnologiyalari bo'limi mavjud bo'lib, u erda uran oksidi donadorini ishlab chiqarish va allaqachon nurlangan yadro yoqilg'isini (shu jumladan qurol darajasidagi plutoniy) qayta ishlashning ekologik toza usullarini ishlab chiqmoqda.

(fotosurat manbasi - sdelanounas.ru)

Uran yadrolarining doimiy bo'linishi tufayli suv yoki boshqa sovutish suvini yuqori haroratgacha qizdiradigan katta miqdorda issiqlik chiqariladi. Va keyin sxema bo'yicha:

(manba - lab-37.com)

Odatda, yonilg'i yig'indisi 2,5-3,5 m uzunlikdagi yonilg'i elementlarining olti burchakli to'plami bo'lib, u taxminan reaktor yadrosining balandligiga to'g'ri keladi. FA zanglamaydigan po'latdan yoki tsirkonyum qotishmasidan tayyorlanadi (neytronlarning so'rilishini kamaytirish uchun). Reaktorda yadro yoqilg'isini hisobga olish va harakatini soddalashtirish uchun yonilg'i elementlari (nozik quvurlar) yonilg'i agregatlariga yig'iladi. Bitta yoqilg'i majmuasi odatda 18-350 yonilg'i elementini o'z ichiga oladi. Reaktor yadrosi odatda 200-1600 yonilg'i agregatlarini o'z ichiga oladi (reaktor turiga qarab).

Reaktor (qozon) qopqog'i shunday ko'rinadi, uning ostida yonilg'i agregatlari vertikal holatda joylashgan. Bir kvadrat - bitta yig'ilish. Bitta yig'ilish taxminan 36 trubkadan iborat (quyidagi fotosuratda ko'rsatilgan RBMK reaktori uchun; boshqa reaktorlar uchun ko'proq naychalar mavjud, ammo kamroq agregatlar).

(fotosurat manbai - visualrian.ru)

Va yonilg'i agregatlarini tashkil etuvchi yonilg'i tayoq trubkasi shunday joylashtirilgan:

RBMK reaktorining yonilg'i elementi dizayni: 1 - vilka; 2 - uran dioksidi tabletkalari; 3 - tsirkonyum qobig'i; 4 - bahor; 5 - vtulka; 6 - maslahat.

Yoqilg'i elementlari (naychalar) va yonilg'i yig'ish korpusi:

Shu maqsadda kimyoviy ajratish usullari ko'pincha qo'llaniladi. Eng oddiy variant - eritmani qayta ishlash, ammo bu usul eng katta miqdordagi suyuq radioaktiv chiqindilarni ishlab chiqaradi, shuning uchun bu texnologiya yadroviy davrning boshida mashhur edi. Hozirgi vaqtda RIAR "quruq" deb ataladigan usullarni takomillashtirmoqda, ular ancha kamroq qattiq chiqindilarni ishlab chiqaradi, ularni yo'q qilish ancha oson bo'lib, uni shishasimon massaga aylantiradi.

Barcha tadqiqot va ishlab chiqarish jarayonlari operatorlar tomonidan masofadan turib, yopiq kameralarda va himoya qutilarida amalga oshiriladi.

Bu shunday ko'rinadi:

Manipulyator boshqaruv paneli biroz boshqacha modifikatsiyadir. Bu kamerada shisha yo'q, shuning uchun kuzatuv ichkariga o'rnatilgan kameralar yordamida amalga oshiriladi.

Nima bu?! Issiq kameradagi odammi?! Lekin…

Maqolada yonilg'i tayoqlari nima, ular nima uchun kerak, ular qayerda qo'llanilishi, qanday yaratilganligi va yonilg'i tayoqchalarini ishlatmaydigan reaktorlar mavjudligi haqida gapiriladi.

Atom davri

Ehtimol, energiyaning eng yosh tarmog'i yadrodir. Faqat 19-asrning oxirida olimlar radioaktivlik nima ekanligini va qanday moddalar bu xususiyatlarga ega ekanligini qisman tushunishga muvaffaq bo'lishdi. Va bu bilim ko'p odamlarning hayotini yo'qotdi, chunki radiatsiyaning tirik organizmlarga halokatli ta'siri uzoq vaqt davomida noma'lum bo'lib qoldi.

Keyinchalik radioaktiv materiallar fuqarolik va harbiy hayotda qo'llanilishini topdi. Hozirgi vaqtda barcha rivojlangan mamlakatlar o'zlarining atom qurollari va atom elektr stantsiyalariga ega bo'lib, ular qazib olinadigan yoqilg'idan yoki suv kabi tabiiy resurslardan qat'i nazar, katta hajmdagi energiya olish imkonini beradi (gap GESlar haqida ketmoqda).

TVEL bu...

Ammo elektr energiyasi yoki boshqa maqsadlarda ishlab chiqarish uchun qurish uchun avvalo tegishli yoqilg'ini tayyorlash kerak, chunki tabiiy uran radioaktivlikka ega bo'lsa-da, uning energiyasi etarli emas. Shuning uchun reaktorlarning ko'p turlarida yoqilg'i ishlatiladi, bu esa o'z navbatida yonilg'i tayoqchalari deb ataladigan maxsus qurilmalarga yuklanadi. Yoqilg'i elementi - bu yadro reaktorining bir qismi bo'lgan va ularning dizayni va yoqilg'i turini o'z ichiga olgan maxsus qurilma bo'lib, biz batafsilroq tahlil qilamiz.

Dizayn

Reaktor turiga qarab, yonilg'i elementlarining ba'zi parametrlari farq qilishi mumkin, ammo ularning umumiy dizayni va dizayn printsipi bir xil. Oddiy qilib aytganda, yonilg'i tayoqchasi boshqa metallardan yasalgan ichi bo'sh trubka bo'lib, uning ichiga uran dioksidi yoqilg'i granulalari o'rnatiladi.

Yoqilg'i

Uran eng ko'p ishlatiladigan radioaktiv material bo'lib, undan sanoatda ham, qurol-yarog'da ham qo'llaniladigan ko'plab boshqa izotoplar ishlab chiqariladi. Uning qazib olinishi ko'mir qazib olishdan unchalik farq qilmaydi va tabiiy holatida u odamlar uchun mutlaqo xavfsizdir. Demak, mahbuslar qaerga surgun qilingani haqidagi hikoyalar afsonadan boshqa narsa emas. Odam radiatsiya kasalligidan ko'ra quyosh nuri etishmasligi va shaxtadagi mashaqqatli mehnatdan o'lish ehtimoli ko'proq.

Uran juda oddiy qazib olinadi - tosh portlashlar natijasida parchalanadi, shundan so'ng u yer yuzasiga etkaziladi, u erda saralanadi va keyingi ishlov beriladi. Uranni boyitish jarayoni turli usullar bilan amalga oshirilishi mumkin, ammo Rossiyada bu gaz sentrifugalari yordamida amalga oshiriladi. Birinchidan, uran gazsimon holatga aylanadi, shundan so'ng gaz markazdan qochma kuch ta'sirida sentrifugalarda ajratiladi va kerakli izotoplar ajratiladi. Shundan so'ng ular uran dioksidiga aylanadi, planshetlarga bosiladi va yonilg'i tayoqchalariga yuklanadi. Bu yonilg'i elementlari uchun yoqilg'i ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan usuli.

Ilova

Reaktordagi yonilg'i tayoqlarining soni uning o'lchamiga, turiga va quvvatiga bog'liq. Ishlab chiqarilgandan so'ng, ular reaktorga yuklanadi, u erda yadroviy parchalanish reaktsiyasi boshlanadi, buning natijasida energiya manbai bo'lib xizmat qiladigan juda katta miqdordagi issiqlikning kuchli chiqishi sodir bo'ladi. Bundan tashqari, reaktor quvvati ish joyidagi yonilg'i elementlari soni bilan boshqarilishi mumkin. Vaqti-vaqti bilan, ular ishlatilganda, ular yangilari, "yangi" uran dioksidi planshetlari bilan almashtiriladi. Shunday qilib, endi biz yonilg'i tayoqchalari nimani anglatishini, ular qanday yaratilganligini va nima uchun kerakligini bilamiz. Biroq, barcha yadroviy reaktorlar bunday elementlarni talab qilmaydi va bu RTGlar.

RTG

Radioizotop - printsipial jihatdan yadro reaktorlariga o'xshash qurilma, ammo ularning jarayoni atomlarning parchalanishining zanjirli reaktsiyasiga emas, balki termal reaktsiyaga asoslangan. Oddiy qilib aytganda, bu radioaktiv material bilan juda ko'p issiqlik ishlab chiqaradigan, o'z navbatida to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylanadigan katta qurilma. Yadro reaktorlaridan farqli o'laroq, RTGlar harakatlanuvchi qismlarga ega emas va ular ishonchli, ixcham va bardoshlidir. Ammo ayni paytda ular ancha past samaradorlikka ega.

Ular asosan energiyani boshqa yo'llar bilan olish mumkin bo'lmagan yoki bu usullar juda qiyin bo'lgan sharoitlarda ishlatilgan. SSSR davrida RTGlar Uzoq Shimolning tadqiqot va meteorologik stantsiyalariga, qirg'oq chiroqlari, dengiz kemalari va boshqalarga etkazib berildi.

Hozirgi vaqtda ularning xizmat qilish muddati tugagan, ammo ularning ba'zilari hali ham asl joylarida qolmoqda va ko'pincha hech qanday tarzda himoyalanmagan. Buning natijasida baxtsiz hodisalar ro'y beradi, masalan, rangli metallar uchun ovchilar ushbu qurilmalarning bir nechtasini demontaj qilishga urinib ko'rdilar va kuchli radiatsiya oldilar va Gruziyada mahalliy aholi ularni issiqlik manbalari sifatida ishlatishdi va radiatsiya kasalligidan aziyat chekdilar.

Shunday qilib, endi biz yoqilg'i elementlarining tuzilishini bilamiz va ularning ta'rifini tahlil qildik. Yoqilg'i tayoqlari reaktorning muhim qismlari bo'lib, ularsiz ishlash mumkin emas.