TVL ni Uchambuzi wa kina

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Makala yanazungumzia TVEL ni nini, inahitajika kwa nini, inatumika wapi, inaundwaje na kama kuna vinu ambavyo havitumii TVEL.

Enzi ya Atomiki

Pengine tawi changa zaidi la nishati ni nyuklia. Mwishoni mwa karne ya 19, wanasayansi waliweza kuelewa kwa sehemu ni nini mionzi, uozo wa mionzi, na ni vitu gani vina mali hizi. Na ujuzi huu uligharimu maisha ya watu wengi, kwani athari mbaya ya mionzi kwenye viumbe hai iliendelea kujulikana kwa muda mrefu.

Baadaye, nyenzo za mionzi zilitumika katika maisha ya raia na jeshini. Kwa sasa, nchi zote zilizoendelea zina silaha zao za nyuklia na mitambo ya nyuklia, ambayo inakuwezesha kupata nishati nyingi bila kujali nishati ya mafuta au maliasili kama vile maji (tunazungumzia mitambo ya umeme wa maji).

TVEL ni…

Lakini ili kujenga kinu cha nyuklia kwa ajili ya kuzalisha umeme au matumizi mengine, kwanza unahitaji kutengeneza mafuta yanayofaa, kwa sababu urani asilia, ingawa ina mionzi, lakini nishati yake haitoshi. Kwa hivyo, aina nyingi za mitambo hutumia mafuta kulingana na uranium iliyoboreshwa, na hiyo, ndanikwa upande wake, hupakiwa kwenye vifaa maalum vinavyoitwa TVEL. TVEL ni kifaa maalum ambacho ni sehemu ya kinu na kina mafuta ya nyuklia. Tutachanganua muundo wao na aina ya mafuta kwa undani zaidi.

Design

Kulingana na aina ya reactor, baadhi ya vigezo vya vipengele vya mafuta vinaweza kutofautiana, lakini muundo wake wa jumla na kanuni ya kifaa ni sawa. Ili kuiweka kwa urahisi, TVEL ni mirija tupu iliyotengenezwa kwa aloi ya zirconium na metali nyinginezo, ambamo pellets za mafuta ya dioksidi ya uranium huwekwa.

Mafuta

Uranium ndiyo nyenzo ya "kusafiri" yenye mionzi zaidi; kwa misingi yake, isotopu nyingine nyingi huzalishwa, zinazotumiwa viwandani na katika silaha. Uchimbaji wake sio tofauti sana na uchimbaji wa makaa ya mawe, na katika hali yake ya asili, ya asili, ni salama kabisa kwa watu. Kwa hiyo hadithi kuhusu migodi ya uranium, ambapo wafungwa waliohukumiwa kifungo cha maisha hupelekwa, si chochote zaidi ya hadithi. Afadhali mtu afe kwa kukosa mwanga wa jua na kazi ngumu mgodini kuliko ugonjwa wa mionzi.

Urani ya madini ni rahisi sana - milipuko huvunja mwamba, na kisha kutolewa juu ya uso, ambapo hupangwa na kuchakatwa zaidi. Mchakato wa uboreshaji wa uranium unaweza kufanywa kwa njia mbalimbali, lakini nchini Urusi hii inafanywa kwa kutumia centrifuges ya gesi. Kwanza, uranium inabadilishwa kuwa hali ya gesi, baada ya hapo gesi hutenganishwa katika centrifuges chini ya hatua ya nguvu ya centrifugal na.isotopu zinazohitajika zimetenganishwa. Baada ya hayo, hubadilishwa kuwa dioksidi ya uranium, imesisitizwa kwenye vidonge na kubeba kwenye fimbo ya mafuta. Hii ndiyo njia inayojulikana zaidi ya kutengeneza mafuta ya seli za mafuta.

Maombi

Idadi ya vijiti vya mafuta kwenye kinu hutegemea saizi yake, aina na nguvu zake. Baada ya utengenezaji, hupakiwa kwenye kinu, ambapo mmenyuko wa kuoza kwa nyuklia huanza, kama matokeo ambayo kutolewa kwa nguvu kwa kiasi kikubwa cha joto hutokea, ambayo hutumika kama chanzo cha nishati. Pia, nguvu ya reactor inaweza kudhibitiwa na idadi ya vipengele vya mafuta katika eneo la kazi. Mara kwa mara, wanapotumiwa, hubadilishwa na mpya, na vidonge "safi" vya dioksidi ya urani. Kwa hiyo sasa tunajua nini maana ya TVEL, jinsi zinafanywa na kwa nini zinahitajika kabisa. Hata hivyo, si vinu vyote vya nyuklia vinavyohitaji vipengele kama hivyo, na hivi ni RTGs.

RTG

Jenereta ya thermoelectric ya radioisotopu ni kifaa ambacho kimsingi kinafanana na vinu vya nyuklia, lakini mchakato wake hautegemei athari ya mnyororo wa kuoza kwa atomiki, lakini juu ya joto. Kuweka tu, hii ni ufungaji mkubwa unaozalisha joto nyingi na nyenzo za mionzi, ambayo, kwa upande wake, inabadilishwa moja kwa moja kwenye umeme. Tofauti na vinu vya nyuklia, RTGs hazina sehemu zinazosonga, ni za kuaminika zaidi, ngumu na za kudumu. Lakini wakati huo huo wana ufanisi mdogo sana.

Zilitumiwa hasa katika hali zile ambapo haiwezekani kupata nishati kwa njia nyingine, au njia hizi ni ngumu sana. Katika miaka ya USSR, RTGs zilitolewa kwa utafiti navituo vya hali ya hewa vya Kaskazini ya Mbali, minara ya taa ya pwani, maboya ya bahari, n.k.

Kwa sasa, muda wa matumizi yao umekwisha, lakini baadhi yao bado wanasalia katika vituo vyao vya awali na mara nyingi hawajalindwa kwa njia yoyote ile. Kama matokeo, ajali hutokea, kwa mfano, wawindaji wa chuma zisizo na feri walijaribu kubomoa mitambo kadhaa kama hiyo na kupokea mionzi yenye nguvu, na huko Georgia, wakaazi wa eneo hilo walitumia kama vyanzo vya joto na pia walipata ugonjwa wa mionzi.

Kwa hivyo sasa tunajua muundo wa vipengele vya mafuta na kufuta ufafanuzi wake. TVEL ni sehemu muhimu za kinu, ambayo bila utendakazi hauwezekani.