Jaderné palivo: druhy a zpracování

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Jaderná energetika se skládá z velkého počtu podniků pro různé účely. Suroviny pro tento průmysl se těží z uranových dolů. Poté se dodává do podniků na výrobu paliva.

Palivo je dále přepravováno do jaderných elektráren, kde vstupuje do aktivní zóny reaktoru. Když jaderné palivo dosáhne konce své životnosti, je přepracováno. Odpad ze zpracování podléhá likvidaci. Stojí za zmínku, že nebezpečný odpad vzniká nejen po zpracování paliva, ale také v jakékoli fázi – od těžby uranu až po práci v reaktoru.

Jaderné palivo

Pohonné hmoty jsou dvojího druhu. První je uran těžený v dolech, respektive přírodního původu. Obsahuje suroviny, které jsou schopné tvořit plutonium. Druhým je palivo, které je uměle vytvořené (sekundární).

Jaderné palivo se také dělí podle chemického složení: kovové, oxidové, karbidové, nitridové a smíšené.

Těžba uranu a výroba paliva

Velký podíl produkce uranu pochází pouze z několika zemí: Ruska, Francie, Austrálie, USA, Kanady a Jižní Afriky.

Uran je hlavním prvkem pro palivo v jaderné elektrárněelektrárny. Aby se dostal do reaktoru, prochází několika fázemi zpracování. Ložiska uranu se nejčastěji nacházejí vedle zlata a mědi, takže jeho těžba probíhá s těžbou drahých kovů.

Při těžbě je lidské zdraví velmi ohroženo, protože uran je toxický materiál a plyny, které se při jeho těžbě uvolňují, způsobují různé formy rakoviny. I když samotná ruda obsahuje velmi malé množství uranu – od 0,1 do 1 procenta. Populace, která žije v blízkosti uranových dolů, je také více ohrožena.

Obohacený uran je hlavním palivem pro jaderné elektrárny, ale po jeho využití zůstává obrovské množství radioaktivního odpadu. Přes všechna svá nebezpečí je obohacování uranu základním procesem pro výrobu jaderného paliva.

V přírodní formě je uran téměř nemožné použít kdekoli. Aby bylo možné jej používat, musí být obohaceno. K obohacování se používají plynové odstředivky.

Obohacený uran se používá nejen v jaderné energetice, ale také při výrobě zbraní.

Doprava

V jakékoli fázi palivového cyklu existuje doprava. Provádí se všemi dostupnými prostředky: po zemi, po moři, vzduchem. Je to velké riziko a velké nebezpečí nejen pro životní prostředí, ale i pro lidi.

Při přepravě jaderného paliva nebo jeho prvků dochází k mnoha nehodám, při kterých dochází k úniku radioaktivních prvků. Toto je jeden zmnoho důvodů, proč je jaderná energie považována za nebezpečnou.

Vyřazení reaktorů z provozu

Žádný z reaktorů nebyl rozebrán. I nechvalně proslulá jaderná elektrárna Černobyl. Věc se má tak, že podle odborníků se cena demontáže rovná, nebo dokonce převyšuje cenu výstavby nového reaktoru. Nikdo však nemůže s jistotou říci, kolik peněz bude potřeba: náklady byly vypočítány na základě zkušeností s demontáží malých stanic pro výzkum. Odborníci nabízejí dvě možnosti:

1. Uložte reaktory a vyhořelé jaderné palivo na skládky.
2. Postavte sarkofágy nad vyřazenými reaktory.

V příštích deseti letech asi 350 reaktorů po celém světě vyřadí z provozu a musí být vyřazeny z provozu. Ale protože nebyla vynalezena nejvhodnější metoda z hlediska bezpečnosti a ceny, tento problém se stále řeší.

Nyní je po celém světě v provozu 436 reaktorů. Samozřejmě je to velký přínos pro energetický systém, ale je to velmi nebezpečné. Studie ukazují, že za 15–20 let budou moci být jaderné elektrárny nahrazeny stanicemi, které fungují na větrnou energii a solární panely.

Jaderný odpad

V důsledku jaderných elektráren vzniká obrovské množství jaderného odpadu. Přepracování jaderného paliva za sebou zanechává i nebezpečný odpad. Žádná ze zemí však nenašla řešení problému.

Dnes je jaderný odpad uchováván v dočasných skladech, v bazénech s vodou nebo je pohřben hluboko pod zemí.

Nejbezpečnější způsob jeskladování ve speciálních skladovacích zařízeních, ale i zde je možný únik radiace, stejně jako u jiných metod.

Jaderný odpad má ve skutečnosti určitou hodnotu, ale vyžaduje přísné dodržování pravidel pro jeho skladování. A to je ten nejnaléhavější problém.

Důležitým faktorem je doba, po kterou je odpad nebezpečný. Každá radioaktivní látka má svou vlastní dobu rozpadu, během které je toxická.

Druhy jaderného odpadu

Při provozu jakékoli jaderné elektrárny se její odpad dostává do životního prostředí. Toto je voda pro chlazení turbín a plynný odpad.

Jaderný odpad se dělí do tří kategorií:

1. Nízkoúrovňové - oděvy pro zaměstnance jaderných elektráren, laboratorní vybavení. Takový odpad může pocházet i z lékařských institucí, vědeckých laboratoří. Nepředstavují velkou hrozbu, ale vyžadují bezpečnostní opatření.
2. Střední úroveň - kovové nádoby, ve kterých se přepravuje palivo. Jejich úrovně radiace jsou poměrně vysoké a ti, kteří jsou v jejich blízkosti, by měli být chráněni.
3. Vyhořelé jaderné palivo a jeho produkty mají vysokou úroveň. Úroveň radioaktivity rychle klesá. Existuje velmi málo vysoce aktivního odpadu, asi 3 procenta, ale obsahuje 95 procent veškeré radioaktivity.