مقاله گردش مواد سوختی شامل 16صفحه به صورت فایل ورد و قابل ویرایش می باشد که یکی از تحقیق های جامع و کامل در مورد  گردش مواد سوختی می باشد و دارای منابع معتبر می باشد

گردش مواد سوختی هسته ای یعنی چه ؟

نیروگاههای اتمی برای ادامه فعالیت خود باید از مواد سوختی استفاده کنند. این مواد پس از سوختن ‌نیاز به تخلیه و انتقال دارند . هسته های شکافت پذیری که هنوز در عناصر سوختی مصرف شده موجود است ، باید بازیافت شود و زباله های غیر مفید و خطرناک باید از بین برود. تمام این مراحل را در مجموع تحت عنوان « گردش مواد سوختی » شرح می دهند.

این چرخه با استخراج اورانیم و توریم از معادن سطحی یا زیر سطحی آغاز می شود. آماده سازی سنگ معدن و اجرای روشهای تبدیل و غنی سازی پیش از فراهم آمدن عناصر سوختی ، لازم است . پس از اجرای این مراحل عناصر سوختی فراهم شده به راکتورها حمل                        می شوند. تخلیه مواد زاید اتمی دقیقاً به اندازة تدارک مواد سوختی اتمی برای نیروگاه اتمی اهمیت دارد. عمل تخلیه با برداشت عناصر سوختی مصرف شده آغاز می شود. این مواد پس از برداشت از راکتور نخست در یک استخر کاهش پرتوزایی (که آب را خنک می کند) انبار می شوند آنگاه به یک انبار میانی انتقال می یابند و سپس به تاسیسات دوباره غنی سازی منتقل می شوند در آنجا مواد دوباره قابل استفاده و زباله های اتمی از یکدیگر جدا می شوند. از مواد سوختی بازیافتی عناصر سوختی جدید فراهم می شود. زباله های رادیو اکتیو در کارگاهی به نام تاسیسات ایمن سازی و محدود سازی بسته بندی و پس از آن به انبارهای نهایی زیر زمینی منتقل می شود .

اورانیم چگونه به دست می آید ؟

اورانیم فلزی سنگین است که از سنگ معدن اورانیم به دست می آید . معروفترین سنگ معدن اورانیم ظاهراً نوعی اورانیت است که از ۹۵ درصد اکسید اورانیم تشکیل شده است و گاهی به صورت صخره های چند تنی یافت می شود( این نوع اورانیت معمولاً دارای رنگ  قهوه أی تا سیاه است) . متاسفانه اغلب سنگ معدنهای دیگر مقدار بسیار کمتری اورانیم در خود دارند. استخراج هنگامی مقرون به صرفه است که حداقل یک کیلوگرم اورانیم از هر تن سنگ معدن به دست آید. سنگ معدن استخراج شده از معادن زیر زمینی یا سطحی ، باید نخست آماده شود . این سنگ ها خرد ، آسیاب و با آب قلیایی شستشو می شوند پس از طی دیگر مراحل آماده سازی اورانیم متراکم یا کنسانتره اورانیم که بیش از ۷۰% اورانیم در خود دارد و کیک زرد نامیده می شود به دست می آید . این محصول برای آماده سازی بیشتر به محل دیگری حمل می شود.

اورانیم غنی شده چگونه تولید می شود ؟

اورانیم خالص طبیعی برای استفاده در نیروگاههای اتمی مناسب نیست ، زیرا فقط ۷/۰ درصد آن از نوع شکاف پذیر ۲۳۸U- و ۳/۹۹ درصد آن از نوع سنگین تر و شکاف ناپذیر            ۲۳۸ U-   است .

سوخت اتمی بیشتر نیروگاههای اتمی باید حدود ۳ درصد ۲۳۵ U- داشته باشد  . بنابراین اورانیم باید تا این غلظت غنی شود. چون دو ایزوتوپ اورانیم از نظر شیمیایی  از یکدیگر قابل تشخیص نیستند برای غنی سازی از تفاوت وزنی آنها استفاده می شود. نخست اورانیم با کمک فلوئور به گار هگزا فلوئورید اورانیم (UF6) به عبارت دیگر به ترکیبی از اورانیم و فلوئور تبدیل می شود . در این مرحله برای جداسازی دو ایزوتوپ اورانیم از یکدیگر روشهای متفاوتی وجود دارد.

در روش لوله های جدا کننده گاز UF6 در لوله های کوچکی که انحنایی نیم دایره دارند با شتاب وارد می شود. نیروی گریز از مرکز ایجاد شده گاز دارای  ۲۳۸ U- را با شدت بیشتر به خارج می راند به نحوی که این گاز می تواند از گاز سبکتر ۲۳۵ U- جدا شود . بدیهی است که با این روش جداسازی کامل دو ایزوتوپ ممکن نیست . ولی اگر تعداد بیشتری از این واحدهای جدا کننده را به صورت زنجیره ای به یکدیگر مربوط کنند ، بالاخره گازی به دست می آید که در آن اتمهای ۲۳۵ U- به حد کافی وجود دارد. در روش گاز افشانی گاز UF6 با فشار از غشایی عبور داده می شود. در این عمل گاز سبکتر ۲۳۵ U- سریعتر از گاز سنگین تر ۲۳۸ U- از منفذهای دیافراگم عبور می کند. این روش نیز تا حدودی موجب جداسازی ایزوتوپها از یکدیگر می شود.

جهت دانلود متن کامل مقاله گردش مواد سوختی کلیک نمایید