Ядерная топливо

Широкое развитие ядерной энергетики — основной путь преодоления энергетического кризиса. Предполагается, что к концу нашего века доля ядерного топлива в мировой структуре топливного баланса может составить около 20%, а к 2100 г. — до 60%. Развитие ядерной энергетики определяется прежде всего возможностью полного использования природных урановых месторождений пока что на атомных электростанциях, в реакторах на тепловых нейтронах потребляется большей частью уран-235, содержание которого в природных рудах не более 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю неделящегося изотопа — урана-238, который непосредственно не может служить ядерным горючим. Однако уран-238 уже используется в урановых реакторах на быстрых нейтронах. где он превращается в новое искусственное ядерное горючее— плутоний-239. Наиболее эффективно сочетание реакторов на медленных нейтронах, использующих уран-235, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах, использующими уран-238, в которых нарабатывается плутоний-239. В таких системах ядерное горючее отдает в 20—30 раз больше энергии, чем в обычных ядерных реакторах, и привлекаются к использованию большие запасы бедных урановых руд. [c.35]

ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (за-урановые элементы) — радиоактивные химические элементы, расположенные вслед за ураном в конце периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Т. э. имеют п. н. 93—103, принадлежат к группе актиноидов. Все изотопы Т. э. обладают периодами полураспада, значительно меньшими, чем возраст Земли, поэтому они отсутствуют в природе и получаются искусственно посредством различных ядерных реакций. Исследование физических свойств Т. э. показало, что они аналоги лантаноидов. Из всех Т. э. наибольшее значение имеет зврц как ядерное топливо, используется в изотопных источниках тока, применяемых для питания радиоаппаратуры на спутниках и др. [c.253]

Рассмотрите устройство бридера (реактора-размножителя) для производства ядерного топлива, т. е. такого, который производит топлива больше, чем потребляет. [c.346]

Значения угловых коэффициентов между длинными параллельными поверхностями, например между стержнями ядерного топлива или трубками парового котла, легко получить, используя правило нитей Хоттеля [3]. Согласно этому правилу, угловой коэффициент между цилиндром / (не обязательно круговым) длиной L <х> и периметром и параллельным ему (не обязательно круговым) цилиндром 2 длиной L 00 равен сумме длин диагональных нитей D, и Dj за вычетом суммы длин горизонтальных нитей и L , деленной на 2Pi. [c.469]

С. Суспензии ядерного топлива [101. В суспензиях ядерного топлива частицы окислов урана диспергированы [c.181]

Основными источниками энергии, потребляемой промышленностью, являются горючие ископаемые и продукты их переработки, энергия воды, биомасса и ядерное топливо. В значительно меньшей степени используются энергия ветра, солнца, приливов, геотермальная энергия. Мировые запасы основных видов топлива оцениваются в 1,28 10 тонн УТ, в том числе, ископаемые угли 1,12-10 тонн, нефть 7,4-10 тонн и природный газ 6,3 10 тонн УТ. [c.58]

Ядерное топливо Ископаемые угли [c.59]

В ядерных топливах энергия выделяется в результате деления ядер тяжелых элементов, процесса воспроизводства ядер-ного топлива и управляемого термоядерного синтеза между ядрами легких элементов. [c.107]

Кадмий применяют в процессах кадмирования аналогично тому как цинк — в процессах цинкования. Поскольку электродный потенциал кадмия положительнее электродного потенциала цинка, кадми-рованные поверхности железных (стальных) деталей более стойки по отношению к агрессивным средам. Такие детали используются в автомобилях, самолетах и др. В металлургических процессах кадмий используют для получения легкоплавких сплавов. К ним относится, например, сплав Вуда (т. пл. 70 С), состоящий из 50% В1 (т. пл. 27ГС), 25% РЬ (т. пл. 327 С), 12,5% Зп (т. пл. 232°С) и 12,5% СсЗ (т. пл. 321°С). Важной в технике является кадмиевая бронза ( 1% Сё), из которой делают телеграфные, телефонные, троллейбусные провода, поскольку кадмиевая бронза характеризуется большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах. Чрезвычайно интересна способность Сс1 поглощать медленные нейтроны, благодаря чему он применяется в ядерных реакторах для регулирования скорости распада ядерного топлива. Соединения кадмия очень ядовиты и могут вызвать отравление организма. [c.309]

Особое место при оценке энергетических ресурсов занимает ядерная энергия. Если говорить о ядерном топливе, то количество радиоактивных материалов в земной коре ограничено, и в случае использования их в современных реакторах на тепловых нейтронах ресурсы этого топлива следует рассматривать как невоспроизводимые. Однако при использовании урана в реакторах-размножителях получаемая энергия увеличивается настолько, что этот источник становится воспроизводимым. [c.9]

Таким образом, даже ископаемые ресурсы одного и того же вида по своей качественной характеристике существенно различаются между собой. Тем более сложно сопоставлять ресурсы невозобновляемых топлив и ядерной энергии с возобновляемыми источниками энергии. При этом если ядерное топливо характеризуется высокой степенью концентрации энергии (при делении 1 г урана выделяется 82 ГДж тепловой энергии), то возобновляемые источники энергии характеризуются низкой плотностью и рассредоточенностью энергетического потока. Так, средняя интенсивность солнечного излучения на поверхности Земли оценивается в 160 Вт/м , а средняя плотность энергии, которая может быть получена за счет использования лесного покрова Земли, составляет 0,2 Вт/м [7, 8]. [c.13]

Переработка ядерного топлива [c.163]

Энергия, используемая при работе атомных электростанций, выделяется в результате ядерного деления. Топливом для ядерного реактора служит какое-либо делящееся вещество, например уран-235. Обычно уран обогащают изотопом уран-235, доводя содержание последнего приблизительно до 3%, и такой обогащенный уран используют в форме иОз. Гранулами из этого вещества наполняют трубки из циркония или нержавеющей стали. Контроль над протеканием процесса деления осуществляют с помощью стержней из таких веществ, как кадмий или бор, которые хорошо поглощают нейтроны. Контрольные стержни позволяют поддерживать поток нейтронов, достаточный для того, чтобы цепная реакция была самоподдерживающейся, но препятствуют перегреву активной зоны реактора . Реактор приводится в действие каким-либо источником нейтронов его остановка осуществляется достаточно глубоким погружением контрольных стержней в активную зону, т.е. туда, где происходит деление (рис. 20.15). В активной зоне реактора также находится замедлитель - вещество, замедляющее скорость нейтронов, для облегчения их захвата ядерным топливом. Наконец, в активной зоне циркулирует охлаждающая жидкость, которая отводит тепло, [c.269]

Наиболее серьезное загрязнение природной срсды радионуклидами в настоящее время связано с работой заводов по обогащению и переработке сьфья для атомной энергетики и отработанного ядерного топлива. Радиоактивные примеси содержатся в сточных водах, попадают в атмосферу из испарителей ( Кг, Хе, 1), сбрасываются вместе с малоактивными отходами в реки и моря ( Sr, s, l, Ru). В частности, практически неизбежен при переработке ядерного топлива выброс в атмосферу Кг (1 Ю Ки/год), Хе (2,4 10 ЬСи/год), l (2,4 10 Ки/год [179]. [c.101]

Особый упор в этой части доклада сделан на разработку из УКМ внутренних устройств электролизера и хлоратора, служащих для переработки лома радиоактивных молибденовых кювет (последние служат для спекания в них тепловыделяющих элементов ядерного топлива). С запуском в производство такого электролизера и хлоратора будет решена проблема утилизации отработанных [c.68]

Понятие топливо объединяет собой вещества, выделяющие (в результате тех или иных преобразований) энергию, которая может быть технически использована. В настоящее время известны две крупные группы топлива, различающиеся по принципу освобождения энергии ядерное топливо, выделяющее энергию в результате ядерных преобразований, и химическое топливо, которое выделяет энергию при окислении горючих элементов, входящих в состав этого топлива. Несмотря на намечающееся в ближайшее время значительное развитие использования ядерного топлива, длительное время основным источником получения энергии в различного рода энергетических установках и двигателях будет химическое топливо. [c.7]

Легкость попадания в организм радиоизотопа определяется тем, в какой химической форме он находится. От этого же зависит, насколько долго радиоизотоп удерживается внутри организма и в каких его органах. Наглядным примером могут служить криптон-85 и стронций-90. Криптон-85 образуется при адерном делении и выделяется в атмосферу в процессе использования ядерного топлива. Поскольку криптон химически инертен, до сих пор не разработан простой способ его химического обезвреживания. Попавший в атмосферу криптон-85 оказывает воздействие на кожу и легкие людей и животных. Однако, не обладая реакционной способностью, он не может переходить в другие органы организма или накапливаться там. Стронций-90 также образуется при ядерном делении. Поскольку стронций является щелочноземельным элементом, он способен замещать кальций в его соединениях. Поэтому стронций может проникать в костные ткани, где его из.пучение способно вызывать раковые заболевания или лейкемию. [c.263]

При создании реакторов-размножителей возникло множество технических трудностей. Кроме того, программа разработки реакторов-размножителей стала предметом бурных политических дебатов. Поскольку реакторы-размножители, как и заводы по восстановлению ядерного топлива, дают возможность производить плутоний-239, страна, получившая в свое распоряжение реактор-размножитель или технологию восстановления делящихся веществ, становится обладательницей сырья для атомного оружия. Нельзя не считаться с тем, что разработка реакторов-размножителей и совершенствование восстановления делящихся топлив могут обусловить возможность распространения ядерного оружия или хищения ядерных веществ террористическими организациями. [c.273]

В быстрых реакторах уран-238 можно почти полностью использовать в качестве ядерного горючего. Кроме огромной тепловой энергии (теплоносителем является жидкий натрий), которую можно преобразовать в электрическую, увеличение числа работающих атомных электростанций приводит к еще большему (см. 7.2 и рис. 7.5) производству ядерного топлива — плутония-239. [c.74]

Торий является перспективным ядерным топливом для получения урана-233 по реакции [c.406]

Серебристо-болый металл, блестящий, радиоактиппый. Ядерное топливо атомных реакторов и боеголовок. [c.165]

Вполне возможно, что со временем ядерные явления станут частью нашей повседневной жизнн. Солнце, как и все звезды, излучает свет в результате происходящих на нем ядерных реакций. Раскрыв секрет расщепления атома и ядерного синтеза, ученые выпустили на волю мощнейшую из известных сил во Вселенной. Атомная энергия, высвобождаемая из нескольких граммов ядерного топлива, эквивалентна энергии, образующейся при сгорании многих тысяч литров бензина. Как же нам использовать эту энергию, как относиться к связанным с ней опасностям, таким, как ядерное оружие или ядерные отходы [c.299]

Процесс предназначен для выделения криптона пз выбросных газов заводов по переработке ядерного топлива. Длина аппаратов (ячеек) Б кас4 аде—1 м, диаметр— изменяется от 0,023 м (наименьшая ячейка) до 0,3 м. Площадь всей установки — 26 высота — около 4,4 м, причем большую часть пространства занимают компрессоры. [c.322]

Очевидно, что метод ограничения перерабатываемых объемов хранения применяется в производстве ядерного топлива, где следует избегать достижения критической массы. То же относится к производству взрывчатых веществ, при котором в прошлом, как правило, проводился периодический процесс нитрования с единовременной загрузкой достаточно большого количества вещества. В настоящее время периодическое нитрование заменено на непрерывное, причем в значительно меньших объемах. На рис. 19.1 дана схема реактора для проведения периодического процесса нитрования, взятая из работы [Read, 1942] согласно [Kietz,1984], вплоть до 1950 г. в такие реакторы загружали 1 т исходных веществ. [c.519]

Водород считают универсальным энергоносителем, который может служить передатчиком энергии от ядерного реактора разнообразным потребителям в тех случаях, когда невозможно непосредственное использование энергии ядерного топлива. Основные преимущества водорода как экологического топлива и энергоносителя следующие 1) отсутствие золы, ЗОг, СОг, СО и других загрязнителей атмосферы в продуктах сгорания 2) источником водорода может служить вода — дешевое серье, запасы которого неисчерпаемы и возобновляемы, так как при сгорании водород вновь превращается в воду 3) теплота сгорания молекулярного водорода, составляющая 125 510 кДж/кг, почти в четыре раза выше, чем угле- [c.71]

Топливо — это материал, служащий источником энергии. Название топлива, как правило, отражает его природу или назначение (например, горючие вещества, ядерное топливо, ракетное топливо и т. д.). В горючих веществах основной составной частью является углерод. Эти вещества находят широкое применение для получения энергии или служат сырьем в химической промышленности. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ и пр.) и искусстсгнное (кокс, моторные топлива и пр.), а по агрегатному состоянию — на твердое, жидкое и газообразное. Мировые запасы энергии различных источников приведены в таблице 34, а виды топлива — в таблице 35. [c.170]

Состав искусственных радионуклидов, попадающих в водную среду, в настоящее время определяется в основном продуктами деления ядерного топлива. Соотношение между ними может меняться в зависимосги от типа реактора, его мощности и условий протекания реакций. Заметим также, что в период с 1948 по 1962 г. в атмосфере было произведено около 450 взрывов атомных бомб. Радиоактивная пыль и аэрозоли в процессе циркуляции воздушных масс распространяются на обширные территории и выпадают на поверхность Земли, зафязняя почву и водные объекты. В первую очередь это относится к "8г и Сз, период полураспада которых около 30 лет. Исключительную опасность представляет Ри, который очень ядовит как химическое вещество 146) и образуется в оцессе распада и Св. Отдельную фуппу образуют Ма, К, Р, С1, Са, Мп, 8, Zn, являющиеся продуктами ядерных реаюцш нейтронов с ионами металлов в водной среде. [c.129]

При работе ядерного реактора в нем накапливаются продукты деления. Они захватывают нейтроны, снижая эффективность действия реактора. Поэтому приходится периодически останавливать реактор, чтобы возобновить в нем запас ядерного топлива. Удаленные из реактора топливные стержни вначале имеют очень высокую радиоактивность. Первоначально предполагалось хранить их несколько месяцев в бассейнах рядом с реактором, пока не снизится интенсивность распада короткоживущих радиоактивных ядер, и затем перевозить в экранированных контейнерах на заводы по восстановлению ядерного топлива, где его надлежало отделять от продуктов деления. Однако эти заводы плохо работали из-за непрекращавшихся производственных трудностей, а транспортировка ядерных отходов по железным дорогам вызывала сильные протесты общественности. Даже если бы удалось преодолеть трудности, связанные с транспортировкой, высокая радиоактивность отработанного топлива делает его вое- [c.271]

При восстановлении ядерного топлива уран отделяют от ядерных отходов и наполняют им новые топливные стержни. После этого возникает проблема, как избавиться от оставщихся продуктов деления. Главная трудность заключается в их хранении, так как продукты деления чрезвычайно радиоактивны. По имеющимся оценкам, для того чтобы их радиоактивность снизилась до уровня, приемлемого для биологической дозы излучения, продолжительность хранения продуктов деления должна достигать 20 периодов их полураспада. Одним из наиболее долгоживущих и опасных продуктов деления является стронций-90 с периодом полураспада 28,8 лет, и поэтому считается, что ядерные отходы должны храниться 600 лет. Если бы из них предварительно не удаляли плутоний-239 с периодом полураспада 24000 лет, то отходы нужно было бы хранить еще дольще. Однако удаление плутония-239 представляет интерес в связи с тем, что он тоже может использоваться как делящееся ядерное топливо. [c.272]

Уран-235, уран-233 и плутоний-239 при захвате нейтрона подвергаются делению. В результате возникает ядерная цепная реакция. При ее постоянной скорости режим реакции называется критическим. Если реакция замедляется, ее режим считается подкритическим. В атомной бомбе подкритические массы соединяют для получения надкритической массы. В ядерных реакторах проводится управляемая реакция деления, что позволяет получать постоянную мощность. В активной зоне ядерного реактора находятся делящееся топливо, контрольные стержни, замедлитель и охлаждающая жидкость. Атомная электростанция напоминает обычную тепловую электростанцию с той лищь разницей, что вместо камеры сгорания обычного топлива в ней имеется активная зона реактора. В реакторах-размножителях ядерного топлива должно образовываться больще, чем расходоваться на получение энергии. Безопасность работы атомных электростанций вызывает определенные опасения. Кроме того, нерещенными проблемами остаются восстановление отработанных топливных стержней и захоронение высокорадиоактивных ядерных отходов. [c.275]

С4НвО)зРО — бесцветная маслянистая жидкость, т. кип. 289 С малорастворим в воде, хорощо — в органических растворителях получают взаимодействием нормального бутилового спирта с хлорокси-дом фосфора. Т. широко применяют в аналитической химии, радиохимии, при переработке ядерного топлива, для разделения элементов методом экстракции, в производстве пластмасс, в лабораторной практике и т. п. Из-за большой вязкости Т. для экстракции разбавляют бензолом, керосином и др. [c.253]

Наибольший практический интерес из актиноидов представляют торий и уран, поскольку они имеют устойчивые изотопы и могут быть получены из природных соединений. Чрезвычайную важность приобрел в последние годы плутоний. Изотоп Ри э наряду с изотопом и з5 уазз делится под действием медленных нейтронов на два осколка со свсбождением громадного количества энергии и выбрасыванием нескольких нейтронов, способных поддерживать цепную реакцию деления. Благодаря этому Ри может использоваться в ядерных реакторах как горючее (ядерное топливо) и в атомных бомбах как взрывчатое вещество. [c.324]

Главным стимулом развития химии экстремальных состояний, несомненно, являются достижения ядерной энергетики. Разве можно указать предел тем возможностям, которые открываются после поразительных успехов в применении радиоактивности к химии — спраиаивает английский физик С. Ф. Пауэлл [15]. Тот же вопрос ставит американский физик н химик Г. Т. Сиборг, рассматривая возможное влияние изобилия ядерной энергии на судьбы нашей цивилизации. Давайте перенесемся мысленно в будущее — лет на 50—100 вперед, — говорит он, рисуя при этом картину коренного преобразования отношений человека к веществу. — Можно представить себе, что к тому времени мы будем иметь гигантские электростанции, использующие энергию деления, а возможно, и синтеза ядер. Они будут вырабатывать электроэнергию, во много раз более дешевую, нежели сейчас... Это позволит нам экономичнее обессоливать морскую воду, очищать сточные воды, выгодно использовать руды с низким содержанием полезных ископаемых... полностью использовать отходы производства, так что в нашей цивилизации исчезнет само понятие отбросы . Это позволит производить самые разнообразные новые синтетические материалы и вызовет много интересных изменений в использовании природных богатств [16, с. 71—72]. Сиборг предполагает далее, что избыток электроэнергии заставит перестроить всю промышленность, которая в огромных масштабах будет перерабатывать боксит и глину в алюминий, делать сталь методом водородного восстановления, производить магний и сплавы из недефицитного сырья. В большом хо-ду будут трансурановые элементы, которые станут новым видом ядерного топлива для самых различных установок — от реакторов летательных аппаратов до искусственных сердец, вживленных в тело человека . [c.233]

Кадмий применяют в процессах кадмирования аналогично тому, как цннк — в процессах цинкования. Поскольку электродный потенциал кадмия положительнее электродного потенциала цинка, кадмнрованные поверхности железных (стальных) деталей более стойки по отношению к агрессивным средам. Такне детали используются в автомобилях, самолетах и др. В металлургических процессах кадмий идет для получения легкоплавких сплавов. Важной в технике является кадмиевая бронза (- % d), из которой делают телеграфные, телефонные, троллейбусные провода, поскольку кадмиевая бронза характеризуется большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах. Чрезвычайно интересна способность d поглощать медленные нейтроны, вследствие чего он применяется в ядерных реакторах для регулирования скорости распада ядерного топлива. [c.339]

Основным ядерным топливом в атомных реакторах служит уран-235, способный к ядерному делению при облучении нейтронами, имеющими определенную скорость движения. Обычно в атомных реакторах используется диоксид урана иОг. Кроме того, в качестве ядерного топлива могут быт1> использованы плутоний-239 и уран-233. [c.404]

В природном уране содержится 99,3% урана-238 и лищь 0.7 % урана-235. При таком соотношении изотопов цепная ядерная реакция не развивается. Для обеспечения протекания ядерной реакции природный уран обогащают ураном-235, примерно до 3%. Так как содержание урана-235 в природе невелико, то при ускоренном развитии атомной энергетики природные запасы его могут быстро истощиться. Однако учеными открыты ядерные реакции, в результате которых выделяется энергия и вырабатывается новое ядерное топливо, например [c.404]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология