تحقیق در مورد فرآیند سوخت هسته ای

تحقیق در مورد فرآیند سوخت هسته ای

بازفرآوري سوخت مصرف شده : مهمترين دليل براي بازفرآوري بيرون كشيدن اورانيوم و پلوتونيوم مصرف نشده از عناصر سوخت مصرف شده است. دليل دوم كاهش حجم موادي است كه به صورت پسماند سطح بالا دفع مي شوند.

P1 بازفرآوري از هدر رفتن مقدار قابل توجهي از منابع جلوگيري مي كند زيرا بيشتر سوخت مصرف شده (اورانيومي با كمتر از 1% u-235 و اندكي پلوتونيوم) مي‌تواند به صورت عناصر سوخت جديد بازيابي شود، كه 30% اورانيوم طبيعي را كه در غير اين صورت لازم بود ذخيره مي كند. اين اورانيوم و پلوتونيوم به سوخت اكسيد مختلط تبديل مي شوند و يك منبع مهم هستند. سپس پسماندهاي سطح بالاي باقي مانده براي دفع‌شدن به صورت مواد جامدفشرده، پايدار و غيرقابل حلي تبديل مي‌شوند كه دفعشان از مجموعه هاي حجيم سوخت مصرف شده آسان تر است.

P2 يك راكتور آب سبك 1000Mwe در حدود 25 تن سوخت مصرف شده در سال توليد مي كند، تا به حال، پيش از 80000 تن از سوخت مصرف شده‌ي راكتورهاي توليد برق تجاري بازفرآوري شده است و هم اكنون ظرفيت سالانه اين كار حدود 5000 تن در سال است.

P3 مجموعه هاي سوخت مصرف شده اي كه از يك راكتور خارج مي شوند به شدت پرتوزا هستند و گرما توليد مي كنند. به همين خاطر آنها در تانك‌هايي بزرگ يا حوضچه‌هايي از آب قرار داده، خنك مي كنند و سه متر از آب روي آنها پرتوها را مهار مي كند. آنها در اين جا، كه در محل راكتور يا در ايستگاه بازفرآوري است، چند سالي باقي مي مانند تا سطح تابش آنها به طور چشمگيري كاسته شود. براي بيشتر انواع سوخت ها بازفرآوري در حدود 50 سال پس از تخليه راكتور انجام مي شود.

P4 سوخت مصرف شده ممكن است پس از خنك سازي اوليه، با استفاده از فلاسك‌هاي محافظ دار خاصي كه تنها چند تن (مثلاً 6 تن) از سوخت مصرف شده را در خود جاي داده اما حدود 100 تن وزن دارند، حمل و نقل شود. انتقال سوخت مصرف شده و ديگر پسماندهاي سطح بالا به سختي مراقبت مي شود.

P5 بازفرآوري سوخت اكسيد مصرف شده مستلزم حل عناصر سوخت در اسيد نيتريك است. سپس جداسازي شيميايي اورانيوم و پلوتونيوم انجام مي شود. Pu و u مي توانند به ورودي چرخه سوخت بازگردانده شوند. (اورانيوم به مرحله تبديل، پيش از غني سازي دوباره و پلوتونيوم مستقيماً به مرحله ساخت سوخت). (در حقيقت به منظور بازيابي سوخت آنها اغلب در يك محل واحد هستند). مايع باقي مانده پس از بيرون كشيدن pu و u، پسماند سطح بالاست كه شامل حدود 3% از سوخت مصرف شده است. اين پسماند به شدت پرتوزاست و به توليد گرماي شديد ادامه مي دهد.

P6 بازفرآوري‌هاي زيادي از دهه 1940، انجام شده است كه عمدتاً براي مقاصد نظامي و به منظور بازيافت پلوتونيوم (از سوخت با سوزش burn up كم) براي جنگ افزارها، انجام شده است. در بريتانيا، حدود چهل سال است كه عناصر سوخت فلزي حاصل از اولين نسل راكتورهاي تجاري كه با گاز خنك مي شوند، در Sellafield بازفرآوري‌ مي گردد. اين كارخانه‌ي t/yr1500 با توجه به همراهي با رشد ايمني، بهداشت و ديگر استانداردهاي سامان دهي، با موفقيت توسعه داده شده است. از 1969 تا 1973 سوخت هاي اكسيدي هم در قسمتي از اين كارخانه كه به اين منظور تغيير داده شده بازفرآوري‌ شدند. در 1994 يك كارخانه جديد بازفرآوري‌ اكسيد حرارتي t /yr1200 ‏ (T HORP) برپا شد.

در آمريكا يك داستان حماشي (Saga) سياسي و فني هست و هيچ كارخانه بازفرآوري‌ در حال حاضر كار نمي كند. سه كارخانه براي بازفرآوري‌ سوخت هاي اكسيدي غيرنظامي در آمريكا ساخته شده است: اول يك كارخانه t/yr300 در West Valley، Ny، ساخته شد و از 72-1966 با موفقيتكار كرد. با وجود اين الزامات انتظامي روز به روز سخت گيرانه تر به معناي اصلاح كردن كارخانه بود كه غير اقتصادي پنداشته شد، و كارخانه تعطيل شد.

دومي يك كارخانه t/yr300 بود كه با استفاده از فن آوري جديد در Morris، illinois ساخته شد، كه علي رقم تحقق در مقياس آزمايشي در كارخانه توليدي درست كار نكرد. سومي يك كارخانه t/yr1500 در Barnwell، South Carolona بود، كه به واسطه تغيير سياست دولت كه طي يك بند از سياست عدم تكثر آمريكا (non-proliferation) شده بازفرآوري‌ هاي غير نظامي را نفي مي كرد، بي نتيجه ماند. در مجموع امريكا از دهه 1940 بيش از 250 كارخانه سال تجربه عملي بازفرآوري‌ دارد، كه قسمت  عمده آن در كارخانه هاي صنايع دفاعي بوده است.

P7 در فرانسه يك كارخانه بازفرآوري t/yr 400 مشغول به كار است كه براي سوخت‌هاي فلزي حاصل از راكتورهاي اوليه‌ي خنك شونده با گاز در Marcoule مي‌باشند. در Lattague، بازفرآوري‌ سوخت هاي اكسيدي از 1976 انجام مي شده است، و دو كاخانه t/yr800 هم اكنون فعالند. هند يك كارخانه سوخت اكسيدي t/yr100 فعال در Tarapur و چند تاي ديگر در Kalpakkam و Trombay دارد، و ژاپن در حال سوختن يك كارخانه بزرگ در Rokkasho است در حالي كه در اين فاصله بيشتر سوخت مصرف شده اش در اروپا بازفرآوري‌ مي شود. روسيه يك كارخانه بازفرآوري‌ سوخت اكسيدي t/yr400 در Chelyabinsk دارد و يك كارخانه بزرگتري در Krasnoyarsk مي سازد.

P8 پس از بازفرآوري‌، اورانيوم بازيافت شده مي تواند در يك كارخانه ساخت سوخت معمولي (پس از غني سازي دوباره) استفاده شود، اما پلوتونيوم بايد در يك كارخانه سوخت اكسيد مختلط (MOX) ويژه، كه اغلب با كارخانه بازفرآوريي كه آن را جدا كرده است در يك جا جمع اند، تبديل شود. در فرانسه خروجي بازفرآوري‌ با ورودي كارخانه MOX هماهنگ مي شود تا از انباشته شدن پلوتونيوم جلوگيري شود. اگر پلوتونيوم براي چند سال انبار شود، آمرسيم- 241، ايزوتوپ مورد استفاده در آشكارسازهاي دود خانگي، جمع خواهد شد و به خاطر افزايش سطح پرتوزايي گاما دستكاري كردنش در يك كارخانه MOX مشكل مي شود.

اثرات ژنتيكي

P1 در حدود شصت سال پيش كشف شد كه پرتوهاي يونيزه كننده اي مانند آنچه كه همواره قسمتي از محيط زيست ما را تشكيل مي دهد مي توانند موجب جهش ژنتيكي در پشه هاي ميوه شوند. پس از آن زمان مطالعات فراوان نشان داد كه تابش مي‌تواند به شكل مشابه موجب جهش هايي در گياهان و حيوانات آزمايشگاهي شود. با وجود اين شواهد صدمات ژنتيكي تابش بر انسان حتي در اثر دزهاي زياد دريافت شده توسط بازماندگان لمپ اتلي در ژاپن چنين پي آمدهايي را نشان نمي دهد.

P2 در سلول يك گياه يا جانور ماده (DNA)يي كه اطلاعات ژنتيكي لازم براي رشد، بقا و تقسيم سلول لازم است را حمل مي كند هدف بحراني براي تابش است. بيشتر صدمات وارده بر DNA قابل ترميم است، اما در كسر كوچكي از سلول ها، DNA به صورت هميشگي تغيير مي كند. اين ضايعه ممكن است منجر به مرگ سلول يا گسترش يك سرطان، يا در مورد سلول هاي شكل دهنده بافت gonad دگرگوني‌هايي كه به صورت تغييرات ژنتيكي در نسل هاي بعدي ادامه مي يابد شود. بيشتر اين تغييرات جهشي زيان بار هستند، و انتظار بسيار اندكي مي توانيم براي بهبود آنها داشته باشيم.

P3 سطوح تابش مجاز براي جامعه و براي شاغلين در صنايع هسته اي به صورتي هستند كه هر افزايشي در پي آمدهاي ژنتيكي ناشي از توان هسته اي نامحسوس بوده و تقريباً به يقين موجود نيست. سطوح پرتوگيري تابشي به صورتي تعيين مي شود كه از صدمه به بافت ها جلوگيري كرده و احتمال ابتلا به سرطان را به حداقل برساند.

شواهد تجربي نشان مي دهد كه اينها محتمل تر از صدمات ژنتيكي هستند تعداد 75000 بچه متولد شده از والديني كه از بازماندگان دزهاي تابشي بالا در هيروشيما و ناكازاكي در 1945 بودند با آزمايشهاي فراواني آزموده شده اند. اين مطالعه بر عدم افزايش ناهنجاري هاي ژنتيكي اين جامعه انساني كه احتمالاً ناشي از دزهاي حتي اين چنين زيادي از تابش باشد تاكيد مي كند.

P4 حيات روي كره زمين هنگامي آغاز و گسترده شده كه اين زيستگاه احتمالاً در معرض پرتوزايي چندين برابر بيش از آن چيزي كه هم اكنون هست بوده است، بنابراين تابش يك پديده جديد نيست. اگر ما مطمئن شويم كه هيچ افزايش شديدي در پرتوگيري كلي مردم وجود ندارد، بسيار بعيد است كه صدمات ژنتيكي ناشي از تابش هرگز اهميتي پيدا كند.

تحقیق در مورد فرآیند سوخت هسته ای مقاله با عنوان سوخت هسته اي و فرايند آن تحقيق در مورد فرآيند سوخت هسته اي

فهرست مطالب

پسماندهاي هسته‌اي

پسماند سطح بالا

پسماندهاي سطح متوسط

بازفرآوري سوخت مصرف شده

پسماندهاي سطح بالاي مربوط به بازفرآوري‌

انبار و دفع سوخت مصرف شده به عنوان “پسماند”

دفع پسماندهاي جامد

يك همسان طبيعي: oklo

هزينه

راكتورهاي از كار انداخته شده

پياده كردن بي فاصله

حصار ايمن (يا Safestor)

دفن

مثال ها

هزينه ها

پيش پرداخت

سرمايه گذاري خارجي (وضع ماليات بر توان هسته اي)

حساب تضميني، اعتبار اسنادي، يا بيمه

هزينه هاي خارجي- پيامدهاي زيست محيطي، بهداشتي و امنيتي

اثرات زيست محيطي

گرماي هدر رفته

اكسيدهاي نيتروژن

اثر گل خانه اي

اثرات بهداشتي و پرتوها

اثرات بهداشت محيطي

توجيه

بهينه سازي

محدوديت

سطح احتمال خطر فردي

پلوتونيوم

اثرات ژنتيكي

ايمني راكتور

پسماندهاي هسته‌اي

مقاله با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است همچنین آماده پرینت می باشد