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探秘新西伯利亞化學濃縮廠,造核燃料與造蜂窩煤類似

新西伯利亞化學濃縮廠是俄羅斯核燃料體系中規模最大的企業。世界上約有6%的核電站都使用這裡生產的核燃料棒,該公司也是俄羅斯唯一的鋰及其化合物的製造商,產品佔世界消費量的70%,是俄羅斯國家核電公司Rosatom旗下重要部門。

該廠始建於1948年,當時在新西伯利亞卡裡寧斯基地區建立了一家核工廠,主要產品用於國防用途。1951年,第一批產品在這裡下線。建立該廠的主要任務是為蘇聯核電站和科學研究用途的反應堆製造燃料棒,但企業的規模迅速擴大,並有了全新的發展方向。今天,這裡是一座高科技工業綜合體,產品不僅可以滿足俄羅斯的需求,還出口到國外。

企業戰地風雲面積120公頃,擁有9個車間,員工達到1350人。主要產品是核燃料棒、鋰及其化合物、石油和天然氣加工使用的沸石催化劑。該公司很多產品都獲得過品質獎項,擁有很好的聲譽。核燃料棒芯塊的製造技術始於二氧化鈾粉末,而它由六氟化鈾製造。這是盛放有六氟化鈾的鋼質容器,吊運至車間。

為了獲得二氧化鈾,將原料進行高溫熱水解,用氫氧化銨處理,並將沉澱物過濾並煆燒。核燃料棒芯塊的生產是一個漫長而複雜的過程,包括製備粉末,壓製,燒結,研磨和品質控制等諸多工序。一枚重5克的芯塊蘊含的能量相當於640千克木材、400千克煤炭、360立方米天然氣或350千克石油。

然後將芯塊送如燒結爐,在1750℃高溫下,在氫還原介質中燒結,這個過程需要20多個小時。二氧化鈾粉末儲存在雙錐形容器中,使用混合機將其攪拌直至與增塑劑均勻混合,這種添加劑可幫助其在壓力作用下成型。

然後將芯塊送如燒結爐,在1750℃高溫下,在氫還原介質中燒結,這個過程需要20多個小時。

待芯塊充分冷卻後,還要進行必要的研磨,以便它們能夠裝入管狀的殼體。

工人正在準備用於包裝芯塊的特殊容器。

最後的階段,對核燃料芯塊進行檢查,主要項目有密度、鈾含量、熱穩定性等。核燃料芯塊的檢驗工作都是在密封箱中進行,工人通過特殊手套進行操作。

該公司每年可以製造600多噸核燃料芯塊。

這裡的管子都裝滿了二氧化鈾的芯塊。用於壓水反應堆的核燃料棒就是一個薄的鋯合金管狀物,直徑為9mm,長度約4米。

為了提高燃料棒的傳熱性能,核燃料棒內部還要填充氦氣,並進行密封。在核反應堆中,芯塊中的二氧化鈾發生裂變反應產生熱量。

核燃料棒要採用這種特殊容器進行運輸。公司擁有現代化的品質管理體系,密切監控員工的工作環境、安全條件和健康指數。

接下來是核燃料組件的生產,這些工作在自動化支架上進行。

通常,核燃料組件都是六邊形的,不同型號的核燃料組件有不同的規格。

這是核燃料組件的柵格,將安裝312根核燃料棒。

現代核電廠一座容量為1000兆瓦的反應堆堆芯中,同時運行163個燃料組件,其中有50000個含有約80噸鈾的芯塊。

一個燃料組件的使用壽命為4~5年,其產生的熱量足夠產生約2億千瓦時的電力,相當於100萬套公寓一個月的用電量。

異塵餘生監測是整個生產過程中必須進行的檢測手段。

工廠會提供這種特殊的保護型容器運送核燃料組件,每個容器可以裝運兩套核燃料組件。今天,該工廠不僅為俄羅斯VVER-1000和VVER-1200反應堆生產核燃料組件,還為PWR核反應堆生產核燃料組件。保加利亞、烏克蘭、印度、伊朗、中國和瑞典的核電廠正在考慮採購這裡生產的核燃料,同時,美國也即將購買這裡的核燃料組件。

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