Повышение экологической безопасности топливного цикла атомной электростанции

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА 6
1.1 Ядерное топливо, основные свойства 6
1.2 Топливные циклы атомных электростанций 11
1.3 Виды АЭС с атомными реакторами на тепловых нейтронах 16
1.4 Экономика топливных циклов АЭС 21
1.5 Нормативные требования и документации при эксплуатации АЭС 25
ГЛАВА II. АНАЛИЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АЭС С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭКОЛОГИИ 29
2.1 Исследования жизненного цикла АЭС (с реакторами типа РБМК) 29
2.2 Анализ экологических параметров АЭС 29
2.3 Характеристика топливных элементов на современных АЭС 29
ГЛАВА III. ЭКОНОМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА 30
3.1 Структура затрат и экологическая оценка этапов ЯТЦ 30
3.2 Затраты по обращению с топливом на АЭС 30
3.3 Затраты на захоронение отработавшего ядерного топлива 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32
Приложение АЭС России (на 01.10.19) 33

Весь текст будет доступен после покупки

Ядерная энергетика – это не только источник электричества, но и реальный путь решения экологических проблем. Интенсивное развитие ядерной энергетики можно считать одним из средств борьбы с глобальным потеплением. По данным МАГАТЭ, на сегодняшний день в мире действуют 447 энергоблоков, а 52 находятся в статусе строительства. Ядерная энергетика должна развиваться, но только в условиях полной безопасности как для человека, так и для животного и растительного мира. Безопасность, в свою очередь, должна оцениваться с учетом полного топливного цикла: добыча, переработка урана, работа АЭС, хранение, переработка, захоронение, транспортировка топлива. При строительстве, эксплуатации и проектировании АЭС учитываются как производственные (природоохранные) параметры, так и внешние факторы воздействия- вероятность сейсмического риска и риска возникновения гигантских разрушительных волн- цунами.
Ядерный топливный цикл (далее ЯТЦ) включает в себя ряд взаимосвязанных видов деятельности, которые вместе и образуют такое понятие, как «топливный цикл». Это следующие технологические составляющие:
• добыча и обогащение урановой руды
• конверсия регенерированного урана в гексафторид
• обогащение урана на заводе по разделению изотопов
• производство МОКС-топлива
• производство твэльных оболочек, сборка твэлов
• производство энергии на АЭС
• переработка отработавшего ядерного топлива
• захоронение радиоактивных отходов

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА I. ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА
1.1 Ядерное топливо, основные свойства
Производство ядерного топлива является важным составляющим для всех станций. Реакция деления ядер как раз-таки и является основой данного процесса. Ядро расщепляющихся материалов под действием нейтронов делится, высвобождает большое количество тепловой энергии, образуется два-три новых нейтрона. Благодаря этому процесс деления может само поддерживаться.
Делящиеся материалы:
Изотопы урана U-235; U-238
Изотопы плутония Pu-239; Pu-241
Нужно обратить внимание на то, что из всех перечисленных изотопов в природе встречается только один -это U-235. Этот изотоп называют первичным. Остальные образуется искусственно в реакторе при помощи облучения природного урана или тория нейтронами, они вторничные. Почти во всех мировых АЭС используют урановое топливо. Наиболее распространенным топливом является не естественный уран, а уран, обогащенный по изотопу U-235, с содержанием последнего до 2…4% или несколько выше.
Газодиффузионный метод- метод при помощи которого происходит обогащение. Стоимость процесса обогащения существенно влияет на итоговую цену ядерного топлива. Что касается тория, на данный момент применение его ограничено, но в будущем при уменьшении использования относительного дешевых запасов природного урана, торий станет перспективным видом топлива. Мировой лидер по производству ядерного топлива и обогащению урана является Топливная компания «ТВЭЛ», которая входит в состав госкорпорации Росатом. Оно объединила целый комплекс предприятий, которые занимаются добычей и переработкой урана, выпуском самого ядерного топлива и его компонентов. В состав этой Корпорации входят следующие известные и популярные предприятия:
"Машиностроительный завод" Московской области в городе Электросталь;
"Чепецкий механический завод" Удмуртской республики города Глазов
ОАО "Химико-металлургический завод", находящийся в городе Красноярск
ОАО "Московский завод полиметаллов"
"Новосибирский завод химических концентратов".

Таблица 1- Сравнительная характеристика ядерного топлива на основе соединений урана, тория, плутония
Соединение Температура плавления Содержание урана (плутония, тория)
% г/см?
UO_2 2880 88,2 9,68
U_3 O_8 2500 84,8 7,11
PuO_2 2240 88,0 10,11
ThO_2 3300 87,8 8,62
UC 2370 95,2 13,0
PuC 1850 95,0 12,91
ThC 2625 95,1 10,11
UN 2850 94,4 13,50

Основные виды ядерного топлива, используемые в ректоре: металлы, сплавы, окислы, другие топливные комбинации (табл. 1) в герметичной оболочке из металла, графита или другого вещества. Твэлы или топливные элементы, как раз и есть данная конструкция. Совместимость с материалом оболочки является одним из важных характеристик ядерного топлива. Свойства некоторых материалов описаны в таблице 2. Цилиндрические таблетки топлива 7,58*10 мм с центральным отверстием 1,4*0,6 используют для реакторов типа ВВЭР, а цилиндрические таблетки двуокиси урана 11,5*11—13 мм для реакторов типа РБМК.

Весь текст будет доступен после покупки

1. http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=5215
2. http://www.proatom.ru/modules.php?file=print&name=News&sid=4045
3. https://www.rosatom.ru/journalist/smi-about-industry/zamykaya-tsikl-mechty-i-realnosti/
4. https://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/pdf/te_1450_web.pdf
5. https://polar.mephi.ru/ru/conf/2000/3/1.html

Весь текст будет доступен после покупки