2. Топливно – ядерный цикл, структура, особ-ти воздействия и размещения на территории России и стран снг

Сейчас на долю ядерной энергетики приходится 17%. В России 13%, при этом больше всего приходится на Мурманскую область, меньше всего на Дальний Восток. Каждое звено ЯТЦ оказывает влияние на ОС.

ЯТЦ:

1 стадия. Добыча урана (тяжелый металл из урановых руд). Должно быть хотя бы несколько кг урана на тонну. Извлекается на урановых месторождениях (открытые, подземные, скважины) (Краснокаменск, Читинская обл). Попутно добывают золото, свинец, медь, бурый уголь. Полученная руда обрабатывается, измельчается, выщелачивается. В посл время получили распространение новые скважинные, шахтные и комбинированные методы внутримассового выщелачивания полезных компонентов из руд на месте их залегания. Обработка идет на ГМЗ (гидро-металлургический завод). Для силикатных и алюмосиликатных руд основной – метод выщелачивания серной кислотой с окислителями. Карбонатные руды выщелачиваются р-ром карбоната и бикарбоната натрия с окислителями. Упорные руды – кислотное автоклавное выщелачивание при повышенной т-ре. Получают желтый кекс «yellowcake» и он поступает на дальнейшую обработку.

Загрязнение: в ос поступают жидкие, твердые и газообразные РАО. ( в воздух из вентиляц системы – радон 222, пыль, аэрозоли). Вода – откаченные подземные воды, стоки прачечных, жидкая фаза рудничной пульпы. В основном в ОС поступают твердые в-ва (РАО) такие как торий-230,, радий-226 с большим периодом полураспада. Такое загрязнение исходит от хвостохранилищ.

Транспортировка руды в виде пульпы.

2 стадия. Переработка руды и получение концентратов (Это по Битюковой, в учебнике другая вторая стадия). Руда измельчается и отправляется на ГМЗ, получение концентрата U3O8, технология зависит от руды. Технологию я описала в первой стадии.

3 стадия. Конверсия и разделение изотопов. Чистый уран не пригоден для АЭС, потмоу что 99,3% в нем это U-238, он тяжелый и нерасщепляемый, и всего лишь 0,7% U-235 – расщепляющийся. Сначала уран превращают с помощью фтора в гексафторид урана UF6. Уран раскручивают на центрифуге и тяжелый (238) падает вниз, а легкий 235 поднимается наверх. Потом из UF6 получают диоксид урана и формируют его в брикеты (д=1см). Сырые отпрессованные таблетки нагревают до 1700 град, чтобы они были плотные и прочные и заряжают в оболочку топливного стержня из сплавов циркония и алюминия или графита высокой плот-ти. Топливные стержень – трубка с сердечником представляющим собой брикеты из обогащенного урана UO2. Топливные стержни называют ТВЭЛами – тепловыделяющими эл-тами. Топливные стержни собирают и размещают в активной зоне реактора.

4 стадия. Произв-во тепловой и электрической энергии на АЭС. Энергию для превращения воды в пар получают путем расщепления ядер урана, тория, плутония в ядерном реакторе. Котел кипящего реактора служит для нагревания воды. В нем – активная зона реактора, через которую прокачивают воду. Вода также выполняет ф-ию замедлителя. 5 типов реакторов – водо-водяные (ВВР), реакторы с газовым охлаждением, реакторы с тяжелой водой, водо графитные, еще у Битюковой есть БН (на быстрых нейтронах) и РБМК (реактор большой мощности канальный).

5. Переработка отработанного топлива. Технология регенерации топлива – выделение радиоактивных отходов и пригодно для повторного использования топлива. Г. Озерск, камбинат Маяк, Челябинск-40, Томск-7, Красноярск – 40.

6. Хранение, отработка и захоронение отходов. Есть слабоактивные отходы, среднеактивные и высокоактивные. Слабоакт – сжигают, прессуют и цементируют, среднеакт – цементируют, высокоатк – остекловывают и захоранивают.

7. Демонтаж АЭС. АЭС рассчитана примерно на 30 лет работы, потом ее демонтируют.

В России запасы урана на Урале, Забайкалье, Саянах, Северном Кавказе.

Россия и страны СНГ располагают значительными запасами урановых руд – до 45 % мировых разведанных запасов, около 2,5 млн. т. На долю России, Казахстана, Таджикистана приходится примерно по 30% запасов, Украины – 10%. Наиболее известные крупные месторождения – Табошар в Таджикистане, Учкудук в Узбекистане, урановые рудники с подземным выщелачиванием в Кзыл-Ординской области, рудники Прикаспийский, Целинный в Казахстане. В России месторождения урановых руд находятся на Урале, в Забойкалье, Саянах, Северном Кавказе. Среди предприятий ЯЦТ можно выделить несколько комплексов: Южно-Уральский – включает все основные стадии ЯЦТ, Южно-Сибирский и за пределами России Мынгышлакский комплекс. Всего на территории бывшего СССР было построено 18 АЭС.