Nucleaire brandstof: soorten en verwerking

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Kernenergie bestaat uit een groot aantal ondernemingen voor verschillende doeleinden. Grondstoffen voor deze industrie worden gewonnen uit uraniummijnen. Daarna wordt het aan de ondernemingen geleverd voor de productie van brandstof.

Verder wordt de brandstof naar kerncentrales getransporteerd, waar het de reactorkern binnengaat. Wanneer nucleaire brandstof het einde van zijn levensduur bereikt, wordt het opgewerkt. Het verwerken van afval is onderhevig aan verwijdering. Het is vermeldenswaard dat gevaarlijk afval niet alleen verschijnt na de brandstofverwerking, maar ook in elk stadium - van uraniumwinning tot werk in een reactor.

Nucleaire brandstof

Brandstof is van twee soorten. De eerste is uranium gewonnen in respectievelijk mijnen van natuurlijke oorsprong. Het bevat grondstoffen die plutonium kunnen vormen. De tweede is brandstof die kunstmatig is gemaakt (secundair).

Kernbrandstof wordt ook gedeeld door chemische samenstelling: metaal, oxide, carbide, nitride en gemengd.

Uraniumwinning en brandstofproductie

Een groot deel van de uraniumproductie komt uit slechts een paar landen: Rusland, Frankrijk, Australië, de VS, Canada en Zuid-Afrika.

Uranium is het belangrijkste element voor brandstof in kernenergieenergiecentrales. Om in de reactor te komen, doorloopt het verschillende verwerkingsstadia. Meestal bevinden uraniumafzettingen zich naast goud en koper, dus de winning ervan wordt uitgevoerd met de winning van edele metalen.

In de mijnbouw loopt de gezondheid van mensen een groot risico omdat uranium een giftig materiaal is en de gassen die vrijkomen tijdens de mijnbouw verschillende vormen van kanker veroorzaken. Hoewel het erts zelf een zeer kleine hoeveelheid uranium bevat - van 0,1 tot 1 procent. De bevolking die in de buurt van uraniummijnen leeft, loopt ook een groter risico.

Verrijkt uranium is de belangrijkste brandstof voor kerncentrales, maar na gebruik blijft er een enorme hoeveelheid radioactief afval over. Ondanks alle gevaren is de verrijking van uranium een essentieel proces voor het maken van splijtstof.

In zijn natuurlijke vorm is uranium bijna nergens te gebruiken. Om het te gebruiken, moet het worden verrijkt. Voor verrijking worden gascentrifuges gebruikt.

Verrijkt uranium wordt niet alleen gebruikt in kernenergie, maar ook bij de productie van wapens.

Vervoer

In elk stadium van de brandstofcyclus is er transport. Het wordt uitgevoerd met alle beschikbare middelen: over land, over zee, door de lucht. Dit is een groot risico en een groot gevaar, niet alleen voor het milieu, maar ook voor de mens.

Tijdens het transport van nucleaire brandstof of zijn elementen vinden er veel ongelukken plaats, waarbij radioactieve elementen vrijkomen. Dit is een vanvele redenen waarom kernenergie als onveilig wordt beschouwd.

Ontmanteling van reactoren

Geen van de reactoren is ontmanteld. Zelfs de beruchte kerncentrale van Tsjernobyl. Het punt is dat, volgens experts, de prijs van ontmanteling gelijk is aan of zelfs hoger is dan de prijs van het bouwen van een nieuwe reactor. Maar niemand kan met zekerheid zeggen hoeveel geld er nodig zal zijn: de kosten zijn berekend op basis van de ervaring met het ontmantelen van kleine stations voor onderzoek. Experts bieden twee opties:

1. Zet reactoren en verbruikte splijtstof op stortplaatsen.
2. Bouw sarcofagen over ontmantelde reactoren.

In de komende tien jaar zullen ongeveer 350 reactoren over de hele wereld buiten dienst zijn en moeten ze worden ontmanteld. Maar aangezien de meest geschikte methode qua veiligheid en prijs nog niet is uitgevonden, wordt dit probleem nog steeds opgelost.

Nu zijn er 436 reactoren in bedrijf over de hele wereld. Dit is natuurlijk een grote bijdrage aan het energiesysteem, maar het is erg onveilig. Studies tonen aan dat kerncentrales over 15-20 jaar kunnen worden vervangen door stations die werken op windenergie en zonnepanelen.

Kernafval

Er wordt enorm veel nucleair afval gegenereerd als gevolg van kerncentrales. Bij het opwerken van kernbrandstof blijft ook gevaarlijk afval achter. Geen van de landen vond echter een oplossing voor het probleem.

Tegenwoordig wordt nucleair afval bewaard in tijdelijke opslagfaciliteiten, in plassen water of diep onder de grond begraven.

De veiligste manier isopslag in speciale opslagfaciliteiten, maar ook hier is stralingslekkage mogelijk, net als bij andere methoden.

Nucleair afval heeft in feite enige waarde, maar vereist strikte naleving van de regels voor de opslag ervan. En dit is het meest acute probleem.

Een belangrijke factor is de tijd waarin het afval gevaarlijk is. Elke radioactieve stof heeft zijn eigen verv altijd, waarin hij giftig is.

Soorten kernafval

Tijdens de werking van een kerncentrale komt het afval in het milieu terecht. Dit is water voor koelturbines en gasvormig afval.

Kernafval is onderverdeeld in drie categorieën:

1. Low-level - kleding voor medewerkers van kerncentrales, laboratoriumapparatuur. Dergelijk afval kan ook afkomstig zijn van medische instellingen, wetenschappelijke laboratoria. Ze vormen geen grote bedreiging, maar ze vereisen wel veiligheidsmaatregelen.
2. Gemiddeld niveau - metalen containers waarin brandstof wordt vervoerd. Hun stralingsniveau is vrij hoog en degenen die dicht bij hen staan, moeten worden beschermd.
3. Hoog niveau is verbruikte splijtstof en zijn producten. Het niveau van radioactiviteit neemt snel af. Er is heel weinig hoogactief afval, ongeveer 3 procent, maar het bevat 95 procent van alle radioactiviteit.