Уранның кен орнынан электр желісіне дейінгі жолы ядролық отын циклі деп аталатын дәйекті технологиялық тізбекті қамтиды. Реакторға түскенге дейін шикізат өндіру, өңдеу, конверсиялау, байыту және ядролық отын дайындау кезеңдерінен өтеді. Атом электр станциясында ядролардың бөліну энергиясы алдымен жылуға, содан кейін турбинаның қозғалысына айналып, соңында электр энергиясы өндіріледі. Реакторда пайдаланылғаннан кейін циклдің қорытынды кезеңі басталады. Ол пайдаланылған ядролық отынды сақтау және одан әрі онымен жұмыс істеу үдерістерін қамтиды.
Қазақстанда уран жерасты ұңғымалық шаймалау әдісімен өндіріледі. Ұңғымалар арқылы кенді қабатқа технологиялық ерітінді жіберіледі. Ол уран қосылыстарын ерігіш күйге ауыстырады. Түзілген құрамында уран бар ерітінді өндіру ұңғымалары арқылы өңдеуге жіберіледі. Уранды химиялық жолмен бөліп алу, тұндыру, сүзу және кептіру нәтижесінде табиғи уран концентраты алынады. Ол ядролық отын циклі процесінің келесі кезеңдері үшін бастапқы шикізат ретінде пайдаланылады.
Одан әрі уран концентраты тазартылады және уран гексафторидіне айналдырылады. Бұл қосылысты газ центрифугаларында пайдалануға болады. Табиғи уранның құрамында Уран-235 изотопы шамамен 0,72% мөлшерінде болады. Көптеген энергетикалық реакторлар үшін осы изотоптың үлесі, әдетте, 5%-дан аспайтын деңгейге дейін арттырылады. Байытылғаннан кейін уран қатты күйге, яғни уран диоксиді түріне ауыстырылады. Алынған ұнтақтан таблеткалар престеліп, жоғары температурада күйдіріледі. Таблеткалар жылу бөлетін элементтер деп аталатын герметикалық металл түтіктердің ішіне орналастырылады. Олардан жылу бөлетін жинақтар құрастырылады. Отын конструкциясы әрдайым реактордың нақты түріне сәйкес болуы тиіс.
Жылу бөлетін жинақтар реактордың белсенді аймағына жүктеледі. Уран-235 ядролары бөлінген кезде жылу мен басқарылатын тізбекті реакцияны қолдайтын нейтрондар бөлініп шығады. Оның қуаты басқару жүйелерімен, соның ішінде нейтрондарды жұтатын басқару стерженьдерімен реттеледі. Отыннан бөлінген жылу – жылу тасымалдағышқа беріледі. АЭС-ке арналған ВВЭР-1200 реакторларында су жылу тасымалдағыш әрі нейтрондарды баяулатқыш ретінде пайдаланылады.
ВВЭР реакторларында екі негізгі су контуры жұмыс істейді. Бірінші контурдағы су белсенді аймақ арқылы өтіп, жоғары қысым жағдайында қызады және жылуды бу генераторына тасымалдайды. Бұл ретте ол тұйық жүйеде қалады. Бу генераторының құбыр қабырғалары арқылы жылу екінші контурдағы суға беріледі, нәтижесінде су буға айналады. Бұл ретте екі контурдың суы бір-бірімен араласпайды. Бу турбинаны айналдырады, ал онымен жалғанған генератор механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіреді. Турбинадан кейін бу конденсаторда салқындатылып, қайтадан суға айналады да, циклге қайтарылады. Өндірілген электр энергиясының кернеуі трансформаторда жоғарылатылып, содан кейін электр энергетикалық жүйеге беріледі. Осылайша, ядролардың бөліну энергиясы бірізді түрде жылуға, турбинаның механикалық энергиясына және электр энергиясына айналады.
Мерзімді түрде жылу бөлетін жинақтардың бір бөлігі реактордан шығарылады және олардың орнына жаңалары салынады. Пайдаланылған жинақтар жылу бөлуді жалғастырады және жоғары радиоактивтілігін сақтайды. Алдымен олар бассейнде ұстап тұруға орналастырылады. Мұнда су оларды салқындатуды және радиациялық қорғауды қамтамасыз етеді. Кейін пайдаланылған ядролық отын құрғақ сақтауға, қайта өңдеуге немесе түпкілікті көмуге дайындауға жіберілуі мүмкін. Одан әрі жұмыс істеу тәсілін таңдау мемлекет қабылдаған стратегияға байланысты.
Қазақстан ядролық отын циклінің негізгі буындарына қазірдің өзінде қатысады. Қазақстан табиғи уранды өндіреді және өңдейді, отын таблеткалары мен жылу бөлетін жинақтар шығарады, ал қажетті қосымша қызметтерді халықаралық кооперация аясында алады. Өз атом энергетикасын құру осы қалыптасқан құзыреттерді электр энергиясын өндірумен байланыстырады.
Азбергенов Мади Нұрбекұлы
«Қазақстандық атом электр станциялары» ЖШС-нің Энергетика тобының жетекші инженері
Ақпарат көзі : https://www.gov.kz/memleket/entities/atom-energiyasy/press/news/details/1286196?lang=ru
Жауап қалдыру