Kernbrennstoff: Arten und Verarbeitung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Die Kernenergie besteht aus einer großen Anzahl von Unternehmen für verschiedene Zwecke. Rohstoffe für diese Industrie werden aus Uranminen gewonnen. Danach wird es an die Unternehmen zur Herstellung von Kraftstoff geliefert.

Ferner wird der Brennstoff zu Kernkraftwerken transportiert, wo er in den Reaktorkern gelangt. Wenn der Kernbrennstoff sein Lebensende erreicht, wird er wiederaufbereitet. Verarbeitungsabfälle werden entsorgt. Es ist erwähnenswert, dass gefährliche Abfälle nicht nur nach der Brennstoffverarbeitung auftreten, sondern in jedem Stadium - vom Uranabbau bis zur Arbeit in einem Reaktor.

Kernbrennstoff

Treibstoff ist von zweierlei Art. Das erste ist Uran, das in Minen bzw. natürlichen Ursprungs abgebaut wird. Es enthält Rohstoffe, die in der Lage sind, Plutonium zu bilden. Der zweite ist Brennstoff, der künstlich erzeugt wird (sekundär).

Kernbrennstoff wird auch nach chemischer Zusammensetzung unterteilt: metallisch, Oxid, Carbid, Nitrid und gemischt.

Uranbergbau und Brennstoffproduktion

Ein großer Teil der Uranproduktion kommt aus nur wenigen Ländern: Russland, Frankreich, Australien, USA, Kanada und Südafrika.

Uran ist das Hauptelement für Brennstoff in der KernenergieKraftwerke. Um in den Reaktor zu gelangen, durchläuft es mehrere Verarbeitungsstufen. Meistens befinden sich Uranvorkommen neben Gold und Kupfer, daher wird seine Gewinnung mit der Gewinnung von Edelmetallen durchgeführt.

Im Bergbau ist die Gesundheit der Menschen stark gefährdet, da Uran ein giftiges Material ist und die beim Abbau freigesetzten Gase verschiedene Krebsarten verursachen. Obwohl das Erz selbst eine sehr geringe Menge Uran enthält - von 0,1 bis 1 Prozent. Auch die Bevölkerung, die in der Nähe von Uranminen lebt, ist stärker gefährdet.

Angereichertes Uran ist der Hauptbrennstoff für Kernkraftwerke, aber nach seiner Verwendung bleibt eine riesige Menge an radioaktivem Abfall zurück. Trotz aller Gefahren ist die Urananreicherung ein wesentlicher Prozess zur Erzeugung von Kernbrennstoff.

In seiner natürlichen Form ist Uran fast unmöglich überall zu verwenden. Um es nutzen zu können, muss es angereichert werden. Zur Anreicherung werden Gaszentrifugen verwendet.

Angereichertes Uran wird nicht nur in der Kernenergie, sondern auch in der Waffenproduktion verwendet.

Transport

In jeder Phase des Brennstoffkreislaufs gibt es Transport. Es wird mit allen verfügbaren Mitteln durchgeführt: auf dem Landweg, auf dem Seeweg, auf dem Luftweg. Dies ist ein großes Risiko und eine große Gefahr nicht nur für die Umwelt, sondern auch für den Menschen.

Während des Transports von Kernbrennstoff oder seinen Elementen ereignen sich viele Unfälle, die zur Freisetzung radioaktiver Elemente führen. Dies ist einer vonviele Gründe, warum Atomkraft als unsicher gilt.

Stilllegung von Reaktoren

Keiner der Reaktoren wurde abgebaut. Sogar das berüchtigte Kernkraftwerk Tschernobyl. Die Sache ist die, dass laut Experten der Preis für den Rückbau gleich oder sogar höher ist als der Preis für den Bau eines neuen Reaktors. Aber niemand kann mit Sicherheit sagen, wie viel Geld benötigt wird: Die Kosten wurden auf der Grundlage der Erfahrung mit dem Abbau kleiner Forschungsstationen berechnet. Experten bieten zwei Optionen an:

1. Reaktoren und abgebrannte Kernbrennstoffe deponieren.
2. Sarkophage über stillgelegten Reaktoren bauen.

In den nächsten zehn Jahren werden weltweit etwa 350 Reaktoren außer Betrieb gehen und müssen stillgelegt werden. Da jedoch die hinsichtlich Sicherheit und Preis am besten geeignete Methode noch nicht erfunden wurde, wird dieses Problem noch gelöst.

Jetzt sind weltweit 436 Reaktoren in Betrieb. Das ist natürlich ein großer Beitrag zum Energiesystem, aber es ist sehr unsicher. Studien zeigen, dass Kernkraftwerke in 15-20 Jahren durch Stationen ersetzt werden können, die mit Windenergie und Sonnenkollektoren betrieben werden.

Atommüll

Eine riesige Menge Atommüll wird durch Kernkraftwerke erzeugt. Auch die Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen hinterlässt gefährliche Abfälle. Keines der Länder fand jedoch eine Lösung für das Problem.

Atommüll wird heute in Zwischenlagern, in Wasserbecken oder tief unter der Erde vergraben.

Der sicherste Weg istLagerung in speziellen Lagern, aber auch hier ist, wie bei anderen Methoden, Strahlungsaustritt möglich.

Atommüll hat tatsächlich einen gewissen Wert, erfordert aber die strikte Einh altung der Regeln für seine Lagerung. Und das ist das akuteste Problem.

Ein wichtiger Faktor ist die Zeit, in der der Abfall gefährlich ist. Jeder radioaktive Stoff hat seine eigene Abklingzeit, in der er giftig ist.

Arten von Atommüll

Während des Betriebs eines Kernkraftwerks gelangen dessen Abfälle in die Umwelt. Das ist Wasser zum Kühlen von Turbinen und gasförmigem Abfall.

Atommüll wird in drei Kategorien eingeteilt:

1. Low-Level - Bekleidung für Kernkraftwerksmitarbeiter, Laborausstattung. Solche Abfälle können auch aus medizinischen Einrichtungen oder wissenschaftlichen Labors stammen. Sie stellen keine große Bedrohung dar, erfordern aber Sicherheitsvorkehrungen.
2. Mittelstufe - Metallbehälter, in denen Kraftstoff transportiert wird. Ihre Strahlungswerte sind ziemlich hoch, und diejenigen, die ihnen nahe stehen, sollten geschützt werden.
3. Abgebrannter Kernbrennstoff und seine Produkte sind auf hohem Niveau. Die Radioaktivität nimmt rapide ab. Es gibt sehr wenig hochaktiven Abfall, etwa 3 Prozent, aber er enthält 95 Prozent der gesamten Radioaktivität.