1. «Радиациялық қауіпсіздік негіздері» пәні
Дәріс № 9
Тақырыбы: Ядролық отын циклінің (ЯОЦ) радиоактивтілігі
«Экология және геология» кафедрасы
аға оқытушы: Баймукашева Ш.Х.
2. Ядролық энергияны алудың екі мүмкін жолы бар:
бөліну реакциясы, синтез реакциясы.
Бірінші әдісі - ядролық реакторларда жүреді,
Екіншісі әдісі – термоядролық құрылғыларда жүреді.
Ядролық реакторлардың отыны ретінде ауыр
нуклидтер қолданылуы мүмкін - 233И, 235И, 239Р
және басқа да трансуранды эементтер (Менделееев
кестесіндегі ураннан кейін тұрған элементтер).
3. Атомдық электростанция –
отынды-энергетикалық
кешеннің бір бөлігі ғана. Бұл
кешен құрамына отын алуды,
өндіруді, тасымалдауды,
қалдықтарды өңдеуді жүзеге
асыратын басқа да
кәсіпорындар кіреді.
Қандай да бір энергия
өндірісінің биосфераға әсер ету
көзқарасы жағынан және
зақымның бағасын есептеу
жағынан түгелімен отынды-
энергетикалық >5<027Fкешенді
қарастыру керек.
4. Уран рудасын алудан, отынды дайындаудан бастап
қайталанатын өндірістік процестердің реттілігінің
барлығы АЗС тегі энергия өндіру мен қалдықтарды жою
мен өңдеу жұмыстарын қосқандағы процесті
ядролық отынды цикл деп атайды – ЯОЦ.
5. Жалпы түрде ЯОЦ-ні үш стадия деп бейнелеуге болады: бастапқы – руданы
алу мен өңдеу, концентратты тазалау мен байыту, жылубөлетін
элементтерді дайындау;
негізгі – атомдық реакторда электроэнергия мен жылу алумен
байланысты процестер;
қорытынды – өңделген отынды сақтау, отынды радиохимиялық зауытта
тасымалдау мен өңдеу және радиоактивті қалдықтарды көму (РАҚ).
ЯОЦ негізі операциялары 1- кестеде көрсетілген. ЯОЦ құрылымы ядролық
реактор типіне, ядролық отын түріне, өңделген отынды пайдалану
сипатына және басқа да факторларға тікелей байланысты.
6. 1-кесте. ЯОЦ әртүрлі деңгейлерінде жүретін негізі операциялар түрі
Кәсіпорын Операциялар
Рудник Урандық руданы алу
Гидрометаллургиялық
зауыт
1. Руданы механикалық өңдеу арқылы ұсату (1 м
ден 0,3…0,7мм дейін): ұсату, майдалау.
2. Уран ерітіндісін алу мақсатында сілтілеу.
3. Тұныру, сорбция, ерітіндіден уранды
қосылыстарды алу мақсатында экстракция.
4. Фильтрация, кептіру және концентратты
прокаливание
Аффинажды зауыт 1. Урандық шикізатты керек емес қоспалардан
тазарту мақсатында экстракционды және тұндыру
аффинажы.
2. Тазартылған U3 O8 алу мақсатында буландыру
мен прокаливание.
Газдиффузиялы зауыт 1. Уран екі тотығын фторлау жолымен уранның
тетрафторидін UF4 алу.
2. Оттегімен немесе фтормен жоғары
температурада өңдеу жолымен уранның
гексафторидін UF6 алу.
3. UF6 –ты газдық диффузия, центрофугирлеу
жолымен 235 U изотобымен байыту.
4. Байытылған UО2 алу мақсатында еріту,
тұндыру, фильтрлеу.
Твэлдер дайындау
зауыты
1. Пресстеу, спекание, уландыру,
автоклавирование.
2. Отынды қабыққа өңдеу мен салу.
3. Твэлды герметизациялау.
4. ТВС ** дайындау
АЭС 1. ТВС-ті белсенді зонаға жүктеу
2. АЭС-те энергия алу
3. Өңделген ТВС алу мен оларды сақтауға
орналастыру
Радиохимиялық зауыт 1. ТВС-ті механикалық бөлу
2. Қабық пен отынды еріту
3. Уран мен плутоний, және олардың ерітінділерін
алу мақсатында экстракция
4. Фильтрация, кептіру, прокаливание.
5. Қалдықтарды өңдеу
7. 2 -суретте АЭС-ке арналған жылулық нейтрондарында реакторы бар ашық және
тұйық ЯОЦ схемасы көрсетілген.
8. Бұл отын циклының айырмашылығы
бланкет (бөлінуші элементтерді
жаңғырту зонасы) дайындау мен
энергетиканы дамыту үшін артық
мөлшерлі плутонийді жинақтау үшін
біріктірілген уранды (жылулық
нейтрондардағы отын циклының
реакторларының қалдықтары)
қолдануы болып табылады.
9. ЯОЦ-нің әрбір сатысында қоршаған ортаға әртүрлі әсерлер жүреді, олар
қорытындылаған кезде ядролық энергетиканың қоршаған ортаға әсері деп сомаланады. Бұл
әсерлер келесі түрде көрінуі мүмкін:
1) жерлердің тозуы (ЯОЦ-ның бастапқы сатысындағы сұйық және
қаттықалдықтардың негізінде);
2) жақын жатқан жерлердің зиян химиялық заттармен ластануы (жиі сұйық
тұрмыстық-шаруашылық ағындар мен қызмет етуші ЖЭС пен ЖЭО
ағындары)
3) аймақтың радиоактивті ластануы;
4) гидросфера мен атмосфераның жылулық ластануы.
10. Радиоактивті ластанудың ЯОЦ кәсіпорнының
ағындары мен шығарындыларының адам
популяциясына әсері басқа радиациялық
әсерлерден халықтың әртүрлі контингентінің
сәулеленуінің біркелкі еместігімен
ажыратылады:
Едәуір жағымсыз жағдайда кәсіпорын
персоналы тұр, одан азырақ
дозалық жүктеме локальді және аймақтық
дегейде байқалады, ал қалған халық
жаһандық радиоактивті ластану есебінен өте
аз мөлшерде сәулеленеді.
11. Бақылау сұрақтары:
1. Ядролық энергияны алу жолдарын көрсетіңіз.
2. ЯОЦ-ның негізгі сатыларын атаңыз.
3. ЯОЦ-ның ашық және тұйық циклдері дегеніміз не?
4. ЯОЦ-ның қоршаған ортаға әсерін сипаттаңыз.
Қолданылған әдебиеттер:
1. Пивоваров Ю.П., Михалев В.П. Радиационная экология. – М.:
Издательский
центр «Академия», 2004. – 240 с.
2. Белозерский Г.Н. Радиационная экология. Учебник – М.: Издательский
центр «Академия», 2008. – 384 с.__
