Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Energi

Hvorfor brugte nukleare stænger genbruges, da de skal afkøles i flere måneder ad gangen, hvorfor ikke bruge varmefremstilling af energi?

Du har ret, varmen fra brugte nukleare brændstofstænger kan bruges til at generere elektricitet. Dette er det grundlæggende koncept bag atomkraftværker !

Der er dog nogle vigtige forskelle mellem den varme, der bruges i en kørende reaktor og varmen fra brugte brændstofstænger :

1. Strålingsniveauer:

* Kørsel af reaktor: Varmen genereres gennem kontrolleret nuklear fission i reaktorkernen. Mens reaktoren er operationel, er strålingsniveauerne høje, men håndterbare takket være afskærmning og sikkerhedssystemer.

* brugte brændstofstænger: Brugte brændstofstænger har gennemgået fission, og fissionsprodukterne fortsætter med at forfaldne og udsender høje strålingsniveauer i lang tid. Denne stråling er langt mere intens end varmen fra reaktorkernen.

2. Varmeudgang:

* Kørsel af reaktor: Varmen genereres konstant, hvilket giver en stabil strøm af energi til elproduktion.

* brugte brændstofstænger: Varmeudgangen fra brugte brændstofstænger falder gradvist, når de radioaktive isotoper forfaldes. Den oprindelige varme er intens, men den falder markant over tid.

3. Sikkerhed og håndtering:

* Kørsel af reaktor: Reaktoren er designet til sikkert at indeholde og håndtere varmen og strålingen. Brændstofstængerne er designet til at modstå den intense varme og tryk.

* brugte brændstofstænger: Brugte brændstofstænger er meget radioaktive og kræver specialiseret håndtering og opbevaring. Varme- og strålingsniveauerne skal kontrolleres omhyggeligt, og de materialer, der bruges til opbevaring, skal være i stand til at modstå varmen og strålingen.

Her er grunden til, at vi ikke direkte bruger varmen fra brugte brændstofstænger til at generere elektricitet:

* høje strålingsniveauer: Den intense stråling udgør betydelige sikkerhedsfare for arbejdstagere og miljøet. Det ville være meget vanskeligt og dyrt at designe et system, der sikkert kunne udnytte varmen, mens du styrer strålingen.

* faldende varmeudgang: Varmen fra brugte brændstofstænger falder hurtigt over tid, hvilket gør den mindre praktisk til elproduktion.

* Opbevaringsovervejelser: Opbevaring af de brugte brændstofstænger sikkert og sikkert er en stor udfordring, der kræver specielt designet faciliteter med robuste sikkerhedsforanstaltninger.

I stedet for direkte at bruge varmen fra brugte brændstofstænger, kan vi:

* oparbejdes brændstof: Brugte brændstofstænger kan oparbejdes for at udtrække det resterende anvendelige uran og plutonium. Dette gendannede brændstof kan bruges til at skabe nye brændstofstænger til reaktorer.

* Opbevar brændstof: Brugte brændstofstænger opbevares typisk i sikre faciliteter, ofte på stedet ved atomkraftværker, indtil der findes en langvarig opbevaringsløsning.

I sidste ende er varmen fra brugte brændstofstænger en værdifuld ressource, men udfordringerne ved sikkert og effektivt at udnytte den gør det upraktisk for øjeblikkelig elproduktion. Forskning og udvikling inden for nuklear teknologi pågår, og fremtidige løsninger kan give os mulighed for at bruge varmen fra brugte brændstofstænger mere effektivt.