Atom elektr stansiyalarining ikkita asosiy afzalligi bor: ular doimiy ravishda elektr energiyasini ishlab chiqaradi va kam uglerodli energiya manbai hisoblanadi. Chunki elektr energiyasini ishlab chiqarish to‘g‘ridan-to‘g‘ri issiqxona gazlarini ajratmaydi. Yadro energiyasining siri uranda yashiringan. Xo‘sh, bu jarayon qanday hosil bo‘ladi?
Bu elementning o‘ziga xosligi nimada?
Uranning kashf etilishi XVIII asr oxiriga toʻgʻri keladi. Nemis kimyogari Martin Genrix Klaprot oʻsha vaqtlarda radiy olish uchun qoʻllangan nasturandan “yangi” elementni ajratib oladi. U bu elementni yaqinda kashf etilgan Uran sayyorasi sharafiga “uran” deb ataydi. E’tiborli jihati, kumush qazib oluvchi konchilar uran mavjudligini Klaprotdan bir necha yil oldin payqagan, ammo bunga ahamiyat bermagan.
Klaprot uranni ajratib olgandan keyingina olimlar uni batafsil o‘rganishga muvaffaq bo‘ldi. Vaqt o‘tishi bilan yer qobig‘ida ko‘p uchraydigan bu element radioaktiv ekani ma’lum bo‘ldi. Bu mazkur modda o‘zidan radiatsiya chiqaradi degan ma’noni anglatadi. Bundan tashqari, uning sekin radioaktiv parchalanishi Yerdagi issiqlikning asosiy manbai bo‘lib, konveksiya va kontinental siljishni rag‘batlantiradi.
Shuningdek, boshqa elementlar singari uran ham atom yadrolaridagi neytronlar soni bilan farq qiluvchi bir necha shaklda mavjud. Tabiiy uran rudasi ikkita izotopdan iborat: uran-238 (U-238) va uran-235 (U-235). Bizni qiziqtirayotgan element ikkinchisi. Bu parchalanuvchi materialdir, ya’ni u yadroviy zanjir reaksiyasini qo‘llab-quvvatlaydi.
Uran elektr stansiyalarida qanday ishlatiladi?
U-235 tabiiy uranning atigi 0,7 foizini, U-238 esa 99,3 foizini tashkil qiladi. Shuning uchun uni qayta ishlash kerak. Uni ishlatishdan oldin bajarish kerak bo‘lgan bir necha bosqich mavjud.
Sikl rudani qazib olish va maydalashdan boshlanadi. Keyin ruda konsentratga qayta ishlanadi, u keyinchalik boyitish uchun mos shaklga aylanadi. Ushbu bosqich izotopning konsentratsiyasini oshiradi.
Yetarlicha U-235 olingandan so‘ng boyitilgan material granulalarga aylanadi va yonilg‘i tayoqchalarini ishlab chiqarish uchun metall bilan o‘raladi. Keyin ular reaktorda foydalanish uchun yig‘iladi.
Reaktor ichida uran atomlarining yadrosi neytronlar bilan bombardimon qilinadi, bu ularning bir nechta kichik yadrolarga bo‘linishiga olib keladi. Bunday yadro bo‘linishi paytida chiqarilgan energiya kuchli issiqlik paydo bo‘lishiga olib keladi. Boʻlinib ketgan yadro ham koʻproq neytronlar chiqaradi, bu esa koʻproq boʻlinish reaksiyalariga (zanjir reaksiyasi deb ataladi) sabab boʻladi va undan ham koʻproq energiya hosil boʻladi va hokazo…
Zanjir reaksiyasi natijasida hosil bo‘lgan issiqlikdan keyinchalik bug‘ ishlab chiqarishda foydalaniladi, bu esa elektr generatorini boshqaradigan turbinani aylantiradi.
E’tibor bering, uran juda yuqori energiya zichligiga ega. Bu degani, oz miqdorda uran katta miqdorda energiya ishlab chiqarishi mumkin. Shu tufayli yadro yoqilg‘isi eng tejamkor energiya hisoblanadi.
Ishlatilgan yoqilg‘iga nima bo‘ladi?
Agar uran samarali zanjirli reaksiyani quvvatlay olmasa, u chiqindi hisoblanadi. Ko‘pgina mamlakatlarda ishlatilgan yadro yoqilg‘isi sovitish hovuzlarida vaqtincha saqlanadi. Ushbu hovuzlar yoqilg‘ini sovitadi va radioaktiv nurlanishdan himoya qiladi. Bunday vaqtinchalik saqlash yoqilg‘i yetarli radioaktivlikni yo‘qotmaguncha bir necha yil davom etishi mumkin.
Keyin ishlatilgan yoqilg‘i po‘lat yoki betondan tayyorlangan quruq saqlash idishlariga o‘tkazilishi, barqaror va izolyatsiyalangan geologik tuzilmalarda chuqur yerostida saqlanishi mumkin. Bu tuz konlari, tosh yoki loyning chuqur qatlamlari bo‘lishi mumkin. Bu joylar tabiiy ravishda xavfsizlik va ekologik mezonlarga muvofiq tanlanadi.
Ba’zi korxonalar saqlash o‘rniga chiqitni qayta ishlashni maʼqul ko‘radi. Maqsad qolgan U-235 va yangi yaratilgan plutoniy kabi qimmatli materiallarni qayta tiklash. Plutoniy ham reaktorda yoqilg‘i sifatida qayta ishlatilishi mumkin. Bunday qayta ishlash yadro yoqilg‘isidan samaraliroq foydalanish imkonini beradi va shu bilan chiqindilar miqdorini kamaytiradi. Lekin bu jarayon shunchaki chiqindilarni saqlashdan ko‘ra qimmatroq hisoblanadi.
Manbalar: new-science.ru, elementy.ru
Muqova surat: freepik.com
