न्यूक्लियर रिएक्टर क्या है: कार्य करना और उसके अनुप्रयोग

सबसे पहला नाभिकीय रिएक्टर को 239Pu उत्पन्न करने के लिए बमों में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। उसके बाद, इन रिएक्टरों का उपयोग विभिन्न प्रयोजनों के लिए किया जाता है जैसे विद्युत उत्पादन और रेडियोसोटोप जनरेट करने और गर्मी की आपूर्ति के लिए जहाजों को चलाने में भी उपयोग किया जाता है। विभिन्न डिज़ाइनों में विभिन्न प्रकार के परमाणु रिएक्टर उपलब्ध हैं जहाँ इन रिएक्टरों में बिजली उत्पादन मुख्य रूप से परमाणु विखंडन पर निर्भर करता है। अक्सर उपयोग किए जाने वाले रिएक्टर PWR (प्रेशराइज्ड वॉटर रिएक्टर), BWR (क्वॉलिटी वॉटर रिएक्टर) और PHWR (प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिएक्टर) हैं। यह लेख परमाणु रिएक्टर, घटकों और प्रकारों के अवलोकन पर चर्चा करता है।

न्यूक्लियर रिएक्टर क्या है?

परिभाषा: परमाणु रिएक्टर परमाणु में एक आवश्यक प्रणाली है बिजली संयंत्र । वे विखंडन नामक विधि का उपयोग करके गर्मी उत्पन्न करने के लिए परमाणु नाली प्रतिक्रियाओं को शामिल करते हैं। जो गर्मी उत्पन्न होती है उसका उपयोग कताई के लिए भाप बनाने के लिए किया जा सकता है टर्बाइन । ताकि बिजली पैदा की जा सके। वैश्विक स्तर पर, सैकड़ों वाणिज्यिक रिएक्टर हैं, जिनमें 90 से अधिक रिएक्टर संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित हैं। इसलिए परमाणु ऊर्जा विश्वसनीय और कार्बन मुक्त बिजली के लिए सबसे बड़े ऊर्जा स्रोतों में से एक है।

परमाणु रिएक्टर कैसे काम करता है?

परमाणु रिएक्टर का मुख्य कार्य परमाणु विखंडन को नियंत्रित करना है। परमाणु रिएक्टर का काम करने वाला सिद्धांत परमाणु विखंडन है और यह एक प्रकार की विधि है जिसका उपयोग विभाजन के लिए किया जाता है परमाणुओं बिजली पैदा करना। परमाणु रिएक्टर यूरेनियम का उपयोग करते हैं जो छोटे सिरेमिक छर्रों में प्रक्रिया करेंगे और संयुक्त रूप से ईंधन की छड़ में ढेर हो जाएंगे। एक ईंधन असेंबली 200 से अधिक ईंधन छड़ के एक समूह द्वारा बनाई जा सकती है। आमतौर पर, शक्ति के स्तर के आधार पर इन असेंबली के माध्यम से एक रिएक्टर कोर तैयार किया जा सकता है।

परमाणु रिएक्टर के बर्तन में, ईंधन की छड़ें पानी के भीतर रखी जाती हैं। ताकि यह न्यूट्रॉन की गति को कम करने में सहायता करने के लिए शीतलक के साथ-साथ मध्यस्थ की तरह काम कर सके। ये न्यूट्रॉन श्रृंखला प्रतिक्रिया बनाए रखने के लिए विखंडन के माध्यम से उत्पन्न हो सकते हैं।

उसके बाद, प्रतिक्रिया की दर को कम करने के लिए नियंत्रण छड़ को रिएक्टर कोर में रखा जा सकता है। विखंडन प्रक्रिया के माध्यम से उत्पन्न गर्मी कार्बन-मुक्त बिजली पैदा करने के लिए टरबाइन को घुमाने के लिए पानी को भाप में बदल सकती है।

अवयव

आवश्यक परमाणु रिएक्टर के घटक मुख्य रूप से निम्नलिखित शामिल हैं। परमाणु रिएक्टर आरेख नीचे दिखाया गया है।

परमाणु रिएक्टर ब्लॉक आरेख

• कोर
• प्रतिक्षेपक
• नियंत्रक छड़ें
• मध्यस्थ
• शीतलक
• टर्बाइन
• रोकथाम
• जल शीतलक मीनार
• परिरक्षण

कोर

रिएक्टर में कोर में गर्मी पैदा करने के लिए परमाणु ईंधन शामिल है। इसमें कम समृद्ध, नियंत्रण प्रणाली और संरचनात्मक सामग्रियों के साथ यूरेनियम शामिल है। कोर का आकार 5 से 15 मीटर के व्यास के साथ एक परिपत्र सिलेंडर है। कोर में कई व्यक्तिगत ईंधन पिन शामिल हैं।

प्रतिक्षेपक

कोर की सतह से ओवरफ्लो होने वाले न्यूट्रॉन के पिछले हिस्से को दोहराने के लिए कोर के चारों ओर रिफ्लेक्टर की व्यवस्था की जाती है।

नियंत्रक छड़ें

परमाणु रिएक्टर नियंत्रण छड़ भारी जन तत्वों के साथ डिज़ाइन किए गए हैं। इसका मुख्य कार्य न्यूट्रॉन को भिगोना है। ताकि यह प्रतिक्रिया जारी रख सके या रोक सके। इन छड़ों के मुख्य उदाहरण सीसा, कैडमियम आदि हैं।
ये छड़ मुख्य रूप से रिएक्टर शुरू करने के लिए उपयोग की जाती हैं, एक निरंतर स्तर पर प्रतिक्रिया बनाए रखती हैं, और रिएक्टर को बंद कर देती हैं।

मध्यस्थ

का मुख्य कार्य परमाणु रिएक्टर में मध्यस्थ उच्च ऊर्जा स्तर के साथ-साथ उच्च वेग से न्यूट्रॉन को धीमा करना है। ताकि न्यूट्रॉन को हिट करने के लिए ईंधन की छड़ें बढ़ने की संभावना हो।

वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक मॉडरेटरों में मुख्य रूप से पानी H2o, भारी पानी D2o, बेरिलियम और ग्रेफाइट शामिल हैं। मॉडरेटर के गुण थर्मल की स्थिरता अधिक है, विकिरण और रासायनिक स्थिरता, गैर-संक्षारण, आदि।

शीतलक

वह सामग्री जो पानी से तरल पदार्थ को टरबाइन में स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाती है जैसे पानी, तरल सोडियम, भारी पानी, हीलियम, या कुछ और शीतलक के रूप में जाना जाता है। कूलेंट की विशेषता में मुख्य रूप से पिघलने बिंदु शामिल हैं, उबलते बिंदु उच्च, गैर-विषाक्तता, कम चिपचिपापन, विकिरण और रासायनिक की स्थिरता आदि हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले शीतलक एचजी, हे, सीओ 2, एच 2 ओ हैं।

टर्बाइन

टरबाइन का मुख्य कार्य कूलेंट डिवाइस से गर्मी ऊर्जा को बिजली में स्थानांतरित करना है।

रोकथाम

यह नियंत्रण परमाणु रिएक्टर को परिवेश से अलग करता है। आम तौर पर, ये गुंबद के आकार में उपलब्ध होते हैं और उच्च घनत्व और स्टील-प्रबलित कंक्रीट के साथ डिज़ाइन किए जाते हैं।

कूलिंग टॉवर

इनका उपयोग कुछ प्रकार के बिजली संयंत्रों द्वारा अधिशेष ताप डालने के लिए किया जाता है जिन्हें ऊष्मागतिकीय नियमों के कारण ऊष्मा में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। ये टावर परमाणु ऊर्जा के लिए हाइपरबोलिक प्रतीक हैं। ये टॉवर केवल ताजे पानी का वाष्प उत्पन्न कर सकते हैं।

परिरक्षण

यह कामकाजी पुरुषों को विकिरण प्रभाव से बचाता है। विखंडन प्रक्रिया में अल्फा, बीटा, गामा, तेज और धीमी न्यूट्रॉन जैसे कण बन सकते हैं। तो उनसे सुरक्षा देने के लिए, रिएक्टर के चारों ओर कंक्रीट या सीसे की मोटी परतों का उपयोग किया जाता है। अल्फा और बीटा कणों को प्लास्टिक या धातुओं की मोटी परतों का उपयोग करके रोका जा सकता है।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

दुनिया भर में, विभिन्न प्रकार के परमाणु रिएक्टर उपलब्ध हैं। अपने डिजाइन के आधार पर, यह यूरेनियम का उपयोग ईंधन के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न सांद्रता के साथ करता है, गर्मी हस्तांतरण के लिए विखंडन और शीतलक की प्रक्रिया में देरी करने के लिए मॉडरेटर्स। PWR या दबावयुक्त पानी रिएक्टर रिएक्टर का सबसे सामान्य प्रकार है।

पीडब्ल्यूआर / दबावयुक्त पानी रिएक्टर

इस प्रकार के रिएक्टर दुनिया भर में सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। यह मध्यस्थ और शीतलक दोनों की तरह सामान्य पानी का उपयोग करता है। इसमें, शीतलक को प्रक्रिया के दौरान बनाए रखने के लिए इसे वाष्प में चमकने से रोकने के लिए रवाना किया जा सकता है। शक्तिशाली पंप पाइप का उपयोग करके पानी को स्थानांतरित करते हैं, एक माध्यमिक लूप में उबलते पानी से गर्मी स्थानांतरित करते हैं। परिणामी वाष्प बिजली उत्पन्न करने के लिए टरबाइन जनरेटर को चलाता है।

BWR / उबलते पानी रिएक्टर

इन रिएक्टरों में, शीत युद्ध के साथ-साथ मध्यस्थ के रूप में प्रकाश युद्ध होता है। शीतलक को पानी को उबालने के लिए कम दबाव पर अलग किया जाता है। बिजली पैदा करने के लिए वाष्प की आपूर्ति सीधे टरबाइन जनरेटर को की जा सकती है।

दबाव वाले भारी जल रिएक्टर

इन्हें CANDU टाइप रिएक्टर के रूप में भी जाना जाता है। ये रिएक्टर वैश्विक स्तर पर लगभग 12% परमाणु रिएक्टरों का संकेत देते हैं। ये मुख्य रूप से सभी कनाडाई परमाणु स्टेशनों पर उपयोग किए जाते हैं। ये रिएक्टर कूलेंट और मॉडरेटर दोनों जैसे भारी पानी का उपयोग करते हैं। ईंधन के रूप में, यह प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करता है, क्योंकि दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, शीतलक का उपयोग एक अलग लूप में सामान्य पानी को उबालने के लिए किया जा सकता है।

गैस-कूल्ड रिएक्टर

ये रिएक्टर केवल यूके में उपयोग किए जाते हैं। ये दो प्रकारों में उपलब्ध हैं जैसे कि मैग्नॉक्स और एजीआर (उन्नत गैस-कूल्ड रिएक्टर)। ये रिएक्टर कूलेंट की तरह C02 और मॉडरेटर की तरह ग्रेफाइट का उपयोग करते हैं। मैग्नॉक्स में प्रयुक्त ईंधन प्राकृतिक यूरेनियम है, जबकि AGR में, यह संवर्धित यूरेनियम का उपयोग करता है।

लाइट वाटर ग्रेफाइट रिएक्टर

ये रिएक्टर रूस देश में उपयोग किए जाते हैं। इसलिए ये रिएक्टर साधारण पानी को शीतलक और ग्रेफाइट की तरह उपयोग करते हैं। उबलते पानी रिएक्टरों में, शीतलक उबलता है जब यह पूरे रिएक्टर में आपूर्ति करता है। उत्पन्न भाप सीधे टरबाइन जनरेटर की ओर आपूर्ति की जाएगी। प्रारंभिक LWG प्रकार के रिएक्टरों के डिज़ाइन अक्सर सुरक्षा विशेषताओं के बिना संचालित होते थे।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर

ये रिएक्टर रिएक्टर को ईंधन देने के लिए यू 238 और थोरियम 232 जैसी सामग्रियों को बदलने के लिए त्वरित न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया रीसाइक्लिंग के साथ एकजुट है, जो सुलभ परमाणु ईंधन संसाधनों को बढ़ाने की क्षमता रखती है। ये रिएक्टर रूस में संचालित होते हैं।

छोटे मॉड्यूलर रिएक्टर

आधुनिक SMR मुख्य रूप से आर्थिक रूप से डिज़ाइन किया गया है। ये रिएक्टर छोटे बिजली ग्रिडों को बिजली की आपूर्ति करने के लिए बढ़ रहे हैं और संभवतः संसाधन उद्योगों के लिए गर्मी की आपूर्ति करने के लिए। मांग बढ़ने पर इन रिएक्टरों को बड़े ग्रिडों में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

कुछ SMR टाइप रिएक्टर विकास के कठिन चरणों में हैं जैसे कि पूरी तरह से भूमिगत, भूमि का उपयोग, स्टाफिंग और सुरक्षा आवश्यकताओं को कम करना। इनमें से कुछ रिएक्टरों में निष्क्रिय सुरक्षा प्रणालियां होती हैं जो बिना रिफिलिंग के 4 साल तक काम करती हैं

कुछ अन्य प्रकार के रिएक्टर हैं- CANDU, फास्ट ब्रीडर, थोरियम, उबलता हुआ पानी, दबाव वाला पानी, प्रिज़मैटिक, पिघला हुआ नमक, छोटा मॉड्यूलर, Radioisotope थर्मल जनरेटर, फ्यूजन रिएक्टर, RBMKs, मैग्नॉक्स, पेबल बेड, सुपर क्रिटिकल वाटर-कूल्ड, AES-2006 / A। VVER-1000, VHTR, HTGR, और अनुसंधान प्रकार रिएक्टर।

परमाणु रिएक्टर के उपयोग

परमाणु रिएक्टर के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए

• ये परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और परमाणु समुद्री प्रणोदन में भी उपयोग किए जाते हैं।
• परमाणु ऊर्जा संयंत्र विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं।
• ये विद्युत जनरेटर के शाफ्ट को चालू करने के लिए जहाजों के प्रोपेलर को चलाते हैं।

इस प्रकार, यह सब एक के बारे में है परमाणु रिएक्टर का अवलोकन । इसी तरह, दुनिया भर में विभिन्न प्रकार के वाणिज्यिक परमाणु रिएक्टर उपलब्ध हैं जैसे गैस-कूल्ड, फास्ट न्यूट्रॉन और लाइट वाटर ग्रेफाइट, प्रेशराइज्ड वॉटर, उबलते पानी, दबाव वाले भारी पानी और फास्ट ब्रीडर रिएक्टर। यहां आपके लिए एक प्रश्न है, PHWR में प्रयुक्त ईंधन क्या है?