Demonstrimi i miteve për energjinë bërthamore nga Alfredo García @OperadorNuclear
Është një libër shumë i qartë dhe didaktik ku Alfredo Garcia na tregon themelet e shkencës dhe inxhinierisë prapa energjisë bërthamore dhe termocentraleve bërthamore.
Përgjatë librit do të mësojmë se si funksionon radioaktiviteti, llojet e rrezatimit, pjesët dhe funksionimi i një centrali bërthamor dhe masat e protokollet e sigurisë që duhen ndjekur.
Përveç kësaj, ai do të shpjegojë trajnimin e nevojshëm për të qenë operator bërthamor dhe do të analizojë tre aksidentet e mëdha bërthamore që kanë ndodhur, duke zbërthyer shkaqet, mashtrimet që janë raportuar dhe nëse ato mund të ndodhin sërish sot.
Libri është një bast i autorit që energjia bërthamore si energji e pastër të përdoret si bazë dhe në harmoni me burimet e tjera të gjenerimit të rinovueshme.
Njësia e radioaktivitetit është bekereli për nder të fizikanit francez Henri Becquerel, zbulues i radioaktivitetit. Një bekerel (1 Bq) është i barabartë me 1 shpërbërje atomike për sekondë.
Dëmtimi i trupit të njeriut është doza e rrezatimit jonizues. e njëjta dozë shkakton dëme të ndryshme në varësi të llojit të rrezatimit. Doza e rrezatimit matet në sievert (Sv) që është një njësi shumë e madhe, kjo është arsyeja pse milisievert dhe mikrosievert përdoren gjerësisht.
llojet e rrezatimit
Rrezatimi Beta: Elektrone ose pozitrone nga shpërbërja e protoneve dhe neutroneve
Rrezatimi neutron: Neutrone të lira
Rrezet gama dhe rrezet X: Valët elektromagnetike (fotonet) shumë energjike
Rrezatimi alfa: Bërthamat e atomeve të heliumit me 2 neutrone dhe 2 protone.
Urdhrat e Madhësisë
Këto janë disa vlera që trajtohen në libër dhe që do të na ndihmojnë të kemi një renditje të përmasave kur flasim për rrezatimin dhe radioaktivitetin.
Një rreze X e dorës prodhon një dozë radioaktive prej 0,0001 mSv
Rrezatimi i marrë nga popullsia me origjinë natyrore, 2,4 mSv vit. Është sfondi natyror radioaktiv.
Më shumë incidenca e kancerit zbulohet nga 100 mSv/vit
Rrezet kozmike nga hapësira janë një dozë e konsiderueshme e rrezatimit jonizues. doza mesatare është 0,39 mSv vit
Një rrezatim i rëndësishëm jonizues natyror është gazi i radonit (Rn-222) në Spanjë, një dozë midis 1,15 dhe 40 mSv/vit vlerësohet në varësi të zonës ku jetojmë.
Ushqyerja jep mesatarisht 0,29 mSv/vit, dhe si rrjedhim kaliumi-40 jep 0,17. Ushqimet e detit kanë një përqendrim të lartë të radioaktivitetit dhe bananet.
Doza mesatare për çdo person në një vend të nivelit shëndetësor I të UNSCEAR është 1,28 mSv/vit me rreze X dhe mjekësi bërthamore.
Institucionet dhe shkurtesat
Organizatat dhe akronimet që i referohen energjisë bërthamore dhe teknologjisë bërthamore
E PASKONUAR: Komiteti Shkencor i Kombeve të Bashkuara mbi Efektet e Racicionit Atomik:
CSN (Këshilli i Sigurisë Bërthamore): Është organi rregullator për termocentralet dhe objektet bërthamore dhe radioaktive në Spanjë.
IAEA (Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë Atomike)
QKR (Komisioni Rregullator Bërthamor) është amerikan
OSART (Ekipi i Rishikimit të Sigurisë Operacionale)
i huaj (Shoqata Botërore Bërthamore)
WANO (Shoqata Botërore e Operatorëve Bërthamorë)
INPO (Instituti i Operatorit të Energjisë Bërthamore)
RNA (Siguruesi i rrezikut bërthamor) Centralet bërthamore janë të siguruara.
AGNES (Shkalla Ndërkombëtare e Ngjarjeve Bërthamore): shkon nga 0 në 7. Tre nivelet e para nga 1 në 3 janë incidente dhe nga 4 në 7 aksidente.
ENRESA
Plani i Përgjithshëm i Mbetjeve Radioaktive
GIF (Forumi Ndërkombëtar i Gjeneratës IV)
centralet bërthamore
Lloji më i përhapur i reaktorit bërthamor është PWR, uji nën presion. Ka 3 qarqe hidraulike të ujit. Primari për të ftohur nxehtësinë e krijuar nga reaktori, sekondari për të ftohur primarin dhe merr avullin për të lëvizur një turbinë dhe terciari që ftoh dytësorin me ujë lumi ose deti.
Qarku primar është radioaktiv, por është i mbyllur, nuk përzihet me sekondarin. Lënda djegëse e reaktorit është disa shufra, 264 në reaktorët PWR Westinghouse me përmasa 20×20 centimetra dhe 4 m të lartë. Ata punojnë me 152 atmosfera presioni dhe ujë të lëngshëm në 300ºC
Terciari shkëmben ujin me mjedisin. Nuk ka radioaktivitet, por rrit temperaturën e ujit. Ekziston një kufi mesatar ditor i rritjes prej 3ºC midis hyrjes së ujit në fabrikë dhe daljes së po atij uji.
Kullat e mëdha që shihni janë kulla ftohëse
bwr
Lloji i dytë më i bollshëm i reaktorit është reaktorët me ujë të valë BWR. Avulli gjenerohet në të njëjtin reaktor dhe dërgohet direkt në turbinë, i gjithë brenda qarkut primar. Është një përmirësim në nivelin e performancës, por të gjitha makineritë janë brenda zonës radioaktive.
Një termocentral bërthamor nuk mund të shpërthejë si një bombë atomike. Për shkak se karburanti i një termocentrali pasurohet me 2 – 5% uranium-235, ndërsa që një reaksion zinxhir të gjenerohet si në një bombë atomike, nevojitet një pasurim prej më shumë se 90% të masës kritike.
Në një PWR reaksioni zinxhir kontrollohet me shufrat e kontrollit dhe acidin borik të tretur në ujë. Shufrat kanë kapacitet të lartë absorbues të neutronit BWR-të kanë vetëm shufra kontrolli
kullat ftohëse
Ata janë elementët ikonë më të njohur të termocentraleve bërthamore dhe termocentraleve. Janë oxhaqet e mëdhenj, të cilët realisht shërbejnë për ftohjen e avullit, janë këmbyes nxehtësie dhe lejojnë që uji të kthehet në mjedisin e tij (lum, det) brenda intervalit të lejuar të temperaturës prej 3ºC.
Ata kanë një lartësi prej rreth 150 m
Pishina e karburantit dhe rrezatimi Cherenkov
Është një fenomen fizik që ndodh në elementët e karburantit që lëshojnë një dritë blu. Kjo është për shkak të grimcave të ngarkuara të emetuara nga karburanti i përdorur, të cilat udhëtojnë më shpejt se drita në ujë dhe ne mund të shohim një dritë të bukur kaltërosh.
Edhe pse nuk është përdorur ende në hapësirë, ka projekte të shumta për dekada të tëra për të përdorur gjeneratorë të tillë si gjeneratori termoelektrik me radioizotop RTG, i cili përdor termoçiftet për të kthyer shpërbërjen në energji elektrike duke përfituar nga efekti termoelektrik.
Në det përdoret në shtytjen e nëndetëseve bërthamore.
Përdoret gjithashtu në takime, me karbano-14
Në nivel industrial ekziston shintigrafia industriale, e cila është teknikë kontrolli për testimin jo destruktiv, radiografia neutronike për vlerësimin e pjesëve, plasaritjeve, korrozionit etj. Kobalt-60 përdoret për sterilizimin e produkteve mjekësore dhe farmaceutike, paketimeve dhe produkteve kozmetike dhe agro-ushqimore.
Nëse jeni të interesuar për teknologjinë bërthamore, hidhini një sy gjithashtu kogjenerimi
Në nivelin e përdoruesit, ai është i pranishëm në detektorët e tymit, disa orë që shkëlqejnë në errësirë, bojëra fluoreshente, etj. Ajo që shkëlqen zakonisht përdor tritium që është radioaktiv.
Mjekësia nukleare përfshin radiografi ose imazhe radiologjike, radiofarmaceutikë, tomografi me emetim pozitron (PET), radioimunoterapi dhe terapi me rrezatim.
aksidentet
Tre më të njohurit janë
Tri Mile Island (TMI)
Një termocentral bërthamor në Pensilvani të SHBA. Qarku dytësor dështoi dhe pompat e ujit për të sjellë ujë në gjeneratorët e avullit dështuan. Kështu që presioni primar u rrit shumë. U krijua shumë hidrogjen, por për fat nuk shpërtheu. 4% e bërthamës 62 ton material u shkri, por gjithçka ishte e mbyllur në anije. pra nuk kishte kontaminim radioaktiv.
Çernobilit
Më i njohuri, me serialin e vet në Netflix. Në libër ka një kapitull të tërë që analizon serinë dhe gjithçka që u tha drejt ose gabim për aksidentin. Një lexim i mirë nëse e keni parë ose do ta shihni.
Aksidenti i Çernobilit ndodhi me një lloj tjetër reaktorësh RBMK Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy të tipit kanal me fuqi të lartë reaktor. Ata kanë veçantinë që me rritjen e temperaturës rritet fuqia e reaktorit, duke e bërë shumë të vështirë kontrollin në rast aksidenti, ndryshe nga reaktorët PWR, të cilët ulin fuqinë në temperatura më të larta.
Një mashtrim i zakonshëm është se Çernobili do të jetë i pabanueshëm për mijëra vjet, por nuk është kështu, në fakt, turne me guidë në zonë tashmë po kryhen me masat përkatëse të sigurisë.
Fukushima
Më 11 mars 2011, pas një tërmeti me magnitudë 9 në brigjet e Japonisë, një cunami dëmtoi termocentralin Fukushima Daiichi. Ai humbi gjeneratorët e tij me naftë dhe pati shpërthime hidrogjeni që lëshuan materiale radioaktive në mjedis.
Nuk ka pasur vdekje nga radioaktiviteti. 100.000 njerëz u evakuuan dhe sipas një studimi të IZA, i ftohti tek të zhvendosurit shkaktoi 1280 vdekje më shumë sesa nëse nuk do të kishte të zhvendosur.
Humbje
Kur flasim për energjinë bërthamore ka dy frikë të mëdha. Disa kanë frikë nga një aksident dhe një tjetër është frika se çfarë të bëjnë me mbeturinat.
Llojet e mbetjeve radioaktive
RBBA: Mbetjet me aktivitet shumë të ulët, vijnë nga çmontimi i centraleve bërthamore dhe do të pushojnë së qeni radioaktive në 5 vjet
RBMA: Mbetje me aktivitet të ulët dhe të mesëm: janë rroba pune, vegla pune, instrumente mjekësore dhe materiale nga industri të tjera. Ka një gjysmë jetë prej 30 vjetësh.
RAA: Mbetje me aktivitet të lartë. Ato përdoren lëndë djegëse nga termocentralet bërthamore. Me një gjysmë jetë më shumë se 30 vjet, ndonjëherë mijëra vjet.
Gjendja e mbetjeve
Ekzistojnë dy strategji, cikli i mbyllur ku karburanti riciklohet pjesërisht dhe cikli i hapur ku karburanti konsiderohet mbetje dhe menaxhohet në mënyra të ndryshme.
ATI: dyqane të përkohshme të individualizuara. Ato bazohen në kontejnerë për të ruajtur të thatë. Nuk janë varreza bërthamore, ato punojnë nga 60 deri në 100 vjet.
Depo e përkohshme e centralizuar ATC. Ai shërben për të mbajtur karburantin bërthamor të ruajtur në mënyrë të sigurt derisa të gjendet një zgjidhje përfundimtare. Ose e ricikloni ose dërgojeni në një APG
Depo gjeologjike e thellë, afatgjatë AGP. Përpiquni të shmangni lënien e përgjegjësisë për menaxhimin e mbetjeve tek brezat e ardhshëm. Pasi një APG është vulosur, nuk ka më nevojë për mirëmbajtje ose mbikëqyrje.
riciklimi i karburantit bërthamor
Ekzistojnë teknologji për riciklimin dhe ripërdorimin e karburantit, megjithëse nuk janë ende shumë efikase, në gjeneratorët e gjeneratës së 4-të do të përdoret pothuajse i gjithë karburanti, supozohet se deri në 97% në vend të 5% aktual.
Për sa kohë që ekziston karburanti MOX i oksidit të përzier të uraniumit dhe plutoniumit. Është bërë nga plutoniumi i ricikluar nga karburanti i shpenzuar. Shërben gjithashtu për riciklimin e plutoniumit nga bombat atomike.
REMIX, kjo lëndë djegëse prodhohet nga një përzierje e uraniumit të ricikluar dhe plutoniumit nga karburanti i ricikluar. Mund të riciklohet me ngarkesë 100% në reaktorët aktualë VVER-1000 deri në 5 herë.
Energjia bërthamore në Spanjë
Ekziston një kapitull specifik për bërthamën në Spanjë dhe gjithë politikën e vendit. Por unë nuk do të mbledh asgjë. Kushdo që dëshiron të dijë më shumë, le ta lexojë dhe të hetojë moratoriumin bërthamor.
Energjia bërthamore në mbarë botën
10% e energjisë elektrike në botë prodhohet nga 442 reaktorë bërthamorë. Në vitin 2018, u gjeneruan 2563 TWh
Vendet që po bastojnë më shumë për energjinë bërthamore me krijimin e termocentraleve në të ardhmen janë Kina, India, Rusia, Shtetet e Bashkuara, Arabia Saudite, Japonia, Afrika e Jugut dhe Turqia, si dhe Polonia dhe Mbretëria e Bashkuar.
WNA ka propozuar programin Harmony, për të gjeneruar të paktën 25% të energjisë elektrike në botë me energji bërthamore deri në vitin 2050.
Termocentralet bërthamore 40-vjeçare nuk e kanë mbaruar jetën. Ajo kohë është jeta e saj e projektimit, domethënë ajo që duhet të zgjasë, por jeta e saj e dobishme është ajo që mund të përballojë në kushte të mira, dhe pajisjet dhe teknologjitë mund të rinovohen, të cilat së bashku me mirëmbajtje korrigjuese y parandalueseAta i bëjnë ato të zgjasin shumë më gjatë.
Furnizimi me uranium
Uraniumi është po aq i zakonshëm sa kallaji ose zinku, ai gjendet i tretur në shkëmbinj (zakonisht granit), në tokë dhe në ujin e detit.
Vendet me burimet më të njohura janë Australia (39%), Kazakistani (14%), Kanadaja (8%), Rusia (8%) dhe më pas vende si Namibia, Afrika e Jugut, Kina, Nigeri apo Brazili.
450 reaktorët në botë me një kapacitet prej 400 GwE kanë nevojë për 65.000 tonë në vit.
Përveç fosfateve dhe depozitave të tokës së rrallë, po studiohet edhe mundësia e nxjerrjes së uraniumit nga uji i detit. ku llogaritet se ka 4000 milion ton uranium të tretur. Mjafton për të fuqizuar një mijë termocentrale bërthamore 100.000 vjet
torio
Në 1828, Jöns Jakob Berzelius zbuloi një element të ri, Thorium, të quajtur sipas Thor, perëndisë norvegjeze të bubullimës. Në 1898 Gerhard Schmidt dhe Marie Curie zbuluan në mënyrë të pavarur se Thorium ishte radioaktiv.
Th-232 kalbet shumë ngadalë, gjysma e jetës së tij është 14.000 miliardë vjet. Është shumë pak radioaktiv. Oksidi Tori (ThO2) ose torianiti ka një nga pikat më të larta të shkrirjes nga të gjitha oksidet 3350ºC, përdoret në llamba, fenerë gazi, elektroda saldimi, qeramika etj.
India ka sasi të mëdha të toriumit.
Por ai nuk është i zbërthyeshëm, nuk prishet kur një neutron përplaset me të. Pra, ju nuk mund të përdorni një reaktor bërthamor drejtpërdrejt, por duke thithur neutronin ai shndërrohet në U-233 i cili është i zbërthyeshëm.
Përparësitë e Thorium janë se ka më shumë, nuk ka nevojë të pasurohet dhe gjeneron më pak mbetje. Por është e shtrenjtë për të bërë karburant
Reaktorë të vegjël modularë SMR
SMR (Small modulate Reactor) janë ata që janë përdorur në nëndetëse, janë më të lehta për t'u prodhuar në seri, për të transportuar etj. Ato përfshijnë të gjitha sistemet për të funksionuar në mënyrë autonome.
Ato janë zhvilluar nga NuScale Power në SHBA. Ato kanë një diametër 23m x 4,5m dhe japin 50Mwe fuqi.
Në Argjentinë, CAREM (Argjentina Qendrore de Elementos Modulares) po zhvillohet
Në Rusi, përdoren KLT-40S, në Evropë IRIS dhe në Kinë një reaktor me shtrat peleti, i moderuar nga grafiti. Japonia po punon për një reaktor 200 Mwe HTRP-PM.
reaktorë të rinj
6 teknologji të reja, pothuajse të gjitha me një cikël të mbyllur karburanti, vlerësojnë se 97% e karburantit do të përdoret në krahasim me 5% aktual.
Katër prej modeleve përdorin neutrone të shpejta.
Për ftohje përdorin ujë normal, 2 të ftohtë me helium, ogre me natrium, një tjetër me fluor dhe një tjetër me plumb.
Reaktor i shpejtë i ftohur me plumb LFR
Hidrogjeni është një vektor energjie që përdoret për të ruajtur energjinë.
Reaktor i kripës së shkrirë MSR, ku uraniumi shpërndahet si kripë në ftohës.
Më i vlefshmi për momentin është reaktori i shpejtë i ftohur me natrium SFR. përdor uraniumin e varfëruar si bazë karburanti.
Një rast i veçantë i SFR është reaktori i valëve udhëtuese TWR i zhvilluar nga TerraPower, i themeluar nga Bill Gates.
Fusion bërthamor
Do të përdorë hidrogjen, i cili është i pashtershëm dhe shumë i lirë. Nuk do të prodhojë pothuajse asnjë mbetje. do të gjenerojë më shumë fuqi për sasi të lëndëve djegëse sesa fisioni
Projekti më premtues është ITER, një reaktor eksperimental i shkrirjes bërthamore në Francë. Qëllimi i tij i parë është të marrë plazmën në vitin 2025 tokamak nga ITER, është 19 metra e gjerë dhe 11 metra e lartë dhe peshon rreth 5000 tonë. Qëllimi i tij është të gjenerojë 500 MW nga një fuqi ngrohëse prej 50 MW. Me vonesat e prodhimit dhe ndërtimit tani është planifikuar të dalë në internet në vitin 2040
Baza e shkrirjes është se ne japim shumë energji në mënyrë që 8 atome hidrogjeni të bashkohen, të formojnë helium dhe të çlirohet shumë energji në formën e dritës, nxehtësisë dhe grimcave.
Shkrirja pengohet nga forcat elektrostatike refuzuese të bërthamave. Arritja e bashkimit të atomeve është shumë e vështirë.
Teknologjia më e mundshme e shkrirjes bërthamore për të arritur, me teknologjinë aktuale, është shkrirja midis deuteriumit dhe tritiumit, dy izotope të hidrogjenit.
Mund të arrijmë temperaturën e nevojshme për shkrirjen, pjesa e ndërlikuar është mbyllja e grimcave. Po punohet për 2 teknologji.
Mbyllja magnetike MFC, plazma kufizohet në një fushë magnetike me presion shumë të ulët dhe nxehet në temperaturën e shkrirjes. Mënyra më e mirë është me reaktorë toroidalë, reaktor tokamak, por hetohen edhe të tjera më komplekse yjor.
mbyllje inerciale. rrezet lazer fokusohen në lëndë djegëse dhe ngrohin shtresën e jashtme të lëndës. që shpërthen duke u ngjeshur nga brenda. Energjia që lëshohet ngroh shkrirjen gjeneruese të karburantit. Koha e nevojshme për të ndodhur këto reaksione është e kufizuar nga inercia e karburantit.
Të gjitha këto janë shënime që më kanë tërhequr vëmendjen dhe që dua t'i kujtoj. Por në libër ka shumë më tepër informacion dhe mbi të gjitha shpjeguar shumë më në thellësi. Pra, nëse keni qenë të interesuar, mos hezitoni ta lexoni.
Lidhje për të hulumtuar dhe për të mësuar më shumë rreth Energjia dhe Teknologjia Bërthamore
Nëse jeni një person i shqetësuar si ne dhe dëshironi të bashkëpunoni në mirëmbajtjen dhe përmirësimin e projektit, mund të bëni një donacion. Të gjitha paratë do të shkojnë për të blerë libra dhe materiale për të eksperimentuar dhe për të bërë mësime
