Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Быстрый реактор БН , водо-водянной реактор ВВР. Курсовые проекты

Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько раз превышают допустимые санитарные нормы. Проблема охраны окружающей среды является комплексной проблемой и имеет глобальный характер. Дальнейшее развитие человечества невозможно без комплексного учета социальных, экологических, технических, экономических, правовых и международных аспектов проблемы применительно не только к конкретному производственному циклу, но и в масштабах регионов, стран и всего мира.

Земная радиация

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, - это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232-долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Так, согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США, примерно 95% населения этих стран живет в местах, где мощность дозы облучения в среднем составляет от 0,3 до 0,6 миллизиверта (тысячных зиверта) в год. Но некоторые группы населения получают значительно большие дозы облучения: около 3% получает в среднем 1 миллизиверт в год, а около 1,5% -более 1,4 миллизиверта в год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше (рис. 3.5).

Неподалеку от города Посус-ди-Кал-дас в Бразилии, расположенного в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность. Как оказалось, здесь уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 250 миллизивертов в год. По каким-то причинам возвышенность оказалась необитаемой. Однако лишь чуть меньшие уровни радиации были зарегистрированы на морском курорте, расположенном в 600 км к востоку от этой возвышенности.

Гуарапари - небольшой город с населением 12000 человек-каждое лето становится местом отдыха примерно 30000 курортников. На отдельных участках его пляжей зарегистрирован уровень радиации 175 миллизивертов в год. Радиация на улицах города оказалась намного ниже - от 8 до 15 миллизивертов в год, - но все же значительно превышала средний уровень. Сходная ситуация наблюдается в рыбацкой деревушке Меаипе, расположенной в 50 км к югу от Гуарапари. Оба населенных пункта стоят на песках, богатых торием.

В другой части света, на юго-западе Индии, 70000 человек живут на узкой прибрежной полосе длиной 55 км, вдоль которой также тянутся пески, богатые торием. Исследования, охватившие 8513 человек из числа проживающих на этой территории, показали, что данная группа лиц получает в среднем 3,8 миллизиверта в год на человека. Из них более 500 человек получают свыше 8,7 миллизиверта в год. Около шестидесяти получают годовую дозу, превышающую 17 миллизивертов, что в 50 раз больше средней годовой дозы внешнего облучения от земных источников радиации.

Эти территории в Бразилии и Индии являются наиболее хорошо изученными «горячими точками» нашей планеты. Но в Иране, например в районе городка Рам-сер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 миллизивертов в год. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.

По подсчетам НКДАР ООН средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет примерно 350 микрозивертов, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы облучения из-за радиационного фона, создаваемого космическими лучами на уровне моря.

Внутреннее облучение

В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом.

Совсем небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации. Все остальное поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 микрозивертов в год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Однако значительно большую дозу внутреннего облучения  человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов ряда тория‑232.

Некоторые из них, например нуклиды. свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения.

Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя (карибу), в котором оба упомянутых выше радиоактивных изотопа присутствуют в довольно высокой концентрации. Особенно велико содержание полония-210. Эти изотопы попадают в организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 в этих случаях могут в 35 раз превышать средний уровень. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру.

Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества, как и в рассмотренных выше случаях, проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника. В качестве примера на рис. 3.6 представлена одна из схем распространения радиоактивных веществ в окружающей среде.

Подпись:  
Возможные способы распространения радиоизотопов в окружающей среде. Рисунок примерно соответствует модели, на основе которой рассчитывались дозы облучения населения от радиоизотопов, поступающих в окружающую среду от предприятий атомной энергетики. Показаны пути, по которым радиоизотопы могут попасть в организм человека с пищей, а также пути, которые оканчиваются в подпочвенных слоях грунта. Конечно, в действительности все обстоит не так просто: почти каждый этап представляет собой сумму очень сложных процессов.

Основные технические решения

Реактор PIFAHOR имеет следующие отличительные признаки [4].

В качестве носителя топливных частиц наноядерной суспензии используется технический свинец, а топливом служит смесь сырьевых и делящихся изотопов, в виде частиц оксидов или интерметаллических соединений, которые будут получаться предреакторным размолом в высокоэнергетических мельницах в расплаве свинца либо в активной зоне реактора естественным образом будут дезинтегрировать и переходить в наноядерное состояние. Пропорция сырьевых и делящихся изотопов должна обеспечивать не менее чем единичное значение внутреннего коэффициента воспроиз­водства (КВА), что дает принципиальную возможность теоретически неограниченной кампании реактора в режиме непрерывной догрузки только сырьевого материала без переработки или замены ядерного топлива. Главное требование к топливу: топливные частицы должны образовывать гомогенную наноразмерную суспензию в свинце, формула соединения должна обеспечи­вать долю жидкой компоненты суспензии не менее 70%.

Используется естественная циркуляция наноядерной топливной суспензии (UO2-PuO2) или (UO2-ThO2), избавляющая от необходимости в циркуляционных насосах.

Используется внешняя заливка тугоплавких трубопроводов топливного и охлаждающего контуров теплопроводным металлом, избавляющая от применения нуждающихся в ремонте традиционных теплообменников. Застывшая металлическая матрица трубопроводов допускает любые повреждениях труб, однако в расплавленном состоянии матрицы массовые протечки топлива в расплав должны быть исключены. Матрица служит также в качестве радиационной и механической защиты. Основные требования к матрице: высокая теплопроводность и стойкость по отношению к крупномасштабной коррозии.

Корпус реактора выполнен в виде тугоплавкого ковша с защитной крышкой, через которую проложены каналы вывода летучих продуктов деления (ЛПД), канал привода вытеснительной пробки и загрузочные технологические каналы с односторонним доступом к реактору: загрузки топлива, датчиков контрольно-измерительной аппаратуры, временные монтажные каналы для засыпки и заливки контуров.

Система воздействия на реактивность содержит орган компенсации реактивности, выполненный в виде подвижной вытеснительной пробки, которая обеспечивает большой резервный объем активной зоны и тем самым гарантирует работу реактора вне зависимости от эффективности самоочищения топливного контура от ПД. Скорость подъема пробки настолько мала (10 см/год), что опасности «самохода» не существует.

Загрузка топлива осуществляется через находящееся в недоступной зоне приемочное устройство, ограничивающее скорость загрузки и не допускающее возможности извлечения топлива.

Перечисленные решения дают практическую возможность полной изоляции топливного контура внутри замкнутого объема, физически недоступного для извлечения из него материалов.

Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор. Поэтому, появилась экономически, технологически и экологически обоснованная необходимость в разработке и внедрении всё новых прогрессивных и безопасных методов решения проблемы избавления биосферы от опасности ее загрязнения отходами производства и потребления. Для выбора более рационального пути решения проблемы необходим предварительный учет и оценка отходов.

Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика