科学家们把一个核废料容器放在一个要求很高的地方,看看燃料是否会破裂

研究人员通过卡车、驳船、货船和火车将一个核废料容器运送到了14500英里的奥德赛中,以了解放射性燃料能够承受多大程度的运输。...

研究人员通过卡车、驳船、货船和火车将一个核废料容器运送到了14500英里的奥德赛中,以了解放射性燃料能够承受多大程度的运输。

这一点很重要。根据2016年为美国能源部准备的一份报告,目前,“美国还没有大规模的[乏核燃料]运输系统”。但总有一天,计划将所有来自发电厂的乏核燃料运往中央储存库。然后,据监督核工业的**机构核管理委员会(NRC)称,“公路和铁路运输的数量预计会增加。”。

世界各地已经有几十年的乏核燃料运输。”美国能源部的报告说:“全世界至少有25400批[乏核燃料]被运走,但可能超过44400批。”。所以我们知道,乏核燃料运输的容器,也被称为木桶,非常坚固。新的容器设计要经过一系列的测试,在NRC认证使用之前,它们会被扔下来,点燃,然后浸入水中。核管理委员会说,在40多年的核废料运输过程中,这些容器都没有泄漏。

桑迪亚国家实验室的乏核燃料、储存、运输和安全保障经理西尔维亚·萨尔茨斯坦(Sylvia Saltzstein)说:“风险非常低。”我会毫不犹豫地开车穿过我的邻居。”

但科学家们仍在研究这些容器内的实际情况——在这些容器中,乏核燃料被包装成放射性圣诞礼物。这种燃料是由中空的金属棒制成的,内装铀芯块。这些燃料棒被捆绑在一起,形成所谓的燃料组件,它位于一个篮子中,在一个碳罐内。该碳罐将从发电厂的储存桶中取出,放入卡车、火车或驳船上的运输容器中。

因此,为了找出所有包装内的燃料发生了什么变化,新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室的科学家与韩国和西班牙负责管理本国核废料的组织合作。他们实际上并没有在旅途中运送任何真正的放射性物质——这把集装箱从西班牙运到了科罗拉多州,然后又运了回来。取而代之的是,美国、西班牙和韩国的三个团体各自带来了人造核燃料,用铅或钼代替铀。

使用加速度计和应变计等传感器,研究小组测量了人造燃料在飞行过程中所经受的震动和卡嗒卡嗒的声音。而且早期的结果已经开始显现。”燃料的行驶非常平稳,”索尔兹斯坦说。

Verge向Saltzstein讲述了核三项全能,以及核燃料有点像Pez糖果。

为了清晰简洁,本次采访经过编辑。

什么是核三项全能?

核铁人三项是一项测试,目的是了解核燃料在正常运输条件下会经历什么样的冲击和振动。我们使用了替代核燃料,所以在这个实验中没有使用或损害真正的核燃料。我们用卡车穿过西班牙北部,用驳船从西班牙到比利时,用远洋班轮从比利时到巴尔的摩,然后用铁路从巴尔的摩到科罗拉多州的普韦布洛,然后再回来。

我们把应变计和加速度计放在一个篮子里,一个罐里,一个运输桶里的假燃料上。所有这些都被测量过——每一点——只是为了看看它是如何摇晃、嘎嘎作响和滚动的。所以我们可以说,“好吧,真正的核燃料可以承受这么大的冲击。在运输测试中,我们看到了如此巨大的冲击。我们是否有问题?”振动也是如此。通过振动,我们看到的是更多的疲劳失效:如果有小的摆动,数百万个小的摆动,最终会打破什么东西吗?

这是一次用过核燃料的旅行吗?

不,核燃料今天真的不能旅行了。在这一点上没有地方放置乏核燃料。因此,它位于全国各地和所有拥有核能的国家的核电站旁边。所以不,这不是一次正常的旅行。

我们选择这次旅行的原因是,西班牙也想进行这项测试,并与我们分担费用。他们提供硬件,他们对卡车运输感兴趣。然后韩国人也很感兴趣,他们为试验提供了资金,他们将用驳船运输几乎所有的燃料。所以他们想得到驳船数据。在美国,我们对铁路部分感兴趣。我们将进行一点卡车运输,将其中一些运输至最近的铁路线,并进行一点驳船运输至最近的铁路线。但如果幸运的话,我们的大部分燃料将通过铁路运输。

乏核燃料现在是如何储存的?

目前,该行业正在将所有这些燃料棒储存在非常非常大的储存容器中。由于我们不知道这些燃料棒将在何处处置,也不知道可能会在何种岩石中处置,我们可能需要将所有这些燃料棒重新包装成更小、更轻的处置包。如果我们必须这样做,我希望我们不要这样做,那就需要知道:如果它在运输后被打开,你会弄坏燃料棒吗?

这一点之所以重要,是因为燃料是长管内的一堆颗粒。想象一下佩兹——它实际上是圆的,但它的想法是一样的。管子里有很多小颗粒。这些管子有几百根,而且很长。因此,如果你必须打开它,把它放在一个更小的容器中,你不希望管子上有裂缝,这样你的Pez糖果或燃料就可以更多地暴露在人或环境中。

运输容器是否与电厂设施中储存乏燃料的容器相同?

当他们坐在核电站旁边时,他们身上有一个大的混凝土容器,以防辐射。容器从混凝土屏蔽层上取下,然后放进一个外包装中,就像一个手提箱一样,被称为运输桶。然后它就会被运输。所以运输桶可以使用很多次,但是里面的容器可以容纳所有的东西,当然,这些东西和燃料在一起。

乏燃料在运输过程中可能面临哪些风险?

所以,老实说,这是一种难以置信的安全运输方式。运输木桶的设计如此坚固,以至于我们在桑迪亚做的实验,我们在那里把机车开进这些木桶,我们把卡车开进这些木桶,它们不会断裂。

为了获得核管理委员会的认证,它们必须从30英尺的高度坠落到一个坚固的目标上。他们必须被大火完全吞没30分钟。它们必须放在杆子上,就像穿刺测试一样。然后把它们浸入水中。所有这些试验都必须按顺序进行,以便获得核管理委员会的认证,而燃料桶仍然不能泄漏。因此,我们非常非常有信心,在运输方面不会发生可能导致大问题的事故。

我们没有关于实际燃料的信息。燃料可能在核电站旁边放置了100年,因为我们没有地方放置它。如果我们运输它,我们知道木桶不会泄漏。但是,如果我们想在它到达最终目的地时再次打开它,我们会担心燃料会有任何裂缝吗?我们的数据将显示,数据所指的是,运输工具在燃料棒上造成微小裂纹的风险几乎为零。

在测试了14500英里的燃料棒后,结果如何?你会让核弹糖果洒在里面吗?

没有。所以结论是,尽管我们还在分析数据,但我们有巨大的安全边际。所以PNNL(太平洋西北国家实验室)做了一项分析,他们说他们看到的最大的震动相当于一只黄蜂撞在墙上。它非常非常小。这些杆都包含在一个将它们固定在一起的组件中,它们只是不移动。因此,即使卡车或火车有点摇晃,篮子、木桶和碳罐都能很好地将其固定在一起,并能吸收轨道车所经历的许多微小振动、颠簸和冲击。这些能量并不是从整个系统一直到燃料。因此,燃料的行驶非常平稳。

更新美国东部时间8月10日上午11:45:更新以澄清全球运输了多少乏核燃料,并更正NRC跌落试验的计量单位。

  • 发表于 2021-08-25 02:21
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jonver1993
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