TVEL je Podrobna analiza

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Članek govori o tem, kaj je TVEL, za kaj je potreben, kje se uporablja, kako nastane in ali obstajajo reaktorji, ki ne uporabljajo TVEL.

Atomska starost

Verjetno najmlajša veja energije je jedrska. Šele ob koncu 19. stoletja so znanstveniki lahko delno razumeli, kaj je radioaktivnost, radioaktivni razpad in katere snovi imajo te lastnosti. In to znanje je stalo veliko življenj, saj je bil škodljiv učinek sevanja na žive organizme dolgo časa neznan.

Mnogo kasneje so bili radioaktivni materiali uporabljeni tako v civilnem življenju kot v vojski. Trenutno imajo vse razvite države svoje jedrsko orožje in jedrske elektrarne, ki vam omogočajo, da dobite veliko energije ne glede na fosilna goriva ali naravne vire, kot je voda (govorimo o hidroelektrarnah).

TVEL je…

Toda da bi zgradili jedrski reaktor za proizvodnjo električne energije ali druge namene, morate najprej izdelati ustrezno gorivo, saj naravni uran, čeprav ima radioaktivnost, vendar njegova energija ni dovolj. Zato večina vrst reaktorjev uporablja gorivo na osnovi obogatenega urana in to vnato pa se naloži v posebne naprave, imenovane TVEL. TVEL je posebna naprava, ki je del jedrskega reaktorja in vsebuje jedrsko gorivo. Podrobneje bomo analizirali njihovo zasnovo in vrsto goriva.

Oblikovanje

Odvisno od vrste reaktorja se lahko nekateri parametri gorivnih elementov razlikujejo, vendar sta njihova splošna zasnova in načelo naprave enaka. Poenostavljeno povedano, TVEL je votla cev iz zlitine cirkonija z nekaterimi drugimi kovinami, v katero so vgrajeni peleti goriva iz uranovega dioksida.

gorivo

Uran je najbolj "potujoči" radioaktivni material, na njegovi podlagi se proizvajajo številni drugi izotopi, ki se uporabljajo tako v industriji kot v orožju. Njegovo pridobivanje se ne razlikuje veliko od pridobivanja premoga, v naravnem, naravnem stanju pa je popolnoma varno za ljudi. Torej zgodbe o rudnikih urana, kamor pošiljajo dosmrtno obsojene zapornike, niso nič drugega kot mit. Človek bi raje umrl zaradi pomanjkanja sončne svetlobe in trdega dela v rudniku kot zaradi sevalne bolezni.

Rudnik urana je zelo preprost - eksplozije zlomijo skalo, nato pa jo dostavijo na površje, kjer se sortirajo in nadalje predelajo. Postopek obogatitve urana se lahko izvaja na različne načine, v Rusiji pa se to izvaja s plinskimi centrifugami. Najprej se uran pretvori v plinasto stanje, nato pa se plin loči v centrifugah pod delovanjem centrifugalne sile inželeni izotopi se ločijo. Po tem se pretvorijo v uranov dioksid, stisnejo v tablete in naložijo v gorivno palico. To je najpogostejši način za proizvodnjo goriva za gorivne celice.

Prijava

Število gorivnih palic v reaktorju je odvisno od njegove velikosti, vrste in moči. Po izdelavi se naložijo v reaktor, kjer se začne reakcija jedrskega razpada, zaradi česar pride do močnega sproščanja ogromne količine toplote, ki služi kot vir energije. Moč reaktorja je mogoče nadzorovati tudi s številom gorivnih elementov v delovnem območju. Občasno jih ob uporabi zamenjamo z novimi, s “svežimi” tabletami uranovega dioksida. Zdaj vemo, kaj pomeni TVEL, kako so narejeni in zakaj so sploh potrebni. Vendar pa vsi jedrski reaktorji ne potrebujejo takšnih elementov in to so RTG.

RTG

Radioizotopni termoelektrični generator je naprava, ki je načeloma podobna jedrskim reaktorjem, vendar njihov proces ne temelji na verižni reakciji atomskega razpada, temveč na toploti. Preprosto povedano, to je velika naprava, ki proizvaja veliko toplote z radioaktivnim materialom, ki se nato pretvori neposredno v električno energijo. Za razliko od jedrskih reaktorjev RTG nimajo gibljivih delov, so bolj zanesljivi, kompaktni in vzdržljivi. Toda hkrati imajo veliko nižjo učinkovitost.

Uporabljali so jih predvsem v tistih razmerah, kjer je nemogoče pridobiti energijo na druge načine ali pa so te metode zelo težke. V letih ZSSR so bili RTG dobavljeni za raziskave inmeteorološke postaje skrajnega severa, obalni svetilniki, morske boje itd.

Trenutno se jim je iztekla življenjska doba, vendar nekateri še vedno ostajajo na svojih originalnih bazah in pogosto niti niso zaščiteni na noben način. Posledično se zgodijo nesreče, na primer lovci na barvne kovine so poskušali razstaviti več takšnih naprav in prejeli močno sevanje, v Gruziji pa so jih lokalni prebivalci uporabljali kot vire toplote in so tudi zboleli za sevalno boleznijo.

Zdaj poznamo zasnovo gorivnih elementov in razstavimo njihovo definicijo. TVEL so pomembni deli reaktorja, brez katerih delovanje ni mogoče.