TVEL è Analisi dettagliata

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'articolo parla di cos'è un TVEL, a cosa serve, dove viene utilizzato, come viene creato e se ci sono reattori che non utilizzano TVEL.

Età atomica

Probabilmente il ramo più giovane dell'energia è il nucleare. Solo alla fine del 19° secolo, gli scienziati sono stati in grado di capire parzialmente cos'è la radioattività, il decadimento radioattivo e quali sostanze hanno queste proprietà. E questa conoscenza è costata molte vite, poiché l'effetto dannoso delle radiazioni sugli organismi viventi è rimasto sconosciuto per molto tempo.

Molto dopo, i materiali radioattivi furono usati sia nella vita civile che in quella militare. Al momento, tutti i paesi sviluppati hanno le proprie armi nucleari e centrali nucleari, che consentono di ottenere molta energia indipendentemente dai combustibili fossili o dalle risorse naturali come l'acqua (stiamo parlando di centrali idroelettriche).

TVEL è…

Ma per costruire un reattore nucleare per la produzione di elettricità o altri scopi, devi prima fare il combustibile appropriato, perché l'uranio naturale, sebbene abbia radioattività, ma la sua energia non è sufficiente. Pertanto, la maggior parte dei tipi di reattori utilizza combustibile a base di uranio arricchito e, ina sua volta, viene caricato in speciali dispositivi chiamati TVEL. TVEL è un dispositivo speciale che fa parte di un reattore nucleare e contiene combustibile nucleare. Analizzeremo il loro design e il tipo di carburante in modo più dettagliato.

Design

A seconda del tipo di reattore, alcuni parametri degli elementi di combustibile possono variare, ma il loro design generale e il principio del dispositivo sono gli stessi. Per dirla semplicemente, un TVEL è un tubo cavo fatto di una lega di zirconio con alcuni altri metalli, in cui sono installati pellet di biossido di uranio combustibile.

Carburante

L'uranio è il materiale radioattivo più "viaggiatore"; sulla sua base vengono prodotti molti altri isotopi, utilizzati sia nell'industria che nelle armi. La sua estrazione non è molto diversa dall'estrazione del carbone e nel suo stato naturale, naturale, è assolutamente sicuro per le persone. Quindi le storie sulle miniere di uranio, dove vengono mandati i prigionieri condannati all'ergastolo, non sono altro che un mito. Una persona preferirebbe morire per mancanza di luce solare e duro lavoro nella miniera che per malattia da radiazioni.

Il mio uranio è molto semplice: le esplosioni rompono la roccia, dopodiché viene trasportata in superficie, dove viene smistata e ulteriormente lavorata. Il processo di arricchimento dell'uranio può essere effettuato in vari modi, ma in Russia ciò avviene utilizzando centrifughe a gas. In primo luogo, l'uranio viene convertito in uno stato gassoso, dopodiché il gas viene separato in centrifughe sotto l'azione della forza centrifuga egli isotopi desiderati sono separati. Successivamente, vengono convertiti in biossido di uranio, pressati in compresse e caricati in una barra di combustibile. Questo è il modo più comune per produrre carburante per le celle a combustibile.

Applicazione

Il numero di barre di combustibile in un reattore dipende dalle sue dimensioni, tipo e potenza. Dopo la produzione, vengono caricati in un reattore, dove inizia la reazione di decadimento nucleare, a seguito della quale si verifica un potente rilascio di un'enorme quantità di calore, che funge da fonte di energia. Inoltre, la potenza del reattore può essere controllata dal numero di elementi di combustibile nell'area di lavoro. Di tanto in tanto, man mano che vengono usati, vengono sostituiti con nuovi, con pastiglie di biossido di uranio “fresche”. Quindi ora sappiamo cosa significa TVEL, come sono realizzati e perché sono necessari. Tuttavia, non tutti i reattori nucleari necessitano di tali elementi e questi sono RTG.

RTG

Un generatore termoelettrico di radioisotopi è un dispositivo simile in linea di principio ai reattori nucleari, ma il loro processo non si basa su una reazione a catena di decadimento atomico, ma sul calore. In poche parole, si tratta di un grande impianto che produce molto calore con materiale radioattivo, che, a sua volta, viene convertito direttamente in elettricità. A differenza dei reattori nucleari, gli RTG non hanno parti mobili, sono più affidabili, compatti e durevoli. Ma allo stesso tempo hanno un'efficienza molto inferiore.

Sono stati usati principalmente in quelle condizioni in cui è impossibile ottenere energia in altri modi, o questi metodi sono molto difficili. Negli anni dell'URSS, gli RTG furono forniti per la ricerca estazioni meteorologiche dell'estremo nord, fari costieri, boe marine, ecc.

Attualmente, la loro vita utile è scaduta, ma alcuni di loro rimangono ancora alle loro basi originali e spesso non sono nemmeno protetti in alcun modo. Di conseguenza, si verificano incidenti, ad esempio, i cacciatori di metalli non ferrosi hanno cercato di smantellare diverse di queste installazioni e hanno ricevuto forti radiazioni, e in Georgia, i residenti locali le hanno usate come fonti di calore e hanno anche sofferto di malattie da radiazioni.

Quindi ora conosciamo il design degli elementi di combustibile e ne abbiamo smantellato la definizione. Le TVEL sono parti importanti del reattore, senza le quali il funzionamento è impossibile.