Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Amerykanie ulepszyli paliwo jądrowe

Rekomendowane odpowiedzi

Amerykańscy naukowcy opracowali paliwo jądrowe, które jest o około 50% bardziej wydajne oraz bezpieczniejsze od używanego obecnie – poinformował Massachusetts Institute of Technology. Nowe paliwo powinno zostać zastosowane w elektrowniach atomowych w ciągu najbliższych 10 lat.

Obecnie paliwo do reaktorów formowane jest w niewielkie cylindry o średnicy nieco przekraczającej 1 centymetr.

Pavel Hejzlar i Mujid Kazimi właśnie zakończyli trzyletnie badania finansowane przez Departament Energii. Naukowcy badali w jaki sposób można zwiększyć wydajność paliwa stosowanego w reaktorach ciśnieniowych. Stanowią one 2/3 ze 103 reaktorów pracujących w USA.

Uczeni zmienili kształt paliwa z cylindrów na tuby z przebiegającym przez środek otworem. Dzięki temu omywająca je woda może przepływać przez środek tuby, przyspieszając transfer ciepła. Zwiększono przy okazji bezpieczeństwo, gdyż efektywna temperatura pracy nowego paliwa wynosi 700 stopni Celsjusza. To mniej niż 1800 stopni, do których rozgrzewa się ono obecnie. I znacznie mniej niż graniczna wartość 2840 stopni, w której paliwo uranowe zaczyna się roztapiać.

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W wyniku zderzeń wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego z atomami gazów w atmosferze Ziemi powstają piony, które rozpadają się do mionów. Pędzące niemal z prędkością światła miony bez przerwy bombardują planetę. Co minutę w każdy centymetr kwadratowy Ziemi uderza 1 mion. Miony zwykle bez problemu przenikają przez materię, jednak gdy jest ona gęsta lub mamy do czynienia z dużym obiektem, mogą być absorbowane lub rozpraszane na podobieństwo promieniowania rentgenowskiego. Radiografia mionowa jest więc wykorzystywana do prześwietlania wielkich struktur: budynków, gór czy piramid. Dotychczas uzyskiwano w ten sposób dwuwymiarowe obrazy, w trzech wymiarach udawało się obrazować niewielkie próbki.
      Francuscy badacze poinformowali właśnie o wykorzystaniu radiografii mionowej do wykonania trójwymiarowego skanu reaktora atomowego. Nakowcy pracujący pod kierunkiem Sébastiena Procureura z Université Paris-Saclay i Francuskiej Komisji Energii Alternatywnych i Energii Atomowej (CEA) przeanalizowali jeden z pierwszych francuskich reaktorów atomowych. Uranowy G2 z Marcoule pracował w latach 1958–1980. W latach 1986–1996 usunięto z niego chłodziwo, a rektor – w oczekiwaniu na ostateczną rozbiórkę – poddawany jest regularnym inspekcjom.
      Procureur i jego koledzy chcieli skorzystać z faktu, że jest to jeden z najstarszych reaktorów, więc można było zbadać, jak starzeją się tego typu urządzenia. Ponadto był on obsługiwany przez CEA, co ułatwiało zdobycie pozwolenia na badania. Dodatkowym plusem jest fakt, że pod reaktorem jest duża wolna przestrzeń, w której można było łatwo umieścić czujniki mionowe.
      Naukowcy w 20 różnych miejscach wykonali w sumie 27 skanów, z których każdy trwał kilka dni. Później wykorzystali algorytm do rekonstrukcji obrazów tomograficznych. Uzyskali w ten sposób trójwymiarowy obraz grafitowego  bloku moderatora reakcji o masie 1200 ton, 1672 metrów rur systemu chłodzącego oraz betonowych elementów konstrukcji reaktora. O tym, że uzyskany obraz był dokładny świadczy chociażby fakt, że rozmiary zobrazowanych elementów odpowiadały rozmiarom ze specyfikacji technicznej reaktora. Autorów badań najbardziej zaskoczył fakt, że z tak niewielkiej liczby dwuwymiarowych skanów udało się uzyskać dobrą trójwymiarową rekonstrukcję reaktora.
      Użyta przez Francuzów technika może posłużyć do zarówno działających, jak i nieczynnych reaktorów oraz miejsc takich wypadków jak ten w Fukushimie. Procureur mówi, że trójwymiarowa radiografia mionowa będzie przydatna też przy sprawdzaniu integralności pojemników z odpadami jądrowymi. Można ją też będzie zastosować w inżynierii, górnictwie czy archeologii. Spróbujemy zastosować naszą technikę rekonstrukcji do Wielkiej Piramidy, zapowiada naukowiec.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Państwa wykorzystujące elektrownie atomowe są przygotowane na długotrwałe składowanie odpadów. Jedną z najważniejszych zasad bezpiecznego składowania takich odpadów jest niedopuszczenie do kontaktu z wodą. Jednak, jak się okazuje, współczesne metody przechowywania mogą... ułatwiać skażenie, jeśli już dojdzie do kontaktu z wodą.
      Wiadomo, że odpady z elektrowni atomowych trzeba przechowywać przez setki lat. Jeśli w tym czasie dostanie się do nich woda, istnieje ryzyko skażenia wód gruntowych radioaktywnymi izotopami i rozprzestrzenienie zanieczyszczeń daleko poza miejsce składowania odpadów.
      Aby temu zapobiec odpady zatapia się w obojętnym chemicznie nierozpuszczalnym szkle, a samo szkło umieszcza się w beczkach ze stali nierdzewnej, które izolują całość od otoczenia.
      Testy wykazały, że każde z tych rozwiązań świetnie się sprawdza. Przynajmniej w teorii. Grupa naukowców z Pacific Northwest National Laboratory, Pennsylvania State University, Ohio State University, Rensselaer Polytechnic Institute oraz francuskiej Komisji Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii, stwierdziła, że jeśli woda w jakiś sposób dostanie się do beczki, to na styk stali i szkła będzie działał jak katalizator przyspieszający degradację obu materiałów i uwalnianie odpadów do środowiska.
      Naukowcy skupili się na zbadaniu scenariusza, w którym woda przedostaje się do beczek. Takiej sytuacji nie można wykluczyć. Nie wiemy bowiem, jak w ciągu setek lat zmieni się otoczenie, w którym przechowywane są odpady. Nie potrafimy przewidzieć, jak zmiany we wzorcach odpadów wpłyną na krążenie wód gruntowych. Zatem nawet tam, gdzie obecnie jest sucho i gdzie składuje się z beczki z odpadami, w przyszłości może pojawić się woda.
      Zatem, jak stwierdzili specjaliści, należy tak przechowywać odpady z elektrowni atomowych, by pozostawały one bezpieczne nawet wówczas, gdy zostaną narażone na kontakt z wodą. Dotychczasowe testy wykazywały, że zarówno stal nierdzewna jak i szkło są długoterminowo stabilne przy kontakcie z wodą. Jednak teraz eksperci testowali, co się stanie, jeśli szkło i stal mają ze sobą kontakt, a pomiędzy nie dostanie się woda.
      Okazało się, że na styku obu materiałów zachodzą inne reakcje chemiczne niż na powierzchni każdego z nich z osobna. Przy długoterminowym kontakcie z wodą tak czy inaczej dochodzi do rozpuszczenia materiału. Na styku stali i szkła lokalna koncentracja takich rozpuszczonych materiałów może być wysoka, co tworzy nowe środowisko chemiczne, przyspieszając korozję. Materiały zaczynają ze sobą reagować w znacznie szybszym tempie niż ma to miejsce normalnie. Pojawia się zjawisko korozji szczelinowej, podczas której zwiększa się lokalna kwasowość, co sprzyja przyspieszeniu korozji stali.
      Naukowcy postanowili sprawdzić swoje przewidywania w praktyce. Zetknęli ze sobą szkło i stal nierdzewną, dodali do tego roztwór chlorku sodu. Całość była przez 30 dni trzymana w temperaturze 90 stopni Celsjusza. Później oba materiały zbadano za pomocą mikroskopu. Okazało się, że z części szkła całkowicie zostały wypłukane metale. To typowe zjawisko wymywania metali ze szkła w kwaśnym środowisku. W pobliżu miejsca prowadzenia eksperymentu zanotowano znaczące zwiększenie ilości żelaza, co pokazuje, że również stal zaczęła się rozpuszczać. Naukowcy uważają, że dodatkowo reaktywność, a co za tym idzie degradacja materiałów, jest zwiększana przez chrom, który w dużych ilościach (m.in. 11%) wchodzi w skład stali nierdzewnej.
      Badania samej stali wykazały, że w wyniku reakcji pokryła się też warstwą aluminium, sodu i innych metali. To wskazuje, że część rozpuszczonego materiału osadziła się na stali. Taka warstwa może z czasem zmniejszyć reaktywność i zmniejszyć tempo korozji stali, jednak potrzebne są dłużej trwające eksperymenty, by to potwierdzić.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ken Busseler, chemik z Woods Hole Oceanographic Institute, poinformował o wynikach badań nad wpływem katastrofy elektrowni atomowej w Fukushimie na pobliskie środowisko oceaniczne. W miesiąc po katastrofie w oceanie w miejscu zrzutu wody z elektrowni stwierdzono, że stężenie cezu-137 jest o 45 000 000 razy większe niż normalnie. Jednak w związku z ruchem wód szybko zaczęło ono spadać. W lipcu, cztery miesiące po wypadku, stężenie przekraczało normę już „tylko“ 10 000 razy.
      Najnowsze analizy wykazują, że woda nie stanowi już zagrożenia dla ludzi i zwierząt. Jednak, jak ostrzega Busseler, osady morskie mogą być groźne przez wiele dziesięcioleci. Uczonego martwi jeszcze coś. Od lipca poziom cezu-137 w wodzie utrzymuje się na niemal stałym poziomie. Jego zdaniem, skażona woda wciąż wpływa do oceanu. To najprawdopodobniej woda, która wcześniej wsiąkła w grunt. Wraz z osadami dennymi będzie ona przez długie lata stanowiła zagrożenie.
      Firma TEPCO, operator elektrowni w Fukushimie, ujawniła, że w grunt mogło wsiąknąć nawet 45 ton wody skażonej strontem. Pierwiastek ten koncentruje się w kościach i wywołuje ich nowotwory. Zagrożeniem dla człowieka mogą być zatem małe ryby, które są spożywane wraz z ośćmi.
      Jak pamiętamy, morska woda była wykorzystywana do awaryjnego chłodzenia reaktorów po katastrofie. Mniej skażoną wodę odprowadzano bezpośrednio do oceanu, by zrobić w zbiornikach miejsce na wodę bardziej skażoną. Jednak jej część również wyciekła.
      FIrma TEPCO od czasu wypadku regularnie bada próbki wody. Buesseler i inni naukowcy przygotowali właśnie analizę tych danych. Szczególne obawy budzi cez-137, którego okres połowicznego rozpadu wynosi aż 30 lat. Dla Japończyków, to nie pierwsze zagrożenie tego typu. ZSRR od lat 50. ubiegłego wieku pozbywał się odpadów nuklearnych wrzucając je do oceanu. W latach 60. duże ilości cezu-137 pochodzącego z sowieckiej armii, zostały zatopione niedaleko Japonii. Prowadzone w 2010 roku badania wykazały, że jego koncentracja spadała już do 1,5 Bq/m3. Tymczasem wyciek z Fukushimy spowodował koncentrację rzędu 68 milionów Bq/m3. Nigdy wcześniej takie ilości pierwiastków radioaktywnych nie były obecne w oceanie.
      Naukowcy wzywają do przeprowadzenia badań osadów morskich. Jest to ważne także i z tego powodu, że w japońskiej kuchni dużą rolę odgrywają owoce morza. Tymczasem żyjące przy dnie zwierzęta mogą być przez dziesięciolecia wystawione na zwiększone dawki promieniowania, co w efekcie może zagrozić ludziom.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Po awarii w elektrowni w Fukushimie świat baczniej zaczął przyglądać się energetyce jądrowej. W USA senatorowie zażądali, by Nuclear Regulatory Commision (NRC) przeprowadziła inspekcje amerykańskich reaktorów. Tymczasem NRC wraz z Sandia National Laboratory od sześciu lat prowadzi badania, które mają dać odpowiedź na pytanie dotyczące zagrożenia dla życia mieszkańców w razie wystąpienia bardzo poważnej awarii. Pełny raport z badań ukaże się prawdopodobnie wiosną przyszłego roku, jednak już teraz organizacja o nazwie Union of Concerned Scientists, która specjalizuje się w technologiach atomowych zdobyła, powołując się na Freedom of Information Act, wstępną wersję raportu.
      Wynika z niego, że ryzyko jest znacznie mniejsze niż mówiły wcześniejsze badania NRC.
      Studium ma dać odpowiedź na pytanie ile cezu-137 wydostanie się z amerykańskiej elektrowni podczas awarii. Rozważany jest scenariusz, podczas którego dochodzi do całkowitej utraty zasilania przez elektrownię, nie działa też zasilanie awaryjne. W związku z tym dochodzi do stopienia rdzenia.
      NRC skupiło się na dwóch różnych elektrowniach: Peach Bottom Atomic Power Station w Pennsylvani, która korzysta z reaktorów takich, jak w Fukishimie (BWR - reaktor wodny wrzący) oraz Surry Power Station w Virginii, gdzie wykorzystywany jest reaktor wodny ciśnieniowy (PWR). Pod uwagę wzięto też dane ze 100 innych reaktorów. Specjaliści NRC doszli do wniosku, że w amerykańskich elektrowniach ryzyko stopienia rdzenia jest bardzo małe, a awaria tego typu będzie prowadziła do znacznie mniejszej liczby przypadków śmiertelnych, niż dotychczas sądzono.
      Z nowych symulacji wynika, ze w czasie awarii poza reaktor przedostanie się 1-2 procent cezu-137. Poprzednie szacunki mówiły o ucieczce nawet 60% pierwiastka. Stwierdzono też, że na śmiertelną postać nowotworu zachoruje 1 na 4348 osób mieszkających w promieniu 10 mil od elektrowni. Wcześniej szacowano, że będzie to 1 na 167 osób.
      Zdaniem NRC uwolnienie się materiału radioaktywnego nie nastąpi gwałtownie, co oznacza, że ludzie mieszkający w pobliżu elektrowni będą mieli czas na ewakuację. Liczba przypadków gwałtownej śmierci, związanych z wystawieniem na olbrzymie dawki promieniowania będzie bliska zeru. Niektóre osoby otrzymają jednak na tyle dużą dawkę, że w ciągu kilku dekad rozwiną się u nich śmiertelne nowotwory.
      Wydarzenia przebiegają wolniej, a w niektórych przypadkach znacznie wolniej niż początkowo oceniano. Uwalniają się mniejsze dawki promieniowania niż sądzono - mówi Charles G. Tinkler, jeden z autorów raportu.
      Autorzy badań symulowali różne scenariusze, biorąc pod uwagę temperatury, przepływ wody czy ciśnienie pary wodnej.
      NRC ocenia, że w przypadku elektrowni Pech Bottom w krótkim czasie nie doszłoby do żadnego przypadku śmiertelnego wśród okolicznych mieszkańców. Jednak znacznie póxniej pojawiłyby się śmiertelne formy nowotworów.
      Raport NRC spotkał się już z krytyką. Jednym z najbardziej znaczących krytyków jest znany fizyk atomowy Edwin Lyman, członek Union of Concerned Scientists. Jego zdaniem NRC w swoich raportach zawsze rysuje zbyt cukierkowy obraz i pod tym względem najnowsze badania nie różnią się od innych. Zdaniem Lymana NRC błędnie zakłada, że 99,5% osób mieszkających w promieniu 10 mil od elektrowni uda się ewakuować zanim zostaną narażeni na duże dawki promieniowania. Ponadto, jak zauważa fizyk, NRC przyjęło, że awaria ma miejsce podczas typowej dla danego obszaru pogody. Jeśli jednak w czasie awarii pojawi się deszcz to, jak zwraca uwagę Lyman, materiał radioaktywny zostanie zmyty z powietrza na niewielki obszar ziemi. Uczony uważa też, że NRC powinna badać nie wpływ na obszar 10 ale 50 mil wokół elektrowni. W USA w promieniu 10 mil od elektrowni żyje przeciętnie 62 000 osób, podczas gdy przeciętna populacja w promieniu 50 mil to już 5 000 000 osób.
      NRC broni się twierdząc, że badania miały pokazać najbardziej prawdopodobny, a nie najgorszy scenariusz z możliwych. Przypomina, że poprzednie oceny dotyczące promienia 50 mil pokazywały, że umrze 1 na 2128 osób, a obecne mówią, że umrze 1 na 6250 osób.
      Lymana te tłumaczenia nie przekonują. Jego zdaniem raport dowodzi tylko, jak niebezpieczne są reaktory atomowe. Badanie prowadzone przez NRC korzysta bowiem z tak olbrzymiej ilości zmiennych, że trzykrotne zmniejszenie ryzyka nie ma znaczenia.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Jedno z najbardziej szczegółowych badań dotyczących występowania białaczki u dzieci a zamieszkiwaniem w pobliżu elektrowni atomowych wykazało brak związku pomiędzy chorobą a bliskością elektrowni. Badanie to stoi w sprzeczności z wynikami uzyskanymi w 2008 roku przez Niemców. Przed trzema laty w ramach badań KiKK (Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken - Dziecięcy nowotwór w okolicy elektrowni atomowych) stwierdzono, że dzieci mieszkające w promieniu 5 kilometrów od elektrowni obarczone są dwukrotnie większym ryzykiem zachorowania na białaczkę.
      Najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjski Komitet Badań Medycznych Aspektów Promieniowania w Środowisku (Committee on Medical Aspects of Radiation in the Environment - COMARE) nie znalazły dowodów, by bliskość elektrowni narażała dzieci na białaczkę. Alex Elliott, szef COMARE mówi, że należy sprawdzić inne czynniki, które spowodowały, że KiKK potwierdził związki elektrowni atomowych z białaczką.
      Od dawna podejrzewa się, że elektrownie atomowe emitują na tyle dużo promieniowania, iż może to powodować nowotwory u dzieci. Jednak dowody na poparcie tych twierdzeń są bardzo nieliczne.
      COMARE badało przypadki białaczki u dzieci w wieku poniżej 5. roku życia, mieszkających w pobliżu jednej z 13 brytyjskich elektrowni atomowych. Nie znaleziono żadnych znaczących związków.
      W Wielkiej Brytanii białaczkę diagnozuje się corocznie u około 500 dzieci. W ciągu ostatnich 35 latach zanotowano tylko 20 przypadków białaczki u dzieci w wieku poniżej 5 lat mieszkających w promieniu 5 kilometrów od elektrowni atomowej. Tak małej liczby nie można uchwycić statystycznie. Uczeni z COMARE stwierdzają, że jeśli istnieje jakiś związek, to jest on bardzo niewielki.
      W raporcie COMARE skrytykowano też badania KiKK. Niemcom wytknięto, że nie wzięli pod uwagę innych czynników białaczki, a wiadomo przecież, że jest ona związana np. ze statusem socjoekonomicznym i gęstością zaludnienia.
      COMARE badało też przypadki białaczki w tych miejscach, gdzie elektrownie atomowe miały powstać, ale nigdy nie zostały zbudowane. W jednym z nich zauważono niewielki wzrost zapadalności dzieci poniżej 5. roku życia na białaczkę, ale przy tak rzadkiej chorobie każdy dodatkowy przypadek będzie stanowił odchylenie od normy.
      Nie wszyscy jednak są przekonani, że COMARE odpowiednio przyłożyło się do pracy. Steve Wing, epidemiolog z University of North Carolina mówi, że badania nie zostały dobrze przygotowane. Przypomina też, że w USA właśnie trwają prace mające uzupełnić wyniki badań z 1990 roku. US Nuclear Regulatory Commission chce sprawdzić ewentualny związek pomiędzy emisją z elektrowni a zapadalnością na nowotwory. Amerykanie mogą dostarczyć znacznie bardziej precyzyjnych danych, gdyż biorą pod uwagę nie tylko samą statystykę zachorowań, ale również szacują dawki promieniowanie otrzymywane w życiu płodowym i wczesnym dzieciństwie.
      Z kolei Leo Kinlen, epidemiolog z University of Oxford od dawna twierdzi, że takie miejsca jak bazy wojskowe czy elektrownie atomowe mogą przyczyniać się do większej liczby zachorowań na białaczkę, gdyż w ich pobliżu dochodzi do sporych ruchów ludności, a kontakt z wieloma obcymi ludźmi naraża nas na kontakt z nowymi wirusami, co może potencjalnie zwiększać ryzyko zachorowania.
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...