انرژی هسته ای

انرژی هسته ای

استفاده اصلی از انرژی هسته‌ای، تولید انرژی الکتریسته است. این راهیساده و کارآمد برای جوشاندن آب و ایجاد بخار برای راه‌اندازی توربین‌های مولد است. بدون راکتورهای موجود در نیروگاه‌های هسته‌ای، این نیروگاه‌ها شبیه دیگر نیروگاه‌هازغال‌سنگی و سوختی می‌شود. انرژی هسته‌ای بهترین کاربرد برای تولید مقیاس متوسط یابزرگی از انرژی الکتریکی به‌طور مداوم است. سوخت اینگونه ایستگاه‌ها را اوانیومتشکیل می‌دهد.
چرخه سوخت هسته‌ای تعدادی عملیات صنعتی است که تولید الکتریسته رابا اورانیوم در راکتورهای هسته‌ای ممکن می‌کند.

اورانیوم عنصری نسبتاًمعمولی و عادی است که در تمام دنیا یافت می‌شود. این عنصر به‌صورت معدنی در بعضی ازکشورها وجود دارد که حتماً باید قبل از مصرف به صورت سوخت در راکتورهای هسته‌ای،فرآوری شود.
الکتریسته با استفاده از گرمای تولید شده در راکتورهای هسته‌ای و باایجاد بخار برای به‌کار انداختن توربین‌هایی که به مولد متصل‌اند تولیدمی‌شود.

سوختی که از راکتور خارج شده، بعداز این که به پایان عمر مفید خودرسید می‌تواند به عنوان سوختی جدید استفاده شود.

فعالیت‌های مختلفی که باتولید الکتریسیته از واکنش‌های هسته‌ای همراهند مرتبط به چرخه‌ سوخت هسته‌ای هستند. چرخه سوختی انرژی هسته‌ای با اورانیوم آغاز می‌شود و با انهدام پسمانده‌های هسته‌ایپایان می‌یابد. دوبار عمل‌آوری سوخت‌های خرج شده به مرحله‌های چرخه سوخت هسته‌ایشکلی صحیح می‌دهد.

اورانیوم
اورانیوم فلزی رادیواکتیو و پرتوزاست که درسراسر پوسته سخت زمین موجود است. این فلز حدوداً 500 بار از طلا فراوان‌تر و بهاندازه قوطی حلبی معمولی و عادی است. اورانیوم اکنون به اندازه‌ای در صخره‌ها و خاکو زمین وجود دارد که در آب رودخانه‌ها، دریاها و اقیانوس‌ها موجود است. برای مثالاین فلز با غلظتی در حدود 4 قسمت در هر میلیون (ppm4) در گرانیت وجود دارد که 60درصد از کره زمین را شامل می‌شود، در کودها با غلظتی بالغ بر ppm400 و در ته‌ماندهزغال‌سنگ با غلظتی بیش از ppm100 موجود است. اکثر رادیو اکتیویته مربوط به اورانیومدر طبیعت در حقیقت ناشی از معدن‌های دیگری است که با عملیات رادیواکتیو به وجودآمده‌اند و در هنگام استخراج از معدن و آسیاب کردن به جا مانده‌اند.
چند منطقهدر سراسر دنیا وجود دارد که غلظت اورانیوم موجود در آنها به قدر کافی است کهاستخراج آن برای استفاده از نظر اقتصادی به صرفه و امکان‌پذیر است. این نوع موادغلیظ، سنگ معدن یا کانه نامیده می‌شوند.
-
چرخه سوخت هسته‌ای (شکل هندسی) (عکس)

استخراج اورانیوم
هر دو نوع حفاری و تکنیک‌های موقعیتی برای کشفکردن اورانیوم به کار می‌روند، حفاری ممکن است به صورت زیرزمینی یا چال‌های باز وروی زمین انجام شود.

در کل، حفاری‌های روزمینی در جاهایی استفاده می‌شود کهذخیره معدنی نزدیک به سطح زمین و حفاری‌های زیرزمینی برای ذخیره‌های معدنی عمیق‌تربه کار می‌رود. به‌طور نمونه برای حفاری روزمینی بیشتر از 120 متر عمق، نیاز بهگودال‌های بزرگی بر سطح زمین است؛ اندازه گودال‌ها باید بزرگتر از اندازه ذخیرهمعدنی باشد تا زمانی که دیواره‌های گودال محکم شوند تا مانع ریزش آنها شود. درنتیجه، تعداد موادی که باید به بیرون از معدن انتقال داده شود تا به کانه دسترسیپیدا کند زیاد است.

حفاری‌های زیرزمینی دارای خرابی و اخلال‌های کمتری درسطح زمین هستند و تعداد موادی که باید برای دسترسی به سنگ معدن یا کانه به بیرون ازمعدن انتقال داده شوند به‌طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از حفاری نوع روزمینیاست.

مقدار زیادی از اورانیوم جهانی از (ISL) (In Sitaleding) می‌آید. جاییکه آب‌های اکسیژنه زیرزمینی در معدن‌های کانه‌ای پرمنفذ به گردش می‌افتند تااورانیوم موجود در معدن را در خود حل کنند و آن را به سطح زمین آورند. (ISL) شایدبا اسید رقیق یا با محلول‌های قلیایی همراه باشد تا اورانیوم را محلول نگهدارد، سپساورانیوم در کارخانه‌های آسیاب‌سازی اورانیوم، از محلول خود جدا می‌شود.
درنتیجه انتخاب روش حفاری برای ته‌نشین کردن اورانیوم بستگی به جنس دیواره معدن کانهسنگ، امنیت و ملاحظات اقتصادی دارد.
در غالب معدن‌های زیرزمینی اورانیوم،پیشگیری‌های مخصوصی که شامل افزایش تهویه هوا می‌شود، لازم است تا از پرتوافشانیجلوگیری شود.

آسیاب کردن اورانیوم
محل آسیاب کردن معمولاً به معدناستخراج اورانیوم نزدیک است. بیشتر امکانات استخراجی شامل یک آسیاب می‌شود. هرچهجایی که معدن‌ها قرار دارند به هم نزدیک‌تر باشند یک آسیاب می‌تواند عمل آسیاب‌سازیچند معدن را انجام دهد. عمل آسیاب‌سازی اکسید اورانیوم غلیظی تولید می‌کند که ازآسیاب حمل می‌شود. گاهی اوقات به این اکسیدها کیک زرد می‌گویند که شامل 80 درصداورانیوم می‌باشد. سنگ معدن اصل شاید دارای چیزی در حدود 1/0 درصد اورانیوم

/ 0 نظر / 11 بازدید