Ядрената енергия ще спаси света от Алфредо Гарсия

Корица: Ядрената енергия ще спаси света от Алфредо Гарсия

Развенчаване на митове за ядрената енергия от Алфредо Гарсия @OperadorNuclear

Това е много ясна и дидактическа книга, в която Алфредо Гарсия ни показва научни и инженерни основи зад ядрената енергия и атомните електроцентрали.

В цялата книга ще научим как работи радиоактивността, видовете радиация, частите и работата на атомна електроцентрала и мерките за сигурност и протоколите, които трябва да се следват.

Освен това той ще обясни необходимото обучение за ядрен оператор и ще анализира трите големи ядрени аварии, които са се случили, като разбие причините, измамите, за които е докладвано, и дали могат да се случат отново днес.

Книгата е залог на автора за ядрената енергия като чиста енергия, която да се използва като основа и в хармония с други източници на възобновяемо производство.

Единицата за радиоактивност е бекерел в чест на френския физик Анри Бекерел, откривател на радиоактивността. Един бекерел (1 Bq) е равен на 1 атомно разпадане за секунда.

Увреждането на човешкото тяло е дозата на йонизиращото лъчение. една и съща доза причинява различни щети в зависимост от вида на радиацията. Радиационната доза се измерва в сиверти (Sv), което е много голяма единица, поради което милисивертите и микросивертите се използват широко.

видове радиация

  • Бета радиация: Електрони или позитрони чрез разпадане на протони и неутрони
  • Неутронно лъчение: Свободни неутрони
  • Гама лъчи и рентгенови лъчи: Електромагнитни вълни (фотони) с голяма енергия
  • Алфа радиация: Ядра от хелиеви атоми с 2 неутрона и 2 протона.

Поредици на величини

Това са някои стойности, които се обсъждат в книгата и които ще ни помогнат да имаме порядък, когато говорим за радиация и радиоактивност.

  • Рентгеновата снимка на ръката дава радиоактивна доза от 0,0001 mSv
  • Радиация, получена от населението от естествен произход, 2,4 mSv година. Това е естественият радиоактивен фон.
  • По-голяма заболеваемост от рак се открива от 100 mSv/година
  • Космическите лъчи от космоса са значителна доза йонизиращо лъчение. средната доза е 0,39 mSv годишно
  • Важна естествена йонизираща радиация е газът радон (Rn-222) в Испания, дозата между 1,15 и 40 mSv/година се оценява в зависимост от района, в който живеем.
  • Подхранването дава средно 0,29 mSv/година, а от там калий-40 дава 0,17. Морските дарове имат висока концентрация на радиоактивност и бананите.
  • Средната доза за всеки човек в държава със здравно ниво I на UNSCEAR е 1,28 mSv/година с рентгенови лъчи и ядрена медицина.

Институции и акроними

Организации и акроними, отнасящи се до ядрената енергия и ядрените технологии

  • UNSCEAR: Научен комитет на ООН за ефектите от атомната расация :
  • CSN (Съвет за ядрена безопасност): Това е регулаторният орган за ядрени и радиоактивни електроцентрали и съоръжения в Испания.
  • МААЕ (Международна агенция за атомна енергия)
  • NRC (Комисия за ядрено регулиране) е американска
  • OSART (Екип за преглед на оперативната безопасност)
  • чужденец (Световна ядрена асоциация)
  • WANO (Световна асоциация на ядрените оператори)
  • INPO (Институт за оператор на ядрена енергия)
  • РНК (Застраховател на ядрен риск) Атомните електроцентрали са застраховани.
  • АГНЕС (Международна скала на ядрените събития): варира от 0 до 7. Първите три нива от 1 до 3 са инциденти и от 4 до 7 инциденти.
  • ЕНРЕСА
  • Генерален план за радиоактивни отпадъци
  • GIF (Международен форум на IV поколение)

атомни електроцентрали

Най-разпространеният тип ядрен реактор е PWR, вода под налягане. Има 3 хидравлични водни кръга. Първичният за охлаждане на топлината, генерирана от реактора, вторичният за охлаждане на първичния и получаване на пара за задвижване на турбина и третичният, който охлажда вторичния с речна или морска вода.

Първият кръг е радиоактивен, но е херметизиран, не се смесва с вторичния. Горивото на реактора е няколко пръта, 264 в реакторите PWR Westinghouse с размери 20×20 сантиметра и височина 4 метра. Те работят с 152 атмосфери налягане и течна вода при 300ºC

Третичният обмен на вода с околната среда. Няма радиоактивност, но повишава температурата на водата. Има дневна средна граница на увеличение от 3ºC между входа на водата в инсталацията и изхода на същата вода.

Големите кули, които виждате, са охладителни кули

bwr

Вторият най-разпространен тип реактори са реакторите BWR с кипяща вода. Парата се генерира в същия реактор и се отвежда директно към турбината, всичко това в първи контур. Това е подобрение на нивото на производителност, но всички машини са в радиоактивната зона.

АЕЦ не може да избухне като атомна бомба. Тъй като горивото на електроцентралата е обогатено с 2 – 5% уран-235, а за да се генерира верижна реакция като в атомна бомба, е необходимо обогатяване на повече от 90% от критичната маса

В PWR верижната реакция се контролира с контролните пръти и борната киселина, разтворена във водата. Прътите имат висок капацитет за поглъщане на неутрони BWR имат само управляващи пръти

охладителни кули

Те са най-разпознаваемите емблематични елементи на атомни електроцентрали и топлоелектрически централи. Те са големите комини, които всъщност служат за охлаждане на парата, топлообменници са и позволяват на водата да се връща в околната среда (река, море) в допустимия температурен диапазон от 3ºC.

Те са с размер около 150 m височина

Горивният басейн и радиацията на Черенков

Това е физическо явление, което се случва в горивни елементи, които излъчват синя светлина. Това се дължи на заредените частици, излъчвани от използваното гориво, които се движат по-бързо от светлината във водата и можем да видим красива синкава светлина.

Тук можете да видите пример.

приложения на ядрената технология

Въпреки че все още не е използван в космоса, има множество проекти от десетилетия за използване на генератори като RTG радиоизотопния термоелектрически генератор, който използва термодвойки за преобразуване на разпадането в електрическа енергия, като се възползва от термоелектричния ефект.

В морето се използва за задвижване на атомни подводници.

Използва се и при датиране с карбано-14

На индустриално ниво има индустриална сцинтиграфия, която е контролна техника за безразрушителен контрол, неутронна радиография за оценка на части, пукнатини, корозия и др. Кобалт-60 се използва за стерилизиране на медицински и фармацевтични продукти, опаковки и козметични и хранително-вкусови продукти.

Ако се интересувате от ядрени технологии, разгледайте също когенерация

На потребителско ниво присъства в детектори за дим, някои светещи в тъмното часовници, флуоресцентни бои и др. Това, което свети, обикновено използва тритий, който е радиоактивен.

Нуклеарната медицина включва радиография или радиологични изображения, радиофармацевтични продукти, позитронно-емисионна томография (PET), радиоимуноанализ и лъчева терапия.

злополуки

Трите най-известни са

Остров Три Майл (TMI)

Атомна електроцентрала в Пенсилвания, САЩ.Авария на втория кръг и водните помпи за подаване на вода към парогенераторите. Така че първичното налягане се повиши много. Генерира се много водород, но за щастие не експлодира. 4% от ядрото от 62 тона материал се разтопи, но всичко остана в съда. така че не е имало радиоактивно замърсяване.

Чернобил

Най-известният, със собствен сериал в Netflix. В книгата има цяла глава, анализираща сериала и всичко, което е казано правилно или грешно за инцидента. Добро четиво, ако сте го гледали или ще го видите.

Аварията в Чернобил се случи с друг тип реактори RBMK Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy канален тип реактор с висока мощност. Те имат особеността, че с повишаване на температурата мощността на реактора се увеличава, което го прави много труден за управление в случай на авария, за разлика от PWR реакторите, които намаляват мощността при по-високи температури.

Често срещана измама е, че Чернобил ще бъде необитаем хиляди години, но това не е така, всъщност вече се провеждат обиколки с екскурзовод в района със съответните мерки за сигурност.

Фукушима

На 11 март 2011 г., след земетресение с магнитуд 9 край бреговете на Япония, цунами повреди електроцентралата Фукушима Даичи. Той загуби своите дизелови генератори и имаше водородни експлозии, които изпуснаха радиоактивни материали в околната среда.

Няма смъртни случаи от радиоактивност. 100.000 1280 души са били евакуирани и според проучване на IZA студът сред разселените причинил XNUMX повече смъртни случая, отколкото ако не е имало разселени

Отпадъци

Когато говорим за ядрена енергия, има два големи страха. Някои се страхуват от злополука, а други - какво да правят с отпадъците.

Видове радиоактивни отпадъци

RBBA: Отпадък с много ниска активност идва от демонтажа на атомни електроцентрали и ще престане да бъде радиоактивен след 5 години

RBMA: Отпадъци с ниска и средна активност: това са работни дрехи, инструменти, медицински инструменти и материали от други индустрии. Има период на полуразпад от 30 години.

RAA: Високо ниво на отпадъци. Те са използвани горива от атомни електроцентрали. С период на полуразпад от повече от 30 години, понякога хиляди години.

Gestión de остатъци

Има две стратегии, затворен цикъл, при който горивото се рециклира частично, и отворен цикъл, при който горивото се счита за отпадък и се управлява по различни начини.

  • ATI: индивидуализирани временни магазини. Те се основават на контейнери за съхранение на сухо. Не са ядрени гробища, те работят между 60 и 100 години.
  • АТЦ централизиран временен склад. Той служи за безопасно съхраняване на ядреното гориво до намирането на окончателно решение. Или го рециклирайте, или го изпратете на APG
  • AGP дълбоко, дългосрочно геоложко хранилище. Опитайте се да избягвате да оставяте на бъдещите поколения отговорността за управлението на отпадъците. След като APG бъде запечатан, той вече не се нуждае от поддръжка или надзор.

рециклиране на ядрено гориво

Има технологии за рециклиране и повторна употреба на гориво, въпреки че те все още не са много ефективни, в генераторите от 4-то поколение ще се използва почти цялото гориво, предполага се до 97% вместо сегашните 5%

Докато има гориво МОХ от смесен оксид на уран и плутоний. Той е направен от плутоний, рециклиран от отработено гориво. Той също така служи за рециклиране на плутония от атомните бомби.

REMIX, това гориво се произвежда от смес от рециклиран уран и плутоний от рециклирано гориво. Може да се рециклира при 100% заряд в настоящите реактори ВВЕР-1000 до 5 пъти.

Ядрена енергия в Испания

Има специална глава за ядрената енергия в Испания и цялата политика на страната. Но няма да събирам нищо. Който иска да знае повече, да прочете и да проучи ядрения мораториум.

Ядрена енергия в световен мащаб

10% от световната електроенергия се генерира от 442 ядрени реактора. През 2018 г. са генерирани 2563 XNUMX TWh

Страните, които залагат най-много на ядрената енергия със създаването на централи в бъдеще са Китай, Индия, Русия, САЩ, Саудитска Арабия, Япония, Южна Африка и Турция, както и Полша и Великобритания.

WNA предложи програмата Harmony за генериране на поне 25% от световното електричество с ядрена енергия до 2050 г.

40-годишните атомни централи не са приключили живота си. Това време е неговият проектен живот, тоест това, което трябва да издържи, но полезният му живот е това, което може да издържи при добри условия, а оборудването и технологиите могат да бъдат обновявани, което заедно с коригираща поддръжка y превантивнаТе ги карат да издържат много по-дълго.

Доставка на уран

Уранът е толкова често срещан, колкото калая или цинка, намира се разтворен в скали (обикновено гранит), в почвата и в морската вода.

Държавите с най-известни ресурси са Австралия (39%), Казахстан (14%), Канада (8%), Русия (8%) и следват страни като Намибия, Южна Африка, Китай, Нигер или Бразилия.

450-те реактора в света с капацитет 400 GwE се нуждаят от 65.000 XNUMX тона годишно.

Освен фосфатни и редкоземни находища се проучва и вариантът за извличане на уран от морска вода. където се изчислява, че има 4000 милиона тона разтворен уран. Достатъчно за захранване на хиляда атомни електроцентрали за 100.000 XNUMX години

Торий

През 1828 г. Йонс Якоб Берцелиус открива нов елемент, торий, кръстен на Тор, скандинавския бог на гръмотевиците. През 1898 г. Герхард Шмид и Мария Кюри независимо откриват, че торият е радиоактивен.

Th-232 се разпада много бавно, полуживотът му е 14.000 милиарда години. Той е много малко радиоактивен. Тори оксидът (ThO2) или торианитът има една от най-високите точки на топене от всички оксиди 3350ºC, използва се в електрически крушки, газови фенери, електроди за заваряване, керамика и др.

Индия има големи количества торий.

Но не е делящ се, не се разпада, когато неутрон се сблъска с него. Така че не можете да използвате директно ядрен реактор, но чрез абсорбиране на неутрона той се трансформира в U-233, който може да се разпадне.

Предимствата на тория са, че има повече, не трябва да се обогатява и генерира по-малко отпадъци. Но производството на гориво е скъпо

SMR малки модулни реактори

SMR (Small modulate Reactor) са тези, които са били използвани в подводници.Те са по-лесни за серийно производство, за транспортиране и т.н.В тях са включени всички системи, за да функционират автономно.

Те са разработени от NuScale Power в САЩ. Те са с размери 23 m x 4,5 m в диаметър и дават 50 Mwe мощност.

В Аржентина се разработва CAREM (Central Argentina de Elementos Modulares).

В Русия се използва KLT-40S, в Европа IRIS и в Китай реактор с пелетен слой, модериран с графит. Япония работи върху 200Mwe HTRP-PM реактор.

нови реактори

6 нови технологии, почти всички със затворен горивен цикъл, изчисляват, че 97% от горивото ще бъде използвано в сравнение със сегашните 5%)

Четири от дизайните използват бързи неутрони.

За охлаждане те използват нормална вода, 2 охлаждат с хелий, огре с натрий, друг с флуор и още един с олово.

LFR Бърз реактор с оловно охлаждане

Водородът е енергиен вектор, използван за съхраняване на енергия.

MSR реактор с разтопена сол, където уранът се разтваря като сол в охлаждащата течност.

Най-жизнеспособният в момента е бързият реактор с натриево охлаждане SFR. използва обеднен уран като горивна основа.

Конкретен случай на SFR е реакторът с пътуваща вълна TWR, разработен от TerraPower, основана от Бил Гейтс.

Ядрен синтез

корица на книгата, ядрена енергия

Ще използва водород, който е неизчерпаем и много евтин. Няма да произвежда почти никакви отпадъци. ще генерира повече мощност на количество горива, отколкото деленето

Най-обещаващият проект е ITER, експериментален реактор за ядрен синтез във Франция. Първата му цел е да получи плазма през 2025 г токамак от ITER, той е широк 19 метра и висок 11 метра и тежи около 5000 тона. Целта му е да генерира 500MW от топлинна мощност от 50MW. Със забавяне на производството и строителството в момента, планира се да бъде пуснат онлайн през 2040 г

Основата на синтеза е, че ние предоставяме много енергия, така че 8 водородни атома да се слеят, образуват хелий и много енергия се освобождава под формата на светлина, топлина и частици.

Ядреният синтез е възпрепятстван от отблъскващите електростатични сили на ядрата. Накарането на атомите да се слеят е много трудно.

Най-вероятната технология за ядрен синтез, която може да бъде постигната с настоящата технология, е синтезът между деутерий и тритий, два изотопа на водорода.

Можем да достигнем необходимата температура за синтез, сложната част е ограничаването на частиците. Работи се по 2 технологии.

MFC магнитно задържане, плазмата се ограничава в магнитно поле при много ниско налягане и се нагрява до температура на топене. Най-добрият начин е с тороидални реактори, реактор токамак, но се изследват и други по-сложни звезда.

инерционно задържане. лазерните лъчи се фокусират върху горивото и загряват външния слой на материала. който експлодира чрез компресиране навътре. Енергията, която се освобождава, загрява синтеза, генериращ гориво. Времето, необходимо за протичане на тези реакции, е ограничено от инерцията на горивото.


Всичко това са бележки, които са привлекли вниманието ми и които искам да запомня. Но в книгата има много повече информация и преди всичко обяснена много по-задълбочено. Така че, ако ви е било интересно, не се колебайте да го прочетете.

Връзки към изследвания и научете повече за Енергетика и ядрени технологии

Ако сте неспокоен човек като нас и искате да си сътрудничите в поддръжката и подобряването на проекта, можете да направите дарение. Всички пари ще отидат за закупуване на книги и материали, за да експериментирате и да правите уроци

Оставете коментар