Производство урановых стержней для атомных электростанций (АЭС) является сложным и многоэтапным процессом, который включает в себя добычу урана, его обогащение, изготовление топливных таблеток и сборку топливных стержней. Вот подробное описание каждого этапа:
Добыча урана
Уран добывается из земли двумя основными способами: открытым способом на урановых рудниках или подземным способом. В некоторых случаях используется метод ин-ситу ликвидации (ISL), при котором растворитель впрыскивается в урансодержащие породы, и уран извлекается в жидкой форме.
Обогащение урана
Добытый уран содержит около 99,3% изотопа уран-238 и около 0,7% уран-235. Для использования в АЭС необходимо увеличить долю урана-235 до 3-5%. Это достигается путем обогащения, чаще всего с использованием газовой центрифуги, где газообразный гексафторид урана разделяется на фракции с более высоким и более низким содержанием урана-235.
Производство топливных таблеток
Обогащенный уран превращается в порошок диоксида урана (UO2), который затем прессуется в маленькие цилиндрические таблетки. Эти таблетки обжигаются в печи, чтобы получить твердое топливо, устойчивое к высоким температурам и радиационному воздействию в реакторе.
Сборка топливных стержней
Топливные таблетки загружаются в длинные трубки, изготовленные из сплава циркония, который обладает низким сечением поглощения нейтронов и хорошей коррозионной стойкостью. Эти трубки, называемые топливными стержнями, герметично закрываются и собираются в топливные сборки.
Контроль качества и безопасности
На каждом этапе производства проводятся строгие проверки качества и безопасности. Топливные стержни подвергаются радиографии и ультразвуковому контролю, чтобы обеспечить отсутствие дефектов и трещин.
Транспортировка и хранение
Готовые топливные сборки транспортируются на АЭС, где они хранятся в специальных условиях до загрузки в реактор.
Технологии производства урановых стержней постоянно совершенствуются с целью повышения эффективности и безопасности атомной энергетики. Особое внимание уделяется уменьшению отходов и улучшению методов переработки использованного ядерного топлива.
