Yadro yondashuv stansiyalarining ishlash prinsipi va energiya sanoatiga aylantirish potentsiali
Batafsil
Super Abril
super.abril.com.br

Yadro yondashuv stansiyalarining ishlash prinsipi va energiya sanoatiga aylantirish potentsiali

Hozirgi yadrolik stansiyalar yadrolik boʻlinish asosida ishlaydi, bu protsess uraniy yoki boshqa radioaktiv moddalar atomlarini ajratib, issiqlik hosil qilishni oʻz ichiga oladi. Bu issiqlik suvni bugʻga aylantiradi, u esa turbinalarni ishga tushiradi va elektr energiyasi ishlab chiqaradi. Biroq, olimlar butun dunyo miqyosida yadrolik yondashuvga asoslangan stansiyalarni ishlab chiqishni maqsad qilmoqda, bu mexanizm yadrolik qurollarda va Quyoshda ishlatiladiganiga oʻxshaydi va sanoat sohasi tomonidan hosil qilinadigan radioaktiv chiqindilar miqdorini kamaytirishni nazarda tutadi.

USP Fizika instituti professori Gustavo Canal, Milliy yadrolik yondashuv dasturi (PNFN) rahbari, ikkala turdagi stansiya oʻrtasidagi farqlarni batafsil bayon etadi. U tijorat stansiyalari boʻlinishdan foydalanishini tushuntiradi, bunda ogʻir yadro, masalan, uraniy, neytron bilan zarba beriladi, bu uning beqarorlashishi va parchalanib ketishiga sabab boʻladi, natijada energiya ajralib chiqadi. Muammo parchalanib qolgan qismlarni ushlab turishda namoyon boʻladi, chunki ular radioaktiv va kelajakdagi ekologik zarar yetkazishi mumkin.

Bunga qarama-qarshi holda, yondashuvda yadroni sindirish oʻrniga, deyteriy va trityum kabi yengil yadrolardan foydalaniladi, ular birlashtiriladi. Bu jarayon geliy yadrosini hosil qiladi, u radiatsiya muammolariga ega emas, shuningdek, bir neytron ham hosil qiladi. Canal taʼkidlaydiki, energiyaning katta qismi (taxminan 80%) neytron tomonidan ajratiladi va yondashuvning umumiy energiyasi boʻlinishdan olingan energiyadan oʻn barobar yuqori.

Yadrolik yondashuv sinovlarida tez-tez qoʻllaniladigan deyteriy va trityum «vodorodlar» sifatida tasniflanadi, bu yadrosi, bitta elektron va yengil yadrolardan iborat atomlardir.

Professorning soʻzlariga koʻra, yadrolik yondashuv tadqiqoti juda yuqori energiya sarfini talab qiladi, bu uni hozircha keng miqyosda tijoratda qoʻllashga toʻsqinlik qiladi. Yondashuv reaksiyasini boshlash uchun gazni taʼsirli darajada 150 million daraja Selsiyusgacha qizdirish kerak, bu uni plazma holatiga erishishga majbur qiladi. Ushbu holatda gaz yuqori haroratda ushlab turilishi kerak, bu esa energiya sarfini talab qiladi, toki juda yuqori harorat — Quyosh markazidan oʻn barobar issiq — yondashuv reaksiyalarining boshlanishiga imkon bermasin.

Ingilib JET tokamakida erishilgan eng muhim yutuq plazmani isitish uchun sarflangan energiya nisbatan energiya ishlab chiqarishda 70% samaradorlik boʻldi. Yondashuv reaksiyalarini keltirib chiqarish uchun yana bir yondashuv yuqori quvvatli lazerlardan foydalanib yuqori haroratli plazma yaratishdir. Fransiya hududida xalqaro ITER konsortsiumi ostida qurilayotgan reaktor, sarflangan energiyadan oʻn barobar koʻproq energiya ishlab chiqarish uchun moʻljallangan. Ushbu uskunaga plazmani isitish uchun 50MW (megavatt) quvvat kiritilishi talab qilinadi, bu kiritilgan miqdor samaradorlikni olish uchun muhim investitsiya hisoblanadi.

USP Piracicaba Energiya institutining Thiago Mastrangelo professori yadrolik yondashuv energiyasi ancha ishonchli va anʼanaviy stansiyalarda ishlatiladigan boʻlinishdan koʻra potensial jihatdan xavfsiz ekanligini taʼkidlaydi. Nazariy jihatdan, yondashuv stansiyalari xavfsizroq boʻlishi kerak; anʼanaviy boʻlinish stansiyasida sovutish tizimidagi nosozliklar yadrolik yoqilgʻining eritilishi va yonishi natijasida Chernobylda kuzatilgan portlashlarga olib kelishi mumkin, bu esa Fukushima kabi suv, havo va bugʻga koʻplab radioizotoplarni tarqatadi.

Mastrangelo tushuntiradiki, garchi yondashuv reaktori yuqori haroratlar va magnit maydonlar bilan bogʻliq xatarlarga ega boʻlsa-da, ular anʼanaviy reaktorlarda uchraydigan katastrofik xavf turi emas. Yondashuvning asosiy yon mahsuloti inert gaz boʻlgan geliy. Biroq, neytronlarning aylanishi tufayli boshqa materiallar faollashishi mumkin, baʼzi radioaktiv elementlarni hosil qilishi mumkin, ammo bu miqdori anʼanaviy boʻlinish reaktorida kuzatiladigan miqdordan ancha kichikroq.

Elektr energiyasi ishlab chiqarishdan tashqari, Mastrangelo yondashuv texnologiyasi sanoat va sogʻliqni saqlash kabi boshqa ijtimoiy sohalarda qoʻllanilishi mumkinligini koʻrsatadi. Asosiy eʼtibor elektr energiyasiga qaratilgan boʻlsa-da, hosil boʻlgan issiqlik vodorod ishlab chiqarish yoki suvni tuzdan tozalash uchun ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, yondashuv reaktorining neytronlari tibbiyot uchun moʻljallangan radioizotoplarni ishlab chiqarish yoki rentgen-magnit rezonans (MRI) uskunalari uchun qoʻllaniladigan superoʻtkazgich magnitlarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin.

Oʻxshash hikoyalar

Chernobil partikullari 40 yildan soʻng ham yadrosi yoqilgʻini saqlab qolmoqda
Batafsil
olhardigital.com.br

Chernobil partikullari 40 yildan soʻng ham yadrosi yoqilgʻini saqlab qolmoqda

Yadro fojiasi sodir boʻlganidan qator oʻn yillar oʻtgach, parchalangan reaktor tomonidan chiqarilgan mikroskopik partikullar dastlabki yadrosi yoqilgʻining sezilarli qismini saqlab qolmoqda. Bu kashfiyot Germaniyadagi Leybnits universiteti tadqiqotchilarini hayratga solib qoʻydi, ular oltita radioaktiv fragmentda kutilganidan yuqori kimyoviy barqarorlikni aniqladilar.

Olingan natijalar fojia chiqindilari vaqt oʻtishi bilan qanday transformatsiya boʻlishini tushunishga, shuningdek, radioaktiv ifloslanish bilan bogʻliq ekologik xatarlarni baholashga yordam berishi mumkin. Biroq, bu kashfiyot mintaqa xavfsiz ekan degani emas; material hali ham xavfli va olimlar Science Alert portali maʼlumotlariga koʻra, yanada keng qamrovli tadqiqotlar oʻtkazish zarurligini taʼkidlaydilar.

Tahlil qilinayotgan partikullar 8 dan 50 mikrometr gacha oʻlchamga ega va Ukraina Chiqindilar zonasida ikkita joyda toʻplangan. Tadqiqotchilar fragmentlarni 1986-yilgi fojia va reaktor ichidagi ekstremal sharoitlar tufayli yuzaga kelgan oʻzgarishlarga qarab uchta kategoriya ga ajratishdi.

Birinchi guruh uran dioksidi tarkibidagi asl yadrosi yoqilgʻiga kimyoviy va jismoniy jihatdan oʻxshash qolgan partikullarni oʻz ichiga oladi. Ikkinchi toifa esa himoya zirkoniy qatlami bilan qisman yoki toʻliq qoplangan yoki fojia paytida yuqori haroratlar tufayli u bilan qotib qolgan fragmentlardan iborat. Uchinchi sinf reaktor sekinlashtiruvchisi sifatida ishlatilgan grafit yonishi natijasida paydo boʻldi. Bu yongʻin oʻn kun davom etdi va yoqilgʻining oksidlanishiga sabab boʻlib, turli uran birikmalarini hosil qildi.

Kimyoviy tarkibidagi bu farqlar har bir turdagi partikullarning atrof-muhitda degradatsiya tezligiga taʼsir qilishi mumkin. Toʻrtta oʻn yildan keyingi fragmentlar holatini oʻrganish uchun olimlar rentgen difraksiyasidan foydalanishdi – bu materialning nurlanish bilan oʻzaro taʼsiri orqali kristalli tuzilishini oʻrganish imkonini beradigan usul.

Bu jarayon har bir partikulani 100 mikrometr atrofidagi konsentrlangan rentgen nurlanishi pufiga aylantirishni talab qildi, bu soch qalinligiga taxminan mos keladi. Tadqiqotchilar fragmentlarning ichki tuzilishini qayta tiklash va aks etishlarni qayd etish uchun 2000 ta turli burchaklarda oʻlchovlar oʻtkazishdi.

Tahlil shuni koʻrsatdiki, yadrosi yoqilgʻini saqlab qolish uchun masʼul boʻlgan kristall tuzilish tahlil qilingan namunalarda deyarli buzilmagan. Bu ushbu partikullar olimlar taxmin qilganidan koʻra kimyoviy jihatdan barqarorroq ekanligini va radioaktiv materialning doimiy rezervuari sifatida xizmat qilishi mumkinligini koʻrsatadi.

Bunday xususiyat ijobiy ekologik jihatga ega boʻlishi mumkin: chunki radioaktiv mahsulotlarning bir qismi fragmentlar tuzilishi ichida qolganligi sababli, uning tuproq va atrof-muhitning boshqa komponentlariga tarqalishi avval taxmin qilinganidan sekinroq sodir boʻlishi mumkin. Biroq, kuzatilayotgan barqarorlik xavfni bartaraf etmaydi. Radioaktiv material hali ham mavjud va oʻnlab yillar davomida atrof-muhitda qolishi mumkin. Agar partikullar shamol, eroziya yoki hayvonlar tomonidan koʻtarilsa, ular nafas olish orqali kirib kelishi mumkin, bu sogʻliq uchun jiddiy tahdid tugʻdiradi.

Bundan tashqari, natijalar faqat ikki joydan olingan oltita fragmentga asoslangan. Har bir partikulaning oʻziga xos xususiyatlari borligi sababli, mintaqada tarqalgan barcha radioaktiv chiqindilarning xatti-harakatlari haqida umumiy xulosalar chiqarish uchun namunalar juda kichik. Tadqiqotchilar fikricha, hatto kelajakdagi tadqiqotlar degradatsiya oʻrtacha qoidalarini aniqlasa ham, baʼzi partikullar yanada chidamli boʻlishi va radio-nuclidlarni keyinroq chiqarishi mumkinligi sababli barcha fragmentlarning xatti-harakatini bashorat qilish imkonini bermaydi.

Mashhur