Виды топлива

Радиационная стойкость  и механические свойства топлива  улучшаются после легирования урана, в процессе которого в уран добавляют  небольшое количество молибдена, алюминия и других металлов. Легирующие добавки снижают число нейтронов деления на один захват нейтрона ядерным топливом. Поэтому легирующие добавки к урану стремятся выбрать из материалов, слабо поглощающих нейтроны.

К хорошим ядерным топливам относятся некоторые тугоплавкие  соединения урана: окислы, карбиды и интерметаллические соединения. Наиболее широкое применение получила керамика — двуокись урана UO2. Её температура плавления равна 2800 °C, плотность — 10,2 т/м3. У двуокиси урана нет фазовых переходов, она менее подвержена распуханию, чем сплавы урана. Это позволяет повысить выгорание до нескольких процентов. Двуокись урана не взаимодействует с цирконием, ниобием, нержавеющей сталью и другими материалами при высоких температурах. Основной недостаток керамики — низкая теплопроводность — 4,5 кДж/(м·К), которая ограничивает удельную мощность реактора по температуре плавления. Так, максимальная плотность теплового потока в реакторах ВВЭР на двуокиси урана не превышает 1,4·103 кВт/м2, при этом максимальная температура в стержневых ТВЭЛах достигает 2200 °C. Кроме того, горячая керамика очень хрупка и может растрескиваться.

Плутоний относится к  низкоплавким металлам. Его температура  плавления равна 640 °C. У плутония плохие пластические свойства, поэтому он почти не поддаётся механической обработке. Технология изготовления ТВЭЛов усложняется ещё токсичностью плутония. Для приготовления ядерного топлива обычно идут двуокись плутония, смесь карбидов плутония с карбидами урана, сплавы плутония с металлами.

Высокими теплопроводностью  и механическими свойствами обладают дисперсионные топлива, в которых  мелкие частицы UO2, UC, PuO2 и других соединений урана и плутония размещают гетерогенно  в металлической матрице из алюминия, молибдена, нержавеющей стали и др. Материал матрицы и определяет радиационную стойкость и теплопроводность дисперсионного топлива. Например, дисперсионное топливо Первой АЭС состояло из частиц сплава урана с 9 % молибдена, залитых магнием.

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

Условное топливо. Различные  виды энергетических ресурсов обладают разным качеством, которое характеризуется  энергоёмкостью топлива. Удельной энергоёмкостью называется количество энергии, приходящееся на единицу массы физического  тела энергоресурса.

Для сопоставления различных  видов топлива, суммарного учёта  его запасов, оценки эффективности использования энергетических ресурсов, сравнения показателей теплоиспользующих устройств, принята единица измерения – условное топливо. Условное топливо – это такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 29309 кДж, или 700 ккал энергии. Для сравнительного анализа используется 1 тонна условного топлива.

1 ту.т = 29309 кДж = 7000 ккал = 8120 кВт·ч.

Этот показатель соответствует  хорошему малозольному углю, который  иногда называют угольным эквивалентом.

За рубежом для анализа  используется условное топливо с  теплотой сгорания 41900 кДж/кг (10000 ккал/кг). Этот показатель называется нефтяным эквивалентом. В нижеследующей таблице приведены значения удельной энергоёмкости для ряда энергетических ресурсов в сравнении с условным топливом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основе вышеизложенного  материала можно сделать следующие выводы:

• Топливо – это горючее вещество, применяемое для получения теплоты.
• По происхождению топливо бывает природное и искусственное.
• По агрегатному состоянию выделяют твёрдое, жидкое и газообразное топливо.
• По назначению при использовании топливо может быть энергетическим, технологическим и бытовым.
• Как самостоятельный вид выделяют ещё ядерное топливо.
• Для сравнения различных видов топлива по их теплотворной способности используют единицу измерения «условное топливо».
• Условное топливо – условно принятое топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг (для жидких и твёрдых видов топлива) и 7000 ккал/нм3 (для газообразных видов топлива).