Language
Country/Area
No result found
Тайна урана: почему только 0,7% природного урана можно использовать для производства электроэнергии?
Поскольку глобальный спрос на чистую энергию растет, уран снова привлек интерес как важное топливо для атомной энергетики. Однако, когда мы упоминаем уран, многие люди могут не понять, почему уран, добытый из природных источников, имеет такое высокое содержание, но только жалкие 0,7% могут быть использованы для производства электроэнергии. Понимание изотопного состава урана и процесса его обогащения позволяет нам лучше понять механизм работы ядерной энергетики.
Изотопный состав урана
Природный уран в основном состоит из трех изотопов: уран-238 (238U, на его долю приходится 99,27%), уран-235 (235U, на его долю приходится лишь 0,7%). и уран – 234. Эффективные реакции деления могут быть инициированы только 235U. Непонятно, почему в природном уране 235U составляет такую небольшую долю, но мы до сих пор используем его для ядерной энергетики. ключ к производству электроэнергии.
Процесс обогащения урана
Чтобы использовать уран для производства электроэнергии, его сначала необходимо обогатить. После добычи урана он подвергается процессу измельчения для извлечения урана из урановой руды. Продукт этого процесса, известный как «желтый пирог», содержит около 80 процентов урана, но это все еще намного ниже концентрации, необходимой для эффективного деления.
Процесс обогащения урана включает перевод урана из исходного состояния с низкой концентрацией в состояние с высокой концентрацией, более подходящее для использования в ядерных реакторах.
На следующем этапе, при необходимости, уран преобразуется в диоксид урана или гексафторид урана, который может быть дополнительно обогащен. В настоящее время существует два основных коммерческих метода концентрирования: газовая диффузия и газовое центрифугирование, оба из которых чрезвычайно энергоемки.
Проблемы переработки урана
По мере роста использования ядерной энергии все большее внимание привлекает и другая технология — переработанный уран (RepU). Этот процесс извлекает пригодный для использования уран из отработанного ядерного топлива, хотя он содержит неблагоприятные изотопы, такие как уран-236, и требует дополнительного управления и мониторинга.
Различные марки урана
Уран можно разделить на множество типов в зависимости от степени его обогащения, например, низкообогащенный уран (НОУ), высокообогащенный уран (ВОУ) и т. д. Разным отраслям промышленности требуется уран в разных концентрациях, и почти все коммерческие и военные ядерные реакторы используют обогащенный уран.
На самом деле, низкообогащенный уран обычно содержит от 3% до 5%, а высокообогащенный уран содержит более 20%
235U, что является основной частью для военных целей.
Метод обогащения урана
Процесс обогащения урана очень сложен, поскольку изотопы имеют практически одинаковые химические свойства и не могут быть разделены традиционными методами. Газовая диффузия и газовое центрифугирование в настоящее время являются основными технологиями концентрирования, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Среди них метод газового центрифугирования постепенно вытеснил метод газовой диффузии в качестве основного выбора из-за его высокой эффективности и низкого энергопотребления, в то время как метод газовой диффузии считается устаревшей технологией. По мере роста затрат на энергию растет потребность в разработке новых технологий, таких как методы лазерной сепарации.
Будущее урана
В будущем использование урана может продолжать обновляться и меняться. По мере углубления исследований в области новой энергетики и ядерной энергетики технологии обогащения и переработки урана также будут продолжать совершенствоваться. Это не только связано с поставками и безопасностью ядерной энергии, но также влияет на глобальную энергетическую структуру и устойчивое развитие окружающей среды.
Каждый этап обогащения и использования урана требует тщательного подхода, чтобы гарантировать, что он не представляет потенциальной угрозы для людей и окружающей среды.
Обеспечивая энергетическую безопасность и устойчивое технологическое развитие, мы также должны постоянно думать о том, будет ли уран по-прежнему оставаться идеальным выбором для производства атомной энергии в процессе глобального продвижения низкоуглеродной трансформации энергетики?
