Pro Atom web - vyvracení mýtů o jaderné energetice
| Seznam jaderných elektráren | Download |
  Hlavní menu
Úvodní stránka
Odkazy
Ankety
Aktuality
TOP 15

Podpořte nás
Naše ikonka

O nás


  Rubriky


  Reklama

  Reklama



  Pro Atom web
Email: proatom zavináč luksoft.cz
ISSN 1802-5331

(c) 2007-2008
Zásady ochrany osobních údajů






Ekonomika

* Jak se co dělá

Vydáno dne 17. 05. 2006 (5373 přečtení)

Přibližme si dvě technologie, které se týkají energetiky. Jedna se týká jaderné a druhá obnovitelné energie. Křemíku pro fotočlánky je všude dost a o uranu se říká, že už dochází. O dostatku uranu pro energetiku jsem se sice již zmínil, ale neřekl jsem, jaká existuje technologie. Hlavně jde o to, zda nakonec nevydáme za pár let na těžbu víc energie než získáme. Máme v ruce kilový balvan. Pokud je to uranová ruda, můžeme z ní získat jeden gram paliva pro Temelín, pokud je to křemen, obsahuje skoro půl kila křemíku pro ekologické fotovoltaické články. Jejich těžba je přibližně stejně náročná, ale křemen je skoro všude. Pro co se tedy rozhodneme?

Uran

Pokud si položíme otázku v čem je problém výroby uranu z rud, které obsahují méně než 1%, nesmíme být zatíženi tradiční představou horníka, který vykope rudu, hutníka, který ji smíchá s koksem a nasype do vysoké pece a potom odspoda odpíchne žhavý kov, pokrytý roztavenou horninou – struskou. To je samozřejmě u 1% rudy absurdní. Jak tedy získáváme z rudy uran?

1.

Nejdříve musíme rudu rozemlít, abychom uvolnili zrna uraninu, nebo jiných sloučenin uranu. Potom na ni působíme roztokem, který rozpustí uran, ale na většinu hlušiny nepůsobí.V zásadě se používají dvě metody – kyselá a alkalická. Na kyselou se většinou používá zředěná kyselina sírová. Kyselá se používá tam, kde není v hlušině velké množství uhličitanů, které by s kyselinou sírovou reagovaly. Pokud je v hlušině velké množství uhličitanů, lze použít alkalické loužení, kdy rozpouštíme uran v roztoku sody..


2.

Z roztoku poté uran absorbujeme na iontoměničích. Pokud je iontoměnič uranem nasycen, působí se na něj silnějším roztokem kyseliny, která jej převede zpět do roztoku, ale už v podstatně vyšší koncentraci a zbavený většiny nečistot. Z tohoto roztoku se uran srazí ve formě špatně rozpustného diurananu amonného, látky podobné dichromanu amonnému a odfiltruje. To je ten pověstný „žlutý koláč“. Podobně se získává uran z mořské vody. Voda se prostě žene přes iontoměniče, které ji vychytávají a koncentrují ji proti vodě více než miliardkrát. Z iontoměniče se také uvolňuje kyselinou za vzniku poměrně koncentrovaného roztoku, podobně jako při výrobě z rudy. V čem je tedy problém? Kvalitní iontoměniče sice máme, ale pro pokrytí spotřeby uranu bychom museli přes iontoměnič prohnat denně několik desítek kubických kilometrů mořské vody.


3.

Jak jsem již řekl, obvyklým obchodním produktem je diuranan amonný. Jaký je tedy další postup při výrobě paliva? To se již provádí ve specializovaných továrnách. Diuranan se žíháním převede na oxid uranu a postupně kyselinou fluorovodíkovou a fluorem se převede na těkavý fluorid uranový, který se v plynném stavu obohacuje lehčím izotopem například na obrovských odstředivkách. Takto obohacený uran se převede na oxid uraničitý. Kovový uran má proti oxidu nevýhodu v tom, že je polymorfní a při změnách teploty mění krystalovou mřížku, což má za následek deformaci článku, z tohoto důvodu se užívá pouze v reaktorech s nízkým stupněm vyhoření – např. na přírodní uran a navíc ve slitinách. V rychlém reaktoru je sice kyslík v oxidu nevýhodný, protože zpomaluje neutrony, ale vysoký stupeň vyhoření by články z kovového uranu nevydržely. Konečný produkt je tedy tvrdá keramická tableta odolná proti vodě s teplotou tání 2800°C.

Z jednoho gramu uranu získáme v reaktoru typu VVER asi 1 MWh energie.

Křemík

Další náročnou technologií, která se týká energetiky, je výroba fotovoltaických článků. V čem je problém? Křemík je po kyslíku nejrozšířenější prvek. Řečeno slovy některých politiků: „prostě to zredukujeme, uplácáme z toho placku a připojíme dráty“ se to jeví velice jednoduché. Bohužel tak jednoduché to není.

1.

Redukce. Zatímco většinu kovů můžeme redukovat pouhou reakcí s uhlím, křemík reaguje za vzniku karbidu (karborundum brousek). Proto se redukuje na slitinu s železem ferosilicium, nebo reaktivními kovy jako např. vápníkem. Křemík takto vyrobený má však příliš mnoho nečistot.


2.

Čištění. Nejdříve musíme křemík převést na dichlorsilan SiH2Cl2, ten přečistit opakovanou destilací a poté rozložit na žhavém křemíkovém vlákně, ze kterého nám postupně vznikne pořádný špalek, na jehož žhavení potřebujeme proud tisíců ampérů. Ani takto vyrobený křemík však není dostatečně čistý a musí se přečistit takzvaným zonálním tavením. To z jednoho konce roztavíme křemíkovou tyč a roztavenou zónu postupně posouváme na druhý konec. Zatímco hůře tavitelné nečistoty přednostně přecházejí do pevné fáze, snadno tavitelné zůstávají v tavenině. Pokud to provedeme několiktisíckrát, nečistoty se nám soustředí na koncích které odřízneme.


3.

Výroba a využití. Teprve takto čistý křemík můžeme použít na výrobu. To vše samozřejmě děláme v superčistých provozech. Z toho vyplývá i velmi vysoká vložená energie do konečného výrobku, který nám v našich podmínkách z plochy jednoho metru čtverečního vrátí za dobu své životnosti 1 MWh energie, ale musí právě svítit slunce. Kolik se spotřebuje křemíku na výrobu jednoho čtverečního metru fotočlánku? Původně to byly kilogramy, nyní desítky až stovky gramů. Tedy množství, které můžeme vyrobit z jednoho balvanu.

Lze tedy říci, že z jednoho kilového balvanu můžeme získat 1 MWh energie. Jak dál?


[Akt. známka: 1,69 / Počet hlasů: 13] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: Václav Pokorný | Počet komentářů: 166 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek




  Anketa
Co byste zvolili za nejpřijatelnější alternativu?

Prolomení těžebních limitů (zbourání Horního Jiřetína) (335 hl.)
 
Garance ceny pro nové bloky Temelína (70 Eur/MWh) (287 hl.)
 

Celkem hlasovalo: 622

  Výměna odkazů

Přípony souborů

Zkratky

Vlajky států světa

Tapety na plochu PC

Infrapanely

Moderní a úsporné infrapanely. Zjístě více informací o infratopení.






  Nejčtenější články
Spotřeba elektrické energie
(04. 03. 2006, 39577x)
Jaderné fóry
(01. 04. 2007, 37507x)

  Kde to vře!
Zajistíme energii bez prolomení limitů?
27. 04. 2012
Počet komentářů: 2282

Regulace obnovitelných zdrojů – scénář S2040
02. 01. 2012
Počet komentářů: 2259

PERMAKULTURA – příběh jedné komunity
16. 02. 2007
Počet komentářů: 1294

Fotovoltaika - kšeft, za který všichni zaplatíme
22. 02. 2009
Počet komentářů: 1063

Potěmkinovské šílenství s obnovitelnými zdroji
02. 04. 2008
Počet komentářů: 731

BIOETANOL - naše naděje nebo past?
07. 04. 2006
Počet komentářů: 719


  Poslední komentáře
  • Jsem pro to, aby se zkoumaly různé možnosti, jak získávat (ale hlavně jak USPOŘIT) energii (u jadern . . . (Obnovitelné zdroje energie neexistují!)
  • U fotovoltaických systémů váhově převažuje beton (pokud nejsou organickou součástí střechy), potom . . . (Stop radioaktivnímu uhlí, start Zwentendorf!)
  • Dokazal to nekdo spocitat kdy JE vyprodukuje tolik energie kolik se do ni ze vsech zdroju vlozilo a . . . (Argumenty proti jaderné energetice)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)

  •   Počítadlo přístupů




    Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

    Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
    Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
    nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.