2019. augusztus 25., vasárnap

29. Az atomerőművek felépítése és működése

1. Atomerőmű

Az atomerőmű az erőműveknek azon típusa, amelyek a maghasadás során keletkezett hőt használják áramtermelés céljára.

2. Alapanyaga

A természetes Uránérc jellemzően két izotóp keveréke:
U-238   T1/2 = 4,5*109 év,
    jelenlegi gyakoriság: 99,29 %
U-235   T1/2 = 7,1*108 év,
    jelenlegi gyakoriság: 0,71 %

A legnagyobb uránérc kitermelők:
  1. Kazahsztán (a világtermelés 35,6%-ával)
  2. Kanada (16,7%)
  3. Ausztrália (11%)
  4. Niger (8%)
  5. Namíbia (6%)
  6. Oroszország (5,5%)
  7. Üzbegisztán (5,5%).
Konverzió (=gázzá alakítás), dúsítás:
kiindulási anyagok, sárga por:
 U3O8 = triurán-oktaoxid
 UO2(NO3)2 = uranil-nitrát
 (NH4)2U2O7 = ammónium-diuranát
köztes anyagok, gáz:
 UF4 = urán-tetrafluorid
 UF6 = urán-hexafluorid
végtermék, szilárd fűtőanyag:
 UO2 = urán-dioxid
Az ércdúsítás alapanyaga a „sárga por”, a yellow cake.
A konverzió során a sárga porból UF6-ot (gáz) állítanak elő.
A fluornak csak egyféle természetes izotópja van, így a molekulák tömegében az uránizotópok tömegének különbsége jelenik meg. Ezt lehet centrifugás, vagy gázdiffúziós módszerrel az U-235 arány növelésére (dúsítás) felhasználni.
A fegyvergyártáshoz 90 % fölötti dúsítás kell,
könnyűvizes atomerőművek friss üzemanyagában 3-4 % körüli a dúsítás.
Urán-dioxid pasztilla:
Urán rúd:

3. Az atomerőmű felépítése, működése:

Feladat:
Nevezd meg az atomerőmű részeit!
Alkotóelemek:
Reaktor: A szabályozott láncreakció helye
  Urán rudak: fűtőelemek
  Szabályzó rudak (Bórsav, kadmium): neutronelnyelők
  Moderátor anyag: neutronlassítók (víz)
 reflektor: az elszökött neutronok visszaterelésére szolgál.
Primer kör: nagy nyomású, magas hőmérsékletű, radioaktív víz
 hőelvezetésre szolgál
 a sugárárnyékolás célja a megszökött neutronok és gamma-sugarak elnyelése
Gőzfejlesztő: a turbinát hajtó gőz itt képződik
Szekunder kör: gőzképződés és lecsapódás
Turbina: hajtja a generátor forgó részét
Generátor: mechanikai energiát alakít át elektromos energiává

4. Az atomerőművek fajtái:

Tenyésztő reaktor (nincs moderátor)
Termikus reaktorok (van moderátor)
  Könnyűvizes (H2O moderátor)(pl. Paks)
  Nehézvizes (D2O moderátor)(Kanadai erőművek)
  Grafitos (Pl. Csernobil)

5. Történetük:

Az első atomerőművet Obnyinszkban (Oroszország) állították üzembe, 1954-ben.
Atomerőművek elterjedése:

6. Előnyeik, hátrányaik:

1. Előnyeik:
  • Nem bocsátanak ki káros gázokat.
  • Kis mennyiségű hulladék.
  • Olcsóbbak a kiindulási anyagok.
  • A hasadóanyagot a tüzelőanyagnál könnyebben lehet tárolni és szállítani (sokkal kevesebb kell belőle).
  • Nagyobb hatásfok.
2. Hátrányaik:
  • A radioaktív hulladék egy része több száz évig is veszélyes, kezelésük nem megoldott.
  • Nagy egyszeri beruházásigény.
  • Nincs összehasonlítás a fosszilis és az atomerőművek „természetterhelése” között (pl. hő szennyezés).
  • Kisebb társadalmi elfogadottság.

Igaz-hamis állítások

NÉV: PONT:
Igaz-hamis állítások:

Ssz. Állítás Igaz Hamis   ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
dátum: