TVEL est Analyse détaillée

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'article explique ce qu'est un TVEL, à quoi il sert, où il est utilisé, comment il est créé et s'il existe des réacteurs qui n'utilisent pas le TVEL.

Âge atomique

Probablement la plus jeune branche de l'énergie est le nucléaire. Ce n'est qu'à la fin du XIXe siècle que les scientifiques ont pu comprendre en partie ce qu'est la radioactivité, la désintégration radioactive et quelles substances possèdent ces propriétés. Et cette connaissance a coûté de nombreuses vies, car les effets néfastes des rayonnements sur les organismes vivants sont restés longtemps inconnus.

Beaucoup plus tard, les matières radioactives ont été utilisées à la fois dans la vie civile et dans l'armée. À l'heure actuelle, tous les pays développés ont leurs propres armes nucléaires et centrales nucléaires, ce qui vous permet d'obtenir beaucoup d'énergie indépendamment des combustibles fossiles ou des ressources naturelles telles que l'eau (nous parlons de centrales hydroélectriques).

TVEL est…

Mais pour construire un réacteur nucléaire pour la production d'électricité ou à d'autres fins, vous devez d'abord fabriquer le combustible approprié, car l'uranium naturel, bien qu'il ait de la radioactivité, mais son énergie ne suffit pas. Ainsi, la plupart des types de réacteurs utilisent un combustible à base d'uranium enrichi, et celui-ci, enà son tour, est chargé dans des dispositifs spéciaux appelés TVEL. Le TVEL est un dispositif spécial qui fait partie d'un réacteur nucléaire et contient du combustible nucléaire. Nous analyserons plus en détail leur conception et leur type de carburant.

Design

Selon le type de réacteur, certains paramètres des éléments combustibles peuvent varier, mais leur conception générale et leur principe de dispositif sont les mêmes. Pour le dire simplement, un TVEL est un tube creux constitué d'un alliage de zirconium avec d'autres métaux, dans lequel sont installées des pastilles de combustible au dioxyde d'uranium.

Carburant

L'uranium est la matière radioactive la plus "voyageuse"; sur sa base, de nombreux autres isotopes sont produits, utilisés à la fois dans l'industrie et dans les armes. Son extraction n'est pas très différente de l'extraction du charbon et, dans son état naturel, il est absolument sans danger pour les personnes. Ainsi, les histoires sur les mines d'uranium, où sont envoyés des prisonniers condamnés à perpétuité, ne sont rien de plus qu'un mythe. Une personne préfère mourir d'un manque de soleil et d'un travail acharné dans la mine plutôt que d'une maladie causée par les radiations.

L'uranium de la mine est très simple - des explosions cassent la roche, après quoi elle est ramenée à la surface, où elle est triée et traitée ultérieurement. Le processus d'enrichissement de l'uranium peut être réalisé de différentes manières, mais en Russie, cela se fait à l'aide de centrifugeuses à gaz. Tout d'abord, l'uranium est converti à l'état gazeux, après quoi le gaz est séparé dans des centrifugeuses sous l'action de la force centrifuge etles isotopes souhaités sont séparés. Après cela, ils sont convertis en dioxyde d'uranium, pressés en comprimés et chargés dans une barre de combustible. C'est le moyen le plus courant de produire du carburant pour les piles à combustible.

Demande

Le nombre de barres de combustible dans un réacteur dépend de sa taille, de son type et de sa puissance. Après la fabrication, ils sont chargés dans un réacteur, où commence la réaction de désintégration nucléaire, à la suite de quoi se produit un puissant dégagement d'une énorme quantité de chaleur, qui sert de source d'énergie. En outre, la puissance du réacteur peut être contrôlée par le nombre d'éléments combustibles dans la zone de travail. De temps en temps, au fur et à mesure de leur utilisation, ils sont remplacés par des neufs, avec des pastilles de dioxyde d'uranium « fraîches ». Nous savons donc maintenant ce que signifie TVEL, comment ils sont fabriqués et pourquoi ils sont nécessaires. Cependant, tous les réacteurs nucléaires n'ont pas besoin de tels éléments, et ce sont des RTG.

RTG

Un générateur thermoélectrique à radio-isotopes est un appareil dont le principe est similaire aux réacteurs nucléaires, mais dont le processus n'est pas basé sur une réaction en chaîne de désintégration atomique, mais sur la chaleur. En termes simples, il s'agit d'une grande installation qui produit beaucoup de chaleur avec des matières radioactives, qui, à leur tour, sont converties directement en électricité. Contrairement aux réacteurs nucléaires, les RTG n'ont pas de pièces mobiles, ils sont plus fiables, compacts et durables. Mais en même temps, leur efficacité est bien moindre.

Ils ont été utilisés principalement dans les conditions où il est impossible d'obtenir de l'énergie par d'autres moyens, ou ces méthodes sont très difficiles. Dans les années de l'URSS, les RTG ont été fournis à la recherche etstations météorologiques du Grand Nord, phares côtiers, bouées marines, etc.

Actuellement, leur durée de vie a expiré, mais certains d'entre eux restent toujours à leurs bases d'origine et ne sont souvent même pas protégés de quelque manière que ce soit. En conséquence, des accidents se produisent, par exemple, des chasseurs de métaux non ferreux ont tenté de démanteler plusieurs de ces installations et ont reçu de fortes radiations, et en Géorgie, les résidents locaux les ont utilisées comme sources de chaleur et ont également souffert du mal des radiations.

Nous connaissons donc maintenant la conception des éléments combustibles et démantelons leur définition. Les TVEL sont des éléments importants du réacteur, sans lesquels le fonctionnement est impossible.