TVEL нь Нарийвчилсан шинжилгээ

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Уг нийтлэлд TVEL гэж юу болох, юунд хэрэгтэй, хаана ашигладаг, хэрхэн бүтээдэг, TVEL ашигладаггүй реактор байдаг эсэх талаар өгүүлсэн болно.

Атомын эрин

Эрчим хүчний хамгийн залуу салбар бол цөмийн юм. Зөвхөн 19-р зууны төгсгөлд эрдэмтэд цацраг идэвхт чанар, цацраг идэвхт задрал гэж юу болох, ямар бодисууд эдгээр шинж чанартай болохыг хэсэгчлэн ойлгож чадсан. Цацрагийн амьд организмд үзүүлэх хор хөнөөл нь удаан хугацааны туршид тодорхойгүй байсан тул энэхүү мэдлэг олон хүний амь насыг хохироосон.

Хожим нь цацраг идэвхт бодисыг иргэний амьдрал болон цэрэг армид ашиглаж эхэлсэн. Одоогийн байдлаар бүх өндөр хөгжилтэй орнууд өөрийн гэсэн цөмийн зэвсэг, атомын цахилгаан станцтай бөгөөд энэ нь чулуужсан түлш, ус зэрэг байгалийн нөөцөөс үл хамааран их хэмжээний эрчим хүч авах боломжийг олгодог (бид усан цахилгаан станцын тухай ярьж байна).

TVEL бол…

Гэхдээ цахилгаан болон бусад зориулалтаар цөмийн реактор барихын тулд эхлээд тохирох түлшээ хийх хэрэгтэй, учир нь байгалийн уран хэдийгээр цацраг идэвхит бодистой ч эрчим хүч нь хангалтгүй юм. Тиймээс ихэнх төрлийн реакторууд баяжуулсан уран дээр суурилсан түлшийг ашигладаг бөгөөд энэ ньэргээд TVEL хэмээх тусгай төхөөрөмжид ачаалагддаг. TVEL нь цөмийн реакторын нэг хэсэг бөгөөд цөмийн түлш агуулсан тусгай төхөөрөмж юм. Бид тэдгээрийн загвар, түлшний төрлийг илүү нарийвчлан шинжлэх болно.

Дизайн

Реакторын төрлөөс хамааран түлшний элементүүдийн зарим параметрүүд өөр байж болох ч тэдгээрийн ерөнхий загвар, төхөөрөмжийн зарчим ижил байна. Энгийнээр тайлбарлавал, ТВЭЛ гэдэг нь цирконы бусад металлын хайлшаар хийгдсэн, дотор нь ураны давхар ислийн үрэл суулгасан хөндий хоолой юм.

Шатахуун

Уран бол хамгийн "аялдаг" цацраг идэвхт материал бөгөөд үүний үндсэн дээр бусад олон изотопуудыг үйлдвэрлэж, зэвсэглэлд ашигладаг. Олборлолт нь нүүрсний олборлолтоос нэг их ялгаатай биш, байгалийн, байгалийн жамаараа хүмүүст туйлын аюулгүй байдаг. Тиймээс бүх насаар нь хорих ял авсан хүмүүсийг илгээдэг ураны уурхайн тухай түүх домог төдий зүйл биш юм. Хүн цацрагийн өвчний улмаас нарны гэрэл дутмаг, уурхайд шаргуу хөдөлмөрлөж үхэх нь дээр.

Уурхайн уран нь маш энгийн - тэсрэлт нь чулуулгийг эвдэж, дараа нь газрын гадаргад хүргэж, ангилж, цааш боловсруулдаг. Уран баяжуулах процессыг янз бүрийн аргаар хийж болох ч Орост үүнийг хийн центрифуг ашиглан хийдэг. Нэгдүгээрт, уран нь хийн төлөвт хувирч, дараа нь төвөөс зугтах хүчний нөлөөн дор хий нь центрифугуудад хуваагддаг. Хүссэн изотопуудыг тусгаарлана. Үүний дараа тэдгээрийг ураны давхар исэл болгон хувиргаж, шахмал хэлбэрээр шахаж, түлшний саваа руу ачдаг. Энэ нь түлшний эсүүдэд түлш үйлдвэрлэх хамгийн түгээмэл арга юм.

Програм

Реактор дахь түлшний савааны тоо нь түүний хэмжээ, төрөл, хүчнээс хамаарна. Үйлдвэрлэсний дараа тэдгээрийг реакторт ачиж, цөмийн задралын урвал эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд асар их хэмжээний дулааныг хүчтэй ялгаруулж, эрчим хүчний эх үүсвэр болдог. Мөн реакторын хүчийг ажлын талбайн түлшний элементүүдийн тоогоор удирдаж болно. Ашиглах тусам үе үе ураны давхар ислийн "шинэхэн" шахмалаар солигддог. Тиймээс одоо бид TVEL гэж юу гэсэн үг вэ, тэдгээрийг хэрхэн хийдэг, яагаад хэрэгтэйг мэддэг болсон. Гэсэн хэдий ч бүх цөмийн реакторт ийм элемент хэрэггүй бөгөөд эдгээр нь RTG юм.

RTG

Радиоизотопын дулаан цахилгаан үүсгүүр нь зарчмын хувьд цөмийн реактортой төстэй төхөөрөмж боловч тэдгээрийн үйл явц нь атомын задралын гинжин урвал дээр биш, харин халуунд суурилдаг. Энгийнээр хэлбэл, энэ нь цацраг идэвхт бодисоор их хэмжээний дулаан ялгаруулж, улмаар шууд цахилгаан болж хувирдаг томоохон байгууламж юм. Цөмийн реакторуудаас ялгаатай нь RTG нь хөдөлгөөнт хэсгүүдгүй, илүү найдвартай, авсаархан, удаан эдэлгээтэй байдаг. Гэхдээ үүний зэрэгцээ тэд хамаагүй бага үр ашигтай байдаг.

Тэдгээрийг ихэвчлэн эрчим хүчийг өөр аргаар олж авах боломжгүй, эсвэл эдгээр аргууд нь маш хэцүү нөхцөлд ашигладаг байсан. ЗСБНХУ-ын жилүүдэд RTG-ийг судалгаа, шинжилгээнд нийлүүлж байсанАлс хойд нутгийн цаг уурын станцууд, далайн эргийн гэрэлт цамхаг, далайн хөвүүр гэх мэт.

Одоогоор тэдний ашиглалтын хугацаа дууссан ч зарим нь үндсэн суурь дээрээ хэвээр байгаа бөгөөд ихэнхдээ ямар ч байдлаар хамгаалалтгүй байдаг. Үүний үр дүнд осол гарч, жишээлбэл, өнгөт металлын анчид хэд хэдэн ийм суурилуулалтыг задлахыг оролдсон бөгөөд хүчтэй цацраг туяа хүлээн авсан бөгөөд Жоржиа мужид нутгийн оршин суугчид дулааны эх үүсвэр болгон ашиглаж, мөн цацрагийн өвчин туссан.

Тиймээс одоо бид түлшний элементүүдийн дизайныг мэдэж, тэдгээрийн тодорхойлолтыг задалсан. TVEL нь реакторын чухал хэсэг бөгөөд түүнгүйгээр ажиллах боломжгүй.