ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER

Energetyka jądrowa

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.” Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Wytwarzanie energii jądrowej jest jednym z etapów cyklu paliwowego 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Źródła energii jądrowej W wyniku syntezy jąder lekkich można uzyskać większą energię niż w wyniku rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich. Przy rozszczepianiu jądra 235U (DE = 7,5 MeV) powstają dwa w przybliżeniu jednakowe jądra (A ~ 118, DE = 8,85 MeV) W 1 akcie rozszczepienia wyzwoli się energia (8,35-7,5)235 = 202 MeV W 1 kilogramie uranu jest 2,461024 jąder Przy całkowitym rozszczepieniu uzyska się energię 2022,461024 = 4,971026 MeV = 2,2104 MWh W elektrowni konwencjonalnej trzeba spalić około 2500 ton węgla kamiennego. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Źródła energii jądrowej Energia, jaką można by uzyskać przy syntezie 2,461024 jąder izotopów wodoru deuteru 2D i trytu 3T około 1,8105 MWh O rząd wielkości więcej niż przy reakcji rozszczepienia. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Uran naturalny jest mieszaniną izotopów: 238U (99,4 %) masa atomowa 238 235U ( 0,6 %) masa atomowa 235 różnica masy atomowej 3 (1,27%) Z 25000 ton rudy uzyskuje się 50 ton metalicznego uranu Uran naturalny nie nadaje się do bezpośredniego zastosowania Wzbogacenie uranu - zwiększenie zawartości izotopu 235U Do celów energetycznych – około 2% Do celów militarnych – około 95 % Wydzielenie 235U jest bardzo trudne Do rozdzielenia izotopów uranu nie nadaje się żadna chemiczna metoda ekstrakcji nadają się jedynie metody mechaniczne i elektryczne Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

protaktyn  uran  neptun 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 1841 70% znanego światowego zasobu uranu znajduje się w Australii Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

protaktyn  uran  neptun T1/2 [lata] E [MeV] 232U 68,9 SF α 5,414 228Th 233U 159,200 4,909 229Th 234U (0,0058%) 245,500 4,859 230Th 235U (0,72%) 7.038×108 4,679 231Th 236U 2.342×107 4,572 232Th 238U 99,275% 4.468×109 4,270 234Th Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

zaledwie 0,72% uranu naturalnego, 99,275% to izotop 238U Izotop 235U jest jedynym jądrem atomowym występującym w stanie naturalnym w przyrodzie, który można rozszczepić neutronami termicznymi zaledwie 0,72% uranu naturalnego, 99,275% to izotop 238U ślady (około 0,0058%) izotopu 234U. 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Rudy uranowe są pospolite. Średnia zawartość uranu w skałach około 410-6, w wodzie morskiej około 210-9. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Uran wchodzi w skład kilkudziesięciu minerałów Najważniejsze Uraninit UO2 (smółka) - złożony tlenek uranu, zawiera uran (70-85%), ołów, tor (12%) i ziemie rzadkie. Gummit UO3.n H2O, zawiera uran (37-66%) i ołów. Tarionit (Th,U)O2, zawiera tor (do 80%), uran (do 30%), ołów i ziemie rzadkie Betafit U(Nb,Ti)3O3 +H2O, zawiera uran (15-24%), niob, tytan, tantal, wapń oraz ziemie rzadkie. Samarskit (Y,Er)(Nb,Ta)2O6, Zawiera niob, tantal, uran (9-13%), tor (1-3,5%), ziemie rzadkie i żelazo. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Pirochlor (Na,Ca)2Nb2O6(F,OH,O) - niobian wapnia i sodu. Uran Pirochlor (Na,Ca)2Nb2O6(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)PO4.8 H2O, zawiera uran (do 60%), wapń, fosfór, ołów. Torbermit Cu(UO2)(PO4)2.8 H2O - uwodniony fosforan uranylowo-miedziowy, zawiera uran (do 60%), miedź, fosfor, ołów. Karnotyt K(UO2)VO4.1,5 H2O, 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Wydobycie uranu Wydobycie rud uranu Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Wydobycie uranu na świecie Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Uran jest metalem ciężkim, który otrzymujemy z rud uranowych. Wydobycie uranu Wydobycie rud uranu 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

były eksploatowane do lat 50. XX wieku. Uran na Dolnym Śląsku Wydobycie rud uranu 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Złoże Kletno (Kletno–Kopaliny) występuje w obrębie Śnieżnika. Uran na Dolnym Śląsku Wydobycie rud uranu 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Występowanie uranu w skałach Dolnego Śląska opisał J.Roth w roku 1865. Uran na Dolnym Śląsku Wydobycie rud uranu Występowanie uranu w skałach Dolnego Śląska opisał J.Roth w roku 1865. Pierwsze dane z obszaru Sudetów dotyczące rejonu karkonoskiego, głównie okolic Kowar, podał K.Hoehne w roku 1936. 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 1943 - 1944 ruda była wywożona w kierunku Berlina; dalsze jej losy nie są znane. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

w Kletnie warunki były bardzo ciężkie Uran na Dolnym Śląsku Wydobycie rud uranu 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 2,3105 m3 skał. Oficjalnie eksploatację rud uranu zakończono 1 kwietnia 1953 roku. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

Koncentrat jest produktem wyjściowym do dalszej obróbki. Wzbogacanie uranu Wydobycie rud uranu 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Dwutlenek uranu uzyskuje sie ze wzbogaconego gazu UF6. Pręty paliwowe Pręty paliwowe dla elektrowni jądrowych zawierają pastylki wykonane z dwutlenku uranu (UO2). Dwutlenek uranu uzyskuje sie ze wzbogaconego gazu UF6. 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 10-5 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

toksyczne produkty rozpadu promieniotwórczego, 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

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 (235UF6/ 238UF6) = 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 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 104 razy) W czasie wojny stosowana do rozdzielania izotopów uranu głównie w Niemczech Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Pluton 26 lutego 1941 - Glenn Seaborg i Arthur Wahl - odkrycie pierwiastka Z = 94 (pluton) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

neptun  pluton  ameryk Pluton (Pu), Z=94, metal srebrzysto biały masa atomowa 244 g/mol gęstość (t.pok) 19,816 g·cm−3 temperatura topnienia 912,5 K temperatura wrzenia 3505 K ciepło właściwe (25 °C) 35.5 J·mol−1·K−1 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

neptun  pluton  ameryk T1/2 [lata] Rozpad E [MeV] 238Pu 88 SF a 5,5 234U 239Pu 24,1×103 SF a 5,245 235U 240Pu 6,5×103 SF β 0,005 240Am 241Pu 14 β 241Am 242Pu 3,73×105 4,984 238U 244Pu 8,08×107 a 4,666 240U Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Energia rozszczepienia jądra 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 g i energii kinetycznej neutronów natychmiastowych. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Energia rozszczepienia jądra Energia opóźniona - energia wydzielana w po pewnym czasie od momentu rozszczepienia. jest wynikiem rozpadu b i g 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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

Przekroje czynne dla neutronów termicznych izotop przekrój czynny (barny) na: pochłanianie rozszczepienie 235U 650 549 238U 2,8 Uran naturalny 7,42 3,92 239Pu 1025 664 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Przekroje czynne na rozszczepienie przez neutrony sf Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

postęp technologiczny powoduje trudności w oszacowaniu bilansu. 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 (120-150) l/s.kWh, przy wzroście temperatury w kondensatorze o około 80 K. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 90Sr i 137Cs. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

Odpady promieniotwórcze po 1 roku pracy reaktora PWR o mocy elektrycznej 1 GW Izotop T1/2 [lata] Masa [kg] Aktywność [TBq] Produkty rozszczepienia 90Sr 93Zr 99Tc 107Pd 129I 126Sn 137Cs Transuranowce 238Pu 239Pu 240Pu 242Pu 247Pu 241Am 243Am 29 1500 210 6500 17000 100 30 88 24 6600 3800 2100 0,088 0,432 7400 13,4 23 25 7,3 5,8 1,0 32 4,5 170 77 15,5 14,5 17 3,0 70000 2,2 16 0,14 0,041 1,1 100000 2800 380 650 0,38 2,1 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny

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 239Pu, wykorzystywany w broni jądrowej. Reaktory powielające z wykorzystaniem neutronów prędkich (FB - Fast Breeder) nie są praktycznie realizowane na szeroką skalę. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny