Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER. Energetyka jądrowa.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER. Energetyka jądrowa."— Zapis prezentacji:

1 ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER

2 Energetyka jądrowa

3 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 3 Hans Albrecht Bethe - NN 1967 profesor Uniwersytetu Cornella, pisał w latach siedemdziesiątych XX wieku:... gwałtowny rozwój energetyki jądrowej nie jest sprawą wyboru, ale konieczności. Mówiąc to, nie opowiadam się za niepohamowanym i bezładnym wzrostem konsumpcji energii. Jednak energia jądrowa jest po prostu potrzebna do zastąpienia węgla, ropy, gazu i ciekłych paliw, od których tak jesteśmy uzależnieni. Nawet gdybyśmy mieli postanowić, że zużycie energii (na głowę) nie będzie już rosnąć i nawet gdybyśmy byli w stanie tę decyzję zrealizować drogą surowych oszczędności, to i tak energia jądrowa byłaby nam niezbędnie potrzebna.

4 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 4 Eergetyka jądrowa Wytwarzanie energii jądrowej jest jednym z etapów cyklu paliwowego –kopalni rudy, –produkcja koncentratu i jego przerób chemiczny, –wytwarzanie paliwa jądrowego, –reakcje energetyczne, –przechowywanie zużytego paliwa i jego przerób, –ostateczne składowanie odpadów. Zadawalająco opracowane są pierwsze etapy tego cyklu, przechowywanie, przerób i składowanie jest nadal przedmiotem wielu studiów i prób.

5 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 5 Źródła energii jądrowej W reakcjach, w których zachodzi zmiana masy są wyzwalane olbrzymie ilości energii. W wyniku przemieszczeń elektronów w zewnętrznych powłokach elektronowych cząsteczek, zmieniają się siły wiązań atomowych, –zmiana masy jest nieznaczna. Niemal cała masa atomu jest skupiona w jego jądrze. W reakcjach jądrowych energia jest wyzwalana w wyniku zmian oddziaływań zachodzących w jądrach atomów, –zmiana masy jest nieporównywalnie większa.

6 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 6 Źródła energii jądrowej Energia uzyskiwana przez spalanie: –węgla, –ropy naftowej, –gazu ziemnego powstaje w wyniku wiązania zawartych w paliwie atomów węgla i wodoru z atomami tlenu, tworząc cząsteczki dwutlenku węgla oraz wody. Podczas rozszczepiania jądra uranu wyzwala się energia około 200 MeV, –około dziesięć razy więcej niż największa energia wydzielana w znanych poprzednio reakcjach.

7 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 7 Źródła energii jądrowej Synteza lekkich jąder: –lekkim jądrom trzeba nadać odpowiednio wielką energię by mogła zajść reakcja syntezy, –do pokonania energii progu reakcji trzeba przekazać lekkim jądrom energie odpowiadające temperaturze setek milionów kelwinów. Uzyskanie energii metodą syntezy lekkich jąder na wielką skalę jest dotychczas realizowana jedynie w sposób niekontrolowany w broni termojądrowej. –wykorzystuje się wybuch jądrowy, który dostarcza energię potrzebną do pokonania progu reakcji syntezy. Próby kontrolowanego uzyskania energii syntezy na większą skalę na razie nie dały zadawalających wyników.

8 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 8 Źródła energii jądrowej Reakcja rozszczepienia ciężkich jąder atomowych: –istnieje granica liczby nukleonów, powyżej której jądra przestają być stabilne –nukleony są coraz słabiej związane, co może prowadzić do ich rozszczepienia pod wpływem doprowadzonej energii W ciężkim jądrze niewielkie zaburzenie wystarcza do jego destabilizacji i rozbicia go na dwa fragmenty. –suma energii wiązania powstałych fragmentów jest mniejsza od energii wiązania jądra ciężkiego. –dochodzi do wyzwolenia znacznej energii wiązania. Ciężkie jądra są na ogół nietrwałe i dlatego jedynie nieliczne występują w przyrodzie w sposób naturalny.

9 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 9 Źródła energii jądrowej W wyniku syntezy jąder lekkich można uzyskać większą energię niż w wyniku rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich. Przy rozszczepianiu jądra 235 U ( E = 7,5 MeV) powstają dwa w przybliżeniu jednakowe jądra (A ~ 118, E = 8,85 MeV) W 1 akcie rozszczepienia wyzwoli się energia (8,35-7,5) 235 = 202 MeV W 1 kilogramie uranu jest 2, jąder Przy całkowitym rozszczepieniu uzyska się energię 202 2, = 4, MeV = 2, MWh W elektrowni konwencjonalnej trzeba spalić około 2500 ton węgla kamiennego.

10 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 10 Źródła energii jądrowej Energia, jaką można by uzyskać przy syntezie 2, jąder izotopów wodoru deuteru 2 D i trytu 3 T około 1, MWh O rząd wielkości więcej niż przy reakcji rozszczepienia.

11 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 11 Uran Uran naturalny jest mieszaniną izotopów: – 238 U (99,4 %) masa atomowa 238 – 235 U ( 0,6 %) masa atomowa 235 –różnica masy atomowej 3 (1,27%) Z ton rudy uzyskuje się 50 ton metalicznego uranu Uran naturalny nie nadaje się do bezpośredniego zastosowania Wzbogacenie uranu - zwiększenie zawartości izotopu 235 U –Do celów energetycznych – około 2% –Do celów militarnych – około 95 % Wydzielenie 235 U jest bardzo trudne Do rozdzielenia izotopów uranu –nie nadaje się żadna chemiczna metoda ekstrakcji –nadają się jedynie metody mechaniczne i elektryczne

12 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 12 Uran (U), Z=92, metal srebrzysto szary –masa atomowa 238,02891(3)g/mol –gęstość (t. pok) 19.1 g·cm 3 –temperatura topnienia 1405,3 K –temperatura wrzenia 4404 K –ciepło właściwe (25°C) 27,665 J·mol 1 ·K 1 Odkryty przez Martina Heinricha Klaprotha w roku 1789 (pitchblenda) W postaci metalicznej otrzymany przez Eugena-Melchiora Peligota w roku % znanego światowego zasobu uranu znajduje się w Australii protaktyn uran neptun

13 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 13 T 1/2 [lata] E [MeV] 232 U68,9 S F α5, Th 233 U159,200 S F α4, Th 234 U ( 0, 0058% ) 245,500SF α4, Th 235 U ( 0, 72% ) 7.038×10 8 SF α4, Th 236 U2.342×10 7 SF α4, Th 238 U 99, 275% 4.468×10 9 SF α4, Th protaktyn uran neptun

14 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 14 Uran Izotop 235 U jest jedynym jądrem atomowym występującym w stanie naturalnym w przyrodzie, który można rozszczepić neutronami termicznymi –zaledwie 0,72% uranu naturalnego, –99,275% to izotop 238 U –ślady (około 0,0058%) izotopu 234 U. Uran nie występuje w przyrodzie w stanie czystym. Znamy przeszło 100 różnych minerałów zawierających uran. Złoża uranowe zawierają minerały o bardzo różnej zawartości uranu od kilkudziesięciu procent do ilości śladowych.

15 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 15 Uran Wszystkie minerały zawierają uran w postaci tlenków, –w minerałach nie występują związki uranu z chlorem, siarką, fluorem, azotem, chromem, wolframem, cyną oraz niektórymi innymi pierwiastkami, występującymi w towarzyszących minerałach. –Powodem jest nietrwałość tych związków w obecności tlenu, wody, dwutlenku węgla i innych kwaśnych związków, –istnienie takiego środowiska powoduje powstanie najbardziej trwałych związków uranu - tlenków.

16 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 16 Uran Rudy uranowe są pospolite. Średnia zawartość uranu –w skałach około , –w wodzie morskiej około

17 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 17 Uran Uran wchodzi w skład kilkudziesięciu minerałów Najważniejsze –Uraninit UO 2 (smółka) - złożony tlenek uranu, zawiera uran (70-85%), ołów, tor (12%) i ziemie rzadkie. –Gummit UO 3.n H 2 O, zawiera uran (37-66%) i ołów. –Tarionit (Th,U)O 2, zawiera tor (do 80%), uran (do 30%), ołów i ziemie rzadkie –Betafit U(Nb,Ti) 3 O 3 +H 2 O, zawiera uran (15-24%), niob, tytan, tantal, wapń oraz ziemie rzadkie. –Samarskit (Y,Er)(Nb,Ta)2O 6, Zawiera niob, tantal, uran (9-13%), tor (1-3,5%), ziemie rzadkie i żelazo.

18 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 18 Uran –Pirochlor (Na,Ca)2Nb 2 O 6 (F,OH,O) - niobian wapnia i sodu. zawiera niob, tantal, tytan, wapń, sód, uran (do 17%), tor (do 3,5%), ziemie rzadkie i żelazo. –Atunit Ca(UO2)PO 4.8 H 2 O, zawiera uran (do 60%), wapń, fosfór, ołów. –Torbermit Cu(UO 2 )(PO 4 )2.8 H 2 O - uwodniony fosforan uranylowo-miedziowy, zawiera uran (do 60%), miedź, fosfor, ołów. –Karnotyt K(UO 2 )VO 4.1,5 H 2 O, zawiera uran (43-55%), wanad, potas, ołów i sód. –Tiujamunit Ca(UO2)2(VO4).4 H2O, zawiera uran (do 50%), wanad, wapń, ołów i miedź.

19 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 19 Wydobycie rud uranu Wydobycie uranu

20 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 20 Wydobycie uranu na świecie

21 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 21 Uran jest metalem ciężkim, który otrzymujemy z rud uranowych. Najbardziej znaną z nich jest smółka uranowa, składająca się w 85% z tlenku uranu; występująca nieraz w postaci wielotonowych bloków. Większość pozostałych rud zawiera niestety znacznie mniej uranu. Wydobycie staje się opłacalne, gdy tona rudy zawiera co najmniej kilka kg uranu. Wydobycie rud uranu Wydobycie uranu

22 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 22 Niezbyt wydajne złoża uranu występują w Polsce w Sudetach i Górach Świętokrzyskich –były eksploatowane do lat 50. XX wieku. –w Kowarach w Karkonoszach są otwarte sztolnia uranowa i inhalatorium radonowe jeden z pięciu tego typu obiektów na świecie. W okolicach Kletna (niedaleko Kowar) już od średniowiecza wydobywano surowce do wytopu żelaza, srebra i miedzi –Kopalnie te przynosiły nieszczęścia, przyczyna wyjaśniła się dopiero w połowie zeszłego stulecia. Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

23 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 23 Złoże Kletno (Kletno–Kopaliny) występuje w obrębie Śnieżnika. Ze złoża eksploatowano dawniej rudę żelaza. Zespół mineralizacji polimetalicznej obejmował około 30 minerałów: siarczki (Fe, As, Cu, Pb, Zn, Ag, Hg), selenki (Ag, Hg, Bi, Cu), tetraedryty, metale rodzime (Se, Bi, Au), oraz uraninit. W Kletnie wyróżniono trzy zespoły zawierające minerały uranu: –smółka uranowa-kwarc-fluoryt-siarczki-selenki przerośnięta chalkopirytem współwystępuje z pirytem; –smółka uranowa-gummit występuje wraz z mikami uranowymi w żyłach fluorytu; –wtórne minerały uranu wraz z selenkami wypełniające spękania w fluorycie i kwarcu. Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

24 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 24 Występowanie uranu w skałach Dolnego Śląska opisał J.Roth w roku Pierwsze dane z obszaru Sudetów dotyczące rejonu karkonoskiego, głównie okolic Kowar, podał K.Hoehne w roku Rudy uranu były początkowo traktowane jako zanieczyszczenie wydobywanej rudy żelaza i wywożone na hałdę. Dopiero po roku 1927 wydobyto w Kowarach kilka ton rudy do celów badawczych. Do roku 1940 wydobyto około 74 ton rudy uranu. W latach ruda była wywożona w kierunku Berlina; dalsze jej losy nie są znane. Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

25 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 25 Poszukiwania rud uranu rozpoczęły się po zakończeniu II Wojny Światowej. Prace polskich geologów na tym obszarze zostały jednak zablokowane po odkryciu w 1948 r. w Kletnie minerałów uranowych. W roku 1947 przybyła do Polski grupa radzieckich geologów, zainteresowanych Sudetami dobrze rozpoznanymi pod względem geologicznym. We wrześniu 1947 roku Polska podpisała umowę z ZSRR, na mocy której rozpoczęto od początku 1948 r. prace poszukiwawcze złóż uranu prowadzone przez geologów radzieckich na terenie całego kraju. W Kowarach powstały Zakłady Przemysłowe R-1, w którym tylko szeregowi górnicy byli polakami. Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

26 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 26 Przez kilka lat działania Zakładu R-1 uzyskano, w przeliczeniu na czysty metal, około 20 ton uranu. –w Kletnie warunki były bardzo ciężkie –nie przestrzegano tu podstawowych środków ostrożności. –pracowali głównie więźniowie z obozów pracy oraz żołnierze, górników zawodowych było bardzo niewielu. –nie prowadzono żadnej dokumentacji. Wydobyty uran wywożono w całości do ZSRR. Całkowita długość wyrobisk górniczych wyniosła około 37 km, a na powierzchnię wydobyto 2, m 3 skał. Oficjalnie eksploatację rud uranu zakończono 1 kwietnia 1953 roku. Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

27 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 27 Wydobycie rud uranu Uran na Dolnym Śląsku

28 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 28 Ruda wydobyta w kopalniach lub odkrywkach jest poddana obróbce łamania, mielenia i wyługowania. Otrzymuje się ponad 70-% koncentrat uranowy yellow cake (żółte ciasto). Koncentrat jest produktem wyjściowym do dalszej obróbki. Wydobycie rud uranu Wzbogacanie uranu

29 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 29 Wzbogacenie uranu Wzbogacony tlenek uranu jest sproszkowany i sprasowany w pastylki. Wzbogacanie paliwa wykonywane jest w specjalnych zakładach, przede wszystkim w USA i Europie. Instalacja wzbogacania uranu. Poszczególne układy są połączone szeregowo.

30 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 30 Pręty paliwowe Pręty paliwowe dla elektrowni jądrowych zawierają pastylki wykonane z dwutlenku uranu (UO 2 ). Dwutlenek uranu uzyskuje sie ze wzbogaconego gazu UF 6. Sprasowane pastylki maja grubość około 1,5 cm i średnicę około 1 cm. Surowe wypraski ogrzewane są temperatury do 1700°C, co daje im odpowiednią spoistość i wytrzymałość. Po mechanicznej obróbce pastylek z dokładnością do mm umieszczone są w rurkach, zwanych koszulkami. Dla lepszej wymiany ciepła do koszulki wprowadza się hel. Koszulki nie są całkowicie wypełnione pastylkami. Powstaje odpowiednia przestrzeń dla gazowych produktów rozczepienia. Wypełnione i szczelnie zamknięte koszulki są prętami paliwowymi, które wraz z prętami regulacyjnymi tworzą elementy paliwowe.

31 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 31 Pręty paliwowe Konstrukcja bardzo różna W reaktorach wrzących często 7x7 prętów w wiązce W reaktorach ciśnieniowych 15x15 lub 20x20 prętów w wiązce

32 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 32 Pręty paliwowe W elektrowni jądrowej wymienia się co roku prawie trzecią część elementów paliwowych na nowe. W elektrowni jądrowej o mocy 1 GW rocznie wymienia się około 30 t elementów. Zawierają –toksyczne produkty rozpadu promieniotwórczego, –możliwe do odzyskania materiały rozszczepialne. Usuwanie i obróbka wypalonych elementów paliwowych jest istotnym problemem zarówno z punktu widzenia ochrony środowiska naturalnego, jak i opłacalności przedsięwzięcia.

33 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 33 Rozdzielenie izotopów uranu Rozdzielanie kaskadowe stopień n-2 stopień n-1 stopień n frakcja zubożona

34 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 34 Rozdzielenie izotopów uranu Metoda dyfuzyjna –Rozdzielanie izotopów w postaci gazowej –Dyfuzja mieszaniny gazowych izotopów przez membranę porowatą –Szybsza dyfuzja lżejszych izotopów –Szybkość dyfuzji proporcjonalna do pierwiastka z masy cząsteczkowej –Początkowy współczynnik podziału ( 235 UF 6 / 238 UF 6 ) = 1,0043 –Wzbogacenie od 0,7% do 3% wymaga kaskady o około 1200 stopniach –W czasie wojny stosowana do rozdzielania izotopów uranu w zakładach w Oak Ridge i Paducah, USA

35 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 35 Rozdzielenie izotopów uranu Metoda termodyfuzyjna Dickela –Rozdzielanie izotopów w postaci gazowej lub ciekłej –Dyfuzja w gradiencie temperatury – efekt Soreta –Cząsteczki lżejsze gromadzą się w obszarze wyższej temperatury –W przypadku stosowania cieczy proces rozdzielania jest znacznie wolniejszy ( około 10 4 razy) –W czasie wojny stosowana do rozdzielania izotopów uranu głównie w Niemczech

36 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 36 Rozdzielenie izotopów uranu Metoda wirówkowa –Rozdzielanie izotopów w postaci gazowej –Cząsteczki lżejsze gromadzą się w obszarze blisko osi –Efekt rozdzielania jest tym lepszy im większa jest średnica wirówki –Względy techniczne ograniczają średnice do około 1 m –Wzbogacenie od 0,7% do 3% wymaga kaskady o około 10 stopniach –W czasie wojny stosowana do rozdzielania izotopów uranu w zakładach w Oak Ridge, USA, oraz w Niemczech

37 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 37 Rozdzielenie izotopów uranu Metoda elektromagnetyczna –Rozdzielanie izotopów w postaci gazowej –Zasada jak w spektrometrii mas –Separatory - kalutrony –Osiągana czystość - rzędu 99,9% –Osiągana wydajność - rzędu 1 g/24h –W czasie wojny stosowana do rozdzielania izotopów uranu w zakładach w Oak Ridge, USA

38 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 38 Pluton 26 lutego Glenn Seaborg i Arthur Wahl - odkrycie pierwiastka Z = 94 (pluton)

39 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 39 Pluton (Pu), Z=94, metal srebrzysto biały –masa atomowa 244 g/mol –gęstość (t.pok) 19,816 g·cm 3 –temperatura topnienia912,5 K –temperatura wrzenia 3505 K –ciepło właściwe (25 °C) 35.5 J·mol 1 ·K 1 neptun pluton ameryk

40 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 40 T 1/2 [lata]RozpadE [MeV] 238 Pu 88 SF 5,5 234 U 239 Pu 24,1×10 3 SF 5, U 240 Pu 6,5×10 3 SF β0, Am 241 Pu 14β 241 Am 242 Pu 3,73×10 5 SF 4, U 244 Pu 8,08×10 7 4, U neptun pluton ameryk

41 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 41 Energia natychmiastowa - energia wydzielana w momencie rozszczepienia. –około 85% jest energią kinetyczną fragmentów rozszczepienia oddalających się od siebie z ogromną prędkością, na skutek zderzeń z innymi jądrami energia kinetyczna fragmentów zmienia się prawie całkowicie na energię cieplną. –około 15% energii wydziela się w postaci promieniowania i energii kinetycznej neutronów natychmiastowych. Energia rozszczepienia jądra

42 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 42 Energia opóźniona - energia wydzielana w po pewnym czasie od momentu rozszczepienia. –jest wynikiem rozpadu i fragmentów rozszczepienia –energii kinetycznej nadmiaru neutronów w tych fragmentach tzw. neutronów opóźnionych. Wykorzystanie ciepła, powstałego w bezpośrednim otoczeniu miejsca rozszczepienia jest głównym celem eksploatacji reaktorów energetycznych opóźnionych. Energia rozszczepienia jądra

43 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 43 Przy użyciu neutronów o znacznie większej energii oprócz izotopu 238 U można rozszczepić –izotop 233 U wytwarzany z toru 232 Th, –izotop 239 Pu otrzymywany z uranu 238 U: Izotopy paliworodne - izotopy 238 U i 232 Th. Reakcje powielania paliwa - reakcje, w wyniku których izotopy paliworodne przemieniają się w izotopy rozszczepialne. Reakcje paliworodne

44 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 44 Przekroje czynne dla neutronów termicznych izotop przekrój czynny (barny) na: pochłanianierozszczepienie 235 U U 2,8 0 Uran naturalny 7,42 3, Pu

45 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 45 Przekroje czynne na rozszczepienie f Przekroje czynne na rozszczepienie przez neutrony

46 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 46 Zależność przekroju czynnego na rozszczepienie 235 U przez neutrony od energii Przekrój czynny 235 U na rozszczepienie przez neutrony neutrony termiczne

47 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 47 Ciepło odpadowe Jednym z podstawowych odpadów przemysłowych, głównie z elektrowni dowolnego typu, jest ciepło, odprowadzane przez materiał chłodzący, głównie przez wodę. Ilość ciepła odpadowego zależy od sprawności elektrowni; im wyższa jest sprawność, tym mniej ciepła odchodzi do środowiska naturalnego. Problem odprowadzania do środowiska ciepła niewykorzystanego w procesie technologicznym jest niezależny od typu siłowni.

48 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 48 Ciepło odpadowe Ilość ciepła, oddawana przez elektrownie jądrowe jest większa niż przez elektrownie klasyczne –postęp technologiczny powoduje trudności w oszacowaniu bilansu. Elektrownia jądrowa zużywa średnio 180 l/s.kWh, przy wzroście temperatury w kondensatorze o około 100 K. Elektrownia konwencjonalna zużywa ( ) l/s.kWh, przy wzroście temperatury w kondensatorze o około 80 K.

49 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 49 Ciepło odpadowe Woda do schładzania pobierana jest zwykle z rzek czy jezior oraz z przybrzeżnych wód morskich, do których jest następnie odprowadzana, jednak już o wyższej temperaturze. Zmiana temperatury wody może wpływać na różne procesy życiowe, oraz mieć szkodliwy wpływ na florę i faunę wodną. W niektórych jednak przypadkach ciepło odpadowe jest wykorzystywane np. do hodowli ryb ciepłolubnych i ostryg.

50 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 50 Ciepło odpadowe Podgrzanej wody odpadowej nie można jednak traktować jak ścieki przemysłowe czy komunalne. Zmiana temperatury wody ma na pewno wpływ na środowisko wodne, ale efekty tego oddziaływania niekoniecznie muszą być szkodliwe. Istotne jest jednak to, aby woda odpadowa była co najmniej tej samej klasy czystości co woda pobierana.

51 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 51 Podstawowe wady energetyki jądrowej Energetyka jądrowa jest obecnie najczystszą technologią produkcji energii na dużą skalę. Zasadnicze wady aktualnie działających reaktorów energetycznych wykorzystujących neutrony termiczne, głównie reaktorów wodno-ciśnieniowych (PWR): –konieczność składowania odpadów promieniotwórczych o półokresach rozpadu większych od 100 lat

52 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 52 Podstawowe wady energetyki jądrowej -Składowanie geologiczne -czasy składowania porównywalne z czasami procesów geologicznych. Składowanie geologiczne wymagane w przypadku transuranowców o dużych okresach połowicznego zaniku powstałych w wypalonym paliwie reaktorowym. Możliwe jest wykorzystanie tych produktów w reaktorach powielających, wykorzystujących neutrony prędkie –do tej pory tej możliwości nie stosuje się na dużą skalę.

53 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 53 Podstawowe wady energetyki jądrowej Składowanie wiekowe (sekularne) - po 500 latach składowania (taki czas składowania uznaje się do przyjęcia w zagadnieniach technicznych) aktywność maleje do poziomu porównywalnego z aktywnością litosfery. Spośród produktów rozszczepienia składowanie wiekowe trzeba stosować do promieniotwórczych izotopów 90 Sr i 137 Cs.

54 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 54 Odpady promieniotwórcze po 1 roku pracy reaktora PWR o mocy elektrycznej 1 GW IzotopT 1/2 [lata] Masa [kg] Aktywność [TBq] Produkty rozszczepienia 90 Sr 93 Zr 99 Tc 107 Pd 129 I 126 Sn 137 Cs Transuranowce 238 Pu 239 Pu 240 Pu 242 Pu 247 Pu 238 Pu 241 Am 243 Am ,088 0, , ,3 5,8 1,0 32 4, ,5 14,5 4,5 17 3, ,2 16 0,14 0,041 1, ,2 0, ,1 2,2

55 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 55 Podstawowe wady energetyki jądrowej Reaktory pracują w pobliżu stanu krytycznego - konieczne jest stosowanie wymuszonych (sztucznych) obiegów pierwotnego chłodzenia (wymiany ciepła). Chłodzenie, niezależnie od liczby zabezpieczeń, jest potencjalnym źródłem awarii, –większość dotychczasowych awarii była związana z układami wymuszonego chłodzenia. W reaktorach z paliwem uranowym można produkować w sposób nie kontrolowany przez służby międzynarodowe izotop 239 Pu, wykorzystywany w broni jądrowej. Reaktory powielające z wykorzystaniem neutronów prędkich (FB - Fast Breeder) nie są praktycznie realizowane na szeroką skalę.


Pobierz ppt "ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER. Energetyka jądrowa."

Podobne prezentacje


Reklamy Google