Мәди Азбергенов: Атом энергетикасы не үшін қажет?
Уранның кен орнынан электр желісіне дейінгі жолы ядролық отын циклі деп аталатын бірнеше кезеңнен тұратын технологиялық тізбек. Реакторға түспес бұрын шикізат өндіру, өңдеу, конверсиялау, байыту және ядролық отын жасау сатыларынан өтеді. Атом электр станциясында ядроның бөліну энергиясы алдымен жылуға айналады. Кейін бұл жылу турбинаны қозғалысқа келтіріп, соңында электр энергиясы өндіріледі. Реакторда пайдаланылғаннан кейін циклдің соңғы кезеңі басталып, пайдаланылған ядролық отынды сақтау және онымен әрі қарай жұмыс істеу жүзеге асырылады.
Қазақстанда уран жерасты ұңғымалық шаймалау әдісімен өндіріледі. Ұңғымалар арқылы кенді қабатқа технологиялық ерітінді жіберіліп, ол уран қосылыстарын ерітіндіге айналдырады. Құрамында уран бар ерітінді өндіру ұңғымалары арқылы жер бетіне шығарылып, өңдеуге жіберіледі. Химиялық жолмен уранды бөліп алу, тұндыру, сүзу және кептіру нәтижесінде табиғи уран концентраты алынады. Ол ядролық отын циклінің келесі кезеңдеріне арналған бастапқы шикізат ретінде пайдаланылады.
Кейін уран концентраты тазартылады және уран гексафторидіне айналдырылады. Бұл қосылысты газ центрифугаларында пайдалануға болады. Табиғи уран құрамындағы Уран-235 изотопының үлесі шамамен 0,72 пайызды құрайды. Көптеген энергетикалық реакторлар үшін бұл изотоптың үлесі, әдетте, 5 пайыздан аспайтын деңгейге дейін арттырылады.
Байытылғаннан кейін уран қатты күйге, яғни уран диоксиді түріне келтіріледі. Алынған ұнтақтан таблеткалар престеліп, жоғары температурада күйдіріледі. Бұл таблеткалар жылу бөлетін элементтер деп аталатын герметикалық металл түтіктерге орналастырылады. Олардан жылу бөлетін жинақтар құрастырылады. Қазақстанда Өскемен металлургиялық зауыты уран таблеткаларын, ал «Ульба ТВС» зауыты отын жинақтарын шығарады. Отынның конструкциясы әрқашан реактордың нақты түріне сәйкес болуы тиіс.
Жылу бөлетін жинақтар реактордың белсенді аймағына орналастырылады. Уран-235 ядролары бөлінген кезде жылу мен басқарылатын тізбекті реакцияны қолдайтын нейтрондар бөлінеді. Реактор қуаты басқару жүйелері, соның ішінде нейтрондарды жұтатын арнайы стерженьдер арқылы реттеледі.
Отыннан бөлінген жылу жылу тасымалдағышқа беріледі. «Балқаш» АЭС-іне жоспарланған ВВЭР-1200 реакторларында су әрі жылу тасымалдағыш, әрі нейтрондарды баяулатқыш ретінде пайдаланылады.
ВВЭР реакторларында екі негізгі су контуры жұмыс істейді. Бірінші контурдағы су реактордың белсенді аймағы арқылы өтіп, жоғары қысым жағдайында қызады және жылуды бу генераторына жеткізеді. Бұл су жабық жүйеде айналады. Бу генераторының түтіктері арқылы жылу екінші контурдағы суға беріледі. Нәтижесінде екінші контурдағы су буға айналады. Бұл ретте екі контурдағы су бір-бірімен араласпайды.
Бу турбинаны айналдырады, ал оған қосылған генератор механикалық энергияны электр энергиясына айналдырады. Турбинадан кейін бу конденсаторда салқындатылып, қайтадан суға айналады да, циклге қайтарылады. Өндірілген электр энергиясының кернеуі трансформатор арқылы жоғарылатылып, кейін электр энергетикалық жүйеге беріледі.
Осылайша ядроның бөліну энергиясы біртіндеп жылуға, турбинаның механикалық энергиясына және электр энергиясына айналады.
Мерзімді түрде реактордағы жылу бөлетін жинақтардың бір бөлігі алынып, орнына жаңалары салынады. Пайдаланылған жинақтар жылу бөлуді жалғастырып, жоғары радиоактивтілігін сақтайды. Алдымен олар арнайы су бассейндеріне орналастырылып, онда су салқындатуды және радиациядан қорғауды қамтамасыз етеді.
Кейін пайдаланылған ядролық отын құрғақ сақтау қоймаларына жіберілуі, қайта өңделуі немесе түпкілікті көмуге дайындалуы мүмкін. Одан әрі қолданылатын тәсіл мемлекет қабылдаған стратегияға байланысты.
Қазақстан ядролық отын циклінің негізгі буындарына қазірдің өзінде қатысып отыр. Еліміз табиғи уран өндіреді және өңдейді, ядролық отын таблеткалары мен жинақтарын шығарады. Қажетті қосымша қызметтер халықаралық ынтымақтастық аясында жүзеге асырылады.
Өз атом энергетикасын құру Қазақстанның осы бағыттағы өндірістік және технологиялық мүмкіндіктерін электр энергиясын өндірумен байланыстыруға мүмкіндік береді.
Материалды әзірлеген Диас СЕРІКҚАЗЫҰЛЫ
Ortalyq.kz
