అణు రియాక్టర్లకు ఒక పని ఉంది: నియంత్రిత ప్రతిచర్యలో అణువులను విభజించడం మరియు విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి విడుదలైన శక్తిని ఉపయోగించడం. చాలా సంవత్సరాలుగా, రియాక్టర్లు ఒక అద్భుతం మరియు ముప్పు రెండూగా చూడబడ్డాయి.
మొదటి US వాణిజ్య రియాక్టర్ 1956లో షిప్పింగ్‌పోర్ట్, పెన్సిల్వేనియాలో ఆన్‌లైన్‌లోకి వచ్చినప్పుడు, సాంకేతికత భవిష్యత్తులో పవర్‌హౌస్‌గా ప్రశంసించబడింది, రియాక్టర్లు విద్యుత్ ఉత్పత్తిని చాలా చౌకగా మారుస్తాయని కొందరు నమ్ముతున్నారు. ఇప్పుడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా 442 అణు రియాక్టర్లు నిర్మించబడ్డాయి, ఈ రియాక్టర్లలో నాలుగింట ఒక వంతు యునైటెడ్ స్టేట్స్లో ఉన్నాయి. ప్రపంచం మొత్తం 14 శాతం విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేసే అణు రియాక్టర్‌లపై ఆధారపడింది. ఫ్యూచరిస్టులు అణు కార్ల గురించి కూడా ఊహించారు.
పెన్సిల్వేనియాలోని త్రీ మైల్ ఐలాండ్ పవర్ ప్లాంట్‌లోని యూనిట్ 2 రియాక్టర్ 1979లో శీతలీకరణ వైఫల్యాన్ని ఎదుర్కొన్నప్పుడు మరియు దాని ఫలితంగా రేడియోధార్మిక ఇంధనం పాక్షికంగా కరిగిపోయినప్పుడు, రియాక్టర్ల గురించిన భావాలు సమూలంగా మారిపోయాయి. ధ్వంసమైన రియాక్టర్‌ను లాక్‌డౌన్ చేసినప్పటికీ మరియు పెద్దగా రేడియోధార్మికత విడుదల జరగనప్పటికీ, చాలా మంది ప్రజలు రియాక్టర్లను చాలా క్లిష్టమైన మరియు హాని కలిగించేవిగా చూడటం ప్రారంభించారు, విపత్తు పరిణామాలతో. రియాక్టర్ల నుండి వెలువడే రేడియోధార్మిక వ్యర్థాల గురించి కూడా ప్రజలు ఆందోళన చెందారు. దీంతో అమెరికాలో కొత్త అణు ప్లాంట్ల నిర్మాణం నిలిచిపోయింది. 1986లో సోవియట్ యూనియన్‌లోని చెర్నోబిల్ న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్‌లో మరింత తీవ్రమైన ప్రమాదం సంభవించినప్పుడు, అణుశక్తి అంతరించిపోయినట్లు అనిపించింది.
కానీ 2000వ దశకం ప్రారంభంలో, అణు రియాక్టర్లు తిరిగి రావడం ప్రారంభించాయి, శక్తి కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్ మరియు శిలాజ ఇంధనాల సరఫరా క్షీణించడం, అలాగే కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉద్గారాల నుండి వాతావరణ మార్పుల గురించి పెరుగుతున్న ఆందోళనల కారణంగా.
కానీ మార్చి 2011లో, మరొక సంక్షోభం వచ్చింది - ఈసారి, జపాన్‌లోని ఫుకుషిమా 1, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్, భూకంపం కారణంగా తీవ్రంగా దెబ్బతింది.
అణు ప్రతిచర్య ఉపయోగం
సరళంగా చెప్పాలంటే, అణు రియాక్టర్‌లో, పరమాణువులు విడిపోయి, వాటి భాగాలను కలిపి ఉంచే శక్తిని విడుదల చేస్తాయి.
మీరు హైస్కూల్ భౌతిక శాస్త్రాన్ని మరచిపోతే, మేము ఎలా గుర్తు చేస్తాము అణు విచ్చినముపనిచేస్తుంది. పరమాణువులు చిన్న సౌర వ్యవస్థల వంటివి, సూర్యుని వంటి కోర్ మరియు దాని చుట్టూ కక్ష్యలో ఉన్న గ్రహాల వంటి ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. న్యూక్లియస్ ఒకదానితో ఒకటి కట్టుబడి ఉండే ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు అని పిలువబడే కణాలతో రూపొందించబడింది. న్యూక్లియస్ మూలకాలను బంధించే శక్తి ఊహించడం కూడా కష్టం. ఇది గురుత్వాకర్షణ శక్తి కంటే అనేక బిలియన్ రెట్లు బలమైనది. ఈ అపారమైన శక్తి ఉన్నప్పటికీ, న్యూక్లియస్‌పై న్యూట్రాన్లను కాల్చడం ద్వారా దానిని విభజించడం సాధ్యమవుతుంది. ఇలా చేస్తే చాలా శక్తి విడుదల అవుతుంది. పరమాణువులు విడిపోయినప్పుడు, వాటి కణాలు సమీపంలోని పరమాణువుల్లోకి క్రాష్ అవుతాయి, వాటిని విభజిస్తాయి మరియు అవి, తదుపరి, తదుపరి, తదుపరి. అని పిలవబడేది ఉంది చైన్ రియాక్షన్.
యురేనియం, పెద్ద అణువులతో కూడిన మూలకం, విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియకు అనువైనది, ఎందుకంటే దాని కోర్ యొక్క కణాలను బంధించే శక్తి ఇతర మూలకాలతో పోలిస్తే చాలా బలహీనంగా ఉంటుంది. అణు రియాక్టర్లు అనే నిర్దిష్ట ఐసోటోప్‌ను ఉపయోగిస్తాయి వద్దపరిగెడుతూ-235 . యురేనియం-235 ప్రకృతిలో అరుదైనది, యురేనియం గనుల నుండి ధాతువు 0.7% U-235 మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. అందుకే రియాక్టర్లను ఉపయోగిస్తున్నారు సుసంపన్నంవద్దపరుగు, ఇది గ్యాస్ డిఫ్యూజన్ ప్రక్రియ ద్వారా యురేనియం-235ని వేరుచేయడం మరియు కేంద్రీకరించడం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది.
రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో జపాన్‌లోని హిరోషిమా మరియు నాగసాకి నగరాలపై పడవేయబడినట్లుగా, అణు బాంబులో చైన్ రియాక్షన్ ప్రక్రియను సృష్టించవచ్చు. కానీ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లో, కొన్ని న్యూట్రాన్లను పీల్చుకునే కాడ్మియం, హాఫ్నియం లేదా బోరాన్ వంటి పదార్థాలతో తయారు చేసిన కంట్రోల్ రాడ్లను చొప్పించడం ద్వారా చైన్ రియాక్షన్ నియంత్రించబడుతుంది. ఇది ఇప్పటికీ విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియ నీటిని సుమారు 270 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు వేడి చేయడానికి మరియు ఆవిరిగా మార్చడానికి తగినంత శక్తిని విడుదల చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది పవర్ ప్లాంట్ యొక్క టర్బైన్‌లను మార్చడానికి మరియు విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. సూత్రప్రాయంగా, ఈ సందర్భంలో, నియంత్రిత అణు బాంబు బొగ్గుకు బదులుగా పనిచేస్తుంది, విద్యుత్తును సృష్టిస్తుంది, నీటిని మరిగించే శక్తి కార్బన్‌ను కాల్చడానికి బదులుగా అణువులను విభజించడం ద్వారా వస్తుంది.
అణు రియాక్టర్ భాగాలు
అనేక రకాల అణు రియాక్టర్లు ఉన్నాయి, కానీ అవన్నీ కొన్ని సాధారణ లక్షణాలను పంచుకుంటాయి. వారందరికీ రేడియోధార్మిక ఇంధన గుళికల నిల్వలు ఉన్నాయి - సాధారణంగా యురేనియం ఆక్సైడ్ - ఇవి ఇంధన కడ్డీలను ఏర్పరచడానికి గొట్టాలలో అమర్చబడి ఉంటాయి. కోర్ఇరియాక్టర్.
రియాక్టర్‌లో గతంలో పేర్కొన్నది కూడా ఉంది నిర్వాహకులుఇరాడ్మరియు- కాడ్మియం, హాఫ్నియం లేదా బోరాన్ వంటి న్యూట్రాన్-శోషక పదార్థం, ఇది ప్రతిచర్యను నియంత్రించడానికి లేదా ఆపడానికి చొప్పించబడుతుంది.
రియాక్టర్ కూడా ఉంది మోడరేటర్, న్యూట్రాన్లను నెమ్మదిస్తుంది మరియు విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియను నియంత్రించడంలో సహాయపడే పదార్ధం. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని చాలా రియాక్టర్లు సాదా నీటిని ఉపయోగిస్తాయి, అయితే ఇతర దేశాలలోని రియాక్టర్లు కొన్నిసార్లు గ్రాఫైట్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, లేదా భారీవావ్జలాలువద్ద, దీనిలో హైడ్రోజన్ ఒక ప్రోటాన్ మరియు ఒక న్యూట్రాన్‌తో హైడ్రోజన్ యొక్క ఐసోటోప్ అయిన డ్యూటెరియం ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది. వ్యవస్థలో మరొక ముఖ్యమైన భాగం శీతలీకరణమరియు నేనుద్రవబి, సాధారణంగా సాధారణ నీరు, ఇది టర్బైన్‌ను స్పిన్ చేయడానికి ఆవిరిని సృష్టించడానికి రియాక్టర్ నుండి వేడిని గ్రహిస్తుంది మరియు బదిలీ చేస్తుంది మరియు యురేనియం కరిగిపోయే ఉష్ణోగ్రతకు (సుమారు 3815 డిగ్రీల సెల్సియస్) చేరుకోకుండా రియాక్టర్ ప్రాంతాన్ని చల్లబరుస్తుంది.
చివరగా, రియాక్టర్ జతచేయబడింది షెల్వద్ద, ఒక పెద్ద, భారీ నిర్మాణం, సాధారణంగా అనేక మీటర్ల మందం, ఉక్కు మరియు కాంక్రీటుతో తయారు చేయబడింది, ఇది రేడియోధార్మిక వాయువులు మరియు ద్రవాలను ఎవరికీ హాని కలిగించని లోపల ఉంచుతుంది.
అనేక విభిన్న రియాక్టర్ డిజైన్‌లు వాడుకలో ఉన్నాయి, అయితే సర్వసాధారణమైన వాటిలో ఒకటి ప్రెషరైజ్డ్ వాటర్ పవర్ రియాక్టర్ (VVER). అటువంటి రియాక్టర్‌లో, నీరు కోర్‌తో బలవంతంగా సంబంధానికి గురవుతుంది మరియు అది ఆవిరిగా మారలేని అటువంటి ఒత్తిడిలో అక్కడే ఉంటుంది. ఆవిరి జనరేటర్‌లోని ఈ నీరు ఒత్తిడి లేకుండా సరఫరా చేయబడిన నీటితో సంబంధంలోకి వస్తుంది, ఇది టర్బైన్‌లను తిప్పే ఆవిరిగా మారుతుంది. డిజైన్ కూడా ఉంది అధిక శక్తి ఛానెల్ రకం రియాక్టర్ (RBMK)ఒక నీటి సర్క్యూట్ తో మరియు వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ రియాక్టర్రెండు సోడియం మరియు ఒక వాటర్ సర్క్యూట్‌తో.
అణు రియాక్టర్ ఎంత సురక్షితం?
ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం చాలా కష్టం మరియు మీరు ఎవరిని అడిగారు మరియు మీరు "సురక్షితమైనది" అంటే ఏమిటి అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రియాక్టర్లలో ఉత్పన్నమయ్యే రేడియేషన్ లేదా రేడియోధార్మిక వ్యర్థాల గురించి మీరు ఆందోళన చెందుతున్నారా? లేక పెనుప్రమాదం సంభవించే అవకాశం ఉందని మరింత ఆందోళన చెందుతున్నారా? అణుశక్తి ప్రయోజనాల కోసం ఆమోదయోగ్యమైన ట్రేడ్-ఆఫ్‌గా మీరు ఏ స్థాయిలో ప్రమాదాన్ని పరిగణిస్తారు? మరి మీరు ప్రభుత్వాన్ని, అణుశక్తిని ఎంతవరకు నమ్ముతున్నారు?
"రేడియేషన్" అనేది చెల్లుబాటు అయ్యే వాదన, ఎందుకంటే అణు బాంబు వంటి పెద్ద మోతాదులో రేడియేషన్ అనేక వేల మందిని చంపగలదని మనందరికీ తెలుసు.
అయితే, అణుశక్తి యొక్క ప్రతిపాదకులు, కాస్మిక్ కిరణాలు మరియు భూమి విడుదల చేసే సహజ రేడియేషన్‌తో సహా వివిధ వనరుల నుండి వచ్చే రేడియేషన్‌కు మనమందరం క్రమం తప్పకుండా బహిర్గతం అవుతున్నామని ఎత్తి చూపారు. సగటు వార్షిక రేడియేషన్ మోతాదు దాదాపు 6.2 మిల్లీసీవర్ట్స్ (mSv), ఇందులో సగం సహజ వనరుల నుండి మరియు సగం మానవ నిర్మిత మూలాల నుండి, ఛాతీ ఎక్స్-రేలు, స్మోక్ డిటెక్టర్లు మరియు ప్రకాశించే గడియార ముఖాల వరకు ఉంటుంది. అణు రియాక్టర్ల నుండి మనకు ఎంత రేడియేషన్ వస్తుంది? మా సాధారణ వార్షిక ఎక్స్‌పోజర్‌లో ఒక చిన్న భాగం మాత్రమే, 0.0001 mSv.
అన్ని అణు కర్మాగారాలు అనివార్యంగా చిన్న మొత్తంలో రేడియేషన్‌ను లీక్ చేస్తున్నప్పటికీ, రెగ్యులేటరీ కమీషన్లు అణు కర్మాగార నిర్వాహకులను కఠినమైన నిబంధనల క్రింద ఉంచుతాయి. వారు ప్లాంట్ చుట్టూ నివసించే వ్యక్తులను సంవత్సరానికి 1 mSv కంటే ఎక్కువ రేడియేషన్‌కు గురిచేయలేరు మరియు ప్లాంట్‌లోని కార్మికులు సంవత్సరానికి 50 mSv థ్రెషోల్డ్ కలిగి ఉంటారు. ఇది చాలా ఎక్కువ అనిపించవచ్చు, కానీ న్యూక్లియర్ రెగ్యులేటరీ కమీషన్ ప్రకారం, 100 mSv కంటే తక్కువ వార్షిక రేడియేషన్ మోతాదులు మానవులకు ఎటువంటి ఆరోగ్య ప్రమాదాలను కలిగిస్తాయని ఎటువంటి వైద్య ఆధారాలు లేవు.
కానీ రేడియేషన్ ప్రమాదాల యొక్క అటువంటి ఆత్మసంతృప్తి అంచనాతో ప్రతి ఒక్కరూ అంగీకరించరని గమనించడం ముఖ్యం. ఉదాహరణకు, అణు పరిశ్రమ యొక్క దీర్ఘకాల విమర్శకుడు సోషల్ రెస్పాన్సిబిలిటీ కోసం వైద్యులు, జర్మన్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల చుట్టూ నివసిస్తున్న పిల్లలను అధ్యయనం చేశారు. అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ నుండి దూరంగా నివసించే వారితో పోలిస్తే ప్లాంట్లకు 5 కి.మీ లోపల నివసించే వారికి లుకేమియా సంక్రమించే ప్రమాదం రెండింతలు ఉందని అధ్యయనం చూపించింది.
అణు వ్యర్థ రియాక్టర్
అణుశక్తిని దాని ప్రతిపాదకులు "క్లీన్" ఎనర్జీగా అభివర్ణించారు, ఎందుకంటే బొగ్గు ఆధారిత విద్యుత్ ప్లాంట్లతో పోలిస్తే రియాక్టర్ పెద్ద మొత్తంలో గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులను వాతావరణంలోకి విడుదల చేయదు. కానీ విమర్శకులు మరొక పర్యావరణ సమస్యను సూచిస్తారు: అణు వ్యర్థాల తొలగింపు. రియాక్టర్ల నుండి ఖర్చు చేయబడిన ఇంధన వ్యర్థాలలో కొంత భాగం ఇప్పటికీ రేడియోధార్మికతను విడుదల చేస్తుంది. సేవ్ చేయవలసిన ఇతర అనవసరమైన అంశాలు అధిక స్థాయి రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలు, ఖర్చు చేసిన ఇంధనం యొక్క ప్రాసెసింగ్ నుండి ద్రవ అవశేషాలు, దీనిలో యురేనియం యొక్క భాగం మిగిలి ఉంది. ప్రస్తుతం, ఈ వ్యర్థాలలో ఎక్కువ భాగం స్థానికంగా నీటి చెరువులలోని అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో నిల్వ చేయబడుతుంది, ఇవి ఖర్చు చేసిన ఇంధనం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మిగిలిన వేడిని గ్రహిస్తాయి మరియు రేడియేషన్ ఎక్స్పోజర్ నుండి కార్మికులను రక్షించడంలో సహాయపడతాయి.
ఖర్చు చేసిన అణు ఇంధనానికి సంబంధించిన సమస్య ఏమిటంటే, విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియలో అది మార్చబడింది.పెద్ద యురేనియం పరమాణువులు చీలిపోయినప్పుడు, అవి ఉప-ఉత్పత్తులను సృష్టిస్తాయి - సీసియం-137 మరియు స్ట్రోంటియం-90 వంటి అనేక కాంతి మూలకాల రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు. విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తులు. అవి వేడిగా మరియు అధిక రేడియోధార్మికతను కలిగి ఉంటాయి, కానీ చివరికి, 30 సంవత్సరాల వ్యవధిలో, అవి తక్కువ ప్రమాదకరమైన రూపాల్లోకి క్షీణిస్తాయి. ఈ కాలాన్ని అంటారు పికాలంఓంసగం జీవితం. ఇతర రేడియోధార్మిక మూలకాల కోసం, సగం జీవితం భిన్నంగా ఉంటుంది. అదనంగా, కొన్ని యురేనియం అణువులు కూడా న్యూట్రాన్లను సంగ్రహిస్తాయి, ప్లూటోనియం వంటి భారీ మూలకాలను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాలు విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తుల వలె ఎక్కువ వేడిని లేదా చొచ్చుకుపోయే రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవు, అయితే అవి క్షీణించడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది. ఉదాహరణకు, ప్లూటోనియం-239, 24,000 సంవత్సరాల సగం జీవితాన్ని కలిగి ఉంది.
ఇవి రేడియోధార్మికతఇనిష్క్రమణలు ఉన్నతమైన స్థానంరియాక్టర్ల నుండి మానవులకు మరియు ఇతర జీవ రూపాలకు ప్రమాదకరం ఎందుకంటే అవి తక్కువ ఎక్స్పోజర్ నుండి కూడా భారీ, ప్రాణాంతకమైన రేడియేషన్‌ను విడుదల చేయగలవు. ఉదాహరణకు, ఒక రియాక్టర్ నుండి ఇంధనాన్ని తీసివేసిన పదేళ్ల తర్వాత, అవి ఒక వ్యక్తిని చంపడానికి పట్టే దానికంటే గంటకు 200 రెట్లు ఎక్కువ రేడియోధార్మికతను విడుదల చేస్తాయి. మరియు వ్యర్థాలు భూగర్భజలాలలో లేదా నదులలోకి చేరినట్లయితే, అది ఆహార గొలుసులోకి ప్రవేశించి పెద్ద సంఖ్యలో ప్రజలను ప్రమాదానికి గురి చేస్తుంది.
వ్యర్థాలు చాలా ప్రమాదకరమైనవి కాబట్టి, చాలా మంది ప్రజలు చాలా కష్టమైన స్థితిలో ఉన్నారు. 60,000 టన్నుల వ్యర్థాలు ప్రధాన నగరాలకు సమీపంలోని అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో ఉన్నాయి. కానీ వ్యర్థాలను నిల్వ చేయడానికి సురక్షితమైన స్థలాన్ని కనుగొనడం చాలా కష్టం.
అణు రియాక్టర్‌తో ఏమి తప్పు చేయవచ్చు?
ప్రభుత్వ నియంత్రకాలు వారి అనుభవాన్ని తిరిగి చూసుకోవడంతో, ఇంజనీర్లు సరైన భద్రత కోసం రియాక్టర్లను రూపొందించడానికి సంవత్సరాలుగా చాలా సమయాన్ని వెచ్చించారు. ప్రణాళిక ప్రకారం పనులు జరగకపోతే అవి విచ్ఛిన్నం కావు, సరిగ్గా పని చేయవు మరియు బ్యాకప్‌లను కలిగి ఉండవు. ఫలితంగా, సంవత్సరానికి, అణు కర్మాగారాలు విమాన ప్రయాణంతో పోలిస్తే చాలా సురక్షితమైనవిగా కనిపిస్తాయి, ఇది సాధారణంగా ప్రపంచవ్యాప్తంగా సంవత్సరానికి 500 మరియు 1,100 మందిని చంపుతుంది.
అయినప్పటికీ, అణు రియాక్టర్లు పెద్ద విచ్ఛిన్నాలను అధిగమించాయి. రియాక్టర్ ప్రమాదాలను 1 నుండి 7కి రేట్ చేసే ఇంటర్నేషనల్ న్యూక్లియర్ ఈవెంట్ స్కేల్‌లో, 1957 నుండి ఐదు ప్రమాదాలు 5 నుండి 7కి రేట్ చేయబడ్డాయి.
చెత్త పీడకల అనేది శీతలీకరణ వ్యవస్థ యొక్క విచ్ఛిన్నం, ఇది ఇంధనం వేడెక్కడానికి దారితీస్తుంది. ఇంధనం ద్రవంగా మారుతుంది, ఆపై నిలుపుదల ద్వారా మండుతుంది, రేడియోధార్మిక రేడియేషన్‌ను వెదజల్లుతుంది. 1979లో, త్రీ మైల్ ఐలాండ్ న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్ (USA)లోని యూనిట్ 2 ఈ దృశ్యం అంచున ఉంది. అదృష్టవశాత్తూ, రేడియేషన్ బయటకు రాకుండా ఆపడానికి బాగా రూపొందించిన కంటైన్మెంట్ సిస్టమ్ బలంగా ఉంది.
USSR తక్కువ అదృష్టం. చెర్నోబిల్ న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్‌లోని 4వ పవర్ యూనిట్‌లో ఏప్రిల్ 1986లో తీవ్రమైన అణు ప్రమాదం సంభవించింది. ఇది సిస్టమ్ బ్రేక్‌డౌన్‌లు, డిజైన్ లోపాలు మరియు పేలవంగా శిక్షణ పొందిన సిబ్బంది కలయిక వల్ల సంభవించింది. ఒక సాధారణ పరీక్ష సమయంలో, ప్రతిచర్య అకస్మాత్తుగా పెరిగింది మరియు నియంత్రణ రాడ్లు జామ్ చేయబడి, అత్యవసర షట్‌డౌన్‌ను నిరోధించాయి. ఆవిరి యొక్క ఆకస్మిక నిర్మాణం రెండు థర్మల్ పేలుళ్లకు కారణమైంది, రియాక్టర్ యొక్క గ్రాఫైట్ మోడరేటర్‌ను గాలిలోకి విసిరివేసింది. రియాక్టర్ ఇంధన కడ్డీలను చల్లబరచడానికి ఏదైనా లేకపోవడంతో, అవి వేడెక్కడం మరియు పూర్తిగా నాశనం చేయడం ప్రారంభించాయి, దీని ఫలితంగా ఇంధనం ద్రవ రూపంలోకి వచ్చింది. ఈ ప్రమాదంలో స్టేషన్‌లోని చాలా మంది కార్మికులు మరియు లిక్విడేటర్లు మరణించారు. 323,749 చదరపు కిలోమీటర్ల విస్తీర్ణంలో పెద్ద మొత్తంలో రేడియేషన్ వ్యాపించింది. రేడియేషన్ వల్ల సంభవించిన మరణాల సంఖ్య ఇప్పటికీ అస్పష్టంగా ఉంది, అయితే ఇది 9,000 మంది క్యాన్సర్ మరణాలకు కారణమై ఉండవచ్చని ప్రపంచ ఆరోగ్య సంస్థ పేర్కొంది.
అణు రియాక్టర్ల నిర్మాతలు వాటి ఆధారంగా హామీలు ఇస్తారు సంభావ్య అంచనాఇదీనిలో వారు ఒక సంఘటన యొక్క సంభావ్య హానిని అది వాస్తవానికి సంభవించే సంభావ్యతతో సమతుల్యం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తారు. కానీ కొంతమంది విమర్శకులు వారు అరుదైన, అత్యంత ఊహించని, కానీ చాలా ప్రమాదకరమైన సంఘటనలకు బదులుగా సిద్ధం కావాలని చెప్పారు. జపాన్‌లోని ఫుకుషిమా 1 న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్‌లో మార్చి 2011లో జరిగిన ప్రమాదం ఒక సచిత్ర ఉదాహరణ. స్టేషన్ పెద్ద భూకంపాన్ని తట్టుకోగలిగేలా రూపొందించబడింది, అయితే 9.0 భూకంపం వలె 5.4-మీటర్ల అలలను తట్టుకునేలా రూపొందించిన డైక్‌ల మీదుగా 14 మీటర్ల సునామీ తరంగాలను తన్నినంత విపత్తు కాదు. విద్యుత్తు అంతరాయం సంభవించినప్పుడు ఆరు అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ రియాక్టర్ల శీతలీకరణ వ్యవస్థను శక్తివంతం చేయడానికి ఉద్దేశించిన బ్యాకప్ డీజిల్ జనరేటర్లను సునామీ తాకిడి నాశనం చేసింది.అందువల్ల, ఫుకుషిమా రియాక్టర్ల నియంత్రణ కడ్డీలు విచ్ఛిత్తి ప్రతిచర్యను నిలిపివేసిన తర్వాత కూడా, ఇప్పటికీ వేడి ఇంధనం నాశనం చేయబడిన రియాక్టర్ల లోపల ఉష్ణోగ్రతను అనుమతించింది.
జపాన్ అధికారులు చివరి రిసార్ట్‌ను ఆశ్రయించారు - బోరిక్ యాసిడ్‌తో పాటు భారీ మొత్తంలో సముద్రపు నీటితో రియాక్టర్లను వరదలు ముంచెత్తారు, ఇది విపత్తును నిరోధించగలిగింది, కానీ రియాక్టర్ పరికరాలను నాశనం చేసింది. చివరికి అగ్నిమాపక యంత్రాలు మరియు బార్జ్‌ల సహాయంతో జపనీయులు మంచినీటిని రియాక్టర్లలోకి పంపగలిగారు. కానీ అప్పటికి, పర్యవేక్షణ ఇప్పటికే చుట్టుపక్కల భూమి మరియు నీటిలో భయంకరమైన రేడియేషన్ స్థాయిలను చూపించింది. ఈ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ నుండి 40 కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న ఒక గ్రామంలో, రేడియోధార్మిక మూలకం సీసియం -137 చెర్నోబిల్ విపత్తు తర్వాత కంటే చాలా ఎక్కువ స్థాయిలో ఉంది, ఇది ఈ జోన్‌లో మానవ నివాసం యొక్క అవకాశంపై సందేహాలను లేవనెత్తింది.
2017 లో రోసాటమ్వేగం పుంజుకుంది, మన దేశంలో అణు పునరుజ్జీవనం జరిగిందని నిరూపిస్తూ.
అంతేకాకుండా, మా అణు ప్రాజెక్ట్ వారి అభివృద్ధిపై ఆసక్తి ఉన్న మరిన్ని దేశాలకు విస్తరిస్తోంది, ఎందుకంటే అణువు యొక్క శక్తి విద్యుత్ యొక్క ప్రాథమిక ఉత్పత్తి, ఇది సైన్స్, టెక్నాలజీ, మెడిసిన్ మరియు వ్యవసాయం యొక్క అభివృద్ధి.
దీని గురించి మాట్లాడటం సాధ్యమే మరియు అవసరం, కానీ మన దేశం ఈ పరిశ్రమలో ప్రపంచ అగ్రగామిగా ఎలా నిలిచిందో అందరికీ గుర్తుందా? అపూర్వమైన సాంకేతిక పరిజ్ఞానం నుండి సృష్టించబడిన పరమాణువును ఎవరు ఖచ్చితంగా జయించారు, ఇదంతా ఎలా ప్రారంభమైందో అందరికీ గుర్తుందా?
మనం ఎక్కడ మరియు ఎలా కదులుతున్నామో అర్థం చేసుకోవడానికి, మేము రహదారి ప్రారంభాన్ని గుర్తుంచుకోవాలి. విశ్లేషణాత్మక ఆన్‌లైన్ మ్యాగజైన్ Geoenergy.ruఇప్పటికే దాని గురించి మాట్లాడటం ప్రారంభించారు, కానీ USSR లో అణు శకం యొక్క మార్గదర్శకులుగా ఉన్న వారి యొక్క సంఘటనలు మరియు పేర్లు ఆ వ్యాసంలో వివరించిన దానికంటే చాలా ఎక్కువ.
డిసెంబర్ 25, 1946న, లాబొరేటరీ నం. 2 (భవిష్యత్తు కుర్చాటోవ్ ఇన్స్టిట్యూట్)లో, మా మొదటి న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ F-1లో నియంత్రిత చైన్ రియాక్షన్ ప్రారంభమైంది - "భౌతిక మొదటి".
దాని నుండి, గోగోల్ యొక్క "ఓవర్‌కోట్" నుండి, మా రియాక్టర్లన్నీ పెరిగాయి - రవాణా మరియు పరిశోధన, "సైనిక" మరియు పూర్తిగా శాంతియుతంగా.
ఈ సాంకేతికతలను ఎవరు మరియు ఎలా సృష్టించారు, వారి పరిణామం ఎలా మరియు ఎవరి ద్వారా నిర్ధారించబడింది, పరిణామం ఎంత ఖచ్చితంగా జరిగిందో గుర్తుంచుకోండి. గుర్తుంచుకోవడం, మేము తాజా వార్తలను బాగా అర్థం చేసుకోవడం నేర్చుకుంటాము రోసాటమ్, సాధించిన అభివృద్ధి స్థాయి మరియు అవకాశాలు.
"అణు సూత్రాలు"
ప్రారంభించడానికి, సాంకేతికత ద్వారా కాకుండా భౌతిక చట్టాల ద్వారా సెట్ చేయబడిన అణు శక్తి యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలను గుర్తుచేసుకుందాం - శాశ్వతమైన మరియు స్థిరమైన. వాటిలో చాలా లేవు, అవి గుర్తుంచుకోవడం సులభం.
- అణు శక్తి యొక్క ఆధారం యురేనియం మరియు ప్లూటోనియం అణువుల అణు విచ్ఛిత్తి యొక్క గొలుసు ప్రతిచర్య. విచ్ఛిత్తి శకలాల ద్రవ్యరాశి మాతృ కేంద్రకాల ద్రవ్యరాశి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, అదనపు ద్రవ్యరాశి శక్తిగా మార్చబడుతుంది, దానిని మనం మన స్వంత ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగిస్తాము. చైన్ రియాక్షన్ ప్రారంభానికి కారణం ఫిస్సైల్ ఎలిమెంట్స్ న్యూక్లియైస్‌తో ఢీకొనే ప్రాథమిక ఫ్రీ న్యూట్రాన్లు. యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం కేంద్రకాల క్షయం ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే ఉచిత న్యూట్రాన్లను "సెకండరీ" అంటారు. ఒక ప్రతిచర్య చైన్ రియాక్షన్‌గా మారాలంటే, ప్రాథమిక న్యూట్రాన్లు ఉన్నంత ఎక్కువ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సంఖ్యాపరంగా ద్వితీయ న్యూట్రాన్లు ఉండాలి;
- ప్లూటోనియం ప్రకృతిలో లేదు, ఇది అణు రియాక్టర్ లోపల మాత్రమే ఏర్పడుతుంది, కాబట్టి నేడు అణు శక్తికి ఆధారం యురేనియం;
- విచ్ఛిత్తి గొలుసు చర్య యురేనియం ఐసోటోప్ 235 U యొక్క కేంద్రకాలలో మాత్రమే సంభవిస్తుంది, సహజ ధాతువులో 0.7% మరియు 99.3% ధాతువు ద్రవ్యరాశి యురేనియం 238 U యొక్క ప్రధాన ఐసోటోప్, ఇది పాల్గొనదు. గొలుసు ప్రతిచర్య. యురేనియం-235 కేంద్రకాల విచ్ఛిత్తి సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన సెకండరీ న్యూట్రాన్లు వివిధ రకాల వేగాలను కలిగి ఉంటాయి, పరమాణు భౌతిక శాస్త్రంలో "వివిధ శక్తులను కలిగి ఉండటం" అని కూడా అర్థం. సారూప్యత చాలా సులభం: మీరు కిటికీ వద్ద ఒక రాయిని విసిరితే, కొన్ని గాజు శకలాలు త్వరగా ఎగురుతాయి, కొన్ని నెమ్మదిగా, మరియు ప్రతి భాగం ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో ఖచ్చితంగా అంచనా వేయడం అసాధ్యం;
- ఏదైనా వేగంతో కదులుతున్న న్యూట్రాన్‌లతో సంకర్షణ చెందుతున్నప్పుడు యురేనియం-235 న్యూక్లియై విచ్ఛిత్తి, కానీ వేగవంతమైన న్యూట్రాన్లు యురేనియం-238 కేంద్రకాలచే చాలా చురుకుగా గ్రహించబడతాయి, ఇది చైన్ రియాక్షన్ ఆగిపోవడానికి కారణమవుతుంది. అదే సమయంలో, యురేనియం -238 న్యూట్రాన్లను నెమ్మదింపజేయడానికి "శ్రద్ధ వహించదు", కాబట్టి గొలుసు ప్రతిచర్యను అమలు చేయడానికి ప్రధాన పనులలో ఒకటి ద్వితీయ న్యూట్రాన్లను మందగించే సామర్థ్యం. భారీ లేదా సాధారణ నీరు మరియు రసాయనికంగా స్వచ్ఛమైన గ్రాఫైట్‌ను మోడరేటర్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు;
- గొలుసు ప్రతిచర్యను నియంత్రించాలంటే, ప్రాథమిక వాటి కంటే 2% మాత్రమే ద్వితీయ న్యూట్రాన్లు ఎక్కువగా ఉండాలి. చాలా ద్వితీయ న్యూట్రాన్లు ఉంటే, ప్రతిచర్య హిమపాతంలా పెరుగుతుంది మరియు నియంత్రణను కోల్పోతుంది, దాని అభివృద్ధి యొక్క తీవ్ర స్థాయి అణు విస్ఫోటనం. నియంత్రిత చైన్ రియాక్షన్ అమలు కోసం రెండవ ప్రధాన పని - ఉచిత న్యూట్రాన్ల గుణకార కారకం 1.02 మించకూడదు. దీనికి నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థలు అవసరం.
ఇక్కడ, నిజానికి, అన్ని ప్రాథమిక అంశాలు. విచ్ఛిత్తి గొలుసు చర్యను నిర్వహించడానికి, మీకు మరింత యురేనియం-235 అవసరం; తద్వారా గొలుసు ప్రతిచర్య స్వయంగా చనిపోదు, ఒకటి లేదా మరొక మోడరేటర్ అవసరం; తద్వారా చైన్ రియాక్షన్ చాలా హింసాత్మకంగా మారదు, నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థ అవసరం. అణు శక్తి యొక్క మూడు పోస్ట్యులేట్లు, ప్రకృతి నియమాలు, భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ద్వారా ఇవ్వబడ్డాయి.
NII-9
F-1 రియాక్టర్ ఆయుధాల-గ్రేడ్ ప్లూటోనియం, దాని ఐసోటోప్ 239 Pu, యురేనియం-235 కంటే అణు విస్ఫోటనంలో ఎక్కువ శక్తిని ఇచ్చే పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించబడింది.
యురేనియం -238 ద్వారా ఉచిత న్యూట్రాన్‌ను సంగ్రహించిన ఫలితంగా ఈ ఐసోటోప్ ఏర్పడింది, సంగ్రహ ప్రతిచర్యలు కొనసాగుతున్నాయి, అయితే ఉచిత న్యూట్రాన్ల ప్రభావంతో ప్లూటోనియం -239 దాని స్వంత విచ్ఛిత్తి గొలుసు ప్రతిచర్యను ప్రారంభించవచ్చు. ఇది జరగకుండా నిరోధించడానికి, గణనీయమైన మొత్తంలో ప్లూటోనియం -239 అణువులు ఉత్పత్తి చేయబడినప్పుడు క్షణం ఎలా నిర్ణయించాలో మీరు నేర్చుకోవాలి, కానీ దాని గొలుసు ప్రతిచర్య ఇంకా ప్రారంభించడానికి సమయం లేదు.
F-1 యొక్క రూపకల్పన ఏమిటంటే, పదం యొక్క సాహిత్యపరమైన అర్థంలో, దాని నుండి యురేనియం బ్లాక్‌లను సరైన సమయంలో లాక్కొనే అవకాశాన్ని వదిలివేసింది, ఆ తర్వాత అవి ప్లూటోనియం-239ని వేరు చేయడానికి "రసాయన విధానాలకు" పంపబడ్డాయి. ఇతర రసాయనాలు.
డిసెంబర్ 1947లో జినైడా ఎర్షోవా బృందం మొదటిసారిగా 73 మైక్రోగ్రాముల ప్లూటోనియం-239ని అందుకుంది. F-1 ఆయుధ-గ్రేడ్ ప్లూటోనియంను పొందడం సాధ్యం చేసిందని ఇది రుజువు, ఇది మా మొదటి అణు బాంబు యొక్క ఛార్జ్ అవుతుంది. కానీ ఇంత మొత్తంలో ప్లూటోనియం -239 చాలా తక్కువగా ఉందని స్పష్టంగా ఉంది - ఛార్జ్ కోసం కనీసం 6 కిలోల ఈ బలీయమైన మూలకం అవసరం.
మొదటి రష్యన్ అణు రియాక్టర్ యొక్క నియంత్రణ ప్యానెల్, ఫోటో: ru.wikipedia.org
“1945 చివరిలో, వారు అవసరమైన నాణ్యత మరియు అవసరమైన వాల్యూమ్‌లలో యురేనియం మరియు గ్రాఫైట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించారు” - మేము ఇప్పటికే ఈ పదబంధాన్ని గుర్తుంచుకున్నాము మరియు దానిని అర్థంచేసుకోవడం కూడా ప్రారంభించాము.
అణు రియాక్టర్ యొక్క సృష్టి మా మొదటి అణు బాంబును రూపొందించడానికి పరిష్కరించాల్సిన భారీ మొత్తంలో సమస్యల్లో భాగం మాత్రమే. యుద్ధం ప్రారంభానికి ముందు, యురేనియంతో సంబంధం ఉన్న అన్ని సమస్యలను అధ్యయనం చేయడానికి యుఎస్ఎస్ఆర్కు సమయం లేదు - ఇప్పుడు అది వీలైనంత త్వరగా చేయవలసి ఉంది, ఎందుకంటే యునైటెడ్ స్టేట్స్ అణు బాంబు దాడికి కొత్త ప్రణాళికలను సిద్ధం చేస్తోందని విదేశీ ఇంటెలిజెన్స్ నుండి వచ్చిన సమాచారం. మన దేశం నిరంతరం స్వీకరించబడింది.
యురేనియం ఖనిజాలను ఎలా కనుగొనాలి, మైనింగ్ మరియు ప్రాసెసింగ్ ప్లాంట్ల పనిని ఎలా నిర్వహించాలి, యురేనియం -235 యొక్క కంటెంట్‌ను ఎలా పెంచాలి, ప్లూటోనియంను ఎలా వేరు చేయాలి, దానిని లోహంగా ఎలా తయారు చేయాలి, ఈ లోహం యొక్క లక్షణాలు ఏమిటి - వందలాది ప్రశ్నలు , మొదటి నుండి పరిష్కరించాల్సిన వందలాది సమస్యలు.
లావ్రేంటీ బెరియా గురించి మేము తరచుగా "నమ్మశక్యం కాని నిజమైన" కథలను వింటాము, కాని వాస్తవాలు ప్రత్యేక కమిటీ అధిపతి యొక్క పూర్తిగా భిన్నమైన చిత్రం గురించి మాట్లాడతాయి.
Zinaida Ershova, "రష్యన్ మేడమ్ క్యూరీ", ఈ సమస్యలన్నింటినీ పరిష్కరించడానికి ఒక శాస్త్రీయ కేంద్రాన్ని రూపొందించడానికి చొరవ తీసుకున్నారు - లావ్రేంటీ పావ్లోవిచ్ "హుడ్ కింద తీసుకున్నాడు". డిసెంబర్ 8, 1944 న, "యురేనియం ఖనిజాల మైనింగ్ మరియు ప్రాసెసింగ్ అభివృద్ధిని నిర్ధారించే చర్యలపై" GKO (స్టేట్ డిఫెన్స్ కమిటీ) యొక్క తీర్మానం జారీ చేయబడింది, వీటిలో ఒకటి NKVD నిర్మాణంలో ప్రారంభమైంది యురేనియం పరిశోధనా సంస్థ.
అతనికి ఇచ్చిన పేరు, వాస్తవానికి, ఏమీ అర్థం కానిది: "ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ స్పెషల్ మెటల్స్ ఆఫ్ ఎన్‌కెవిడి", దీనిలో జినైడా ఎర్షోవా రేడియోకెమిస్ట్రీ ప్రయోగశాల అధిపతి అయ్యారు. కొత్త ఇన్స్టిట్యూట్ యొక్క నాయకత్వం NKVD యొక్క ఇంజనీర్-కల్నల్ అయిన విక్టర్ బోరిసోవిచ్ షెవ్చెంకోకు అప్పగించబడింది.
సాత్రాప్-నిరంకుశ, శాస్త్రవేత్తల యొక్క దుర్మార్గపు పర్యవేక్షకుడా? విక్టర్ షెవ్చెంకో మాస్కో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ నాన్-ఫెర్రస్ మెటల్స్ అండ్ అల్లాయ్స్ యొక్క గ్రాడ్యుయేట్, అతను అదే ఇన్స్టిట్యూట్‌లో రెండు సంవత్సరాలు సైంటిఫిక్ వర్క్ కోసం డిప్యూటీ డైరెక్టర్‌గా, టెక్నికల్ సైన్సెస్ డాక్టర్‌గా, యుద్ధ సంవత్సరాల్లో చీఫ్ ఇంజనీర్‌గా పనిచేశాడు. నోరిల్స్క్ రాగి-నికెల్ మొక్క. విక్టర్ షెవ్చెంకో కొత్త పరిశోధనా సంస్థను రూపొందించడానికి అన్ని సంస్థాగత పనులను "తీసివేసాడు", కానీ ఇది అతనిని అద్భుతమైన ప్రొఫెషనల్ మెటలర్జిస్ట్ నుండి ఆపలేదు.
ప్రత్యేక కమిటీ యొక్క శాస్త్రీయ పని నుండి NKVDని వేరు చేయడం ఆ సంవత్సరాల్లో సాధ్యమేనా? మా అభిప్రాయం ప్రకారం, ఇది అసాధ్యం.
1945 చివరిలో, షెవ్చెంకో NII-9 వద్ద లాబొరేటరీ నం. 12 ను నిర్వహించింది, ఇది భారీ నీటి యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని రూపొందించడానికి అప్పగించబడింది. ఇంతకుముందు బెర్లిన్‌లోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ ఫిజికల్ కెమిస్ట్రీకి డైరెక్టర్‌గా ఉన్న మాక్స్ వోల్మెర్‌కు దాని పనిని దర్శకత్వం చేయాలనే ఊహించని కోరిక కలిగింది.
ఈ నిర్ణయం గురించి తెలుసుకున్న ప్రొఫెసర్లు అతనితో కలిసి పనిచేయాలనే చురుకైన కోరికను వ్యక్తం చేశారు, డాక్టర్స్ ఆఫ్ సైన్సెస్ V.K. బేయర్ల్ మరియు G.A. రిచ్టెల్.
"లాబొరేటరీ ఆఫ్ క్యాప్చర్డ్ జర్మన్స్" విజయవంతంగా పనిచేసింది, 1955 లో భారీ నీటి ఉత్పత్తి కోసం ప్లాంట్ పనిచేయడం ప్రారంభించింది మరియు జర్మన్ డెమోక్రటిక్ రిపబ్లిక్ యొక్క అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క పనిని నిర్దేశించడానికి కామ్రేడ్ మాక్స్ వోల్మెర్ బెర్లిన్కు తిరిగి వచ్చాడు. ఇక్కడ, మీరు కోరుకుంటే, NKVD మరియు శాస్త్రీయ పనిని స్వతంత్రంగా వేరు చేయడానికి ఈ ఉదాహరణను ఉపయోగించి ప్రయత్నించండి.
ఆండ్రీ అనటోలివిచ్ బోచ్వార్
విక్టర్ షెవ్చెంకో కృషితో, 1945 చివరి నాటికి, ఇన్స్టిట్యూట్ యొక్క మొదటి భవనాల నిర్మాణం పూర్తయింది, డిసెంబర్ 27న హైటెక్ రీసెర్చ్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఇనార్గానిక్ మెటీరియల్స్, VNIINM యొక్క అధికారిక పుట్టినరోజు, ఇది ఇప్పుడు పేరును కలిగి ఉంది. ఆండ్రీ అనటోలివిచ్ బోవ్చార్.
1946 మధ్య నాటికి, NII-9 ఇప్పటికే ఒకటిన్నర వేల మందికి పైగా ఉద్యోగులు, 13 ప్రయోగశాలలు, మాస్కో మరియు ఎలెక్ట్రోస్టల్‌లో పైలట్ ప్లాంట్లు మరియు లెనిన్‌గ్రాడ్‌లో ఒక శాఖను కలిగి ఉంది. NKVD సహాయం లేకుండా అటువంటి సంస్థను ఇంత వేగంతో నిర్వహించడం సాధ్యమేనా? ప్రశ్న అలంకారికమైనది.
ఎ.ఎ. బోచ్వర్
1946 లో, కుర్చాటోవ్ దేశంలోని అత్యుత్తమ మెటలర్జిస్ట్ ఆండ్రీ అనటోలివిచ్ బోచ్వార్‌ను అణు ప్రాజెక్టులో పాల్గొనడానికి ఆహ్వానించాడు. మాస్కో స్కూల్ ఆఫ్ మెటలర్జీ వ్యవస్థాపకుడి కుమారుడు, యూనియన్‌లో 33 సంవత్సరాల వయస్సులో ఈ సైన్స్ యొక్క మొదటి వైద్యుడు, 1946 నాటికి ఆండ్రీ బోవ్చార్ సైన్స్‌లో మరియు దేశం యొక్క ఫెర్రస్ కాని లోహశాస్త్రం అభివృద్ధిలో చాలా చేయగలిగాడు. రెండు జీవిత చరిత్రలకు సరిపోతుంది.
అతని పాఠ్యపుస్తకాల ప్రకారం, మన మెటలర్జిస్ట్‌ల యొక్క అనేక తరాలు పని కోసం సిద్ధమయ్యాయి, అతను అభివృద్ధి చేసిన ఒత్తిడిలో స్ఫటికీకరణతో ఆకారపు కాస్టింగ్ పద్ధతి యుద్ధకాల విమాన పరిశ్రమలో డిమాండ్‌లో ఉంది, 1945 లో ఆండ్రీ అనాటోలీవిచ్ మిశ్రమాల సూపర్‌ప్లాస్టిసిటీ యొక్క దృగ్విషయాన్ని కనుగొన్నాడు. ఇది సంక్లిష్టంగా అనిపిస్తుంది, కానీ ఈ ఆవిష్కరణ ఏమి ఇస్తుందో వివరించడం చాలా సులభం.
కొంచెం ఒత్తిడిలో ఉన్న బోచ్వార్ స్టీల్ షీట్ల నుండి, మీరు చాలా క్లిష్టమైన ఆకృతుల భాగాలను పేల్చివేయవచ్చు - గ్లాస్‌బ్లోయర్‌లు వారి వర్క్‌షాప్‌లలో చేసినట్లే. వెల్డ్స్ లేవు, బోల్ట్‌లతో రివెట్‌లు లేవు - గోళాలు మరియు అర్ధగోళాలు, అత్యంత సంక్లిష్టమైన ఆకారాలు, ఈ పద్ధతి ఇప్పటికీ ఉపయోగించబడుతోంది.
1946 లో, బోచ్వర్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌లో పూర్తి సభ్యునిగా ఎన్నికయ్యాడు - అటువంటి రెగాలియాతో, అటువంటి మెరిట్‌లతో, "అధిక విజ్ఞానం" మరియు బోధనలో పాల్గొనడానికి అతనికి ప్రతి హక్కు ఉంది, అయితే అతను వెంటనే కుర్చాటోవ్ ప్రతిపాదనకు ప్రతిస్పందించాడు. పని యొక్క ప్రాముఖ్యత మరియు అదే సమయంలో అణు పదార్థాల మెటలర్జీ స్థాపకుడిగా మారే అవకాశం - నిజమైన శాస్త్రవేత్త మా అణు ప్రాజెక్ట్‌లో పాల్గొనలేకపోయాడు.
1946లో, బోచ్వార్ NII-9 వద్ద "B" ప్రయోగశాలకు నాయకత్వం వహించాడు - ఈ పేరు చాలా అరుదుగా గుర్తుంచుకోబడుతుంది, కానీ మన అణు ప్రాజెక్టుకు మరియు ముఖ్యంగా అణుశక్తికి దాని ప్రాముఖ్యతను అతిగా అంచనా వేయలేము. ఆండ్రీ బోవ్చార్ నాయకత్వంలో "B" ప్రయోగశాల ఉద్యోగులు చేసిన పరిణామాలు, ఆవిష్కరణల జాబితా చాలా ఆకట్టుకుంది, మేము దానిని ఈ వ్యాసంలో పోస్ట్ చేయము.
మేము అణు మరియు థర్మోన్యూక్లియర్ ఆయుధాల గురించి మాట్లాడినట్లయితే, క్లుప్తంగా చెప్పండి - ఆండ్రీ బోవ్చార్ పని లేకుండా, ఒకటి లేదా మరొకటి సృష్టించడం అసాధ్యం.
మెటాలిక్ ప్లూటోనియంతో తయారు చేయబడిన ప్రతిదీ అతని యోగ్యత, సోషలిస్ట్ లేబర్ యొక్క హీరో మరియు స్టాలిన్ బహుమతుల యొక్క రెండు నక్షత్రాలతో గుర్తించబడింది. అతని భాగస్వామ్యం లేకుండా మొదటి పారిశ్రామిక అణు రియాక్టర్‌ను సృష్టించడం కూడా అసాధ్యం.
A-1 రియాక్టర్ ప్రాజెక్ట్
F-1 రియాక్టర్ సృష్టించబడింది, తద్వారా శాస్త్రవేత్తలు నియంత్రిత విచ్ఛిత్తి గొలుసు ప్రతిచర్యను అమలు చేసే అవకాశం గురించి ఒప్పించారు. F-1 కు శీతలీకరణ వ్యవస్థ లేదు; ప్లూటోనియం ఉత్పత్తి చేయడానికి, ఇది దాదాపు 4 మెగావాట్ల శక్తికి తీసుకురాబడింది, కానీ ఈ మోడ్‌లో ఇది కొన్ని నిమిషాలు పని చేయగలదు - రియాక్టర్‌ను చల్లబరచడానికి ప్రతిచర్యను నిలిపివేయాలి. అభిమానులు.
F-1 జీవసంబంధమైన రక్షణను కలిగి లేదు - ఇది రిమోట్‌గా నియంత్రించబడుతుంది, దానిని అభివృద్ధి చేయడానికి అవసరమైన డేటాను సేకరిస్తుంది. F-1 కోసం ప్రయోగాత్మకంగా కొలిచిన న్యూట్రాన్ గుణకార కారకం 1.00075గా మారింది. ఇక్కడ, వాస్తవానికి, పారిశ్రామిక రియాక్టర్‌ను సృష్టించేటప్పుడు పరిష్కరించాల్సిన సమస్యల వివరణ ఉంది.
మరింత యురేనియం అవసరం - ఇది ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్లూటోనియం-239 మొత్తంలో పెరుగుదలను నిర్ధారిస్తుంది. సిబ్బంది యొక్క పూర్తి భద్రతకు హామీ ఇవ్వడానికి రియాక్టర్‌కు జీవ రక్షణ అవసరం. "అరగంట ఆపరేషన్ + అభిమానుల యొక్క అనేక గంటల ఆపరేషన్" మోడ్‌ను తొలగించడానికి రియాక్టర్‌కు శీతలీకరణ వ్యవస్థ అవసరం.
యురేనియం బ్లాకుల పారిశ్రామిక ప్రాసెసింగ్ కూడా అవసరం - ప్రయోగశాల స్థాయిలో కాదు, ఫ్యాక్టరీ స్థాయిలో. దయచేసి F-1 మరియు A-1 రెండూ సహజ యురేనియంను ఉపయోగించాయని, ఐసోటోప్-235 యొక్క కంటెంట్‌లో సమృద్ధిగా లేదని గమనించండి. సుసంపన్న సాంకేతికత అభివృద్ధి ఇంకా పూర్తి కాలేదు మరియు దీనికి క్లిష్టమైన అవసరం లేదు - ప్లూటోనియం -239 పొందడం లక్ష్యం.
ఛాయాచిత్రాలు, డ్రాయింగ్‌లు, అణు రియాక్టర్ల డ్రాయింగ్‌లు మీడియా పేజీలలో చాలా అరుదుగా కనిపించవు, రియాక్టర్లు డాక్యుమెంటరీల "హీరోలు" అవుతారు - ఖచ్చితంగా, ప్రియమైన పాఠకులారా, మీరు ఈ చిత్రాలతో ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు కలుసుకున్నారు.
రియాక్టర్ అన్నింటికీ నిలువు అమరికను కలిగి ఉంది - ఇంధన సమావేశాలు మరియు ఇంధన రాడ్లు, నియంత్రణ మరియు రక్షణ కడ్డీలు పై నుండి క్రిందికి దర్శకత్వం వహించబడతాయి, శీతలకరణి దిగువ నుండి పైకి కదులుతుంది. ఒక సాధారణ ప్రశ్న: F-1 క్షితిజ సమాంతర రూపకల్పనను కలిగి ఉంటే, నిలువు ఎప్పుడు మరియు ఎందుకు కనిపించింది?
ఇప్పుడు మనకు పూర్తిగా సహజంగా కనిపిస్తున్న ఈ మార్పు, అణుశక్తి అభివృద్ధికి మనం ఎక్కువగా రుణపడి ఉన్న ఒక గొప్ప శాస్త్రవేత్త, డిజైనర్, పెద్ద అక్షరంతో ఇంజనీర్ యొక్క "భావన".
నికోలాయ్ ఆంటోనోవిచ్ డొల్లెజల్, వీరిని అనేక ఎన్సైక్లోపీడియాలు "శక్తి శాస్త్రవేత్త, అణు రియాక్టర్ల రూపకర్త" అని పిలుస్తారు. ఇది నిజం, కానీ ఇది నిజం యొక్క భాగం మాత్రమే - ఎన్సైక్లోపీడియాలు ఈ అద్భుతమైన వ్యక్తి జీవితంలో మొదటి 50 సంవత్సరాలను చాలా ప్రముఖంగా దాటవేస్తాయి.
చీఫ్ డిజైనర్
నికోలాయ్ ఆంటోనోవిచ్ 1899 లో రైల్వే ఇంజనీర్ అంటోన్ ఫెర్డినాండోవిచ్ డోలెజల్ (మూలం ప్రకారం చెక్) కుటుంబంలో జన్మించాడు, 1912 నుండి కుటుంబం పోడోల్స్క్‌లో స్థిరపడింది. నిజమైన పాఠశాల తరువాత, 1917 లో, నికోలాయ్ మాస్కో హయ్యర్ టెక్నికల్ స్కూల్ యొక్క మెకానికల్ ఫ్యాకల్టీలో ప్రవేశించాడు.
నికోలాయ్ తండ్రి తన చేతులతో పని చేయకుండా, లోహ భావన లేకుండా, తన కొడుకు నిజమైన ఇంజనీర్ కాలేడని నమ్మాడు, ఎందుకంటే నికోలాయ్ తన అధ్యయనాలకు అంతరాయం లేకుండా డిపోలో, లోకోమోటివ్ రిపేర్ ప్లాంట్‌లో, అతని కింద డిజైన్ బ్యూరోలో పనిచేశాడు. . 1923 లో అతను డిప్లొమా పొందాడు, తరువాతి ఐదు సంవత్సరాలు అతను డిజైన్ సంస్థలలో పనిచేశాడు, 1929-1930లో అతను యూరోపియన్ దేశాలలో ఇంటర్న్‌షిప్ చేసాడు, ఆ తర్వాత అతను దర్యాప్తులో ఒకటిన్నర సంవత్సరాలు గడిపాడు - వారు అతనితో అతని సంబంధాల కోసం వెతుకుతున్నారు. పారిశ్రామిక పార్టీ.
వారు శోధించారు, కానీ కనుగొనబడలేదు మరియు ఇప్పటికే 1932 లో నికోలాయ్ డోలెజల్ OGPU యొక్క సాంకేతిక విభాగం యొక్క OKB నంబర్ 8 యొక్క డిప్యూటీ చీఫ్ ఇంజనీర్ పదవిని చేపట్టారు, 1933 లో అతను Giproazotmash యొక్క సాంకేతిక భాగానికి డిప్యూటీ డైరెక్టర్ అయ్యాడు మరియు అదే సమయంలో సమయం - లెనిన్గ్రాడ్ పాలిటెక్నిక్ విశ్వవిద్యాలయంలో కెమికల్ ఇంజనీరింగ్ విభాగం అధిపతి.
కాబట్టి డిజైనర్-డిజైనర్ కెరీర్ కొనసాగింది - బోల్షెవిక్ ప్లాంట్, గ్లావ్ఖిమ్మాష్, ఆపై ఉరల్మాష్ యొక్క చీఫ్ ఇంజనీర్, ఇది ఇప్పటికీ నిర్మాణంలో ఉంది. థర్మల్ పవర్ ఇంజినీరింగ్, కంప్రెసర్ బిల్డింగ్, కెమికల్ ఇండస్ట్రీ - అటువంటి శ్రేణి ఒక ఆవిష్కర్త యొక్క ఆలోచనతో, కనుగొన్న పరిష్కారాలను మెరుగుపరచాలనే "అంతర్నిర్మిత" కోరికతో భారీ మొత్తంలో జ్ఞానం ఉన్న నిపుణుడికి మాత్రమే అందుబాటులో ఉంది.
నికోలాయ్ ఆంటోనోవిచ్ డొల్లెజల్, ఫోటో: biblioatom.ru
1943లో, సంస్థాగత నైపుణ్యాలను కూడా చూపించే సమయం వచ్చింది - నికోలాయ్ ఆంటోనోవిచ్ రీసెర్చ్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమికల్ ఇంజనీరింగ్‌కు నాయకత్వం వహించాడు. ఈ పరిశోధనా సంస్థ పూర్తిగా విలక్షణమైన శాస్త్రీయ సంస్థగా మారింది - డొల్లెజల్ నాయకత్వంలో, ఇది పరిశోధన మరియు డిజైన్ విభాగాల యొక్క మొత్తం సముదాయాన్ని అభివృద్ధి చేసింది మరియు చాలా తీవ్రమైన ప్రయోగాత్మక మరియు ఉత్పత్తి స్థావరాలతో కూడా ఉంది.
వారు స్వయంగా అభివృద్ధి చేశారు, తమను తాము రూపొందించుకున్నారు, మొదటి నమూనాలను స్వయంగా పరీక్షించారు మరియు పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని తాము ఏర్పాటు చేసుకున్నారు - 1946లో మా అణు ప్రాజెక్ట్‌లో అవసరమైన “మెకానిజం”. ఇగోర్ కుర్చాటోవ్ అటువంటి స్థాయి నిపుణుల కోసం మంచి ప్రవృత్తిని కలిగి ఉన్నాడు - జనవరి 1946 లో మొదటి పారిశ్రామిక రియాక్టర్ రూపకల్పనపై పనిలో పాల్గొనడానికి నికోలాయ్ డోలెజల్‌ను ఆహ్వానించాడు:
“మేము వీలైనంత త్వరగా పారిశ్రామిక అవసరాల కోసం యురేనియం బాయిలర్‌ను సృష్టించాలి. అణువుల స్థాయిలో ఎలా పని చేయాలో మీకు తెలుసు - ఇప్పుడు మీరు పరమాణువుపై పట్టు సాధించాలి"
నికోలాయ్ డొల్లెజల్ లాబొరేటరీ నంబర్ 2 ఏమి చేస్తుందో పూర్తిగా తెలుసుకోవటానికి సరిగ్గా ఒక నెల సరిపోతుంది - ఇప్పటికే ఫిబ్రవరి 1946లో, అతను రియాక్టర్‌ను అడ్డం నుండి నిలువుగా "తిరగమని" ప్రతిపాదించాడు మరియు ఇగోర్ కుర్చాటోవ్ ఈ నిర్ణయాన్ని పూర్తిగా మరియు పూర్తిగా అంగీకరించాడు. "అణు నియామకం."
కానీ, ఏ ఇతర సంక్లిష్ట సాంకేతిక పరికరాలను సృష్టించినట్లుగా, సూపర్వైజర్ మరియు డిజైనర్ ప్రాజెక్ట్ యొక్క అభివృద్ధిని అందించే నిపుణులందరూ కాదు.
మీలో పారిశ్రామిక ఉత్పత్తితో అనుసంధానించబడిన వారు అటువంటి సందర్భాలలో సమర్థత అవసరమయ్యే మరొక నిపుణుడిని సులభంగా పిలుస్తారు - చీఫ్ టెక్నాలజిస్ట్.
సాంకేతిక నిపుణుడు, డిజైనర్‌తో కలిసి, కాంప్లెక్స్‌లోని ప్రతి నోడ్‌ను, దాని వ్యక్తిగత మెకానిజమ్‌లను అభివృద్ధి చేసే అవసరాల ఆధారంగా, సూపర్వైజర్ రిఫరెన్స్ నిబంధనలను అతనికి అందిస్తాడు. ఇగోర్ కుర్చటోవ్, జనవరి 1946 లో, అటువంటి బాధ్యతాయుతమైన పనిని ఎవరికి అప్పగించవచ్చో నిర్ణయించుకున్నాడు.
ప్రధాన సాంకేతిక నిపుణుడు
ఈ వ్యక్తి వ్లాదిమిర్ ఐయోసిఫోవిచ్ మెర్కిన్, లాబొరేటరీ నంబర్ 2 యొక్క 32 ఏళ్ల ఉద్యోగి, అతని వయస్సు ఉన్నప్పటికీ, అతను 1944 నుండి సెక్టార్ నంబర్ 6 యొక్క అధిపతిగా ఉన్నాడు, అక్కడ అతను ప్లూటోనియం ఛార్జ్ని బదిలీ చేసే పద్ధతుల్లో ఒకదాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు. భవిష్యత్ బాంబు సూపర్ క్రిటికల్ స్థితికి.
ఒక నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువ యొక్క నిర్దిష్ట పరిమాణంలో ప్లూటోనియం యొక్క నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశిని మించిపోయినప్పుడు పేలుడు సంభవిస్తుంది, దీని కోసం వార్‌హెడ్ యొక్క అనేక భాగాలను ఒకదానికొకటి దగ్గరగా తీసుకురావడం సరిపోతుంది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి క్లిష్టమైన దానికంటే తక్కువ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. కానీ ఈ విధానం గరిష్ట వేగంతో జరగాలి, తద్వారా పేలుడు ఛార్జ్ యొక్క మొత్తం వాల్యూమ్‌లో ఏకకాలంలో జరుగుతుంది.
సాధ్యమయ్యే మార్గాలలో ఒకటి "ఫిరంగి", ప్లూటోనియం ఛార్జ్ యొక్క రెండు భాగాలు ప్రత్యేకంగా లెక్కించిన పేలుళ్ల సహాయంతో ఒకదానికొకటి అక్షరాలా కాల్చినప్పుడు. 1,500 m/s ఎగిరే భాగాల ప్రారంభ వేగంతో 0.0001 సెకన్ల ఖచ్చితత్వంతో ఈ రెండు సహాయక పేలుళ్లను సమకాలీకరించే సమస్యను సెక్టార్ 6 పరిష్కరించాల్సి ఉంది.
ఇంత బాధ్యతాయుతమైన ఉద్యోగం వ్లాదిమిర్ మెర్కిన్‌కు ఎందుకు అప్పగించబడింది? 1939 లో, మెర్కిన్ మాస్కో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ కెమికల్ ఇంజనీరింగ్ నుండి పట్టభద్రుడయ్యాడు, ఆ వెంటనే అతను GSPI-3 ఉద్యోగి అయ్యాడు, అక్కడ అతను నేవీ షిప్‌లను మభ్యపెట్టడానికి స్మోక్ స్క్రీన్ సిస్టమ్‌లను మెరుగుపరచడంలో నిమగ్నమయ్యాడు.
యుద్ధ సమయంలో, వాసిలీ ఐయోసిఫోవిచ్ TsKB-114 కి బదిలీ చేయబడ్డాడు, అక్కడ అతను సైన్యం అవసరాల కోసం కొత్త ఫ్లేమ్‌త్రోవర్‌లను అభివృద్ధి చేశాడు. పరిణామాలు విజయవంతమయ్యాయి - అనేక రకాల ఫ్లేమ్‌త్రోవర్‌లను పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో ఉంచారు, యుద్ధం యొక్క మొదటి సంవత్సరాల్లో ఒక నిర్దిష్ట పాత్ర పోషించారు, దీని కోసం 1942 లో మెర్కిన్‌కు రెండవ డిగ్రీ యొక్క స్టాలిన్ బహుమతి లభించింది.
సింథటిక్ రబ్బర్ ప్లాంట్ డైరెక్టర్ వి.వి. మెర్కిన్‌తో చాలా సన్నిహితంగా పనిచేసిన గోంచరోవ్, 1943లో కుర్చాటోవ్‌కు యువ ప్రతిభావంతుడైన ఇంజనీర్‌ను సిఫార్సు చేశాడు. లాబొరేటరీ నంబర్ 2 యొక్క అధిపతితో ముఖాముఖి తర్వాత, మెర్కిన్ కొన్ని రోజులలో సైన్యం నుండి తొలగించబడ్డాడు మరియు ఇగోర్ వాసిలీవిచ్ యొక్క పారవేయడానికి బదిలీ చేయబడ్డాడు.
ఆ సమయంలోని చాలా మంది నిపుణుల మాదిరిగానే, వ్లాదిమిర్ మెర్కిన్ మరియు అతని సిబ్బంది చాలా తక్కువ సమయంలో పూర్తిగా కొత్త సమస్యలను పరిష్కరించడానికి మారగలిగారు.
మొదటి పారిశ్రామిక రియాక్టర్ యొక్క ప్రాజెక్ట్ మెర్కిన్ కోసం సుదీర్ఘ ప్రయాణానికి నాంది - అతని నాయకత్వంలో, ఆయుధాల-గ్రేడ్ ప్లూటోనియం ఉత్పత్తి కోసం మరెన్నో రియాక్టర్లు సృష్టించబడ్డాయి, తరువాత USSR యొక్క మొదటి పరిశోధన ఒత్తిడితో కూడిన నీటి రియాక్టర్ VVR-2 యొక్క ప్రాజెక్టులు , జలాంతర్గాములు మరియు మొదటి న్యూక్లియర్ ఐస్ బ్రేకర్ "లెనిన్" కోసం రియాక్టర్లు , Tu-95M విమానంలో అణు ఫ్లయింగ్ లాబొరేటరీని సృష్టించడం, గ్యాస్-కూల్డ్ రియాక్టర్ల అధ్యయనం.
కానీ ఇదంతా తరువాత, మరియు 1946 లో మెర్కిన్ క్వార్టెట్ "సూపర్వైజర్ - చీఫ్ టెక్నాలజిస్ట్ - జనరల్ డిజైనర్ - మెటలర్జిస్ట్" లో సభ్యుడయ్యాడు:
కుర్చటోవ్ - మెర్కిన్ - డొల్లెజల్ - బోచ్వార్
"మేము నడుస్తున్న నీటితో చల్లబరుస్తాము, లేకుంటే ఇగోర్ వాసిలీవిచ్ అవసరమైన రియాక్టర్ యొక్క నిరంతర ఆపరేషన్ సమయాన్ని నిర్ధారించడం అసాధ్యం." "స్పష్టంగా, కంప్రెసర్‌ను మనమే మౌంట్ చేస్తాము, కానీ యురేనియం నీటితో సంబంధంలోకి రాకూడదు." "నేను చూస్తున్నాను, వేడి మరియు రేడియేషన్‌ను తట్టుకునే షెల్ మిశ్రమం ఇక్కడ ఉంది."
"వ్లాదిమిర్ ఐయోసిఫోవిచ్ కోర్ ద్వారా గంటకు 2,500 టన్నుల చొప్పున నీరు ప్రవహించాలని డిమాండ్ చేశాడు." "నేను చూస్తున్నాను - రేడియేషన్, పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకునే మరియు తుప్పు పట్టని మిశ్రమం ఇక్కడ ఉంది."
"రిఫరెన్స్ నిబంధనల ప్రకారం, మేము రక్షణ మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థ యొక్క 26 రాడ్లను ఇన్స్టాల్ చేస్తాము." "అవును, టెక్ ఛానెల్‌ల కోసం మిశ్రమం ఇక్కడ ఉంది." "ఇగోర్ వాసిలీవిచ్ జీవ రక్షణపై సమాచారం ఇచ్చాడు, అటువంటి మిశ్రమం ఎగువ, దిగువ మరియు ప్రక్క రక్షిత పొరలకు ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది చాలా బరువు ఉంటుంది - నికోలాయ్, డిజైన్‌ను లెక్కించండి."
“ఆండ్రీ అనటోలివిచ్, నికోలాయ్ ఆంటోనోవిచ్ ప్రతిదీ సరిగ్గా లెక్కించినట్లయితే, మీరు 83,000 యురేనియం బ్లాకుల నుండి ప్లూటోనియంను తీయాలి, ప్రాసెసింగ్ సామర్థ్యాన్ని లెక్కించాలి” ...
అదే సమయంలో, ఈ సమస్యలన్నింటినీ పరిష్కరించడానికి కంప్యూటింగ్ పరికరాలు గీసిన కాగితం, స్లయిడ్ నియమం మరియు జోడించే యంత్రం. అభివృద్ధి చెందిన ఊహ ఉన్నవారి కోసం ఒక ప్రశ్న - కుర్చాటోవ్, మెర్కిన్, బోవ్చార్ మరియు డొల్లెజల్ సమూహాలు తమ వద్ద ఉంటే వారు ఏ విజయాలు సాధించగలరు ... ఉదాహరణకు, మన ఇంటి కంప్యూటర్లలో ఉన్న ప్రాసెసర్లు మరియు ఫోన్లు? ..
A-1 రియాక్టర్ యొక్క సాధారణ పథకం, Fig.: economics.kiev.ua
థర్మల్ పవర్ - 100 MW, కోర్ వ్యాసం మరియు ఎత్తు - 9.2 మీ, 150 టన్నుల యురేనియం, 1,050 టన్నుల గ్రాఫైట్. మొత్తం యురేనియం బ్లాక్‌ల సంఖ్య 83,000, ఒక్కో సాంకేతిక ఛానెల్‌కు 74 బ్లాక్‌లు, వీటిలో A-1లో 1,150 ముక్కలు ఉన్నాయి (ఈ పేరు మొదటి పారిశ్రామిక రియాక్టర్‌కు ఇవ్వబడింది, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్లు దీనిని ఆప్యాయంగా "అనుష్కా" అని పిలుస్తారు).
మేము ఒక ముఖ్యమైన వివరాలను గమనించాము - రియాక్టర్ యొక్క అవుట్లెట్ వద్ద నీటి ఉష్ణోగ్రత 85-90 డిగ్రీలు మాత్రమే.
"లైట్హౌస్"
1945 చివరిలో, భవనాలు మరియు నిర్మాణాల యొక్క మొత్తం సముదాయాన్ని నిర్మించాల్సిన స్థలం నిర్ణయించబడింది - పారిశ్రామిక రియాక్టర్, రేడియేటెడ్ యురేనియం బ్లాక్‌ల కోసం రసాయన ప్రాసెసింగ్ దుకాణాలు, మెటలర్జికల్ యూనిట్లు, రసాయన నీటి శుద్ధి కోసం గదులు, విద్యుత్ సబ్‌స్టేషన్, నివాస సిబ్బంది కోసం భవనాలు మరియు మరెన్నో.
చెలియాబిన్స్క్ ప్రాంతంలోని దక్షిణ యురల్స్‌లోని కైజిల్-టాష్ సరస్సు పక్కన - మన అణు ప్రాజెక్ట్ గురించి తెలిసిన ప్రతి ఒక్కరికీ ఈ స్థలం తెలుసు. ఇప్పుడు ఇది ఓజెర్స్క్ నగరం మరియు మాయక్ పారిశ్రామిక సంఘం, దీని చరిత్ర ఒకటి కాదు, అనేక వ్యాసాలకు అర్హమైనది.
ఆబ్జెక్ట్ 817 నిర్మాణానికి NKVD బాధ్యత వహించింది, ప్రధాన సంస్థ చెల్యాబ్మెటల్లూర్గ్‌స్ట్రాయ్. నవంబర్ 24, 1945 న, నిర్మాణ స్థలంలో మొదటి పెగ్ కొట్టబడింది, ఇది భారీ నిర్మాణానికి నాందిగా మారింది మరియు ఏప్రిల్ 1946లో మాస్టర్ ప్లాన్ ఆమోదించబడింది.
రియాక్టర్ కోసం ఒక గొయ్యి త్రవ్వినప్పుడు త్రవ్వకం యొక్క దశ చాలా కష్టం - ప్రాజెక్ట్ ఇంకా పూర్తి కాలేదు, ప్రయాణంలో ప్రతిదీ అక్షరాలా స్పష్టం చేయాలి. అగ్ర గోప్యత యొక్క పాలన కూడా ప్రభావం చూపింది - మట్టి పని యొక్క యాంత్రీకరణ చాలా తక్కువగా ఉంది, దాదాపు ప్రతిదీ మానవీయంగా చేయవలసి ఉంటుంది.
సెప్టెంబరు 1946లో, గొయ్యి తవ్వడం ప్రారంభించినప్పుడు, అది 80 x 80 x 8 మీటర్ల పరిమాణంలో ఉండేలా ప్రణాళిక చేయబడింది మరియు అన్ని స్పష్టీకరణల తరువాత, లోతు 53 మీటర్లకు పెరిగింది. దాదాపు చేతితో 340 వేల క్యూబిక్ మీటర్ల మట్టి, 1946-47 శీతాకాలంలో, 30 మీటర్ల తర్వాత రాతి పొర ప్రారంభమైంది - టైటానిక్ పని, ఇది 11,000 డిగ్గర్లను నియమించింది.
జూలై 1947లో, కాంక్రీట్ పని పూర్తయింది మరియు మొదటిసారిగా, జీవ రక్షణ స్థాయిని పెంచడానికి ఇనుము ధాతువును కాంక్రీట్ పూరకంగా ఉపయోగించారు.
అదే సమయంలో, లావ్రేంటీ బెరియా ఆదేశం ప్రకారం, మీడియం మెషిన్ బిల్డింగ్ మంత్రిత్వ శాఖ యొక్క భవిష్యత్తు అధిపతి ఎఫిమ్ పావ్లోవిచ్ స్లావ్స్కీని సృష్టించిన ప్లాంట్ డైరెక్టర్‌గా నియమించారు మరియు వ్లాదిమిర్ మెర్కిన్ చీఫ్ ఇంజనీర్ స్థానానికి నియమించబడ్డారు.
లావ్రేంటీ బెరియాను నేరుగా సంప్రదించే అవకాశం ఉన్న ఎఫిమ్ స్లావ్స్కీ, పని వేగాన్ని పెంచగలిగాడు, దీని కోసం అతను నివాస భవనాలను విస్తరించి విస్తరించాల్సి వచ్చింది - 1947 చివరి నాటికి, పరికరాల నిర్మాణం మరియు సంస్థాపన జరుగుతున్నప్పుడు, 60 వేలు వ్యక్తులు సైట్‌లో పనిచేశారు.
ప్రారంభించండి
రియాక్టర్ భవనం 1947 చివరిలో పూర్తయింది, సంస్థాపన వెంటనే ప్రారంభమైంది. జూన్ 1, 1948న, A-1 రియాక్టర్ నిర్మాణం పూర్తయింది, దీని నిర్మాణానికి 5,000 టన్నుల మెటల్ నిర్మాణాలు మరియు పరికరాలు, 230 కి.మీ పైపులైన్లు, 165 కి.మీ విద్యుత్ కేబుల్స్, 5,745 అమరికలు మరియు 3,800 పరికరాలు అవసరం.
గ్రాఫైట్ మరియు యురేనియంతో రియాక్టర్ లోడ్ చేయడం ప్రారంభమైంది - అవును, అది నిజం, జూన్ 1, 1948 న, విరామం కోసం సమయం లేదు. జూన్ 1న 08:50కి, జూన్ 7న 23:15కి లోడ్ చేయడం ప్రారంభమైంది, గ్రాఫైట్ యొక్క చివరి, 36వ పొర స్థానంలోకి వచ్చింది.
జూన్ 8 న 00:30 గంటలకు, ఇగోర్ వాసిలీవిచ్ కుర్చాటోవ్ నియంత్రణ ప్యానెల్‌కు లేచి మా మొదటి పారిశ్రామిక అణు రియాక్టర్ యొక్క భౌతిక ప్రారంభాన్ని చేపట్టారు. రియాక్టర్ శక్తిని పొందడం ప్రారంభించింది మరియు బాగా నియంత్రించబడింది, ఉదయం కుర్చటోవ్ నియంత్రణ ప్యానెల్‌ను విధి సిబ్బందికి అప్పగించాడు, లాగ్‌లో ఎంట్రీని వదిలివేసాడు:
"మార్పు నాయకులారా! నీరు ఆగితే పేలుడు తప్పదని హెచ్చరిస్తున్నాను. అందువల్ల, పరికరాన్ని ఎట్టి పరిస్థితుల్లోనూ నీరు లేకుండా వదిలివేయకూడదు. ఐ.వి. కుర్చటోవ్"
10 kW శక్తితో, రియాక్టర్, నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థల భౌతిక లక్షణాలు పరీక్షించబడ్డాయి. పూర్తి సంసిద్ధత యొక్క నివేదికలను స్వీకరించిన తరువాత, కుర్చాటోవ్ రియాక్టర్ శక్తిని డిజైన్ స్థాయికి పెంచాలని ఆదేశించాడు, ఇది జూలై 19 న 12:45 గంటలకు చేరుకుంది.
ఈ తేదీ ప్లాంట్ 817 యొక్క ఉత్పత్తి కార్యకలాపాల ప్రారంభంతో ముడిపడి ఉంది, తరువాత "కెమికల్ ప్లాంట్ పేరు పెట్టబడింది. DI. మెండలీవ్", ఆపై "ఎంటర్‌ప్రైజెస్ ఆఫ్ మెయిల్‌బాక్స్ 21", ఆపై "మాయక్ కెమికల్ ప్లాంట్" మరియు అప్పుడు మాత్రమే - మాయక్ ప్రొడక్షన్ అసోసియేషన్.
సౌకర్యం యొక్క నిరంతర రౌండ్-ది-క్లాక్ పని ప్రారంభమైంది - పెద్ద మరియు చిన్న సమస్యలతో, ఇది ప్రయాణంలో అక్షరాలా పరిష్కరించబడాలి. ఊహించని తుప్పు దృగ్విషయాలు, గ్రాఫైట్ మరియు యురేనియం బ్లాకుల రేడియేషన్ వాపు, సాంకేతిక మార్గాల నీటి సరఫరాలో వైఫల్యాలు మరియు ఊహించలేని అనేక ఇతర సంఘటనలు.
కానీ ప్లాంట్ యొక్క సిబ్బంది అన్ని సమస్యలను పదే పదే పరిష్కరించారు, సర్దుబాటు చేయడం, ఆధునీకరించడం, సరిదిద్దడం, మరమ్మత్తు చేయడం. A-1లో ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్లూటోనియం మా మొదటి అణు బాంబు RDS-1 యొక్క వార్‌హెడ్ అయిన యులీ ఖరిటన్ సమూహంలోని నిపుణుల చేతుల్లోకి వచ్చింది.
ఇంజనీర్లు మరియు డిజైనర్లు విస్తారమైన అనుభవాన్ని పొందారు, ఇది కొత్త "సైనిక" రియాక్టర్లను నిర్మించడం సాధ్యం చేసింది. ప్రచ్ఛన్న యుద్ధం మరియు మాయక్ యొక్క అత్యంత తీవ్రమైన పని సంవత్సరాలలో, 10 రియాక్టర్లు ఇక్కడ ఏకకాలంలో పనిచేశాయి మరియు సెవర్స్క్ మరియు జెలెజ్నోగోర్స్క్ నుండి యురేనియం కూడా ప్రాసెసింగ్ కోసం ఇక్కడకు వచ్చింది.
A-1 రియాక్టర్, ప్రణాళిక ప్రకారం మూడు సంవత్సరాలు పనిచేయవలసి ఉంది, ఇది కొంచెం ఎక్కువ కాలం కొనసాగింది - 39 సంవత్సరాలు, 13 సార్లు ఏదైనా హామీలను మించిపోయింది, ఇది 1987 లో మాత్రమే నిలిపివేయబడింది.
సైనిక అవసరాలు - పురోగతి యొక్క ఇంజిన్
అణుశక్తిని జయించారు, రక్షణ ప్రయోజనాల కోసం ఖచ్చితంగా ప్రావీణ్యం సంపాదించారు, కాని శాస్త్రవేత్తలు, డిజైనర్లు, సాంకేతిక నిపుణులు, ఇంజనీర్లు, ప్రత్యేక ప్రాజెక్ట్ యొక్క భారీ బృందంలో సమావేశమయ్యారు, వారు దీని కోసం మాత్రమే మరియు ప్రత్యేకంగా పనిచేస్తున్నారని ఎప్పుడూ భావించలేదు.
అవును, వారికి అతి ముఖ్యమైన పనిని పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఇవ్వబడింది, దేశం యొక్క భౌతిక మనుగడ ఎటువంటి సాగతీత లేకుండా పరిష్కారం యొక్క వేగం మరియు ఖచ్చితత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ, పరమాణువు యొక్క కొత్త మరియు కొత్త రహస్యాలు, దాని అద్భుతమైన లక్షణాలను కనుగొనడం, మా శాస్త్రవేత్తలు పూర్తిగా శాంతియుత ప్రయోజనాల కోసం పరమాణు శక్తి ఎంత ఉపయోగకరంగా మారుతుందో చూశారు.
చాలా సమయం గడిచిపోయింది - మరియు అత్యంత బలీయమైన, అత్యంత శక్తివంతమైన ఆయుధాన్ని సృష్టించిన అదే వ్యక్తులు శాంతియుత అణు శక్తిని సృష్టించడం ప్రారంభించారు.
ఇగోర్ కుర్చాటోవ్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్‌ను సృష్టించే ఆలోచనను అన్ని పవర్ స్ట్రక్చర్‌ల ద్వారా లాగిన వ్యక్తి అయ్యాడు, వ్లాదిమిర్ మెర్కిన్ మరియు నికోలాయ్ డోలెజల్ పవర్ రియాక్టర్లను అభివృద్ధి చేశారు, ఆండ్రీ బోవ్చార్ పదార్థాలకు అవసరమైన అద్భుతమైన లక్షణాలతో మిశ్రమాలను “కంపోజ్” చేశారు. ఇంధన రాడ్లు, ఇంధన సమావేశాలు మరియు రియాక్టర్ నాళాలు.
మా శాంతియుత అణు ప్రాజెక్ట్ యొక్క సృష్టికర్తలుగా పిలువబడే వారిలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే మేము గుర్తుంచుకున్నాము, కానీ మేము దాని అభివృద్ధి యొక్క మొదటి దశల గురించి మాత్రమే చెప్పాము.
A-1 రియాక్టర్‌లో అమలు చేయని వాటిని పరిశీలిస్తే, తదుపరి కథనం యొక్క అంశం దీనికి తార్కిక కొనసాగింపుగా ఉంటుంది.
రియాక్టర్ యొక్క అవుట్లెట్ వద్ద, దాని శీతలీకరణ నీరు చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంది - 85-90 డిగ్రీలు మాత్రమే, సహజ యురేనియం, ఐసోటోప్ -235 యొక్క కూర్పులో సమృద్ధిగా లేదు, ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించబడింది.
ఈ వాస్తవాలు ఎలా పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి, మన అణు శాస్త్రవేత్తలు ఈ కనెక్షన్‌ని ఎలా కనుగొనగలిగారు మరియు గ్రహించగలిగారు - అది తదుపరిసారి దాని గురించి.
B. మార్ట్సింకేవిచ్
అణు రియాక్టర్ అనేది ఒక నియంత్రిత అణు గొలుసు ప్రతిచర్య, శక్తి విడుదలతో పాటు నిర్వహించబడే పరికరం.
కథ
అణు విచ్ఛిత్తి యొక్క స్వీయ-నియంత్రిత గొలుసు ప్రతిచర్య (క్లుప్తంగా - చైన్ రియాక్షన్) మొదటిసారి డిసెంబర్ 1942లో నిర్వహించబడింది. భౌతిక శాస్త్రవేత్తల బృందం చికాగో విశ్వవిద్యాలయం, నేతృత్వంలో E. ఫెర్మి, అని పిలవబడే ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి అణు రియాక్టర్‌ను నిర్మించారు SR-1. ఇది గ్రాఫైట్ బ్లాక్‌లను కలిగి ఉంది, వాటి మధ్య సహజ యురేనియం మరియు దాని డయాక్సైడ్ బంతులు ఉన్నాయి. అణు విచ్ఛిత్తి తర్వాత కనిపించే వేగవంతమైన న్యూట్రాన్లు 235U, గ్రాఫైట్ ద్వారా థర్మల్ ఎనర్జీలకు మందగించింది, ఆపై కొత్త అణు విచ్ఛిత్తికి కారణమైంది. థర్మల్ న్యూట్రాన్ల చర్యలో విచ్ఛిత్తి యొక్క ప్రధాన వాటా సంభవించే SR-1 వంటి రియాక్టర్లను థర్మల్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్లు అంటారు. యురేనియంతో పోలిస్తే అవి చాలా మోడరేటర్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
AT USSRరియాక్టర్ల ప్రారంభం, ఆపరేషన్ మరియు నియంత్రణ లక్షణాల యొక్క సైద్ధాంతిక మరియు ప్రయోగాత్మక అధ్యయనాలు విద్యావేత్త మార్గదర్శకత్వంలో భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్ల బృందంచే నిర్వహించబడ్డాయి. I. V. కుర్చటోవా. మొదటి సోవియట్ రియాక్టర్ F-1ఇది డిసెంబరు 25, 1946న క్లిష్టమైన స్థితిలో ఉంచబడింది. F-1 రియాక్టర్ గ్రాఫైట్ బ్లాక్‌ల నుండి సమీకరించబడింది మరియు దాదాపు 7.5 మీటర్ల వ్యాసం కలిగిన బంతి ఆకారాన్ని కలిగి ఉంది. బంతి మధ్యలో 6 మీటర్ల వ్యాసం ఉంటుంది. , యురేనియం రాడ్లు గ్రాఫైట్ బ్లాకులలోని రంధ్రాల ద్వారా ఉంచబడతాయి. F-1 రియాక్టర్ వద్ద పరిశోధన ఫలితాలు మరింత సంక్లిష్టమైన పారిశ్రామిక రియాక్టర్ల ప్రాజెక్టులకు ఆధారం అయ్యాయి. 1949లో, ప్లూటోనియం ఉత్పత్తి రియాక్టర్‌ను అమలులోకి తెచ్చారు మరియు జూన్ 27, 1954న 5 మెగావాట్ల విద్యుత్ శక్తితో ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ ఓబ్నిన్స్క్ నగరంలో అమలులోకి వచ్చింది.
పరికరం మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం
పవర్ రిలీజ్ మెకానిజం
పదార్ధం యొక్క పరివర్తన అనేది పదార్ధం శక్తుల నిల్వను కలిగి ఉంటే మాత్రమే ఉచిత శక్తి విడుదలతో కూడి ఉంటుంది. తరువాతి అంటే పదార్ధం యొక్క మైక్రోపార్టికల్స్ మరొక సాధ్యమైన స్థితిలో కంటే ఎక్కువ విశ్రాంతి శక్తితో స్థితిలో ఉన్నాయి, దానికి పరివర్తన ఉంది. ఆకస్మిక పరివర్తన ఎల్లప్పుడూ శక్తి అవరోధం ద్వారా నిరోధించబడుతుంది, దీనిని అధిగమించడానికి మైక్రోపార్టికల్ బయటి నుండి కొంత శక్తిని పొందాలి - ఉత్తేజిత శక్తి. ఎక్సోఎనర్జెటిక్ రియాక్షన్ అనేది ఉత్తేజాన్ని అనుసరించే పరివర్తనలో, ప్రక్రియను ఉత్తేజపరిచేందుకు అవసరమైన దానికంటే ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది. శక్తి అవరోధాన్ని అధిగమించడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి: ఢీకొనే కణాల యొక్క గతి శక్తి కారణంగా లేదా చేరే కణం యొక్క బంధన శక్తి కారణంగా.
మేము శక్తి విడుదల యొక్క మాక్రోస్కోపిక్ ప్రమాణాలను దృష్టిలో ఉంచుకుంటే, ప్రతిచర్యల ఉత్తేజితానికి అవసరమైన గతిశక్తిలో పదార్ధం యొక్క అన్ని లేదా మొదట కనీసం కొన్ని కణాలు ఉండాలి. థర్మల్ మోషన్ యొక్క శక్తి ప్రక్రియ యొక్క కోర్సును పరిమితం చేసే శక్తి థ్రెషోల్డ్ విలువను చేరుకునే విలువకు మాధ్యమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం ద్వారా మాత్రమే ఇది సాధించబడుతుంది. పరమాణు పరివర్తనల విషయంలో, అంటే, రసాయన ప్రతిచర్యల విషయంలో, అటువంటి పెరుగుదల సాధారణంగా వందల డిగ్రీల కెల్విన్‌కు చేరుకుంటుంది, అయితే అణు ప్రతిచర్యల విషయంలో ఇది ఢీకొనే కూలంబ్ అడ్డంకుల యొక్క చాలా ఎత్తు కారణంగా కనీసం 107 ° K ఉంటుంది. కేంద్రకాలు. అణు ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రేరేపణ అనేది తేలికపాటి కేంద్రకాల సంశ్లేషణలో మాత్రమే ఆచరణలో నిర్వహించబడింది, దీనిలో కూలంబ్ అడ్డంకులు తక్కువగా ఉంటాయి (థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్). చేరిన కణాల ద్వారా ఉత్తేజితానికి పెద్ద గతి శక్తి అవసరం లేదు మరియు అందువల్ల, మాధ్యమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడదు, ఎందుకంటే ఇది ఆకర్షణీయమైన శక్తుల కణాలలో అంతర్లీనంగా ఉపయోగించని బంధాల కారణంగా సంభవిస్తుంది. కానీ మరోవైపు, ప్రతిచర్యలను ఉత్తేజపరిచేందుకు కణాలు స్వయంగా అవసరం. మరలా మన మనస్సులో ప్రత్యేక ప్రతిచర్య చర్య కాదు, స్థూల స్కేల్‌లో శక్తి ఉత్పత్తి ఉంటే, గొలుసు ప్రతిచర్య సంభవించినప్పుడు మాత్రమే ఇది సాధ్యమవుతుంది. ప్రతిచర్యను ఉత్తేజపరిచే కణాలు ఎక్సోఎనర్జెటిక్ ప్రతిచర్య యొక్క ఉత్పత్తులుగా మళ్లీ కనిపించినప్పుడు రెండోది పుడుతుంది.
విజాతీయ థర్మల్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్1 యొక్క స్కీమాటిక్ అమరిక - నియంత్రణ రాడ్; 2 - జీవ రక్షణ; 3 - ఉష్ణ రక్షణ; 4 - మోడరేటర్; 5 - అణు ఇంధనం; 6 - శీతలకరణి.
విజాతీయ థర్మల్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్ యొక్క స్కీమాటిక్ అమరిక
నియంత్రణ రాడ్;
జీవ రక్షణ;
ఉష్ణ రక్షణ;
మోడరేటర్;
అణు ఇంధనం;
శీతలకరణి.
రూపకల్పన
ఏదైనా అణు రియాక్టర్ క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:
అణు ఇంధనం మరియు మోడరేటర్‌తో కోర్;
కోర్ చుట్టూ ఉన్న న్యూట్రాన్ రిఫ్లెక్టర్;
శీతలకరణి;
అత్యవసర రక్షణతో సహా చైన్ రియాక్షన్ కంట్రోల్ సిస్టమ్
రేడియేషన్ రక్షణ
రిమోట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్
రియాక్టర్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం దాని అవుట్పుట్ శక్తి. 1 MW శక్తి 1 సెకనులో 3 1016 విభాగాలు సంభవించే గొలుసు ప్రతిచర్యకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
ఆపరేషన్ యొక్క భౌతిక సూత్రాలు
అణు రియాక్టర్ యొక్క ప్రస్తుత స్థితిని ప్రభావవంతమైన న్యూట్రాన్ గుణకార కారకం k లేదా రియాక్టివిటీ ρ ద్వారా వర్గీకరించవచ్చు, ఇవి క్రింది సంబంధానికి సంబంధించినవి:
ఈ విలువలు క్రింది విలువల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి:
k > 1 - చైన్ రియాక్షన్ కాలక్రమేణా పెరుగుతుంది, రియాక్టర్ సూపర్ క్రిటికల్ స్థితిలో ఉంది, దాని రియాక్టివిటీ ρ > 0;
కె< 1 — реакция затухает, реактор — подкритичен, ρ < 0;
k = 1, ρ = 0 - అణు విచ్ఛిత్తిల సంఖ్య స్థిరంగా ఉంటుంది, రియాక్టర్ స్థిరమైన క్లిష్టమైన స్థితిలో ఉంటుంది.
న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ క్రిటికల్ కండిషన్:
ω అనేది రియాక్టర్ కోర్లో శోషించబడిన రియాక్టర్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం న్యూట్రాన్ల భిన్నం లేదా తుది వాల్యూమ్ నుండి లీకేజీని నివారించే న్యూట్రాన్ సంభావ్యత.
k 0 అనేది అనంతమైన పెద్ద పరిమాణాల క్రియాశీల జోన్‌లో న్యూట్రాన్ గుణకార కారకం.
న్యూట్రాన్ల గుణకారాన్ని వాటి నష్టాలతో సమతుల్యం చేయడం ద్వారా గుణకార కారకాన్ని ఏకత్వంగా మార్చడం సాధించబడుతుంది. నష్టాలకు వాస్తవానికి రెండు కారణాలు ఉన్నాయి: విచ్ఛిత్తి లేకుండా సంగ్రహించడం మరియు సంతానోత్పత్తి మాధ్యమం వెలుపల న్యూట్రాన్ల లీకేజీ.
సహజంగానే, కె< k0, поскольку в конечном объёме вследствие утечки потери нейтронов обязательно больше, чем в бесконечном. Поэтому, если в веществе данного состава k0 < 1, то цепная самоподдерживающаяся реакция невозможна как в бесконечном, так и в любом конечном объёме. Таким образом, k0 определяет принципиальную способность среды размножать нейтроны
థర్మల్ రియాక్టర్ల కోసం k0 "4-ఫాక్టర్ ఫార్ములా" అని పిలవబడే ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:
μ అనేది వేగవంతమైన న్యూట్రాన్‌లకు గుణకార కారకం;
φ అనేది ప్రతిధ్వని సంగ్రహాన్ని నివారించే సంభావ్యత;
θ అనేది థర్మల్ న్యూట్రాన్‌లకు వినియోగ కారకం;
η అనేది ప్రతి శోషణకు న్యూట్రాన్ దిగుబడి.
ఆధునిక పవర్ రియాక్టర్ల వాల్యూమ్‌లు వందల m 3 కి చేరుకోగలవు మరియు ప్రధానంగా క్లిష్ట పరిస్థితుల ద్వారా కాకుండా, వేడి తొలగింపు యొక్క అవకాశాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.
అణు రియాక్టర్ యొక్క క్లిష్టమైన వాల్యూమ్ అనేది ఒక క్లిష్టమైన స్థితిలో ఉన్న రియాక్టర్ కోర్ యొక్క వాల్యూమ్. క్రిటికల్ మాస్ - రియాక్టర్ యొక్క ఫిస్సైల్ పదార్థం యొక్క ద్రవ్యరాశి, ఇది క్లిష్టమైన స్థితిలో ఉంది.
నీటి న్యూట్రాన్ రిఫ్లెక్టర్‌తో స్వచ్ఛమైన ఫిస్సైల్ ఐసోటోప్‌ల లవణాల సజల ద్రావణాల ద్వారా ఇంధనం పొందిన రియాక్టర్లు అత్యల్ప క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి. 235 U కోసం ఈ ద్రవ్యరాశి 0.8 కిలోలు, 239 Pu కోసం ఇది 0.5 కిలోలు. సిద్ధాంతపరంగా, 251 Cf అతిచిన్న క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంది, దీనికి ఈ విలువ 10 గ్రా మాత్రమే.
న్యూట్రాన్ లీకేజీని తగ్గించడానికి, కోర్‌కి గోళాకారంగా లేదా గోళాకార ఆకృతికి దగ్గరగా ఇవ్వబడుతుంది, చిన్న సిలిండర్ లేదా క్యూబ్ వంటివి ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఈ బొమ్మలు ఉపరితల వైశాల్యానికి వాల్యూమ్‌కు అతి చిన్న నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి.
విలువ (e - 1) సాధారణంగా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్ గుణకారం యొక్క పాత్ర చాలా పెద్దది, ఎందుకంటే పెద్ద అణు రియాక్టర్ల కోసం (K∞ - 1)<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.
గొలుసు ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి, యురేనియం కేంద్రకాల యొక్క ఆకస్మిక విచ్ఛిత్తి సమయంలో సాధారణంగా తగినంత న్యూట్రాన్లు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. రియాక్టర్‌ను ప్రారంభించడానికి న్యూట్రాన్ల బాహ్య మూలాన్ని ఉపయోగించడం కూడా సాధ్యమే, ఉదాహరణకు, Ra మరియు Be, 252 Cf లేదా ఇతర పదార్ధాల మిశ్రమం.
అయోడిన్ పిట్
అయోడిన్ పిట్ అనేది న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ మూసివేసిన తర్వాత దాని స్థితి, ఇది స్వల్పకాలిక జినాన్ ఐసోటోప్ (135 Xe) చేరడం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ గణనీయమైన ప్రతికూల రియాక్టివిటీ యొక్క తాత్కాలిక రూపానికి దారి తీస్తుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట కాలానికి (సుమారు 1-2 రోజులు) రియాక్టర్‌ను దాని డిజైన్ సామర్థ్యానికి తీసుకురావడం అసాధ్యం చేస్తుంది.
వర్గీకరణ
ఉపయోగం యొక్క స్వభావం ద్వారా
అణు రియాక్టర్ల ఉపయోగం యొక్క స్వభావం ప్రకారం విభజించబడింది:
వివిధ భౌతిక పరిమాణాలను అధ్యయనం చేయడానికి రూపొందించిన ప్రయోగాత్మక రియాక్టర్లు, అణు రియాక్టర్ల రూపకల్పన మరియు ఆపరేషన్ కోసం అవసరమైన విలువ; అటువంటి రియాక్టర్ల శక్తి కొన్ని kW మించదు;
న్యూట్రాన్ మరియు γ-రే ప్రవాహాలను కోర్లో ఉత్పన్నమయ్యే రీసెర్చ్ రియాక్టర్లు న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్, సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్, రేడియేషన్ కెమిస్ట్రీ, బయాలజీ రంగాలలో పరిశోధన కోసం ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి తీవ్రమైన న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్‌లలో (అణు భాగాలతో సహా . భాగాలతో సహా. రియాక్టర్లు), ఐసోటోపుల ఉత్పత్తికి. పరిశోధన రియాక్టర్ల శక్తి 100 MW మించదు; విడుదలైన శక్తి సాధారణంగా ఉపయోగించబడదు.
ఐసోటోపిక్ (ఆయుధాలు, పారిశ్రామిక) రియాక్టర్లు 239Pu వంటి అణ్వాయుధాలలో ఉపయోగించే ఐసోటోప్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
శక్తి రంగంలో ఉపయోగించే విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించిన పవర్ రియాక్టర్లు, నీటి డీశాలినేషన్, ఓడల పవర్ ప్లాంట్లను నడపడానికి మొదలైనవి; ఆధునిక పవర్ రియాక్టర్ యొక్క థర్మల్ పవర్ 3-5 GWకి చేరుకుంటుంది.
న్యూట్రాన్ స్పెక్ట్రం ప్రకారం
థర్మల్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్ ("థర్మల్ రియాక్టర్")
ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్ ("ఫాస్ట్ రియాక్టర్")
ఇంటర్మీడియట్ న్యూట్రాన్లపై రియాక్టర్
ఇంధన ప్లేస్‌మెంట్ ద్వారా
విజాతీయ రియాక్టర్లు, ఇక్కడ ఇంధనం బ్లాక్‌ల రూపంలో వివిక్తంగా కోర్లో ఉంచబడుతుంది, వాటి మధ్య ఒక మోడరేటర్ ఉంటుంది;
సజాతీయ రియాక్టర్లు, ఇక్కడ ఇంధనం మరియు మోడరేటర్ సజాతీయ మిశ్రమం (సజాతీయ వ్యవస్థ).
వైవిధ్య రియాక్టర్‌లోని అణు ఇంధనం యొక్క బ్లాక్‌లను ఫ్యూయల్ ఎలిమెంట్స్ (TVELలు) అంటారు, ఇవి సాధారణ లాటిస్ యొక్క నోడ్‌ల వద్ద క్రియాశీల జోన్‌లో ఉంచబడతాయి, కణాలను ఏర్పరుస్తాయి.
ఇంధన రకం ద్వారా
సుసంపన్నత స్థాయి ప్రకారం:
సహజ యురేనియం
బలహీనంగా సుసంపన్నమైన యురేనియం
స్వచ్ఛమైన ఫిస్సైల్ ఐసోటోప్
రసాయన కూర్పు ద్వారా:
మెటల్ U
UO 2 (యురేనియం డయాక్సైడ్)
UC (యురేనియం కార్బైడ్), మొదలైనవి.
శీతలకరణి రకం ద్వారా
H 2 O (నీరు, PWR చూడండి)
గ్యాస్, (గ్రాఫైట్-గ్యాస్ రియాక్టర్ చూడండి)
సేంద్రీయ శీతలకరణితో రియాక్టర్
ద్రవ మెటల్ శీతలకరణితో రియాక్టర్
కరిగిన ఉప్పు రియాక్టర్
మోడరేటర్ రకం ద్వారా
సి (గ్రాఫైట్, గ్రాఫైట్-గ్యాస్ రియాక్టర్, గ్రాఫైట్-వాటర్ రియాక్టర్ చూడండి)
H 2 O (నీరు, లైట్ వాటర్ రియాక్టర్, ప్రెషరైజ్డ్ వాటర్ రియాక్టర్, VVER చూడండి)
D 2 O (భారీ నీరు, హెవీ వాటర్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్, CANDU చూడండి)
మెటల్ హైడ్రైడ్స్
రిటార్డర్ లేకుండా
డిజైన్ ద్వారా
ట్యాంక్ రియాక్టర్లు
ఛానల్ రియాక్టర్లు
ఆవిరి ఉత్పత్తి పద్ధతి
బాహ్య ఆవిరి జనరేటర్తో రియాక్టర్
మరిగే రియాక్టర్
21వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, మోడరేటర్‌లతో కూడిన భిన్నమైన థర్మల్ న్యూట్రాన్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లు సర్వసాధారణం - H 2 O, C, D 2 O మరియు శీతలకరణిలు - H 2 O, గ్యాస్, D 2 O, ఉదాహరణకు, నీరు-నీరు VVER, ఛానల్ RBMK.
ఫాస్ట్ రియాక్టర్లు కూడా ఆశాజనకంగా ఉన్నాయి. వాటిలో ఇంధనం 238U, ఇది థర్మల్ రియాక్టర్లతో పోలిస్తే అణు ఇంధనాన్ని పదిరెట్లు మెరుగుపరచడం సాధ్యం చేస్తుంది, ఇది అణు శక్తి వనరులను గణనీయంగా పెంచుతుంది.
రియాక్టర్ పదార్థాలు
రియాక్టర్లు నిర్మించబడిన పదార్థాలు న్యూట్రాన్లు, γ-క్వాంటా మరియు విచ్ఛిత్తి శకలాలు రంగంలో అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేస్తాయి. అందువల్ల, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ఇతర శాఖలలో ఉపయోగించే అన్ని పదార్థాలు రియాక్టర్ నిర్మాణానికి తగినవి కావు. రియాక్టర్ పదార్థాలను ఎన్నుకునేటప్పుడు, వాటి రేడియేషన్ నిరోధకత, రసాయన జడత్వం, శోషణ క్రాస్ సెక్షన్ మరియు ఇతర లక్షణాలు పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి.
ఇంధన రాడ్లు, చానెల్స్, మోడరేటర్లు (రిఫ్లెక్టర్లు) యొక్క షెల్లు చిన్న శోషణ క్రాస్ సెక్షన్లతో పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి. న్యూట్రాన్లను బలహీనంగా గ్రహించే పదార్థాల ఉపయోగం న్యూట్రాన్ల యొక్క ఉత్పాదకత లేని వినియోగాన్ని తగ్గిస్తుంది, అణు ఇంధనం యొక్క లోడ్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు HF యొక్క సంతానోత్పత్తి నిష్పత్తిని పెంచుతుంది. శోషక రాడ్ల కోసం, విరుద్దంగా, పెద్ద శోషణ క్రాస్ సెక్షన్తో పదార్థాలు అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఇది రియాక్టర్‌ను నియంత్రించడానికి అవసరమైన రాడ్ల సంఖ్యను బాగా తగ్గిస్తుంది.
ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్లు, γ-క్వాంటా మరియు విచ్ఛిత్తి శకలాలు పదార్థం యొక్క నిర్మాణాన్ని దెబ్బతీస్తాయి. కాబట్టి, ఘన పదార్థంలో, వేగవంతమైన న్యూట్రాన్లు క్రిస్టల్ లాటిస్ నుండి అణువులను పడగొట్టాయి లేదా వాటిని వాటి స్థలం నుండి తరలిస్తాయి. ఫలితంగా, ప్లాస్టిక్ లక్షణాలు మరియు పదార్థాల ఉష్ణ వాహకత క్షీణిస్తుంది. రేడియేషన్ ప్రభావంతో సంక్లిష్టమైన అణువులు సరళమైన అణువులుగా లేదా మిశ్రమ పరమాణువులుగా విడిపోతాయి. ఉదాహరణకు, నీరు ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్‌గా కుళ్ళిపోతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని నీటి రేడియోలిసిస్ అంటారు.
పదార్థాల రేడియేషన్ అస్థిరత అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద తక్కువగా ప్రభావితమవుతుంది. పరమాణువుల చలనశీలత చాలా గొప్పగా మారుతుంది, స్ఫటిక జాలక నుండి పడగొట్టబడిన పరమాణువులు వాటి స్థానానికి తిరిగి వచ్చే సంభావ్యత లేదా హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను నీటి అణువుగా తిరిగి కలపడం గణనీయంగా పెరుగుతుంది. అందువల్ల, పవర్ నాన్-బాయిల్ రియాక్టర్లలో (ఉదాహరణకు, VVER) నీటి రేడియోలిసిస్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే శక్తివంతమైన పరిశోధన రియాక్టర్లలో గణనీయమైన మొత్తంలో పేలుడు మిశ్రమం విడుదల అవుతుంది. రియాక్టర్లు దానిని కాల్చడానికి ప్రత్యేక వ్యవస్థలను కలిగి ఉంటాయి.
రియాక్టర్ పదార్థాలు ఒకదానితో ఒకటి సంబంధంలోకి వస్తాయి (శీతలకరణి మరియు అణు ఇంధనంతో ఇంధన క్లాడింగ్, శీతలకరణి మరియు మోడరేటర్‌తో ఇంధన క్యాసెట్‌లు మొదలైనవి). సహజంగా, సంప్రదించే పదార్థాలు రసాయనికంగా జడత్వం (అనుకూలంగా) ఉండాలి. అననుకూలతకు ఉదాహరణ యురేనియం మరియు వేడి నీరు రసాయన ప్రతిచర్యలోకి ప్రవేశించడం.
చాలా పదార్థాల కోసం, పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో బలం లక్షణాలు తీవ్రంగా క్షీణిస్తాయి. పవర్ రియాక్టర్లలో, నిర్మాణ పదార్థాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేస్తాయి. ఇది నిర్మాణాత్మక పదార్థాల ఎంపికను పరిమితం చేస్తుంది, ప్రత్యేకించి అధిక పీడనాన్ని తట్టుకునే పవర్ రియాక్టర్ యొక్క ఆ భాగాలకు.
అణు ఇంధనం యొక్క బర్నప్ మరియు పునరుత్పత్తి
అణు రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, ఇంధనంలో విచ్ఛిత్తి శకలాలు చేరడం వల్ల, దాని ఐసోటోపిక్ మరియు రసాయన కూర్పు మార్పులు మరియు ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాలు, ప్రధానంగా పు ఐసోటోప్‌లు ఏర్పడతాయి. అణు రియాక్టర్ యొక్క రియాక్టివిటీపై విచ్ఛిత్తి శకలాల ప్రభావాన్ని విషపూరితం (రేడియోయాక్టివ్ శకలాలు) మరియు స్లాగింగ్ (స్థిరమైన ఐసోటోపుల కోసం) అంటారు.
రియాక్టర్ విషప్రయోగానికి ప్రధాన కారణం 135 Xe, ఇది అతిపెద్ద న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్ సెక్షన్ (2.6 106 బార్న్) కలిగి ఉంది. సగం జీవితం 135 Xe T½ = 9.2 h; విభజన దిగుబడి 6-7%. 135Xe యొక్క ప్రధాన భాగం 135 I (T½ = 6.8 h) క్షయం ఫలితంగా ఏర్పడింది. విషం ఉన్నప్పుడు, కేఫ్ 1-3% మారుతుంది. 135 Xe యొక్క పెద్ద శోషణ క్రాస్ సెక్షన్ మరియు ఇంటర్మీడియట్ ఐసోటోప్ 135 I ఉనికి రెండు ముఖ్యమైన దృగ్విషయాలకు దారి తీస్తుంది:
135 Xe ఏకాగ్రత పెరుగుదలకు మరియు తత్ఫలితంగా, రియాక్టర్ యొక్క షట్డౌన్ లేదా పవర్ తగ్గింపు ("అయోడిన్ పిట్") తర్వాత రియాక్టివిటీలో తగ్గుదల, ఇది స్వల్పకాలిక షట్డౌన్లు మరియు అవుట్పుట్ పవర్లో హెచ్చుతగ్గులకు అసాధ్యం చేస్తుంది. రెగ్యులేటరీ బాడీలలో రియాక్టివిటీ మార్జిన్‌ని ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ఈ ప్రభావం అధిగమించబడుతుంది. అయోడిన్ యొక్క లోతు మరియు వ్యవధి న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ Фపై ఆధారపడి ఉంటుంది: Ф = 5 1018 న్యూట్రాన్/(సెం. 2 సెకను), అయోడిన్ బావి యొక్క వ్యవధి ˜ 30 గం, మరియు లోతు స్థిర మార్పు కంటే 2 రెట్లు ఎక్కువ. 135 Xe విషప్రయోగం వలన Kef.
విషప్రయోగం కారణంగా, న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ Ф యొక్క స్పాటియో-టెంపోరల్ హెచ్చుతగ్గులు మరియు, తత్ఫలితంగా, రియాక్టర్ శక్తి, సంభవించవచ్చు. ఈ డోలనాలు Ф > 1018 న్యూట్రాన్లు/(సెం.మీ. 2 సెకను) మరియు పెద్ద రియాక్టర్ పరిమాణాలలో ఉత్పన్నమవుతాయి. డోలనం కాలాలు ˜ 10 గం.
అణు విచ్ఛిత్తి పెద్ద సంఖ్యలో స్థిరమైన శకలాలు ఏర్పడుతుంది, ఇది ఫిస్సైల్ ఐసోటోప్ యొక్క శోషణ క్రాస్ సెక్షన్తో పోలిస్తే వాటి శోషణ క్రాస్ సెక్షన్‌లలో తేడా ఉంటుంది. రియాక్టర్ ఆపరేషన్ యొక్క మొదటి కొన్ని రోజులలో పెద్ద శోషణ క్రాస్ సెక్షన్ ఉన్న శకలాలు యొక్క ఏకాగ్రత సంతృప్తతను చేరుకుంటుంది. ప్రధానంగా ఇది 149Sm కేఫ్‌ను 1% మారుస్తుంది. చిన్న శోషణ క్రాస్ సెక్షన్తో శకలాలు ఏకాగ్రత మరియు వాటి ద్వారా ప్రవేశపెట్టబడిన ప్రతికూల రియాక్టివిటీ కాలక్రమేణా సరళంగా పెరుగుతాయి.
అణు రియాక్టర్‌లో ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల నిర్మాణం క్రింది పథకాల ప్రకారం జరుగుతుంది:
235 U + n → 236 U + n → 237 U → (7 రోజులు) → 237 Np + n → 238 Np → (2.1 రోజులు) → 238 Pu
238 U + n → 239 U → (23 నిమి) → 239 Np → (2.3 రోజులు) → 239 Pu (+ శకలాలు) + n → 240 Pu + n → 241 Pu (+ శకలాలు) + 24 → n Pu →(5 h)→ 243 Am + n → 244 Am →(26 min)→ 244 Cm
బాణాల మధ్య సమయం సగం జీవితాన్ని సూచిస్తుంది, "+n" న్యూట్రాన్ యొక్క శోషణను సూచిస్తుంది.
రియాక్టర్ ఆపరేషన్ ప్రారంభంలో, 239 Pu యొక్క సరళ సంచితం ఏర్పడుతుంది మరియు వేగంగా (స్థిరమైన 235 U బర్నప్ వద్ద), యురేనియం సుసంపన్నత తక్కువగా ఉంటుంది. ఇంకా, 239 Pu యొక్క ఏకాగ్రత స్థిరమైన విలువను కలిగి ఉంటుంది, ఇది సుసంపన్నత స్థాయిపై ఆధారపడి ఉండదు, కానీ 238 U మరియు 239 Pu కోసం న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ క్రాస్ సెక్షన్‌ల నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. 239 Pu యొక్క సమతౌల్య సాంద్రతను స్థాపించడానికి లక్షణ సమయం ˜ 3/F సంవత్సరాలు (యూనిట్లలో F 1013 న్యూట్రాన్లు/సెం 2 సె). అణు ఇంధనం యొక్క పునరుత్పత్తి తర్వాత అణు రియాక్టర్‌లో ఇంధనాన్ని మళ్లీ మండించినప్పుడు మాత్రమే ఐసోటోప్‌లు 240 Pu, 241 Pu సమతౌల్య సాంద్రతను చేరుకుంటాయి.
అణు ఇంధనం యొక్క బర్నప్ 1 ఇంధనానికి రియాక్టర్‌లో విడుదలయ్యే మొత్తం శక్తి ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. ఈ విలువ:
˜ 10 GW రోజు/t — భారీ నీటి రియాక్టర్లు;
తక్కువ సుసంపన్నమైన యురేనియం రియాక్టర్ల కోసం ˜ 20–30 GW రోజు/t (2–3% 235U);
100 GW రోజు/t వరకు - వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ రియాక్టర్లు.
1 GW రోజు/t బర్నప్ 0.1% అణు ఇంధనం యొక్క దహనానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
ఇంధనం మండుతున్నప్పుడు, రియాక్టర్ యొక్క రియాక్టివిటీ తగ్గుతుంది. కాలిన ఇంధనం యొక్క ప్రత్యామ్నాయం మొత్తం కోర్ నుండి తక్షణమే నిర్వహించబడుతుంది లేదా క్రమంగా, ఆపరేషన్లో వివిధ "వయస్సుల" ఇంధన మూలకాలను వదిలివేస్తుంది. ఈ మోడ్‌ను నిరంతర ఇంధనం నింపడం అంటారు.
పూర్తి ఇంధన భర్తీ విషయంలో, రియాక్టర్ అదనపు రియాక్టివిటీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది తప్పనిసరిగా భర్తీ చేయబడాలి, రెండవ సందర్భంలో, రియాక్టర్ యొక్క మొదటి ప్రారంభంలో మాత్రమే పరిహారం అవసరం. రియాక్టర్ యొక్క రియాక్టివిటీ ఫిస్సైల్ ఐసోటోపుల సగటు సాంద్రతల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది కాబట్టి, నిరంతర రీఫ్యూయలింగ్ బర్న్అప్ లోతును పెంచడం సాధ్యం చేస్తుంది.
లోడ్ చేయబడిన ఇంధనం యొక్క ద్రవ్యరాశి విడుదలైన శక్తి యొక్క "బరువు" కారణంగా అన్లోడ్ చేయబడిన ద్రవ్యరాశిని మించిపోయింది. రియాక్టర్ మూసివేయబడిన తర్వాత, మొదట ప్రధానంగా ఆలస్యం న్యూట్రాన్ల ద్వారా విచ్ఛిత్తి కారణంగా, ఆపై, 1-2 నిమిషాల తర్వాత, విచ్ఛిత్తి శకలాలు మరియు ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల యొక్క β- మరియు γ-రేడియేషన్ కారణంగా, ఇంధనంలో శక్తి విడుదల కొనసాగుతుంది. రియాక్టర్ షట్‌డౌన్‌కు ముందు తగినంత కాలం పని చేస్తే, షట్డౌన్ తర్వాత 2 నిమిషాల తర్వాత, శక్తి విడుదల సుమారు 3%, 1 గంట తర్వాత - 1%, ఒక రోజు తర్వాత - 0.4%, ఒక సంవత్సరం తర్వాత - 0.05%.
అణు రియాక్టర్‌లో ఏర్పడిన ఫిస్సైల్ పు ఐసోటోపుల సంఖ్య 235 U కాలిపోయిన మొత్తానికి గల నిష్పత్తిని మార్పిడి కారకం KK అంటారు. సుసంపన్నం మరియు బర్న్అప్ తగ్గడంతో KK విలువ పెరుగుతుంది. సహజ యురేనియంతో నడుస్తున్న భారీ నీటి రియాక్టర్ కోసం, 10 GW రోజు/t బర్న్‌అప్‌తో, KK = 0.55, మరియు చిన్న బర్న్‌అప్‌ల కోసం (ఈ సందర్భంలో, KKని ప్రారంభ ప్లూటోనియం కారకం అంటారు) KK = 0.8. ఒక న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ బర్న్ మరియు అదే ఐసోటోప్‌లను (బ్రీడర్ రియాక్టర్) ఉత్పత్తి చేస్తే, పునరుత్పత్తి రేటు మరియు బర్న్-అప్ రేటుకు ఉన్న నిష్పత్తిని బ్రీడింగ్ రేషియో CV అంటారు. థర్మల్ న్యూట్రాన్లపై అణు రియాక్టర్లలో KV< 1, а для реакторов на быстрых нейтронах КВ может достигать 1,4—1,5. Рост КВ для реакторов на быстрых нейтронах объясняется главным образом тем, что, особенно в случае 239 Pu, для быстрых нейтронов g растёт, а а падает.
అణు రియాక్టర్ నియంత్రణ
అణు రియాక్టర్ ఆపరేషన్ ప్రారంభంలో రియాక్టివిటీ మార్జిన్ కలిగి ఉంటే మాత్రమే ఇచ్చిన శక్తితో ఎక్కువ కాలం పనిచేయగలదు. రియాక్టర్‌లో జరుగుతున్న ప్రక్రియలు మాధ్యమం యొక్క సంతానోత్పత్తి లక్షణాలలో క్షీణతకు కారణమవుతాయి మరియు రియాక్టివిటీ రికవరీ మెకానిజం లేకుండా, రియాక్టర్ కొద్దిసేపు కూడా పనిచేయదు. ప్రారంభ రియాక్టివిటీ మార్జిన్ క్లిష్టమైన వాటి కంటే చాలా పెద్ద కొలతలతో కోర్‌ను నిర్మించడం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. రియాక్టర్ సూపర్‌క్రిటికల్‌గా మారకుండా నిరోధించడానికి, న్యూట్రాన్ అబ్జార్బర్‌లను కోర్‌లోకి ప్రవేశపెడతారు. శోషకాలు కోర్లో సంబంధిత ఛానెల్లతో పాటు కదిలే నియంత్రణ రాడ్ల పదార్థంలో భాగం. అంతేకాకుండా, నియంత్రణ కోసం కొన్ని రాడ్లు మాత్రమే సరిపోతే, రియాక్టివిటీ యొక్క ప్రారంభ అదనపు కోసం భర్తీ చేయడానికి రాడ్ల సంఖ్య వందలకు చేరుకుంటుంది. పరిహార కడ్డీలు క్రమంగా రియాక్టర్ కోర్ నుండి ఉపసంహరించబడతాయి, దాని ఆపరేషన్ మొత్తం సమయంలో ఒక క్లిష్టమైన స్థితిని నిర్ధారిస్తుంది. ప్రత్యేక శోషకాలను ఉపయోగించడం ద్వారా బర్నప్ పరిహారం కూడా సాధించవచ్చు, అవి న్యూట్రాన్లను (Cd, B, అరుదైన భూమి మూలకాలు) లేదా మోడరేటర్‌లో శోషించే పదార్థాల పరిష్కారాలను సంగ్రహించినప్పుడు దీని సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.
విచ్ఛిత్తి సమయంలో కొన్ని న్యూట్రాన్లు 0.2 నుండి 55 సెకన్ల వరకు ఆలస్యంతో శకలాలు బయటకు ఎగురుతాయి అనే వాస్తవం ద్వారా అణు రియాక్టర్ యొక్క నియంత్రణ సరళీకృతం చేయబడింది. దీని కారణంగా, న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ మరియు, తదనుగుణంగా, శక్తి చాలా సజావుగా మారుతుంది, నిర్ణయం తీసుకోవడానికి మరియు బయటి నుండి రియాక్టర్ యొక్క స్థితిని మార్చడానికి సమయం ఇస్తుంది.
అణు రియాక్టర్‌ను నియంత్రించడానికి నియంత్రణ మరియు రక్షణ వ్యవస్థ (CPS) ఉపయోగించబడుతుంది. CPS యొక్క శరీరాలు విభజించబడ్డాయి:
అత్యవసర సంకేతాలు కనిపించినప్పుడు ఎమర్జెన్సీ, రియాక్టివిటీని తగ్గించడం (రియాక్టర్‌లోకి ప్రతికూల రియాక్టివిటీని పరిచయం చేయడం);
స్థిరమైన న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ Ф (అంటే అవుట్పుట్ పవర్) నిర్వహించే ఆటోమేటిక్ రెగ్యులేటర్‌లు;
నష్టపరిహారం, విషప్రయోగం, బర్న్అవుట్, ఉష్ణోగ్రత ప్రభావాలను భర్తీ చేయడానికి సర్వ్ చేయడం.
చాలా సందర్భాలలో, రియాక్టర్‌ను నియంత్రించడానికి, న్యూట్రాన్లను (సిడి, బి, మొదలైనవి) గట్టిగా గ్రహించే పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన కోర్‌లోకి ప్రవేశపెట్టిన రాడ్లను ఉపయోగిస్తారు. న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ యొక్క పరిమాణానికి సున్నితంగా ఉండే పరికరాల సంకేతాలపై పనిచేసే ప్రత్యేక యంత్రాంగాల ద్వారా రాడ్ల కదలిక నియంత్రించబడుతుంది.
రియాక్టివిటీ యొక్క ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం (పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో r తగ్గుతుంది) కలిగిన రియాక్టర్ల కోసం CPS అవయవాల ఆపరేషన్ గమనించదగ్గ విధంగా సరళీకృతం చేయబడింది.
రియాక్టర్ స్థితి గురించిన సమాచారం ఆధారంగా, ఒక ప్రత్యేక కంప్యూటర్ సిస్టమ్ రియాక్టర్ యొక్క స్థితిని మార్చడానికి ఆపరేటర్ కోసం సిఫార్సులను రూపొందిస్తుంది లేదా, నిర్దిష్ట పరిమితుల్లో, ఆపరేటర్ భాగస్వామ్యం లేకుండా రియాక్టర్ నియంత్రించబడుతుంది.
చైన్ రియాక్షన్ యొక్క ఊహించని విపత్తు అభివృద్ధి సందర్భంలో, ప్రతి రియాక్టర్ చైన్ రియాక్షన్ యొక్క అత్యవసర ముగింపు కోసం అందిస్తుంది, ప్రత్యేక అత్యవసర రాడ్లు లేదా సేఫ్టీ రాడ్లను కోర్‌లోకి వదలడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది - అత్యవసర రక్షణ వ్యవస్థ.
ఈ రోజు మనం న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్ ప్రపంచంలోకి ఒక చిన్న ప్రయాణం చేస్తాము. మా విహారం యొక్క థీమ్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్. ఇది ఎలా పని చేస్తుందో, దాని ఆపరేషన్లో ఏ భౌతిక సూత్రాలు మరియు ఈ పరికరం ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుందో మీరు నేర్చుకుంటారు.
అణుశక్తి పుట్టుక
ప్రపంచంలో మొట్టమొదటి న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ 1942లో USAలో నిర్మించబడింది.నోబెల్ గ్రహీత ఎన్రికో ఫెర్మీ నేతృత్వంలోని భౌతిక శాస్త్రవేత్తల ప్రయోగాత్మక బృందం. అదే సమయంలో, వారు స్వీయ-నిరంతర యురేనియం విచ్ఛిత్తి ప్రతిచర్యను చేపట్టారు. పరమాణు జెనీ విడుదలైంది.
మొదటి సోవియట్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ 1946లో ప్రారంభించబడింది.మరియు 8 సంవత్సరాల తరువాత, ఒబ్నిన్స్క్ నగరంలో ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ కరెంట్ ఇచ్చింది. USSR యొక్క అణు విద్యుత్ పరిశ్రమలో పని యొక్క ప్రధాన శాస్త్రీయ పర్యవేక్షకుడు అత్యుత్తమ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఇగోర్ వాసిలీవిచ్ కుర్చటోవ్.
అప్పటి నుండి, అనేక తరాల అణు రియాక్టర్లు మారాయి, కానీ దాని రూపకల్పన యొక్క ప్రధాన అంశాలు మారలేదు.
అణు రియాక్టర్ యొక్క అనాటమీ
ఈ అణు సౌకర్యం కొన్ని క్యూబిక్ సెంటీమీటర్ల నుండి అనేక క్యూబిక్ మీటర్ల వరకు స్థూపాకార సామర్థ్యంతో మందపాటి గోడల ఉక్కు ట్యాంక్.
ఈ సిలిండర్ లోపల పవిత్ర పవిత్రమైనది - రియాక్టర్ కోర్.అణు ఇంధనం యొక్క విచ్ఛిత్తి యొక్క చైన్ రియాక్షన్ ఇక్కడే జరుగుతుంది.
ఈ ప్రక్రియ ఎలా జరుగుతుందో చూద్దాం.
ముఖ్యంగా భారీ మూలకాల యొక్క కేంద్రకాలు యురేనియం-235 (U-235),ఒక చిన్న శక్తి పుష్ ప్రభావంతో, అవి దాదాపు సమాన ద్రవ్యరాశి యొక్క 2 శకలాలుగా విడిపోతాయి. ఈ ప్రక్రియ యొక్క కారణ కారకం న్యూట్రాన్.
శకలాలు చాలా తరచుగా బేరియం మరియు క్రిప్టాన్ కేంద్రకాలు. వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి సానుకూల చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి కూలంబ్ వికర్షణ శక్తులు వాటిని కాంతి వేగంలో 1/30 వేగంతో వేర్వేరు దిశల్లో చెదరగొట్టేలా బలవంతం చేస్తాయి. ఈ శకలాలు భారీ గతి శక్తి యొక్క వాహకాలు.
శక్తి యొక్క ఆచరణాత్మక ఉపయోగం కోసం, దాని విడుదల స్వీయ-నిరంతరంగా ఉండటం అవసరం. చైన్ రియాక్షన్,ప్రతి విచ్ఛిత్తి సంఘటన కొత్త న్యూట్రాన్ల ఉద్గారాలతో కూడి ఉంటుంది కాబట్టి ప్రశ్నలో ఉన్నది మరింత ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. ఒక ప్రారంభ న్యూట్రాన్ కోసం, సగటున, 2-3 కొత్త న్యూట్రాన్లు ఉత్పన్నమవుతాయి. ఫిస్సైల్ యురేనియం న్యూక్లియైల సంఖ్య హిమపాతంలా పెరుగుతోంది,అపారమైన శక్తి విడుదలకు కారణమవుతుంది. ఈ ప్రక్రియను నియంత్రించకపోతే, అణు విస్ఫోటనం సంభవిస్తుంది. లో జరుగుతుంది.
న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను నియంత్రించడానికి న్యూట్రాన్లను గ్రహించే పదార్థాలు వ్యవస్థలోకి ప్రవేశపెడతారు,శక్తి యొక్క మృదువైన విడుదలను అందిస్తుంది. కాడ్మియం లేదా బోరాన్‌ను న్యూట్రాన్ అబ్జార్బర్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు.
శకలాల యొక్క భారీ గతి శక్తిని అరికట్టడం మరియు ఉపయోగించడం ఎలా? ఈ ప్రయోజనాల కోసం, ఒక శీతలకరణి ఉపయోగించబడుతుంది, అనగా. ఒక ప్రత్యేక మాధ్యమం, కదులుతుంది, దీనిలో శకలాలు క్షీణించబడతాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు వేడి చేయబడతాయి. ఇటువంటి మాధ్యమం సాధారణ లేదా భారీ నీరు, ద్రవ లోహాలు (సోడియం), అలాగే కొన్ని వాయువులు కావచ్చు. శీతలకరణిని ఆవిరి స్థితికి మార్చకుండా ఉండటానికి, అధిక పీడనం కోర్లో (160 atm వరకు) నిర్వహించబడుతుంది.ఈ కారణంగా, రియాక్టర్ యొక్క గోడలు ప్రత్యేక గ్రేడ్‌ల పది సెంటీమీటర్ల ఉక్కుతో తయారు చేయబడ్డాయి.
న్యూట్రాన్లు అణు ఇంధనం నుండి ఎగిరితే, అప్పుడు చైన్ రియాక్షన్ అంతరాయం కలిగిస్తుంది. అందువల్ల, ఫిస్సైల్ పదార్థం యొక్క క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశి ఉంది, అనగా. చైన్ రియాక్షన్ నిర్వహించబడే దాని కనీస ద్రవ్యరాశి. ఇది రియాక్టర్ కోర్ చుట్టూ ఉన్న రిఫ్లెక్టర్ ఉనికితో సహా వివిధ పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది పర్యావరణంలోకి న్యూట్రాన్ల లీకేజీని నిరోధించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఈ నిర్మాణ మూలకం కోసం అత్యంత సాధారణ పదార్థం గ్రాఫైట్.
రియాక్టర్‌లో జరుగుతున్న ప్రక్రియలు అత్యంత ప్రమాదకరమైన రేడియేషన్ - గామా రేడియేషన్ విడుదలతో కూడి ఉంటాయి. ఈ ప్రమాదాన్ని తగ్గించడానికి, ఇది యాంటీ-రేడియేషన్ రక్షణను అందిస్తుంది.
అణు రియాక్టర్ ఎలా పనిచేస్తుంది
ఇంధన మూలకాలు అని పిలువబడే అణు ఇంధనం రియాక్టర్ కోర్లో ఉంచబడుతుంది. అవి ఫిస్సైల్ పదార్థం నుండి ఏర్పడిన మాత్రలు మరియు 3.5 మీటర్ల పొడవు మరియు 10 మిమీ వ్యాసం కలిగిన సన్నని గొట్టాలలో ప్యాక్ చేయబడతాయి.
ఒకే రకమైన వందలాది ఇంధన సమావేశాలు కోర్లో ఉంచబడతాయి మరియు అవి చైన్ రియాక్షన్ సమయంలో విడుదలయ్యే ఉష్ణ శక్తి యొక్క మూలాలుగా మారతాయి. ఇంధన కడ్డీలను కడగడం ద్వారా శీతలకరణి రియాక్టర్ యొక్క మొదటి సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.
అధిక పారామితులకు వేడి చేయబడుతుంది, ఇది ఆవిరి జనరేటర్కు పంప్ చేయబడుతుంది, ఇది దాని శక్తిని సెకండరీ సర్క్యూట్ యొక్క నీటికి బదిలీ చేస్తుంది, దానిని ఆవిరిగా మారుస్తుంది. ఫలితంగా వచ్చే ఆవిరి టర్బైన్ జనరేటర్‌ను తిరుగుతుంది. ఈ యూనిట్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ వినియోగదారునికి బదిలీ చేయబడుతుంది. మరియు శీతలీకరణ చెరువు నుండి నీటితో చల్లబడిన ఎగ్సాస్ట్ ఆవిరి, కండెన్సేట్ రూపంలో, ఆవిరి జనరేటర్కు తిరిగి వస్తుంది. చక్రం ముగుస్తుంది.
అణు సంస్థాపన యొక్క ఇటువంటి రెండు-సర్క్యూట్ ఆపరేషన్ దాని పరిమితులకు మించి కోర్లో సంభవించే ప్రక్రియలతో పాటుగా రేడియేషన్ యొక్క చొచ్చుకుపోవడాన్ని మినహాయిస్తుంది.
కాబట్టి, రియాక్టర్‌లో శక్తి పరివర్తనల గొలుసు జరుగుతుంది: ఫిస్సైల్ పదార్థం యొక్క అణు శక్తి → శకలాల గతి శక్తిలోకి → శీతలకరణి యొక్క ఉష్ణ శక్తి → టర్బైన్ యొక్క గతి శక్తి → మరియు జనరేటర్‌లోని విద్యుత్ శక్తిగా.
శక్తి యొక్క అనివార్య నష్టం వాస్తవం దారితీస్తుంది అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల సామర్థ్యం సాపేక్షంగా తక్కువ, 33-34%.
అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడంతో పాటు, అణు రియాక్టర్లు వివిధ రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి, పరిశ్రమలోని అనేక రంగాలలో పరిశోధన కోసం మరియు పారిశ్రామిక రియాక్టర్ల యొక్క అనుమతించదగిన పారామితులను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. వాహనాల ఇంజిన్లకు శక్తిని అందించే రవాణా రియాక్టర్లు మరింత విస్తృతంగా మారుతున్నాయి.
అణు రియాక్టర్ల రకాలు
సాధారణంగా, అణు రియాక్టర్లు యురేనియం U-235పై నడుస్తాయి. అయినప్పటికీ, సహజ పదార్థంలో దాని కంటెంట్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కేవలం 0.7% మాత్రమే. సహజ యురేనియం యొక్క ప్రధాన ద్రవ్యరాశి U-238 ఐసోటోప్. U-235లో చైన్ రియాక్షన్ స్లో న్యూట్రాన్ల వల్ల మాత్రమే జరుగుతుంది మరియు U-238 ఐసోటోప్ ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్ల ద్వారా మాత్రమే విచ్ఛిత్తి చేయబడుతుంది. అణు విచ్ఛిత్తి ఫలితంగా, నెమ్మదిగా మరియు వేగవంతమైన న్యూట్రాన్లు రెండూ పుడతాయి. వేగవంతమైన న్యూట్రాన్లు, శీతలకరణి (నీరు)లో క్షీణతను ఎదుర్కొంటాయి, నెమ్మదిగా మారతాయి. కానీ సహజ యురేనియంలోని U-235 ఐసోటోప్ మొత్తం చాలా చిన్నది, దాని సుసంపన్నతను ఆశ్రయించాల్సిన అవసరం ఉంది, దాని ఏకాగ్రతను 3-5%కి తీసుకువస్తుంది. ఈ ప్రక్రియ చాలా ఖరీదైనది మరియు ఆర్థికంగా ప్రతికూలమైనది. అదనంగా, ఈ ఐసోటోప్ యొక్క సహజ వనరుల అలసట సమయం 100-120 సంవత్సరాలు మాత్రమే అంచనా వేయబడింది.
అందువలన, అణు పరిశ్రమలో ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్లపై పనిచేసే రియాక్టర్లకు క్రమంగా పరివర్తన ఉంది.
వాటి ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, ద్రవ లోహాలు శీతలకరణిగా ఉపయోగించబడతాయి, ఇది న్యూట్రాన్లను మందగించదు మరియు U-238 అణు ఇంధనంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ఐసోటోప్ యొక్క కేంద్రకాలు Plutonium-239 లోకి అణు పరివర్తనల గొలుసు గుండా వెళతాయి, ఇది U-235 వలె గొలుసు ప్రతిచర్యకు లోబడి ఉంటుంది. అంటే, అణు ఇంధనం యొక్క పునరుత్పత్తి ఉంది మరియు దాని వినియోగాన్ని మించిన మొత్తంలో.
నిపుణుల అభిప్రాయం ప్రకారం యురేనియం-238 ఐసోటోప్ నిల్వలు 3,000 సంవత్సరాల పాటు ఉండాలి.ఇతర సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయడానికి మానవాళికి తగినంత సమయం ఉండటానికి ఈ సమయం సరిపోతుంది.
అణుశక్తి వినియోగంలో సమస్యలు
అణుశక్తి యొక్క స్పష్టమైన ప్రయోజనాలతో పాటు, అణు సౌకర్యాల నిర్వహణకు సంబంధించిన సమస్యల స్థాయిని తక్కువగా అంచనా వేయలేము.
వీటిలో మొదటిది రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలు మరియు కూల్చివేసిన పరికరాలను పారవేయడంఅణు శక్తి. ఈ మూలకాలు క్రియాశీల రేడియేషన్ నేపథ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది చాలా కాలం పాటు కొనసాగుతుంది. ఈ వ్యర్థాలను పారవేయడం కోసం, ప్రత్యేక సీసం కంటైనర్లను ఉపయోగిస్తారు. వాటిని 600 మీటర్ల లోతులో శాశ్వత మంచు ప్రదేశాలలో పాతిపెట్టాలి. అందువల్ల, రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని కనుగొనడానికి నిరంతరం పని జరుగుతోంది, ఇది పారవేయడం సమస్యను పరిష్కరించడం మరియు మన గ్రహం యొక్క జీవావరణ శాస్త్రాన్ని సంరక్షించడంలో సహాయపడుతుంది.
రెండవ ప్రధాన సమస్య NPP ఆపరేషన్ సమయంలో భద్రతను నిర్ధారించడం.చెర్నోబిల్ వంటి పెద్ద ప్రమాదాలు అనేక మంది మానవ ప్రాణాలను బలిగొంటాయి మరియు విస్తారమైన భూభాగాలను ఉపయోగించకుండా చేస్తాయి.
జపనీస్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ "ఫుకుషిమా -1" వద్ద జరిగిన ప్రమాదం అణు సౌకర్యాల వద్ద అత్యవసర పరిస్థితిలో సంభవించే సంభావ్య ప్రమాదాన్ని మాత్రమే నిర్ధారించింది.
అయినప్పటికీ, అణుశక్తి యొక్క అవకాశాలు చాలా గొప్పవి, పర్యావరణ సమస్యలు నేపథ్యంలోకి మసకబారుతాయి.
నేడు, మానవాళికి నానాటికీ పెరుగుతున్న శక్తి ఆకలిని తీర్చడానికి వేరే మార్గం లేదు. భవిష్యత్తులో అణుశక్తి పరిశ్రమ యొక్క ఆధారం బహుశా అణు ఇంధనాన్ని పెంపకం చేసే పనితీరుతో "వేగవంతమైన" రియాక్టర్లు కావచ్చు.
ఈ సందేశం మీకు ఉపయోగకరంగా ఉంటే, మిమ్మల్ని చూడటానికి నేను సంతోషిస్తాను
అణు రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ మరియు రూపకల్పన సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు గతంలోకి ఒక చిన్న డైగ్రెషన్ చేయాలి. అణు రియాక్టర్ అనేది శతాబ్దాల నాటి మూర్తీభవించినది, పూర్తిగా కాకపోయినా, తరగని శక్తి వనరు గురించి మానవజాతి కల. దాని పురాతన "ప్రోజెనిటర్" అనేది పొడి కొమ్మలతో చేసిన అగ్ని, ఇది ఒకప్పుడు గుహ యొక్క ఖజానాలను ప్రకాశిస్తుంది మరియు వేడెక్కించింది, ఇక్కడ మన సుదూర పూర్వీకులు చలి నుండి మోక్షాన్ని కనుగొన్నారు. తరువాత, ప్రజలు హైడ్రోకార్బన్‌లను స్వాధీనం చేసుకున్నారు - బొగ్గు, పొట్టు, చమురు మరియు సహజ వాయువు.
ఆవిరి యొక్క అల్లకల్లోలమైన కానీ స్వల్పకాలిక యుగం ప్రారంభమైంది, దాని స్థానంలో మరింత అద్భుతమైన విద్యుత్ శకం వచ్చింది. నగరాలు వెలుగుతో నిండిపోయాయి, మరియు వర్క్‌షాప్‌లు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లతో నడిచే ఇప్పటివరకు తెలియని యంత్రాల హమ్‌తో నిండిపోయాయి. అప్పుడు పురోగతి క్లైమాక్స్‌కు చేరినట్లు అనిపించింది.
19వ శతాబ్దపు చివరలో, ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఆంటోయిన్ హెన్రీ బెక్వెరెల్ అనుకోకుండా యురేనియం లవణాలు రేడియోధార్మికత అని కనుగొన్నప్పుడు ప్రతిదీ మారిపోయింది. 2 సంవత్సరాల తరువాత, అతని స్వదేశీయులు పియరీ క్యూరీ మరియు అతని భార్య మరియా స్క్లోడోవ్స్కా-క్యూరీ వారి నుండి రేడియం మరియు పొలోనియంను పొందారు మరియు వారి రేడియోధార్మికత స్థాయి థోరియం మరియు యురేనియం కంటే మిలియన్ల రెట్లు ఎక్కువ.
రేడియోధార్మిక కిరణాల స్వభావాన్ని వివరంగా అధ్యయనం చేసిన ఎర్నెస్ట్ రూథర్‌ఫోర్డ్ లాఠీని తీసుకున్నాడు. అణు రియాక్టర్ - తన ప్రియమైన బిడ్డకు జన్మనిచ్చిన అణువు యొక్క యుగం ఆ విధంగా ప్రారంభమైంది.
మొదటి అణు రియాక్టర్
"మొదటి సంతానం" USA నుండి వచ్చింది. డిసెంబరు 1942లో, రియాక్టర్ మొదటి కరెంట్‌ను అందించింది, ఇది దాని సృష్టికర్త పేరును పొందింది, శతాబ్దపు గొప్ప భౌతిక శాస్త్రవేత్తలలో ఒకరైన E. ఫెర్మీ. మూడు సంవత్సరాల తరువాత, కెనడాలో ZEEP అణు కర్మాగారం ప్రాణం పోసుకుంది. "కాంస్య" 1946 చివరిలో ప్రారంభించబడిన మొదటి సోవియట్ రియాక్టర్ F-1కి వెళ్ళింది. I. V. కుర్చటోవ్ దేశీయ అణు ప్రాజెక్టుకు అధిపతి అయ్యాడు. నేడు, ప్రపంచంలో 400 కంటే ఎక్కువ అణు విద్యుత్ యూనిట్లు విజయవంతంగా పనిచేస్తున్నాయి.
అణు రియాక్టర్ల రకాలు
విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే నియంత్రిత అణు ప్రతిచర్యకు మద్దతు ఇవ్వడం వారి ముఖ్య ఉద్దేశ్యం. కొన్ని రియాక్టర్లు ఐసోటోపులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. సంక్షిప్తంగా, అవి పెద్ద మొత్తంలో ఉష్ణ శక్తి విడుదలతో కొన్ని పదార్ధాలు ఇతరులలోకి మార్చబడే లోతులలో ఉన్న పరికరాలు. ఇది ఒక రకమైన "కొలిమి", ఇక్కడ సాంప్రదాయ ఇంధనాలకు బదులుగా, యురేనియం ఐసోటోపులు - U-235, U-238 మరియు ప్లూటోనియం (Pu) "కాలిపోతాయి".
ఉదాహరణకు, అనేక రకాల గ్యాసోలిన్ కోసం రూపొందించిన కారు వలె కాకుండా, ప్రతి రకమైన రేడియోధార్మిక ఇంధనం దాని స్వంత రకం రియాక్టర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. వాటిలో రెండు ఉన్నాయి - నెమ్మదిగా (U-235తో) మరియు వేగవంతమైన (U-238 మరియు Puతో) న్యూట్రాన్లు. చాలా అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు స్లో న్యూట్రాన్ రియాక్టర్లతో అమర్చబడి ఉంటాయి. అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లతో పాటు, పరిశోధనా కేంద్రాలలో, అణు జలాంతర్గాములు మరియు సంస్థాపనలు "పని" చేస్తాయి.
రియాక్టర్ ఎలా ఉంది
అన్ని రియాక్టర్లు దాదాపు ఒకే పథకం కలిగి ఉంటాయి. దీని "గుండె" అనేది యాక్టివ్ జోన్. ఇది సాంప్రదాయ పొయ్యి యొక్క కొలిమితో సుమారుగా పోల్చవచ్చు. కట్టెలకు బదులుగా మోడరేటర్‌తో ఇంధన మూలకాల రూపంలో అణు ఇంధనం మాత్రమే ఉంటుంది - TVELs. క్రియాశీల జోన్ ఒక రకమైన క్యాప్సూల్ లోపల ఉంది - న్యూట్రాన్ రిఫ్లెక్టర్. ఇంధన రాడ్లు శీతలకరణి ద్వారా "కడుగుతారు" - నీరు. "గుండె" రేడియోధార్మికత యొక్క అధిక స్థాయిని కలిగి ఉన్నందున, దాని చుట్టూ నమ్మకమైన రేడియేషన్ రక్షణ ఉంటుంది.
ఆపరేటర్లు రెండు క్లిష్టమైన వ్యవస్థలు, చైన్ రియాక్షన్ కంట్రోల్ మరియు రిమోట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ సహాయంతో ప్లాంట్ యొక్క ఆపరేషన్‌ను నియంత్రిస్తారు. అత్యవసర పరిస్థితి తలెత్తితే, అత్యవసర రక్షణ తక్షణమే ప్రేరేపించబడుతుంది.
రియాక్టర్ ఎలా పనిచేస్తుంది
అణు విచ్ఛిత్తి స్థాయిలో ప్రక్రియలు జరుగుతాయి కాబట్టి పరమాణు "జ్వాల" కనిపించదు. గొలుసు ప్రతిచర్య సమయంలో, భారీ కేంద్రకాలు చిన్న శకలాలుగా విడిపోతాయి, ఇవి ఉత్తేజిత స్థితిలో ఉండటం వల్ల న్యూట్రాన్లు మరియు ఇతర సబ్‌టామిక్ కణాల మూలాలుగా మారతాయి. కానీ ప్రక్రియ అక్కడ ముగియదు. న్యూట్రాన్లు "క్రష్" చేస్తూనే ఉంటాయి, దీని ఫలితంగా చాలా శక్తి విడుదల అవుతుంది, అంటే అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు నిర్మించబడిన దాని కోసం ఏమి జరుగుతుంది.
సిబ్బంది యొక్క ప్రధాన పని స్థిరమైన, సర్దుబాటు స్థాయిలో నియంత్రణ రాడ్ల సహాయంతో గొలుసు ప్రతిచర్యను నిర్వహించడం. ఇది అణు బాంబు నుండి దాని ప్రధాన వ్యత్యాసం, ఇక్కడ అణు క్షయం ప్రక్రియ నియంత్రించబడదు మరియు శక్తివంతమైన పేలుడు రూపంలో వేగంగా కొనసాగుతుంది.
చెర్నోబిల్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్‌లో ఏం జరిగింది
ఏప్రిల్ 1986లో చెర్నోబిల్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్‌లో జరిగిన విపత్తుకు ప్రధాన కారణాలలో ఒకటి 4వ పవర్ యూనిట్‌లో సాధారణ నిర్వహణ ప్రక్రియలో కార్యాచరణ భద్రతా నియమాలను పూర్తిగా ఉల్లంఘించడం. అప్పుడు నిబంధనల ప్రకారం అనుమతించబడిన 15కి బదులుగా 203 గ్రాఫైట్ రాడ్లు ఒకే సమయంలో కోర్ నుండి తొలగించబడ్డాయి. ఫలితంగా, ప్రారంభమైన అనియంత్రిత చైన్ రియాక్షన్ థర్మల్ పేలుడు మరియు పవర్ యూనిట్ యొక్క పూర్తి విధ్వంసంలో ముగిసింది.
కొత్త తరం రియాక్టర్లు
గత దశాబ్దంలో, రష్యా ప్రపంచంలోని అణుశక్తి నాయకులలో ఒకటిగా మారింది. ప్రస్తుతానికి, రాష్ట్ర కార్పొరేషన్ రోసాటమ్ 12 దేశాలలో అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మిస్తోంది, ఇక్కడ 34 పవర్ యూనిట్లు నిర్మించబడుతున్నాయి. అటువంటి అధిక డిమాండ్ ఆధునిక రష్యన్ అణు సాంకేతికత యొక్క ఉన్నత స్థాయికి నిదర్శనం. తదుపరి వరుసలో కొత్త 4వ తరం రియాక్టర్లు ఉన్నాయి.
"బ్రెస్ట్"
వాటిలో ఒకటి బ్రెస్ట్, ఇది బ్రేక్‌త్రూ ప్రాజెక్ట్‌లో భాగంగా అభివృద్ధి చేయబడింది. ప్రస్తుత ఓపెన్-సైకిల్ వ్యవస్థలు తక్కువ-సుసంపన్నమైన యురేనియంతో నడుస్తాయి, భారీ మొత్తంలో ఖర్చు చేసిన ఇంధనాన్ని అపారమైన ఖర్చుతో పారవేసేందుకు వదిలివేస్తుంది. "బ్రెస్ట్" - వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ రియాక్టర్ క్లోజ్డ్ సైకిల్‌లో ప్రత్యేకంగా ఉంటుంది.
అందులో, ఖర్చు చేసిన ఇంధనం, వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ రియాక్టర్‌లో తగిన ప్రాసెసింగ్ తర్వాత, మళ్లీ అదే సదుపాయంలోకి తిరిగి లోడ్ చేయగల పూర్తి స్థాయి ఇంధనంగా మారుతుంది.
బ్రెస్ట్ అధిక స్థాయి భద్రతతో విభిన్నంగా ఉంటుంది. ఇది చాలా తీవ్రమైన ప్రమాదంలో కూడా "పేలదు", ఇది చాలా పొదుపుగా మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైనది, ఎందుకంటే ఇది "పునరుద్ధరించబడిన" యురేనియంను తిరిగి ఉపయోగిస్తుంది. ఇది ఆయుధాల-గ్రేడ్ ప్లూటోనియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడదు, ఇది దాని ఎగుమతి కోసం విస్తృత అవకాశాలను తెరుస్తుంది.
VVER-1200
VVER-1200 అనేది 1150 MW సామర్థ్యంతో ఒక వినూత్న తరం 3+ రియాక్టర్. దాని ప్రత్యేక సాంకేతిక సామర్థ్యాలకు ధన్యవాదాలు, ఇది దాదాపు సంపూర్ణ కార్యాచరణ భద్రతను కలిగి ఉంది. రియాక్టర్ సమృద్ధిగా నిష్క్రియ భద్రతా వ్యవస్థలతో అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది ఆటోమేటిక్ మోడ్‌లో విద్యుత్ సరఫరా లేనప్పుడు కూడా పని చేస్తుంది.
వాటిలో ఒకటి పాసివ్ హీట్ రిమూవల్ సిస్టమ్, ఇది రియాక్టర్ పూర్తిగా డి-ఎనర్జైజ్ అయినప్పుడు స్వయంచాలకంగా యాక్టివేట్ అవుతుంది. ఈ సందర్భంలో, అత్యవసర హైడ్రాలిక్ ట్యాంకులు అందించబడతాయి. ప్రైమరీ సర్క్యూట్‌లో అసాధారణ ఒత్తిడి తగ్గడంతో, బోరాన్‌తో కూడిన పెద్ద మొత్తంలో నీరు రియాక్టర్‌కు సరఫరా చేయబడుతుంది, ఇది అణు ప్రతిచర్యను చల్లబరుస్తుంది మరియు న్యూట్రాన్లను గ్రహిస్తుంది.
కరిగే "ఉచ్చు" - మరొక జ్ఞానాన్ని కలిగి ఉన్న దిగువ భాగంలో ఉంది. అయినప్పటికీ, ప్రమాదం ఫలితంగా, కోర్ "లీక్" అయితే, "ట్రాప్" కంటైన్మెంట్ కూలిపోవడానికి మరియు రేడియోధార్మిక ఉత్పత్తులను భూమిలోకి ప్రవేశించకుండా నిరోధించదు.
