كيف يبدو الوقود النووي المستهلك؟ كم طن من اليورانيوم لكل محطة للطاقة النووية وماذا يحدث. السلامة التشغيلية للطاقة النووية

تتكون الطاقة النووية من عدد كبير من المؤسسات لأغراض مختلفة. ويتم استخراج المواد الخام لهذه الصناعة من مناجم اليورانيوم. ومن ثم يتم تسليمها إلى محطات إنتاج الوقود.

ثم يتم نقل الوقود إلى محطات الطاقة النووية، حيث يدخل إلى قلب المفاعل. عندما يصل الوقود النووي إلى نهاية عمره الإنتاجي، فإنه يخضع للتخلص منه. ومن الجدير بالذكر أن النفايات الخطرة تظهر ليس فقط بعد إعادة معالجة الوقود، ولكن أيضا في أي مرحلة - من تعدين اليورانيوم إلى العمل في المفاعل.

الوقود النووي

هناك نوعان من الوقود. الأول هو اليورانيوم المستخرج في المناجم، وهو من أصل طبيعي. يحتوي على مواد خام قادرة على تكوين البلوتونيوم. والثاني هو الوقود الذي يتم تصنيعه بشكل مصطنع (ثانوي).

وينقسم الوقود النووي أيضًا حسب تركيبه الكيميائي إلى: معدني، وأكسيد، وكربيد، ونيتريد، ومختلط.

تعدين اليورانيوم وإنتاج الوقود

تأتي حصة كبيرة من إنتاج اليورانيوم من عدد قليل من البلدان: روسيا وفرنسا وأستراليا والولايات المتحدة الأمريكية وكندا وجنوب أفريقيا.

اليورانيوم هو العنصر الرئيسي للوقود في محطات الطاقة النووية. للوصول إلى المفاعل، يمر عبر عدة مراحل من المعالجة. في أغلب الأحيان، توجد رواسب اليورانيوم بجوار الذهب والنحاس، لذلك يتم استخراجه مع استخراج المعادن الثمينة.

وفي التعدين تتعرض صحة الإنسان لخطر كبير لأن اليورانيوم مادة سامة، والغازات التي تظهر أثناء تعدينه تسبب أشكالاً مختلفة من السرطان. على الرغم من أن الخام نفسه يحتوي على كمية صغيرة جدًا من اليورانيوم - من 0.1 إلى 1 بالمائة. السكان الذين يعيشون بالقرب من مناجم اليورانيوم معرضون أيضًا لخطر كبير.

اليورانيوم المخصب هو الوقود الرئيسي لمحطات الطاقة النووية، ولكن بعد استخدامه تبقى كمية هائلة من النفايات المشعة. وعلى الرغم من كل مخاطره، فإن تخصيب اليورانيوم هو عملية متكاملة لإنتاج الوقود النووي.

في شكله الطبيعي، لا يمكن استخدام اليورانيوم عمليًا في أي مكان. من أجل استخدامها، يجب إثرائها. وتستخدم أجهزة الطرد المركزي الغازية للتخصيب.

ويستخدم اليورانيوم المخصب ليس فقط في الطاقة النووية، بل أيضا في إنتاج الأسلحة.

مواصلات

في أي مرحلة من مراحل دورة الوقود هناك وسائل النقل. يتم تنفيذها من قبل الجميع طرق يمكن الوصول إليها: عن طريق البر، البحر، الجو. وهذا خطر كبير وخطر كبير ليس على البيئة فحسب، بل على الإنسان أيضًا.

أثناء نقل الوقود النووي أو عناصره، تحدث العديد من الحوادث، مما يؤدي إلى انطلاق العناصر المشعة. وهذا هو أحد الأسباب العديدة التي تجعلها تعتبر غير آمنة.

وقف تشغيل المفاعلات

ولم يتم تفكيك أي من المفاعلات. وحتى محطة تشيرنوبيل سيئة السمعة، بيت القصيد هو أن تكلفة التفكيك، وفقاً للخبراء، تعادل، أو حتى تتجاوز، تكلفة بناء مفاعل جديد. لكن لا أحد يستطيع أن يقول بالضبط مقدار الأموال المطلوبة: فقد تم حساب التكلفة بناءً على تجربة تفكيك المحطات الصغيرة للبحث. يقدم الخبراء خيارين:

1. وضع المفاعلات والوقود النووي المستهلك في مستودعات.
2. بناء التوابيت فوق المفاعلات التي تم إيقاف تشغيلها.

وفي السنوات العشر المقبلة، سيصل نحو 350 مفاعلاً نووياً حول العالم إلى نهاية عمرها الافتراضي، ويجب إخراجها من الخدمة. ولكن بما أنه لم يتم اختراع الطريقة الأنسب للسلامة والسعر، فإن هذه المشكلة لا تزال قيد الحل.

ويوجد حاليًا 436 مفاعلًا نوويًا عاملاً حول العالم. وبطبيعة الحال، هذه مساهمة كبيرة في نظام الطاقة، لكنها غير آمنة على الإطلاق. تظهر الأبحاث أنه في غضون 15 إلى 20 عامًا، سيكون من الممكن استبدال محطات الطاقة النووية بمحطات تعمل بطاقة الرياح والألواح الشمسية.

النفايات النووية

يتم إنشاء كمية هائلة من النفايات النووية نتيجة لأنشطة محطات الطاقة النووية. كما أن إعادة معالجة الوقود النووي تخلف وراءها نفايات خطرة. ومع ذلك، لم تجد أي من الدول حلاً لهذه المشكلة.

اليوم، يتم الاحتفاظ بالنفايات النووية في مرافق تخزين مؤقتة، في برك من المياه، أو مدفونة تحت الأرض بشكل سطحي.

معظم طريقة آمنة- يتم التخزين في مرافق تخزين خاصة، ولكن تسرب الإشعاع ممكن أيضًا هنا، كما هو الحال مع الطرق الأخرى.

في الواقع، النفايات النووية لها بعض القيمة، ولكنها تتطلب الامتثال الصارم لقواعد تخزينها. وهذه هي المشكلة الأكثر إلحاحا.

أحد العوامل المهمة هو الوقت الذي تكون فيه النفايات خطرة. ولكل منها فترة اضمحلال خاصة بها تكون خلالها سامة.

أنواع النفايات النووية

أثناء تشغيل أي محطة للطاقة النووية، تدخل نفاياتها إلى البيئة. هذا ماء لتبريد التوربينات والنفايات الغازية.

تنقسم النفايات النووية إلى ثلاث فئات:

1. مستوى منخفض - ملابس موظفي محطة الطاقة النووية ومعدات المختبرات. يمكن أن تأتي هذه النفايات أيضًا من المؤسسات الطبية، المختبرات العلمية. أنها لا تشكل خطرا كبيرا، ولكنها تتطلب الامتثال لتدابير السلامة.
2. المستوى المتوسط ​​- الحاويات المعدنية التي ينقل فيها الوقود. مستوى إشعاعهم مرتفع جدًا، ويجب حماية الأشخاص القريبين منهم.
3. أما المستوى العالي فهو الوقود النووي المستنفد ومنتجات إعادة معالجته. مستوى النشاط الإشعاعي يتناقص بسرعة. النفايات عالية المستوى صغيرة جدًا، حوالي 3 بالمائة، ولكنها تحتوي على 95 بالمائة من إجمالي النشاط الإشعاعي.

يعد مصنع نوفوسيبيرسك للمركزات الكيميائية أحد الشركات الرائدة في العالم في إنتاج الوقود النووي لمحطات الطاقة النووية ومفاعلات الأبحاث في روسيا و دول أجنبية. الشركة الروسية الوحيدة المصنعة لمعدن الليثيوم وأملاحه. وهي جزء من شركة الوقود TVEL التابعة لمؤسسة روساتوم الحكومية.

انتباه، التعليقات تحت الصورة!

على الرغم من أنه في عام 2011، أنتج المركز الوطني للفوسفات وباع 70% من الاستهلاك العالمي من نظائر الليثيوم-7، إلا أن النشاط الرئيسي للمحطة هو إنتاج الوقود النووي لمفاعلات الطاقة والأبحاث.
تقرير الصور الحالي مخصص لهذا النوع.

سقف مبنى مجمع الإنتاج الرئيسي

ورشة عمل لإنتاج قضبان الوقود ومجمعات الوقود للمفاعلات البحثية

منطقة لإنتاج مسحوق ثاني أكسيد اليورانيوم باستخدام التحلل الحراري بدرجة حرارة عالية

تحميل الحاويات بسادس فلوريد اليورانيوم

غرفة العمليات
ومن هنا يأتي التحكم في عملية إنتاج مسحوق ثاني أكسيد اليورانيوم، الذي تصنع منه بعد ذلك كريات الوقود.

منطقة إنتاج كريات اليورانيوم
في المقدمة، تظهر الثنائيات حيث يتم تخزين مسحوق ثاني أكسيد اليورانيوم.
يقومون بخلط المسحوق والملدنات، مما يسمح بضغط الجهاز اللوحي بشكل أفضل.

كريات الوقود الخزفي النووي
بعد ذلك يتم إرسالها إلى الفرن للتليين.

الشعلة (حرق الهيدروجين) على فرن تلبيد الأقراص
يتم صلب الأقراص في أفران عند درجة حرارة لا تقل عن 1750 درجة في بيئة تقلل الهيدروجين لأكثر من 20 ساعة.

الإنتاج والمراقبة الفنية لكريات الوقود الخزفي النووي
قرص واحد يزن 4.5 جرام يعادل إطلاق طاقة 400 كجم من الفحم، 360 مترًا مكعبًا. م غاز أو 350 كجم زيت.

يتم تنفيذ جميع الأعمال في صناديق باستخدام قفازات خاصة.

تفريغ الحاويات بالأجهزة اللوحية

ورشة عمل لإنتاج قضبان الوقود ومجمعات الوقود لمحطات الطاقة النووية

خط إنتاج قضبان الوقود الآلي

هنا تمتلئ أنابيب الزركونيوم بأقراص ثاني أكسيد اليورانيوم.
والنتيجة هي قضبان وقود جاهزة يبلغ طولها حوالي 4 أمتار - عناصر الوقود.
وتستخدم قضبان الوقود بالفعل لتجميع مجمعات الوقود، وبعبارة أخرى، الوقود النووي.

نقل قضبان الوقود الجاهزة في حاويات النقل
تحتوي أغطية الأحذية أيضًا على عجلات.

منطقة التجمع FA
تركيب لتطبيق طلاء الورنيش على قضبان الوقود

تأمين قضبان الوقود في آلية التحميل

تصنيع الإطار - لحام القنوات وشبكات الفواصل
سيتم بعد ذلك تركيب 312 قضيب وقود في هذا الإطار.

التحكم الفني للإطار

القنوات والشبكات الفاصلة

تقف معدات حزمة قضيب الوقود الآلي

تجميع الشعاع

التحكم الفني لتجميعات الوقود

قضبان الوقود التي تحمل علامات الباركود، والتي يمكن استخدامها حرفيًا لتتبع مسار الإنتاج الكامل للمنتج.

تقف لفحص وتعبئة مجموعات الوقود النهائية

فحص مجموعات الوقود النهائية
تأكد من أن المسافة بين قضبان الوقود هي نفسها.

الانتهاء من تجميع الوقود

حاويات مزدوجة الأنابيب لنقل مجموعات الوقود
ويستخدم الوقود المستخدم في محطات الطاقة النووية المنتج في NCCP في محطات الطاقة النووية الروسية ويتم توريده أيضًا إلى أوكرانيا وبلغاريا والصين والهند وإيران.

دورة الحياةيبدأ الوقود النووي المعتمد على اليورانيوم أو البلوتونيوم في مؤسسات التعدين، والمصانع الكيماوية، وفي أجهزة الطرد المركزي للغاز، ولا ينتهي عند لحظة تفريغ مجموعة الوقود من المفاعل، حيث يجب أن تمر كل مجموعة وقود عبر مسار طويل للتخلص ثم إعادة المعالجة.

استخراج المواد الخام للوقود النووي

اليورانيوم هو أثقل معدن على وجه الأرض. حوالي 99.4% من اليورانيوم الموجود على الأرض هو يورانيوم-238، و0.6% فقط هو يورانيوم-235. ويُظهِر تقرير الكتاب الأحمر الصادر عن الوكالة الدولية للطاقة الذرية أن إنتاج اليورانيوم والطلب عليه آخذ في الارتفاع على الرغم من حادث فوكوشيما النووي، الأمر الذي جعل كثيرين يتساءلون عن آفاق الطاقة النووية. وعلى مدى السنوات القليلة الماضية وحدها، زادت احتياطيات اليورانيوم المؤكدة بنسبة 7%، وهو ما يرتبط باكتشاف رواسب جديدة. وتظل كازاخستان وكندا وأستراليا أكبر المنتجين؛ حيث يقومون بتعدين ما يصل إلى 63% من اليورانيوم الموجود في العالم. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر احتياطيات المعادن في أستراليا والبرازيل والصين وملاوي وروسيا والنيجر والولايات المتحدة الأمريكية وأوكرانيا والصين ودول أخرى. في السابق، كتب برونيدرا أنه في عام 2016، تم استخراج 7.9 ألف طن من اليورانيوم في الاتحاد الروسي.

في الوقت الحاضر، يتم استخراج اليورانيوم في ثلاثة بطرق مختلفة. الطريقة المفتوحة لا تفقد أهميتها. يتم استخدامه في الحالات التي تكون فيها الرواسب قريبة من سطح الأرض. بالطريقة المفتوحة، تقوم الجرافات بإنشاء مقلع، ثم يتم تحميل الخام مع الشوائب في شاحنات قلابة لنقله إلى مجمعات المعالجة.

في كثير من الأحيان يقع الجسم الخام على عمق كبير، وفي هذه الحالة يتم استخدام طريقة التعدين تحت الأرض. يتم حفر منجم يصل عمقه إلى كيلومترين، ويتم استخراج الصخور عن طريق الحفر في انجرافات أفقية، ونقلها إلى أعلى في مصاعد الشحن.

يحتوي الخليط الذي يتم نقله لأعلى بهذه الطريقة على العديد من المكونات. يجب سحق الصخور وتخفيفها بالماء وإزالة الفائض. بعد ذلك، يضاف حمض الكبريتيك إلى الخليط لإجراء عملية الترشيح. خلال هذا التفاعل، يحصل الكيميائيون على راسب من أملاح اليورانيوم اللون الأصفر. وأخيرا، تتم تنقية اليورانيوم مع الشوائب في منشأة للتكرير. وبعد ذلك فقط يتم إنتاج أكسيد اليورانيوم، والذي يتم تداوله في البورصة.

هناك طريقة أكثر أمانًا وصديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة تسمى الترشيح في الموقع (ISL).

مع طريقة التطوير الميداني هذه، تظل المنطقة آمنة للموظفين، وتتوافق الخلفية الإشعاعية مع الخلفية الموجودة فيها المدن الكبرى. لتعدين اليورانيوم باستخدام الترشيح، تحتاج إلى حفر 6 ثقوب في زوايا الشكل السداسي. ومن خلال هذه الآبار، يتم ضخ حمض الكبريتيك إلى رواسب اليورانيوم وخلطه بأملاحه. ويتم استخلاص هذا المحلول، أي ضخه عبر بئر في وسط السداسي. وللوصول إلى التركيز المطلوب لأملاح اليورانيوم، يتم تمرير الخليط عبر أعمدة الامتصاص عدة مرات.

إنتاج الوقود النووي

ومن المستحيل تصور إنتاج الوقود النووي بدون أجهزة الطرد المركزي الغازية التي تستخدم لإنتاج اليورانيوم المخصب. وبعد الوصول إلى التركيز المطلوب، يتم ضغط ثاني أكسيد اليورانيوم في ما يسمى بالأقراص. يتم إنشاؤها باستخدام مواد التشحيم التي تتم إزالتها أثناء إطلاق النار في الأفران. تصل درجة حرارة النار إلى 1000 درجة. بعد ذلك، يتم فحص الأجهزة اللوحية للتأكد من مطابقتها للمتطلبات المذكورة. تعتبر جودة السطح ومحتوى الرطوبة ونسبة الأكسجين واليورانيوم مهمة.

وفي الوقت نفسه، يجري إعداد الأصداف الأنبوبية لعناصر الوقود في ورشة عمل أخرى. العمليات المذكورة أعلاه، بما في ذلك الجرعات اللاحقة وتغليف الأقراص في أنابيب الغلاف، والختم، وإزالة التلوث، تسمى تصنيع الوقود. في روسيا، يتم إنشاء مجمعات الوقود (FA) من قبل شركة Mashinostroitelny Zavod في منطقة موسكو، ومصنع نوفوسيبيرسك للمركزات الكيميائية في نوفوسيبيرسك، ومصنع موسكو للمعادن وغيرها.

يتم إنشاء كل دفعة من مجمعات الوقود لنوع معين من المفاعلات. تصنع مجموعات الوقود الأوروبية على شكل مربع، في حين أن المجموعات الروسية لها مقطع عرضي سداسي. تُستخدم المفاعلات من النوعين VVER-440 وVVER-1000 على نطاق واسع في الاتحاد الروسي. بدأ تطوير عناصر الوقود الأولى لـ VVER-440 في عام 1963، ولـ VVER-1000 - في عام 1978. على الرغم من أن المفاعلات الجديدة التي تستخدم تقنيات السلامة في مرحلة ما بعد فوكوشيما يتم إدخالها بنشاط في روسيا، إلا أن هناك العديد من المنشآت النووية ذات الطراز القديم العاملة في جميع أنحاء البلاد وخارجها، لذلك تظل مجمعات الوقود ذات أهمية متساوية بالنسبة لروسيا. أنواع مختلفةالمفاعلات.

على سبيل المثال، لتوفير مجمعات الوقود لنواة واحدة من مفاعل RBMK-1000، هناك حاجة إلى أكثر من 200 ألف مكون مصنوع من سبائك الزركونيوم، بالإضافة إلى 14 مليون كرية من ثاني أكسيد اليورانيوم الملبد. في بعض الأحيان، يمكن أن تتجاوز تكلفة تصنيع مجموعة الوقود تكلفة الوقود الموجود في العناصر، ولهذا السبب من المهم للغاية ضمان كفاءة عالية في استخدام الطاقة لكل كيلوغرام من اليورانيوم.

التكاليف ل عمليات الإنتاجالخامس٪

بشكل منفصل، تجدر الإشارة إلى مجموعات الوقود لمفاعلات البحوث. لقد تم تصميمها بطريقة تجعل مراقبة ودراسة عملية توليد النيوترونات مريحة قدر الإمكان. يتم إنتاج قضبان الوقود هذه المخصصة للتجارب في مجالات الفيزياء النووية وإنتاج النظائر والطب الإشعاعي في روسيا بواسطة مصنع نوفوسيبيرسك للمركزات الكيميائية. يتم إنشاء FAs على أساس عناصر سلسة مع اليورانيوم والألمنيوم.

يتم إنتاج الوقود النووي في الاتحاد الروسي من قبل شركة الوقود TVEL (إحدى أقسام روساتوم). وتعمل الشركة على إثراء المواد الخام، وتجميع عناصر الوقود، كما تقدم خدمات ترخيص الوقود. يقوم مصنع كوفروف الميكانيكي في منطقة فلاديمير ومصنع الطرد المركزي للغاز في منطقة الأورال في منطقة سفيردلوفسك بإنشاء معدات لتجميع الوقود الروسي.

ميزات نقل قضبان الوقود

يتميز اليورانيوم الطبيعي بمستوى منخفض من النشاط الإشعاعي، ولكن قبل إنتاج مجمعات الوقود، يخضع المعدن لإجراءات التخصيب. ولا تزيد نسبة اليورانيوم 235 في الخام الطبيعي عن 0.7%، ويبلغ النشاط الإشعاعي 25 بيكريل لكل 1 مليجرام من اليورانيوم.

تحتوي كريات اليورانيوم، التي توضع في مجمعات الوقود، على يورانيوم بنسبة تركيز يورانيوم 235 تبلغ 5%. يتم نقل مجموعات الوقود الجاهزة بالوقود النووي في حاويات معدنية خاصة عالية القوة. للنقل، يتم استخدام السكك الحديدية والطرق والبحر وحتى النقل الجوي. تحتوي كل حاوية على مجموعتين. لا يشكل نقل الوقود غير المشعع (الطازج) خطرا إشعاعيا، حيث أن الإشعاع لا يتجاوز أنابيب الزركونيوم التي توضع فيها كريات اليورانيوم المضغوطة.

تم تطوير طريق خاص لشحن الوقود، حيث يتم نقل البضائع برفقة أفراد الأمن من الشركة المصنعة أو العميل (في كثير من الأحيان)، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ارتفاع تكلفة المعدات. في تاريخ إنتاج الوقود النووي بأكمله، لم يتم تسجيل أي حادث نقل يتعلق بمجموعات الوقود من شأنه أن يؤثر على الخلفية الإشعاعية للبيئة أو يؤدي إلى وقوع إصابات.

الوقود في قلب المفاعل

وحدة الوقود النووي - TVEL - قادرة على إطلاق كميات هائلة من الطاقة على مدى فترة طويلة من الزمن. لا يمكن مقارنة الفحم ولا الغاز بهذه الأحجام. تبدأ دورة حياة الوقود في أي محطة للطاقة النووية بتفريغ الوقود الطازج وإزالته وتخزينه في مستودع تجميع الوقود. عندما تحترق الدفعة السابقة من الوقود في المفاعل، يقوم الموظفون بإكمال مجموعات الوقود للتحميل في قلب المفاعل ( منطقة العملالمفاعل الذي يحدث فيه تفاعل التحلل). كقاعدة عامة، يتم إعادة تحميل الوقود جزئيا.

تتم إضافة الوقود الكامل إلى القلب فقط عند بدء التشغيل الأول للمفاعل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن قضبان الوقود في المفاعل تحترق بشكل غير متساو، لأن كثافة تدفق النيوترونات تختلف في مناطق مختلفة من المفاعل. بفضل أجهزة القياس، يتمتع موظفو المحطة بفرصة مراقبة درجة احتراق كل وحدة وقود في الوقت الفعلي وإجراء عمليات الاستبدال. في بعض الأحيان، بدلاً من تحميل وحدات الوقود الجديدة، يتم نقل الوحدات فيما بينها. في وسط المنطقة النشطة، يحدث الإرهاق بشكل مكثف.

FA بعد محطة للطاقة النووية

ويسمى اليورانيوم الذي تم استهلاكه في مفاعل نووي باليورانيوم المشعع أو المحترق. وتستخدم مجمعات الوقود هذه كوقود نووي مستهلك. يتم وضع SNF بشكل منفصل عن النفايات المشعة، لأنه يحتوي على مكونين مفيدين على الأقل - اليورانيوم غير المحترق (عمق احتراق المعدن لا يصل أبدًا إلى 100٪) والنويدات المشعة عبر اليورانيوم.

في الآونة الأخيرة، بدأ الفيزيائيون في استخدام النظائر المشعة المتراكمة في الوقود النووي المستهلك في الصناعة والطب. بعد أن يكمل الوقود حملته (الوقت الذي يكون فيه التجميع في قلب المفاعل تحت ظروف التشغيل عند الطاقة المقدرة)، يتم إرساله إلى حوض التبريد، ثم إلى التخزين مباشرة في حجرة المفاعل، وبعد ذلك لإعادة المعالجة أو التخلص منه. تم تصميم حوض التبريد لإزالة الحرارة والحماية من الإشعاعات المؤينة، حيث تظل مجموعة الوقود خطيرة بعد إزالتها من المفاعل.

وفي الولايات المتحدة الأمريكية أو كندا أو السويد، لا يتم إرسال الوقود المستهلك لإعادة معالجته. وتعمل دول أخرى، بما في ذلك روسيا، على دورة وقود مغلقة. فهو يتيح لك تقليل تكلفة إنتاج الوقود النووي بشكل كبير، حيث يتم إعادة استخدام جزء من الوقود المستهلك.

يتم إذابة قضبان الوقود في الحمض، وبعد ذلك يقوم الباحثون بفصل البلوتونيوم واليورانيوم غير المستخدم من النفايات. لا يمكن إعادة استخدام حوالي 3% من المواد الخام، وهي نفايات عالية المستوى تخضع لإجراءات البيتومين أو التزجيج.

يمكن استخلاص 1% من البلوتونيوم من الوقود النووي المستهلك. ولا يحتاج هذا المعدن إلى التخصيب؛ إذ تستخدمه روسيا في عملية إنتاج وقود موكس المبتكر. تتيح دورة الوقود المغلقة إمكانية جعل مجموعة وقود واحدة أرخص بنحو 3%، لكن هذه التكنولوجيا تتطلب استثمارات كبيرة في بناء الوحدات الصناعية، لذلك لم تنتشر بعد في العالم. إلا أن شركة الوقود روساتوم لا تتوقف عن الأبحاث في هذا الاتجاه. كتب برونيدرا مؤخرًا ذلك في الاتحاد الروسيويعملون على إنتاج وقود قادر على إعادة تدوير نظائر الأمريسيوم والكوريوم والنبتونيوم في قلب المفاعل، والتي تدخل في نفس نسبة الـ 3% من النفايات شديدة الإشعاع.

منتجو الوقود النووي: التصنيف

1. قدمت شركة Areva الفرنسية حتى وقت قريب 31٪ من السوق العالمية لتجميعات الوقود. تنتج الشركة الوقود النووي وتقوم بتجميع مكونات محطات الطاقة النووية. في عام 2017، خضعت "أريفا" لتجديد نوعي، وجاء مستثمرون جدد إلى الشركة، وتم تقليل الخسارة الفادحة لعام 2015 بمقدار 3 مرات.
2. وستنجهاوس هي القسم الأمريكي لشركة توشيبا اليابانية. بنشاط تطوير السوق في أوروبا الشرقية، تقوم بتزويد مجمعات الوقود لمحطات الطاقة النووية الأوكرانية. وتوفر بالتعاون مع توشيبا 26% من سوق إنتاج الوقود النووي العالمي.
3. وتحتل شركة الوقود TVEL التابعة لشركة Rosatom الحكومية (روسيا) المركز الثالث. توفر شركة TVEL 17% من السوق العالمية، ولديها محفظة عقود مدتها عشر سنوات بقيمة 30 مليار دولار، وتزود بالوقود لأكثر من 70 مفاعلًا. تقوم TVEL بتطوير مجموعات الوقود لمفاعلات VVER، كما تدخل سوق المحطات النووية ذات التصميم الغربي.
4. توفر شركة Japan Nuclear Fuel Limited، وفقًا لأحدث البيانات، 16% من السوق العالمية وتوفر مجمعات الوقود لمعظم المفاعلات النووية في اليابان نفسها.
5. إن شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة هي شركة يابانية عملاقة تنتج التوربينات، والناقلات، ومكيفات الهواء، ومؤخراً الوقود النووي للمفاعلات على النمط الغربي. تعمل شركة Mitsubishi Heavy Industries (أحد أقسام الشركة الأم) في بناء المفاعلات النووية APWR والأنشطة البحثية بالتعاون مع شركة Areva. وقد اختارت الحكومة اليابانية هذه الشركة لتطوير مفاعلات جديدة.

محطات الطاقة النووية - محطات الطاقة النووية- هذه محطات طاقة حرارية. تستخدم محطات الطاقة النووية طاقة التفاعلات النووية الخاضعة للرقابة كمصدر. تصل قدرة الوحدة لمحطات الطاقة النووية إلى 1.5 جيجاوات.

محطات الطاقة النووية – محطات الطاقة النووية – أنواع الوقود

يتم استخدامه كوقود مشترك لمحطات الطاقة النووية. ش- اليورانيوم. يحدث تفاعل الانشطار في الوحدة الرئيسية لمحطة الطاقة النووية - المفاعل النووي. أثناء التفاعل المتسلسل للانشطار النووي، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية، والتي تستخدم لتوليد الكهرباء.

محطات الطاقة النووية – محطات الطاقة النووية – مبدأ التشغيل

عندما تنشطر نواة اليورانيوم، يتم إنتاج نيوترونات سريعة. معدل الانشطار هو تفاعل متسلسل في محطات الطاقة النووية ويتم تنظيمه بواسطة عوامل وسيطة: الماء الثقيل أو الجرافيت. تحتوي على النيوترونات عدد كبيرالطاقة الحرارية. تدخل الطاقة إلى مولد البخار من خلال المبرد. يتم إرسال البخار عالي الضغط إلى المولدات التوربينية. وتذهب الكهرباء الناتجة إلى المحولات ثم إلى أجهزة التوزيع. يتم استخدام جزء من الكهرباء لتلبية الاحتياجات الخاصة لمحطة الطاقة النووية (NPP). يتم ضمان تداول سائل التبريد في محطات الطاقة النووية بواسطة المضخات: الرئيسية والمكثفات. يتم إرسال الحرارة الزائدة من محطات الطاقة النووية إلى أبراج التبريد.

محطات الطاقة النووية الروسية – محطات الطاقة النووية – أنواع المفاعلات النووية :

• RBMK - مفاعل عالي الطاقة، قناة،
• VVER – مفاعل طاقة الماء المضغوط
• BN – مفاعل النيوترونات السريعة.

محطات الطاقة النووية – محطات الطاقة النووية – البيئة

محطات الطاقة النووية - محطات الطاقة النووية لا تنبعث منها غازات المداخن في الغلاف الجوي. لا توجد نفايات على شكل رماد وخبث في محطة الطاقة النووية. تشمل المشاكل في محطات الطاقة النووية الحرارة الزائدة وتخزين النفايات المشعة. لحماية الناس والغلاف الجوي من الانبعاثات المشعة في محطات الطاقة النووية، يتم اتخاذ تدابير خاصة:

• تحسين موثوقية معدات محطات الطاقة النووية،
• ازدواجية الأنظمة الضعيفة،
• متطلبات عالية لمؤهلات الموظفين ،
• الحماية والحماية من التأثيرات الخارجية.

محطات الطاقة النووية محاطة بمنطقة حماية صحية.