INDUSTRIA EXTRACTIVA. ENERGETICA NUCLEARA. ELEMENTE DE PROTECTIE A MEDIULUI

INDUSTRIA EXTRACTIVA. ENERGETICA NUCLEARA. ELEMENTE DE PROTECTIE A MEDIULUI

Industria extractiva miniera cuprinde activitatile realizate pentru descoperirea, dimensionarea si evaluarea rezervelor de materii prime sub aspect cantitativ si calitativ.

Industria extractiva miniera cuprinde urmatoarele activitati conexe:

studii geologice fundamentale

lucrari geologice de prospectare

lucrari geologice de explorare

proiectarea lucrarilor pentru deschiderea zacamintelor

executia sistemelor (instalatiilor) de extractie si preparare

procesul tehnologic de exploatare

procese tehnologice de imbogatire in componenti utili

valorificare primara

Explorarea zacamintelor de substante minerale utile se poate realiza prin urmatoarele metode:

lucrari miniere

firaje

lucrari miniere si foraje

In functie de particularitatile pe care le prezinta zacamantul forajele de explorare se amplaseaza pe aliniamente sau retea.

Exista situatii frecvente in care caracteristicile zacamantului de substanta minerala utila nu se pot determina numai cu ajutorul lucrarilor miniere sau numai cu ajutorul forajelor. In aceste situatii se foloseste metoda de explorare combinata care consta atat din lucrari miniere cat si din foraje.

Indicatorii tehnico-economici aferenti exploatarii si prepararii substantelor minerale utile sunt:

volumul excavat mecanic

cantitatea transportata mecanic

randamentul de abataj

Volumul excavat mecanic se calculeaza cu relatia:

Cantitatea transportata mecanic se calculeaza cu relatia:

Randamentul de abataj se calculeaza cu relatia:

Indicatorii de comun aferenti exploatarii si prepararii substantelor minerale utile sunt:

consumul de exploziv in abataj

consumul de material de armare

consumul de energie electrica

consumul de aer comprimat

Indicatorii de consum se raporteaza, de regula, la o productie de 1000 tone carbune extras. Valorile acestor indicatori trebuie sa se incadreze in normele stabilite in conformitate cu specificul exploatarii.

Fisiunea nucleara este un proces de diviziune a unui nucleu greu in doua nuclee usoare, insotit de eliberarea de neutroni si de eliberarea unei cantitati mari de energie.

In procesul de fisiune a unui nucleu greu are loc o regrupare a protonilor si a neutronilor constituenti, avand ca rezultat o miscorare a masei nucleareglobale. Conform teoriei relativitatii, diferenta de masa este echivalenta cu o cantitate de energie care este eliberata in cursul fisiunii.

Pentru folosirea reactiei de fisiune, ca sursa de energie, este esential faptul ca in fiecare proces de fisiune sunt eliberati in medie 2-3 neutroni. Explicatia acestui fenomen consta in faptul ca nucleele grele contin un exces de neutroni fata de numarul de protoni. Astfel raportul dintre numerel ede neutroni si de protoni dintr-un nucleu greu este de aproximativ 1:5, pe cand intr-un nucleu de masa intermediara care apare din fisiune acest raport este de 1:3. daca neutronii. Daca neutronii rapizi emisi la fisiunea uraniului 235 sunt incetiniti printr-un procedeu oarecare ci pot produce, la randul lor, fisiunea altor nuclee. Se obtine astfel o reactie in lant, care o data declansata se poate intretine singura. Pentru aceasta este necesar ca raportul dintre numarul de neutroni dintr-o generatie si cel din generatia precedenta, numit factor de multiplicare, sa nu scada sub valoarea 1. In bomba de fisiune, factorul de multiplicare este aproximativ 2si reactia in lant este exploziva.

Reactii de fisiune in lant controlate se desfasoara in reactoarele nucleare.

In prezent, exista reactoarecare functioneaza cu neutroni:

termici

intermediari

rapizi

Confirmarea experimentala a proprietatilor fundamentale ale reactiei de fisiune, in mod deosebit emisia unei energii inalte si emisia de neutroni secundari, are o importanta stiintifica considerabila si o imensa valoare practica.

Prima reactie de fisiune intretinuta a fost realizata in luna decembrie 1942 de Enrico Fermi, cu un amestec de izotopi naturali ai uraniului.

Enrico Fermi a construit, in luna decembrie 1942, primul reactor nuclear la Chicago.

Din puct de vedere al constructiei, reactoarele se clasifica astfel:

reactoare omogene

reactoare eterogene

Din punct de vedere al modului de utilizare, reactoarele nucleare se clasifica astfel:

reactoare energetice

reactoare regeneratoare

Elementele componente ale unui reactor nuclear cu neutroni termici sunt urmatoarele:

zona activa

bare de reglare

moderator

sistem de racire

protectie biologica

Zona activa este constituita din combustibilul nuclear care se poate prezenta sub forma de bare, placi, tevi sau poate fi in suspensie.

In zona activa se desfasoara reactia de fisiune.

Barele de reglare asigura controlul reactiei de fisiune. Barele de reglare pot comanda: declansarea reactiei de fisiune, majoraraea vitezeide fisiune, micsorarea vitezei de fisiune, oprirea reactiei de fisiune.

Barele de reglare sunt executate din aliaje pe baza de bor sau de cadmiu puternic absorbante de neutroni. La extragerea barelor de reglare din zona activa reactia de fisiune se declanseaza fiind cu atat mai intensa cu cat adancimea de patrundere a barelor in miezul reactorului este mai redusa.

Moderatorul are rolul de a micsora viteza neutronilor rapizi, astefl incat acestia sa dispuna de enetgie suficienta, incat sa ciocneasca un numar corespunzator de nuclee grele. Ca moderatori se utilizeaza apa grea, grafitul, beriliul, oxidul de beriliu.

Sistemul de racire are rolul de a prelua caldura dezvoltata in zona activa a reactorului nuclear si de a fi transferata prin intermediul unui agent de transfer termic (apa grea, beliu, metale topite, substante organice termostabile). Agentii de transfer termic circula in zona activa prin tevi.

Protectia biologica este constituita dinpereti grosi executai din betonh sau din alte materiale de protectie. Protectia biologica are rolul de a elimina complet difuzia radiatiilor radioactive spre mediul exterior.

Centrala nuclaeara electrica (CNE) este un ansamblu de instalatii si constructii reunite in scopul producerii de energie electrica sau simultan de energie electrica si caldura prin utilizarea energiei nucleare.

Denumirile centrala-electrica, centrala atomoelectrica, centrala electrica nucleara sunt echivalente.

Prima CNE din Romania (Cernavoda) functioneaza cu reactor PHWR (Pressurized Heavy Water moderated and cooled Reactor) tip CANDU care utilizeaza drept combustibil uraniul natural sub forma de pastile ceramice. Atat ca agent de transfer termic cat si ca moderator se foloseste apa grea (apa denterata). Denumirea de CANDU reprezinta prescurtarea cuvintelor CANADIAN-DEUTERIUM-URANIUM.

Reactorul PHWR - CANDU - 6 care echipeaza CNE - Cernavoda este dotat cu o instalatie de automatizare care utilizeaza pe scara extinsa calculatorul de proces pentru conducerea reactorului si a blocului nuclear.

Bilantul energetic al centralei nuclearo-electrica indica marimea si locul pierderilor de caldura , adica abaterile in raport cu primul principiu al termodinamicii.

Randamentul reactorului reprezinta raportul dintre cantitatea de caldura preluata de agentul de racire al reactorului si caldura degajata ca rezultat al fisiunilor.

Intr-o accptiune generala, poluarea mediului inseamna actiunea prin care mediul a devenit sau va deveni daunator existentei fiintelor vii, ca urmare a raspandirii si actiunii unor agenti poluanti.

Mediul se poate defini ca fiind ansamblul de conditiisi elemente naturale ale Terrei, aerul, apa, solul si subsolul, toate straturile atmosferice, toate materiile oraganice si anorganice, precum si fiintele vii, sistemele naturale in interactiune cuprainzand elementele enumerate anterior, inclusiv valorie materiale si spirituale.

Poluantul se poate defini ca fiind orice substanta solida, lichida sub forma gazoasa sau vapori sau forma de energie (radiatie electromagnetica, ionizanta, termica, fonica sau vibratii), care introdusa in mediu, modifica echilibrul constituentilor acestuia si al organismelor vii si aduce daune bunurilor materiale.

Poluarea isi are originea in vremuri imemoriale, initial fiind produsa independent de activitatea umana. Aceasta forma de poluare se produce si in prezent, fiind generata de fenomene naturale (eruptii vulcanice, incendii provocate de traznete, dislocarea pulberilor de catre furtuni, raspandirea de gaze naturale din procese biologice de la sol) care nu pot fi controlate, in general, de catre om.

O data cu descoperirea motorului cu ardere interna si introducerea acestuia in industrie si in transporturi a aparut o noua sursa importanta de poluare a atmosferei. Combustibilii utilizati la propulsi amecanica sunt combustibilii fosili (carbuni, produse de distilare a titeiului, gaze naturale) sau combustibili nucleari.

Factorii naturali ai mediului inconjurator supusi protectie sunt:

aerul

apa

solul si subsolul

padurile si orice vegetatie acvatica

fauna terestra si acvatica

rezervatiile si monumentele naturii

Protectia mediului inconjurator are drept scop pastrarea echilibrului ecologic, mentinerea si ameliorarea factorilor naturali, prevenirea si combaterea poluarii, dezvoltarea valorilor naturale, asigurarea conditiilor de viata si de munca cu referire la totalitatea actiunilor, mijloacelor si masurilor intreprinse in acest scop.

Astazi se raspandesc in biosfera un numar insemnat de deseuri , unele foarte greu biodegradabile (detergenti, pesticide de sinteza, mase plastice, deseuri radioactive). Mult timp s-a considerat ca biosfera are capacitati nelimitate de absorbtie si de neutralizare a efectelor. Dar cand cantitatea de poluanti depaseste capacitatea de neutralizare a mediului, ecosistemele sufera un proces de alterare, modificarile putand merge pana la distrugerea lor si aparitia unor zone lipsite de viata.

Dupa originea factorilor care provoaca alterarea mediilor de viata deosebim:

poluarea naturala, care este provocata de diverse cauze naturale (eruptii vulcanice, praf de nisip transportat de vant, etc.)

poluarea artificiala, care este provocata de om ca urmare a activitatii umane

In afara de actiunea unor factori naturali, in conditiile actuale, sursa principala de deteriorare a factorilor de mediu a aerului, apei, solului ramane poluarea generata de activitatile umane (poluarea artificiala).

Sistemele tehnice folosite impotriva poluarii cu hidrocarburi sunt constituite din:

sisteme tehnice de interventie propriu-zise

mijloace tehnice legislative

Pentru a limita si combate poluarea cu petrol raspandita accidental la suprafata marii, se procedeaza la inconjurarea (localizarea) stratului de petrol inainte de a actiona pentru recuperarea sau neutralizarea lui.

Limitarea raspandirii hidrocarburilor la suprafata apei se poate realiza prin utilizarea de baraje.

Limitarea raspandirii hidrocarburilor la suprafata apei se poate realiza si prin gelificarea portiunii marginale a peliculei de petrol prin polimerizare.