TVEL és Anàlisi detallada

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

L'article parla de què és un TVEL, per a què es necessita, on s'utilitza, com es crea i si hi ha reactors que no utilitzen TVEL.

Edat atòmica

Probablement la branca més jove de l'energia és la nuclear. Només a finals del segle XIX, els científics van poder entendre parcialment què és la radioactivitat, la desintegració radioactiva i quines substàncies tenen aquestes propietats. I aquest coneixement va costar moltes vides, ja que l'efecte perjudicial de la radiació sobre els organismes vius va romandre desconegut durant molt de temps.

Molt més tard, es van utilitzar materials radioactius tant en la vida civil com en l'exèrcit. Actualment, tots els països desenvolupats tenen les seves pròpies armes nuclears i centrals nuclears, que permeten obtenir molta energia independentment dels combustibles fòssils o dels recursos naturals com l'aigua (estem parlant de centrals hidroelèctriques).

TVEL és…

Però per construir un reactor nuclear per a la producció d'electricitat o altres finalitats, primer cal fer el combustible adequat, perquè l'urani natural, tot i que té radioactivitat, la seva energia no és suficient. Per tant, la majoria dels tipus de reactors utilitzen combustible basat en urani enriquit, i aquest, enal seu torn, es carrega en dispositius especials anomenats TVEL. El TVEL és un dispositiu especial que forma part d'un reactor nuclear i conté combustible nuclear. Analitzarem el seu disseny i tipus de combustible amb més detall.

Disseny

Depenent del tipus de reactor, alguns paràmetres dels elements de combustible poden variar, però el seu disseny general i el principi del dispositiu són els mateixos. Per dir-ho simplement, un TVEL és un tub buit fet d'un aliatge de zirconi amb alguns altres metalls, en el qual s'instal·len pellets de combustible de diòxid d'urani.

Combustible

L'urani és el material radioactiu més "viatger"; sobre la seva base, es produeixen molts altres isòtops, utilitzats tant en la indústria com en les armes. La seva extracció no és gaire diferent de l'extracció de carbó, i en el seu estat natural, és absolutament segur per a les persones. Així que les històries sobre les mines d'urani, on s'envien presoners condemnats a cadena perpètua, no són més que un mite. Una persona preferiria morir per f alta de llum solar i treball dur a la mina que per mal altia de la radiació.

La mina d'urani és molt senzilla: les explosions trenquen la roca, després de les quals es lliura a la superfície, on es classifica i es processa posteriorment. El procés d'enriquiment d'urani es pot dur a terme de diverses maneres, però a Rússia això es fa amb centrífugues de gas. En primer lloc, l'urani es converteix en un estat gasós, després del qual el gas es separa en centrífugues sota l'acció de la força centrífuga ise separen els isòtops desitjats. Després d'això, es converteixen en diòxid d'urani, es pressionen en pastilles i es carreguen en una barra de combustible. Aquesta és la manera més habitual de produir combustible per a piles de combustible.

Aplicació

El nombre de barres de combustible en un reactor depèn de la seva mida, tipus i potència. Després de la fabricació, es carreguen en un reactor, on comença la reacció de desintegració nuclear, com a resultat de la qual es produeix un poderós alliberament d'una gran quantitat de calor, que serveix com a font d'energia. A més, la potència del reactor es pot controlar pel nombre d'elements de combustible a l'àrea de treball. De tant en tant, a mesura que s'utilitzen, es substitueixen per unes de noves, amb pastilles de diòxid d'urani “fresques”. Així que ara sabem què vol dir TVEL, com es fan i per què es necessiten. Tanmateix, no tots els reactors nuclears necessiten aquests elements, i aquests són RTG.

RTG

Un generador termoelèctric de radioisòtops és un dispositiu similar en principi als reactors nuclears, però el seu procés no es basa en una reacció en cadena de desintegració atòmica, sinó en la calor. En poques paraules, es tracta d'una gran instal·lació que produeix molta calor amb material radioactiu que, al seu torn, es converteix directament en electricitat. A diferència dels reactors nuclears, els RTG no tenen peces mòbils, són més fiables, compactes i duradors. Però al mateix temps tenen una eficiència molt inferior.

Es feien servir principalment en aquelles condicions en què és impossible obtenir energia d' altres maneres, o aquests mètodes són molt difícils. En els anys de l'URSS, es van subministrar RTG per a la investigació iestacions meteorològiques de l'Extrem Nord, fars costaners, boies marines, etc.

Actualment, la seva vida útil ha caducat, però alguns d'ells encara es mantenen a les seves bases originals i sovint ni tan sols estan protegits de cap manera. Com a resultat, es produeixen accidents, per exemple, els caçadors de metalls no ferrosos van intentar desmantellar diverses instal·lacions d'aquest tipus i van rebre una forta radiació, i a Geòrgia, els residents locals les van utilitzar com a fonts de calor i també van patir la mal altia de la radiació..

Així que ara coneixem el disseny dels elements de combustible i hem desmuntat la seva definició. Les TVEL són parts importants del reactor, sense les quals el funcionament és impossible.