Question

1. Почему природный уран нельзя использовать в качестве ядерного топлива? Что необходимо, чтобы сделать его пригодным для этого? 2. Какие меры принимает человечество для обеспечения безопасности использования атомной энергии?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1.Природый уран состоит из двух изотопов: 0.73% U235 и 99.27% U238 (в природной смеси есть ещё крохи U233, но именно что крохи) . Для реакторов на тепловых нейтронах годится только U235. Когда в активной зоне идёт цепная реакция, много нейтронов поглощается без пользы в теплоносителе, металлических конструкциях, замедлителе и т. д. И до самого топлива доходит не так уж много нейтронов. Если количество нейтронов, достигших урановых ядер, окажется меньше некоторого критического уровня, то реакция затухает. И чтобы не дать ей затухнуть, можно использовать два способа: 1) снизить до минимума вредное поглощение нейтронов в активной зоне; 2) поднять количество находящихся в активной зоне ядер U235. Англичане как раз и решили пойти по первому пути. С этой целью они в качестве теплоносителя использовали углекислый газ, который практически не поглощает нейтроны. И т. к. вредное поглощение нейтронов в их реакторах было очень мало, им удалось достичь протекания ядерной реакции на природном уране. Но газ из-за малой плотности плохо снимает тепло, поэтому их теплообменное оборудование получилось очень громоздким и дорогим. Все другие страны решили использовать второй способ. Для этого они обогащают топливо, то есть доводят концентрацию U235 в топливе до нескольких процентов. Хотя вредное поглощение нейтронов в таких реакторах достаточно велико, зато сравнительно большая концентрация U235 в топливе способствует частому столкновению нейтронов с этим изотопом и успешному протеканию реакции.

"....а его хранение не связано с опасностью взрыва? " По той же самой причине. Чтобы началась ядерная реакция в природном уране, нужно удалить из него все вредные примеси. В природе такого не происходит. Несколько миллиардов лет назад в местечке Окло (Габон, Центральная Африка) случайным образом сложились все нужные условия для протекания ядерной реакции. И природный реактор заработал. Он работал несколько миллионов лет, пока топливо не выгорело, после чего выключился. Но работал именно как реактор, а не как атомная бомба. Для атомной бомбы нужна исключительно высокая концентрация, которой в природных условиях возникнуть не может.

2. Ядерная безопасность представляет собой определенные мероприятия, которые направлены на то, что предупредить всевозможные аварии, которые сопровождаются большим выбросом радиационных веществ. Данные шаги по этой причине затрагивают все атомные электростанции и прочие ядерные сооружения, а также связанные с ними процессы.

Answer 2

1. Природный уран, состоящий в основном из изотопа урана-238 (U-238) и в меньшей степени урана-235 (U-235), не может быть непосредственно использован в качестве ядерного топлива из-за следующих причин:

   • Уран-238 является слабо расщепляющимся изотопом, что означает, что он плохо подвергается ядерному расщеплению, которое необходимо для обеспечения контролируемой цепной реакции в ядерных реакторах.
   • Уран-235, хотя и способен к ядерному расщеплению, представлен в природном уране лишь небольшим процентом (около 0,7%). Для эффективной работы ядерных реакторов требуется богатство урана-235.

Для использования природного урана в ядерных реакторах необходимо провести процесс обогащения, который увеличит концентрацию урана-235 в материале. Это можно сделать с помощью методов физической и химической обработки, чтобы увеличить долю урана-235 до уровней, достаточных для поддержания ядерной цепной реакции.

2. Для обеспечения безопасности использования атомной энергии человечество принимает следующие меры:

   • Строгие нормы и стандарты: Международные организации и национальные регуляторы разрабатывают и внедряют строгие нормы и стандарты для проектирования, строительства и эксплуатации ядерных реакторов и ядерных установок.

   • Ядерные реакторы с passivной безопасностью: Проектирование реакторов с passivной безопасностью позволяет использовать естественные физические процессы для автоматического поддержания безопасного состояния даже в случае сбоя электропитания или других систем.

   • Обучение и тренировка: Работники, занимающиеся ядерной энергетикой, проходят обязательное обучение и тренировку, чтобы правильно обращаться с оборудованием, реагировать на чрезвычайные ситуации и предотвращать аварии.

   • Хранение и утилизация радиоактивных отходов: Разрабатываются методы хранения и утилизации радиоактивных отходов, чтобы минимизировать их воздействие на окружающую среду и общественное здоровье.

   • Международное сотрудничество: Многие страны сотрудничают на международном уровне, обмениваясь знаниями, опытом и технологиями для обеспечения безопасности ядерной энергетики.

   • Регулярные проверки и инспекции: Ядерные установки регулярно проходят проверки и инспекции со стороны независимых организаций и регуляторов для обеспечения соответствия стандартам безопасности.

Все эти меры направлены на минимизацию рисков и обеспечение безопасного использования атомной энергии в интересах человечества.