Membongkar mitos tentang tenaga nuklear oleh Alfredo García @OperadorNuklear
Ia adalah buku yang sangat jelas dan didaktik di mana Alfredo García menunjukkan kepada kita asas sains dan kejuruteraan di sebalik kuasa nuklear dan loji kuasa nuklear.
Sepanjang buku ini kita akan mempelajari cara radioaktiviti berfungsi, jenis sinaran, bahagian dan operasi loji janakuasa nuklear serta langkah dan protokol keselamatan yang perlu diikuti.
Di samping itu, beliau akan menerangkan latihan yang diperlukan untuk menjadi pengendali nuklear dan akan menganalisis tiga kemalangan nuklear utama yang telah berlaku, memecahkan punca, penipuan yang telah dilaporkan dan sama ada ia boleh berlaku lagi hari ini.
Buku ini menjadi taruhan penulis untuk tenaga nuklear sebagai tenaga bersih untuk digunakan sebagai asas dan selaras dengan sumber penjanaan boleh diperbaharui yang lain.
Unit radioaktiviti ialah becquerel sebagai penghormatan kepada ahli fizik Perancis Henri Becquerel, penemu radioaktiviti. Satu becquerel (1 Bq) adalah sama dengan 1 pereraian atom sesaat.
Kerosakan kepada tubuh manusia adalah dos sinaran mengion. dos yang sama menyebabkan kerosakan yang berbeza bergantung kepada jenis sinaran. Dos sinaran diukur dalam sievert (Sv) yang merupakan unit yang sangat besar, itulah sebabnya millisieverts dan microsieverts digunakan secara meluas.
jenis sinaran
Sinaran beta: Elektron atau positron melalui perpecahan proton dan neutron
Sinaran neutron: Neutron bebas
Sinar gamma dan sinar-X: Gelombang elektromagnet (foton) sangat bertenaga
Sinaran alfa: Nukleus atom helium dengan 2 neutron dan 2 proton.
Perintah Magnitud
Ini adalah beberapa nilai yang dibincangkan dalam buku dan yang akan membantu kita mempunyai susunan magnitud apabila kita bercakap tentang radiasi dan radioaktiviti.
X-ray tangan menghasilkan dos radioaktif 0,0001 mSv
Sinaran yang diterima oleh penduduk mengikut asal usul semula jadi, 2,4 mSv tahun. Ia adalah latar belakang radioaktif semula jadi.
Lebih banyak kejadian kanser dikesan daripada 100 mSv/tahun
Sinaran kosmik dari angkasa adalah dos sinaran mengion yang ketara. dos purata ialah 0,39 mSv tahun
Sinaran pengion semula jadi yang penting ialah gas radon (Rn-222) di Sepanyol, dos antara 1,15 dan 40 mSv/tahun dianggarkan bergantung pada kawasan tempat kita tinggal.
Pemakanan memberikan purata 0,29 mSv/tahun, dan oleh itu kalium-40 memberikan 0,17. Makanan laut mempunyai kepekatan radioaktiviti dan pisang yang tinggi.
Purata dos bagi setiap orang di negara UNSCEAR tahap kesihatan I ialah 1,28 mSv/tahun dengan sinar-X dan perubatan nuklear.
Institusi dan akronim
Organisasi dan akronim merujuk kepada tenaga nuklear dan teknologi nuklear
UNSCEAR: Jawatankuasa Saintifik Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu mengenai Kesan Perkaburan Atom :
CSN (Majlis Keselamatan Nuklear): Ia adalah badan kawal selia untuk loji dan kemudahan janakuasa nuklear dan radioaktif di Sepanyol.
IAEA (Agensi Tenaga Atom Antarabangsa)
NRC (Suruhanjaya Kawal Selia Nuklear) adalah Amerika
OSART (Pasukan Semakan Keselamatan Operasi)
orang asing (Persatuan Nuklear Dunia)
WANO (Persatuan Pengendali Nuklear Dunia)
INPO (Institut Pengendali Kuasa Nuklear)
RNA (Penanggung Insurans Risiko Nuklear) Loji kuasa nuklear diinsuranskan.
INES (Skala Antarabangsa Peristiwa Nuklear): ia bermula dari 0 hingga 7. Tiga tahap pertama dari 1 hingga 3 ialah insiden dan dari 4 hingga 7 kemalangan.
ENRESA
Rancangan Am Sisa Radioaktif
GIF (Forum Antarabangsa Generasi IV)
loji tenaga nuklear
Jenis reaktor nuklear yang paling meluas ialah PWR, air bertekanan. Ia mempunyai 3 litar air hidraulik. Primer untuk menyejukkan haba yang dihasilkan oleh reaktor, sekunder untuk menyejukkan primer dan memperoleh wap untuk menggerakkan turbin dan tertier yang menyejukkan sekunder dengan air sungai atau laut.
Litar utama adalah radioaktif, tetapi ia dimeteraikan, ia tidak bercampur dengan sekunder. Bahan api reaktor ialah beberapa rod, 264 dalam reaktor PWR Westinghouse berukuran 20×20 sentimeter dan tinggi 4 m. Mereka bekerja dengan 152 atmosfera tekanan dan air cecair pada 300ºC
Tertiari menukar air dengan alam sekitar. Tiada radioaktiviti, tetapi ia meningkatkan suhu air. Terdapat had kenaikan purata harian sebanyak 3ºC antara saluran masuk air ke loji dan saluran keluar air yang sama.
Menara besar yang anda lihat ialah menara penyejuk
bwr
Jenis reaktor kedua yang paling banyak ialah reaktor air mendidih BWR. Stim dijana dalam reaktor yang sama dan dibawa terus ke turbin, semuanya dalam litar utama. Ia adalah peningkatan pada tahap prestasi, tetapi semua jentera berada dalam zon radioaktif.
Loji tenaga nuklear tidak boleh meletup seperti bom atom. Kerana bahan api loji janakuasa diperkaya dengan 2 – 5% uranium-235 manakala untuk tindak balas berantai dijana seperti dalam bom atom, pengayaan lebih daripada 90% jisim kritikal diperlukan
Dalam PWR tindak balas berantai dikawal dengan rod kawalan dan asid borik dilarutkan dalam air. Rod mempunyai kapasiti penyerapan neutron yang tinggi BWR hanya mempunyai rod kawalan
menara penyejuk
Ia adalah elemen ikonik yang paling dikenali bagi loji janakuasa nuklear dan loji kuasa haba. Ia adalah cerobong besar, yang benar-benar berfungsi untuk menyejukkan wap, adalah penukar haba dan membolehkan air dikembalikan ke persekitarannya (sungai, laut) dalam julat suhu yang dibenarkan 3ºC.
Mereka mempunyai saiz sekitar 150 m tinggi
Kolam bahan api dan sinaran Cherenkov
Ia adalah fenomena fizikal yang berlaku dalam elemen bahan api yang mengeluarkan cahaya biru. Ini disebabkan oleh zarah bercas yang dipancarkan oleh bahan api terpakai, yang bergerak lebih cepat daripada cahaya di dalam air dan kita dapat melihat cahaya kebiruan yang indah.
Walaupun ia belum lagi digunakan di angkasa lepas, terdapat banyak projek selama beberapa dekad untuk menggunakan penjana seperti penjana termoelektrik radioisotop RTG, yang menggunakan termokopel untuk menukar penyeraian kepada tenaga elektrik dengan mengambil kesempatan daripada kesan termoelektrik.
Di laut ia digunakan dalam pendorongan kapal selam nuklear.
Ia juga digunakan dalam temu janji, dengan carbano-14
Di peringkat perindustrian, terdapat scintigraphy industri, yang merupakan teknik kawalan untuk ujian tidak merosakkan, radiografi neutron untuk penilaian bahagian, retak, kakisan, dll. Kobalt-60 digunakan untuk mensterilkan produk perubatan dan farmaseutikal, pembungkusan dan produk kosmetik dan makanan pertanian.
Jika anda berminat dengan Teknologi Nuklear, lihat juga di penghasilan bersama
Di peringkat pengguna, ia hadir dalam pengesan asap, beberapa jam tangan bercahaya dalam gelap, cat pendarfluor, dsb. Yang bersinar biasanya menggunakan tritium iaitu radioaktif.
Perubatan nucellar termasuk radiograf atau imej radiologi, radiofarmaseutikal, tomografi pelepasan positron (PET), radioimmunoassay, dan terapi sinaran.
Kemalangan
Tiga yang paling terkenal ialah
Pulau Tiga Batu (TMI)
Sebuah loji tenaga nuklear di Pennsylvania Amerika Syarikat. Litar sekunder gagal dan pam air untuk membawa air ke penjana stim gagal. Jadi tekanan utama meningkat dengan banyak. Banyak hidrogen dihasilkan, tetapi nasib baik ia tidak meletup. 4% daripada teras 62 tan bahan cair, tetapi semuanya terkurung di dalam kapal. jadi tiada pencemaran radioaktif.
Chernobyl
Yang paling terkenal, dengan sirinya sendiri di Netflix. Dalam buku itu terdapat keseluruhan bab yang menganalisis siri dan semua yang dikatakan betul atau salah mengenai kemalangan itu. Bacaan yang baik jika anda telah melihat atau akan melihatnya.
Kemalangan Chernobyl berlaku dengan satu lagi jenis reaktor RBMK Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy jenis saluran reaktor kuasa tinggi. Mereka mempunyai keistimewaan bahawa apabila suhu meningkat kuasa reaktor meningkat, menjadikannya sangat sukar untuk dikawal sekiranya berlaku kemalangan, tidak seperti reaktor PWR, yang mengurangkan kuasa pada suhu yang lebih tinggi.
Penipuan biasa ialah Chernobyl tidak boleh didiami selama beribu-ribu tahun, tetapi ini tidak berlaku, malah, lawatan berpandu ke kawasan itu sudah dijalankan dengan langkah keselamatan yang sepadan.
Fukushima
Pada 11 Mac 2011, selepas gempa bumi berukuran 9 magnitud di luar pantai Jepun, tsunami merosakkan loji kuasa Fukushima Daiichi. Ia kehilangan penjana dieselnya dan terdapat letupan hidrogen yang membebaskan bahan radioaktif ke alam sekitar.
Tiada kematian akibat radioaktiviti. 100.000 orang telah dipindahkan dan menurut kajian IZA, kesejukan di kalangan orang yang hilang tempat tinggal menyebabkan 1280 lebih kematian berbanding jika tiada orang yang kehilangan tempat tinggal.
Membazir
Apabila bercakap tentang tenaga nuklear terdapat dua ketakutan besar. Ada yang takut kemalangan dan satu lagi takut apa yang perlu dilakukan dengan sisa.
Jenis sisa radioaktif
RBBA: Sisa aktiviti yang sangat rendah, berasal dari pembongkaran loji kuasa nuklear dan akan berhenti menjadi radioaktif dalam 5 tahun
RBMA: Sisa aktiviti rendah dan sederhana: ia adalah pakaian kerja, alatan, instrumen perubatan, dan bahan daripada industri lain. Ia mempunyai separuh hayat selama 30 tahun.
RAA: Sisa tahap tinggi. Ia adalah bahan api terpakai daripada loji kuasa nuklear. Dengan separuh hayat lebih daripada 30 tahun, kadangkala beribu tahun.
Pengurusan sisa
Terdapat dua strategi, kitaran tertutup di mana bahan api sebahagiannya dikitar semula dan kitaran terbuka di mana bahan api dianggap sisa dan diuruskan dengan cara yang berbeza.
ATI: kedai sementara individu. Mereka adalah berdasarkan bekas untuk menyimpan kering. Mereka bukan tanah perkuburan nuklear, mereka bekerja antara 60 dan 100 tahun.
Gudang sementara berpusat ATC. Ia berfungsi untuk memastikan bahan api nuklear disimpan dengan selamat sehingga penyelesaian muktamad ditemui. Sama ada kitar semula atau hantar ke APG
AGP dalam, repositori geologi jangka panjang. Cuba elakkan daripada meninggalkan generasi akan datang tanggungjawab pengurusan sisa. Sebaik sahaja APG dimeterai, ia tidak lagi memerlukan penyelenggaraan atau pengawasan.
kitar semula bahan api nuklear
Terdapat teknologi untuk mengitar semula dan menggunakan semula bahan api, walaupun belum begitu cekap, dalam penjana generasi ke-4 hampir semua bahan api akan digunakan, diandaikan sehingga 97% dan bukannya 5% semasa.
Selagi ada bahan api MOX oksida campuran uranium dan plutonium. Ia diperbuat daripada plutonium yang dikitar semula daripada bahan api terpakai. Ia juga berfungsi untuk mengitar semula plutonium daripada bom atom.
REMIX, bahan api ini dihasilkan daripada campuran uranium kitar semula dan plutonium daripada bahan api kitar semula. Ia boleh dikitar semula dengan cas 100% dalam reaktor VVER-1000 semasa sehingga 5 kali.
Tenaga nuklear di Sepanyol
Terdapat bab khusus untuk nuklear di Sepanyol dan semua politik negara. Tetapi saya tidak akan mengumpul apa-apa. Sesiapa yang ingin mengetahui lebih lanjut hendaklah membacanya dan menyiasat moratorium nuklear.
Kuasa nuklear di seluruh dunia
10% daripada tenaga elektrik dunia dijana oleh 442 reaktor nuklear. Pada 2018, 2563TWj telah dijana
Negara yang paling banyak mempertaruhkan tenaga nuklear dengan penciptaan loji pada masa hadapan ialah China, India, Rusia, Amerika Syarikat, Arab Saudi, Jepun, Afrika Selatan dan Turki, serta Poland dan United Kingdom.
WNA telah mencadangkan program Harmony, untuk menjana sekurang-kurangnya 25% tenaga elektrik dunia dengan tenaga nuklear menjelang 2050
Loji tenaga nuklear berusia 40 tahun itu belum menamatkan hayat mereka. Masa itu ialah hayat reka bentuknya, iaitu, apa yang ia perlu bertahan, tetapi hayat bergunanya ialah apa yang boleh bertahan dalam keadaan baik, dan peralatan dan teknologi boleh diperbaharui, yang bersama-sama dengan penyelenggaraan pembetulan y pencegahanMereka membuat mereka bertahan lebih lama.
Bekalan Uranium
Uranium adalah sama seperti timah atau zink, ia didapati terlarut dalam batu (biasanya granit), dalam tanah, dan dalam air laut.
Negara yang mempunyai sumber paling terkenal ialah Australia (39%), Kazakhstan (14%), Kanada (8%), Rusia (8%) dan kemudian negara seperti Namibia, Afrika Selatan, China, Niger atau Brazil.
450 reaktor dunia dengan kapasiti 400GwE memerlukan 65.000 tan setahun.
Selain deposit fosfat dan nadir bumi, pilihan untuk mengekstrak uranium daripada air laut sedang dikaji. di mana dianggarkan terdapat 4000 juta tan uranium terlarut. Cukup untuk kuasa seribu loji tenaga nuklear 100.000 tahun
Thorium
Pada tahun 1828 Jöns Jakob Berzelius menemui unsur baru, Thorium, dinamakan sempena Thor, tuhan petir Norse. Pada tahun 1898 Gerhard Schmidt dan Marie Curie secara bebas mendapati bahawa Thorium adalah radioaktif.
Th-232 mereput sangat perlahan, separuh hayatnya ialah 14.000 bilion tahun. Ia adalah sangat sedikit radioaktif. Tori oksida (ThO2) atau torianit mempunyai salah satu takat lebur tertinggi daripada semua oksida 3350ºC, ia digunakan dalam mentol lampu, tanglung gas, elektrod kimpalan, seramik, dll.
India mempunyai kuantiti Thorium yang banyak.
Tetapi ia bukan fisil, ia tidak pecah apabila neutron berlanggar dengannya. Jadi anda tidak boleh menggunakan reaktor nuklear secara langsung, tetapi dengan menyerap neutron ia bertukar kepada U-233 yang boleh dibelah.
Kelebihan Thorium ialah lebih banyak, tidak perlu diperkaya dan kurang menghasilkan sisa. Tetapi ia mahal untuk membuat bahan api
Reaktor Modular Kecil SMR
SMR (Reaktor modulate kecil) adalah yang telah digunakan dalam kapal selam. Ia lebih mudah untuk dihasilkan secara bersiri, untuk mengangkut, dll. Ia menggabungkan semua sistem untuk berfungsi secara autonomi.
Mereka dibangunkan oleh NuScale Power di AS. Mereka mengukur diameter 23m x 4,5m dan memberikan kuasa 50Mwe.
Di Argentina, CAREM (Central Argentina de Elementos Modulares) sedang dibangunkan
Di Rusia, KLT-40S digunakan, di Eropah IRIS dan di China reaktor katil pelet, disederhanakan oleh grafit. Jepun sedang mengusahakan reaktor HTRP-PM 200Mwe.
reaktor baru
6 teknologi baharu, hampir semuanya dengan kitaran bahan api tertutup, menganggarkan 97% bahan api akan digunakan berbanding 5%) semasa
Empat daripada reka bentuk menggunakan neutron pantas.
Untuk penyejukan mereka menggunakan air biasa, 2 sejuk dengan helium, ogre dengan natrium, satu lagi dengan fluorin dan satu lagi dengan plumbum.
Reaktor Pantas Disejukkan Plumbum LFR
Hidrogen ialah vektor tenaga yang digunakan untuk menyimpan tenaga.
Reaktor garam lebur MSR, di mana uranium dibubarkan sebagai garam dalam penyejuk.
Yang paling berdaya maju sekarang ialah reaktor cepat sejukan natrium SFR. menggunakan uranium yang telah habis sebagai asas bahan api.
Kes tertentu SFR ialah reaktor gelombang pengembaraan TWR yang dibangunkan oleh TerraPower, yang diasaskan oleh Bill Gates.
Percantuman nuklear
Ia akan menggunakan hidrogen, yang tidak habis-habis dan sangat murah. Ia akan menghasilkan hampir tiada sisa. akan menghasilkan lebih banyak kuasa bagi setiap jumlah bahan api daripada pembelahan
Projek yang paling menjanjikan ialah ITER, reaktor gabungan nuklear eksperimen di Perancis. Matlamat pertamanya adalah untuk mendapatkan plasma pada 2025, the tokamak daripada ITER, ia adalah 19 meter lebar dan 11 meter tinggi dan berat kira-kira 5000 tan. Matlamatnya adalah untuk menjana 500MW daripada kuasa pemanasan 50MW. Dengan kelewatan pembuatan dan pembinaan sekarang ia dijadualkan untuk datang dalam talian pada tahun 2040
Asas pelakuran ialah kita menyediakan tenaga yang banyak supaya 8 atom hidrogen bercantum, membentuk helium dan banyak tenaga dibebaskan dalam bentuk cahaya dan haba dan zarah.
Gabungan dihalang oleh daya elektrostatik tolakan nukleus. Mendapatkan atom untuk bersatu adalah sangat sukar.
Teknologi gabungan nuklear yang paling mungkin untuk dicapai, dengan teknologi semasa, ialah gabungan antara deuterium dan tritium, dua isotop hidrogen.
Kita boleh mencapai suhu yang diperlukan untuk pelakuran, bahagian yang sukar ialah kurungan zarah. 2 teknologi sedang diusahakan.
Pengasingan magnetik MFC, plasma dikurung dalam medan magnet pada tekanan yang sangat rendah dan dipanaskan hingga suhu lebur. Cara terbaik adalah dengan reaktor toroidal, reaktor tokamak, tetapi yang lain yang lebih kompleks turut disiasat bintang.
kurungan inersia. pancaran laser memberi tumpuan kepada bahan api dan memanaskan lapisan luar bahan itu. yang meletup dengan memampatkan ke dalam. Tenaga yang dibebaskan memanaskan pelakuran penjanaan bahan api. Masa yang diperlukan untuk tindak balas ini berlaku dihadkan oleh inersia bahan api.
Semua ini adalah nota yang telah menarik perhatian saya dan saya ingin ingat. Tetapi dalam buku itu terdapat lebih banyak maklumat dan di atas semua dijelaskan dengan lebih mendalam. Jadi jika anda berminat, jangan segan silu untuk membacanya.
Pautan ke penyelidikan dan ketahui lebih lanjut tentang Tenaga dan Teknologi Nuklear
