TVEL é Análise detalhada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O artigo fala sobre o que é um TVEL, para que é necessário, onde é usado, como é criado e se existem reatores que não usam TVEL.

Era Atômica

Provavelmente o ramo de energia mais jovem é o nuclear. Somente no final do século 19, os cientistas conseguiram entender parcialmente o que é radioatividade, decaimento radioativo e quais substâncias têm essas propriedades. E esse conhecimento custou muitas vidas, pois o efeito prejudicial da radiação nos organismos vivos permaneceu desconhecido por muito tempo.

Muito mais tarde, materiais radioativos foram usados tanto na vida civil quanto na vida militar. Atualmente, todos os países desenvolvidos têm suas próprias armas nucleares e usinas nucleares, que permitem obter muita energia independentemente de combustíveis fósseis ou recursos naturais como a água (estamos falando de usinas hidrelétricas).

TVEL é…

Mas para construir um reator nuclear para a produção de eletricidade ou outros fins, primeiro você precisa fazer o combustível adequado, pois o urânio natural, embora tenha radioatividade, mas sua energia não é suficiente. Portanto, a maioria dos tipos de reatores utiliza combustível à base de urânio enriquecido e, empor sua vez, é carregado em dispositivos especiais chamados TVEL. TVEL é um dispositivo especial que faz parte de um reator nuclear e contém combustível nuclear. Analisaremos seu projeto e tipo de combustível com mais detalhes.

Design

Dependendo do tipo de reator, alguns parâmetros dos elementos combustíveis podem variar, mas seu projeto geral e princípio do dispositivo são os mesmos. Simplificando, um TVEL é um tubo oco feito de uma liga de zircônio com alguns outros metais, no qual são instalados pellets de combustível de dióxido de urânio.

Combustível

O urânio é o material radioativo mais "viajante"; com base nisso, são produzidos muitos outros isótopos, usados tanto na indústria quanto em armas. Sua extração não é muito diferente da extração de carvão e, em seu estado natural, natural, é absolutamente seguro para as pessoas. Assim, as histórias sobre minas de urânio, para onde são enviados prisioneiros condenados à prisão perpétua, não passam de um mito. Uma pessoa preferiria morrer por f alta de luz solar e trabalho duro na mina do que por doença da radiação.

O urânio da mina é muito simples - explosões quebram a rocha, após o que é entregue à superfície, onde é classificado e processado. O processo de enriquecimento de urânio pode ser realizado de várias maneiras, mas na Rússia isso é feito usando centrífugas a gás. Primeiro, o urânio é convertido em estado gasoso, após o que o gás é separado em centrífugas sob a ação da força centrífuga eos isótopos desejados são separados. Depois disso, eles são convertidos em dióxido de urânio, prensados em comprimidos e carregados em uma barra de combustível. Esta é a maneira mais comum de produzir combustível para células de combustível.

Aplicativo

O número de barras de combustível em um reator depende de seu tamanho, tipo e potência. Após a fabricação, eles são carregados em um reator, onde começa a reação de decaimento nuclear, resultando em uma poderosa liberação de uma enorme quantidade de calor, que serve como fonte de energia. Além disso, a potência do reator pode ser controlada pelo número de elementos combustíveis na área de trabalho. De tempos em tempos, à medida que são usados, são substituídos por novos, por pastilhas de dióxido de urânio “frescas”. Então agora sabemos o que TVEL significa, como eles são feitos e por que eles são necessários. No entanto, nem todos os reatores nucleares precisam de tais elementos, e estes são RTGs.

RTG

Um gerador termoelétrico de radioisótopo é um dispositivo que é semelhante em princípio aos reatores nucleares, mas seu processo não é baseado em uma reação em cadeia de decaimento atômico, mas no calor. Simplificando, esta é uma grande instalação que produz muito calor com material radioativo, que, por sua vez, é convertido diretamente em eletricidade. Ao contrário dos reatores nucleares, os RTGs não possuem partes móveis, são mais confiáveis, compactos e duráveis. Mas, ao mesmo tempo, eles têm uma eficiência muito menor.

Eles foram usados principalmente naquelas condições onde é impossível obter energia de outras maneiras, ou esses métodos são muito difíceis. Nos anos da URSS, RTGs foram fornecidos para pesquisa eestações meteorológicas do Extremo Norte, faróis costeiros, bóias marítimas, etc.

Atualmente, sua vida útil expirou, mas alguns deles ainda permanecem em suas bases originais e muitas vezes nem são protegidos de forma alguma. Como resultado, ocorrem acidentes, por exemplo, caçadores de metais não ferrosos tentaram desmantelar várias dessas instalações e receberam forte radiação e, na Geórgia, os moradores locais as usaram como fontes de calor e também sofreram doenças de radiação.

Então agora conhecemos o design dos elementos combustíveis e desmontamos sua definição. TVEL são partes importantes do reator, sem as quais a operação é impossível.