స్కూల్ ఎన్సైక్లోపీడియా. మొదటి అణు రియాక్టర్ మరియు అణు బాంబు

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 ఐసోటోపులను 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

పుట 1

సోవియట్ యూనియన్‌లో నిర్మించిన మొదటి అణు రియాక్టర్ (యురేనియం-గ్రాఫైట్) ప్రత్యేక శీతలీకరణ లేకుండా సహజ యురేనియంపై పనిచేస్తుంది.

ఫెర్మీ నాయకత్వంలో రూపొందించబడిన మొదటి అణు రియాక్టర్ 1942లో ప్రారంభించబడింది. U-235, Pu-239, U-238 మరియు Th-232 రియాక్టర్లలో ముడి పదార్థాలు మరియు విచ్ఛిత్తి పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. యురేనియం ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, ఐసోటోప్ U-238 కనుగొనబడింది. ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంతో రియాక్టర్‌లో సంభవించే ప్రక్రియలను అర్థం చేసుకోవడానికి, రెండు యురేనియం ఐసోటోపుల న్యూక్లియైల విచ్ఛిత్తి సంభవించే పరిస్థితులలో § 18.8లో గుర్తించబడిన తేడాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. ఈ న్యూట్రాన్‌లు U-235 న్యూక్లియైల విచ్ఛిత్తికి మాత్రమే కారణమవుతాయి. U-238 అణు విచ్ఛిత్తి యొక్క క్రియాశీలత శక్తిని అధిగమించే కొన్ని ప్రాంప్ట్ న్యూట్రాన్‌లు అస్థిర విక్షేపణకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది మరియు వాటి శక్తి ఒక నియమం ప్రకారం, U-238 అణు విచ్ఛిత్తి థ్రెషోల్డ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. యురేనియం న్యూక్లియైలతో వరుస ఘర్షణల ఫలితంగా, న్యూట్రాన్లు చిన్న భాగాలలో శక్తిని కోల్పోతాయి, నెమ్మదిగా మరియు U-238 కేంద్రకాల ద్వారా రేడియేటివ్ క్యాప్చర్‌ను అనుభవిస్తాయి లేదా U-235 కేంద్రకాలచే గ్రహించబడతాయి. U-235 కేంద్రకాల ద్వారా న్యూట్రాన్‌ల శోషణ గొలుసు ప్రతిచర్య అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే U-238 కేంద్రకాల ద్వారా వాటి శోషణ గొలుసు ప్రతిచర్య నుండి న్యూట్రాన్‌లను తొలగిస్తుంది మరియు ప్రతిచర్య గొలుసుల ముగింపుకు దారితీస్తుంది. యురేనియం ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, చైన్ టర్మినేషన్ సంభావ్యత ప్రతిచర్య శాఖల సంభావ్యతను మించిపోయిందని లెక్కలు చూపిస్తున్నాయి మరియు వేగంగా లేదా నెమ్మదైన న్యూట్రాన్‌లపై విచ్ఛిత్తి గొలుసు చర్య అభివృద్ధి చెందదు.

ఫెర్మీ నాయకత్వంలో రూపొందించబడిన మొదటి అణు రియాక్టర్ 1942లో ప్రారంభించబడింది. U-235, Pu-239, U-238 మరియు Th-232 రియాక్టర్లలో ముడి పదార్థాలు మరియు విచ్ఛిత్తి పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. యురేనియం ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, ఐసోటోప్ U-238 ఐసోటోప్ U-235 కంటే 140 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంతో రియాక్టర్‌లో సంభవించే ప్రక్రియలను అర్థం చేసుకోవడానికి, రెండు యురేనియం ఐసోటోపుల న్యూక్లియైల విచ్ఛిత్తి సంభవించే పరిస్థితులలో § 18.8లో గుర్తించబడిన తేడాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. ఈ న్యూట్రాన్‌లు U-235 న్యూక్లియైల విచ్ఛిత్తికి మాత్రమే కారణమవుతాయి. U-238 అణు విచ్ఛిత్తి యొక్క క్రియాశీలత శక్తిని అధిగమించే కొన్ని ప్రాంప్ట్ న్యూట్రాన్‌లు అస్థిర విక్షేపణకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది మరియు వాటి శక్తి ఒక నియమం ప్రకారం, U-238 అణు విచ్ఛిత్తి థ్రెషోల్డ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. యురేనియం న్యూక్లియైలతో వరుస ఘర్షణల ఫలితంగా, న్యూట్రాన్లు చిన్న భాగాలలో శక్తిని కోల్పోతాయి, నెమ్మదిగా మరియు U-238 కేంద్రకాల ద్వారా రేడియేటివ్ క్యాప్చర్‌ను అనుభవిస్తాయి లేదా U-235 కేంద్రకాలచే గ్రహించబడతాయి. U-235 కేంద్రకాల ద్వారా న్యూట్రాన్‌ల శోషణ గొలుసు ప్రతిచర్య అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే U-238 కేంద్రకాల ద్వారా వాటి శోషణ గొలుసు ప్రతిచర్య నుండి న్యూట్రాన్‌లను తొలగిస్తుంది మరియు ప్రతిచర్య గొలుసుల ముగింపుకు దారితీస్తుంది. యురేనియం ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, చైన్ టర్మినేషన్ సంభావ్యత ప్రతిచర్య శాఖల సంభావ్యతను మించిపోయిందని లెక్కలు చూపిస్తున్నాయి మరియు వేగంగా లేదా నెమ్మదైన న్యూట్రాన్‌లపై విచ్ఛిత్తి గొలుసు చర్య అభివృద్ధి చెందదు.

మొదటి అణు రియాక్టర్లు అణు ఆయుధ కార్యక్రమం యొక్క డిమాండ్లను తీర్చడానికి నిర్మించబడ్డాయి; ఈ అవసరాలు 10 సంవత్సరాలుగా రియాక్టర్ల నిర్మాణంలో ప్రబలంగా ఉన్నాయి. సైనిక ప్రయోజనాల కోసం రియాక్టర్లు తప్పనిసరిగా ప్లూటోనియం ఉత్పత్తికి మాత్రమే ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు సహజమైన లేదా తేలికగా సుసంపన్నమైన యురేనియం నుండి ప్లూటోనియంను వేరు చేయడం ప్రధాన ప్రయత్నం. అటువంటి రియాక్టర్లలోని ఇంధన మూలకాలు సాధారణంగా అల్యూమినియం లేదా మెగ్నీషియం మిశ్రమాలతో తయారు చేయబడిన షెల్స్‌లో ఉంటాయి.

మొదటి అణు రియాక్టర్ చివరిలో నిర్మించబడింది - 1942 USAలో ఇటాలియన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఫెర్మీ.

యురేనియం మరియు గ్రాఫైట్‌తో మొదటి న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ USAలో 1942 చివరిలో ఉద్యోగులతో ఫెర్మీచే నిర్మించబడింది.

మొదటి ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్ న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లు మన దేశంలో నిర్మించబడ్డాయి - ఇవి బెలోయార్స్క్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్, అలాగే షెవ్చెంకో నగరంలోని అణు విద్యుత్ ప్లాంట్. రియాక్టర్ దాని డిజైన్ సామర్థ్యాన్ని చేరుకోవడానికి, దాదాపు అన్ని Np (T / z 2 35 రోజులు) తప్పనిసరిగా Pu లోకి మార్చబడాలి. అదనంగా, ఫలితంగా పు తప్పనిసరిగా మిగిలిన అసలు యురేనియం మరియు ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మూలకాల నుండి వేరు చేయబడాలి. అందువలన, అణు రియాక్టర్ల ఆపరేషన్ యొక్క కెమిస్ట్రీ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

మొదటి అణు రియాక్టర్లు రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.

మొదటి అణు రియాక్టర్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉద్దేశించబడలేదు, పదార్థాలు మరియు జ్ఞానాన్ని కూడబెట్టడానికి ఇది అవసరం.

మొదటి క్లిష్టమైన యురేనియం న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ చికాగో విశ్వవిద్యాలయంలో నిర్మించబడింది. ఆ సమయానికి, దాదాపు 6 టన్నుల స్వచ్ఛమైన యురేనియం ఇప్పటికే ఉత్పత్తి చేయబడింది; యురేనియం మరియు గ్రాఫైట్ వరుస పొరలలో వేయబడ్డాయి - మొత్తం 57 పొరలు - ఇందులో కాడ్మియం సర్దుబాటు రాడ్‌ల కోసం రంధ్రాలు వదిలివేయబడ్డాయి.

మొదటి అణు రియాక్టర్ కేవలం 12 సంవత్సరాల క్రితం మాత్రమే అమలులోకి వచ్చినప్పటికీ, ఇప్పుడు కూడా ఈ అసాధారణ సంస్థాపనల గురించి వాల్యూమ్‌లు వ్రాయవచ్చు. నేడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా - సోవియట్ యూనియన్ మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్ ఆఫ్ అమెరికాలో, ఫ్రాన్స్ మరియు కెనడాలో, నార్వే మరియు ఇంగ్లాండ్‌లో - వివిధ రకాల రియాక్టర్లు పనిచేస్తున్నాయి. వాటిలో కొన్ని పరిశోధన ప్రయోజనాలకు ఉపయోగపడతాయి, మరికొన్ని శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు మరికొన్ని వివిధ రేడియోధార్మిక ఐసోటోపుల భారీ పరిమాణాల ఉత్పత్తికి నిజమైన కర్మాగారాలు. అణు రియాక్టర్ల రూపకల్పన మరియు ఆపరేషన్ గురించి కనీసం క్లుప్తంగా నివసిద్దాం.

మొదటి అణు రియాక్టర్లలో, ప్రత్యేక గ్రాఫైట్ మోడరేటర్‌గా ఉపయోగించబడింది. గ్రాఫైట్‌లో (సాంద్రత 167) ఒక న్యూట్రాన్ కార్బన్ న్యూక్లియైలతో ఢీకొనే మధ్య సగటున 253 సెం.మీ ప్రయాణిస్తుంది మరియు ప్రక్రియలో 0158 శక్తిని కోల్పోతుంది. పర్యవసానంగా, మోడరేటింగ్ శక్తి 0 0625కి సమానంగా ఉంటుంది మరియు గ్రాఫైట్ ద్వారా మార్గం యొక్క I cm కోసం, వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ దాని శక్తిని 6 25% కోల్పోతుంది.

ఒక సాధారణ వ్యక్తికి, ఆధునిక హైటెక్ పరికరాలు చాలా రహస్యమైనవి మరియు రహస్యమైనవి, ప్రాచీనులు మెరుపును పూజించినట్లు వాటిని పూజించడం సరైనది. గణిత గణనలతో నిండిన పాఠశాల భౌతిక శాస్త్ర పాఠాలు సమస్యను పరిష్కరించవు. కానీ అణు రియాక్టర్ గురించి కూడా చెప్పడం ఆసక్తికరంగా ఉంది, దీని ఆపరేషన్ సూత్రం యువకుడికి కూడా స్పష్టంగా ఉంటుంది.

అణు రియాక్టర్ ఎలా పని చేస్తుంది?

ఈ హైటెక్ పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం క్రింది విధంగా ఉంది:

1. న్యూట్రాన్ శోషించబడినప్పుడు, అణు ఇంధనం (చాలా తరచుగా ఇది యురేనియం-235లేదా ప్లూటోనియం-239) పరమాణు కేంద్రకం యొక్క విభజన జరుగుతుంది;
2. గతి శక్తి, గామా రేడియేషన్ మరియు ఉచిత న్యూట్రాన్లు విడుదల చేయబడతాయి;
3. గతి శక్తి ఉష్ణ శక్తిగా మార్చబడుతుంది (న్యూక్లియైలు చుట్టుపక్కల అణువులతో ఢీకొన్నప్పుడు), గామా రేడియేషన్ రియాక్టర్ ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు వేడిగా కూడా మారుతుంది;
4. ఉత్పత్తి చేయబడిన కొన్ని న్యూట్రాన్లు ఇంధన అణువులచే శోషించబడతాయి, ఇది గొలుసు ప్రతిచర్యకు కారణమవుతుంది. దానిని నియంత్రించడానికి, న్యూట్రాన్ అబ్జార్బర్స్ మరియు మోడరేటర్లు ఉపయోగించబడతాయి;
5. శీతలకరణి (నీరు, గ్యాస్ లేదా ద్రవ సోడియం) సహాయంతో, ప్రతిచర్య సైట్ నుండి వేడి తొలగించబడుతుంది;
6. వేడిచేసిన నీటి నుండి ఒత్తిడితో కూడిన ఆవిరి ఆవిరి టర్బైన్లను నడపడానికి ఉపయోగించబడుతుంది;
7. జనరేటర్ సహాయంతో, టర్బైన్ల భ్రమణ యాంత్రిక శక్తి ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ ప్రవాహంగా మార్చబడుతుంది.

వర్గీకరణకు విధానాలు

రియాక్టర్ల టైపోలాజీకి అనేక కారణాలు ఉండవచ్చు:

• అణు ప్రతిచర్య రకం ద్వారా. విచ్ఛిత్తి (అన్ని వాణిజ్య సంస్థాపనలు) లేదా ఫ్యూజన్ (థర్మోన్యూక్లియర్ పవర్, కొన్ని పరిశోధనా సంస్థలలో మాత్రమే విస్తృతంగా ఉంది);
• శీతలకరణి ద్వారా. చాలా సందర్భాలలో, ఈ ప్రయోజనం కోసం నీరు (మరిగే లేదా భారీ) ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రత్యామ్నాయ పరిష్కారాలను కొన్నిసార్లు ఉపయోగిస్తారు: ద్రవ లోహం (సోడియం, సీసం-బిస్మత్ మిశ్రమం, పాదరసం), గ్యాస్ (హీలియం, కార్బన్ డయాక్సైడ్ లేదా నైట్రోజన్), కరిగిన ఉప్పు (ఫ్లోరైడ్ లవణాలు);
• తరం ద్వారా.మొదటిది ప్రారంభ ప్రోటోటైప్‌లు, ఇది వాణిజ్యపరమైన ఉద్దేశ్యంతో లేదు. రెండవది 1996కి ముందు నిర్మించిన అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో అత్యధిక భాగం. మూడవ తరం మునుపటి నుండి చిన్న మెరుగుదలలలో మాత్రమే భిన్నంగా ఉంటుంది. నాల్గవ తరానికి సంబంధించిన పని ఇంకా కొనసాగుతోంది;
• మొత్తం రాష్ట్రం ప్రకారంఇంధనం (గ్యాస్ ఇప్పటికీ కాగితంపై మాత్రమే ఉంది);
• ఉపయోగం యొక్క ఉద్దేశ్యం ద్వారా(విద్యుత్ ఉత్పత్తి, ఇంజిన్ ప్రారంభం, హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, డీశాలినేషన్, మూలకాల రూపాంతరం, న్యూరల్ రేడియేషన్ పొందడం, సైద్ధాంతిక మరియు పరిశోధనాత్మక ప్రయోజనాల కోసం).

అణు రియాక్టర్ పరికరం

చాలా పవర్ ప్లాంట్లలోని రియాక్టర్ల ప్రధాన భాగాలు:

1. అణు ఇంధనం - పవర్ టర్బైన్‌లకు (సాధారణంగా తక్కువ సుసంపన్నమైన యురేనియం) వేడి ఉత్పత్తికి అవసరమైన పదార్థం;
2. అణు రియాక్టర్ యొక్క క్రియాశీల జోన్ - ఇక్కడే అణు ప్రతిచర్య జరుగుతుంది;
3. న్యూట్రాన్ మోడరేటర్ - వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గిస్తుంది, వాటిని థర్మల్ న్యూట్రాన్‌లుగా మారుస్తుంది;
4. న్యూట్రాన్ మూలాన్ని ప్రారంభించడం - అణు ప్రతిచర్య యొక్క నమ్మకమైన మరియు స్థిరమైన ప్రయోగానికి ఉపయోగించబడుతుంది;
5. న్యూట్రాన్ శోషక - తాజా ఇంధనం యొక్క అధిక క్రియాశీలతను తగ్గించడానికి కొన్ని పవర్ ప్లాంట్లలో అందుబాటులో ఉంటుంది;
6. న్యూట్రాన్ హోవిట్జర్ - ఆపివేయబడిన తర్వాత ప్రతిచర్యను తిరిగి ప్రారంభించడానికి ఉపయోగిస్తారు;
7. శీతలకరణి (శుద్ధి చేసిన నీరు);
8. నియంత్రణ రాడ్లు - యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం కేంద్రకాల విచ్ఛిత్తి రేటును నియంత్రించడానికి;
9. నీటి పంపు - ఆవిరి బాయిలర్‌కు నీటిని పంపుతుంది;
10. ఆవిరి టర్బైన్ - ఆవిరి యొక్క ఉష్ణ శక్తిని భ్రమణ యాంత్రిక శక్తిగా మారుస్తుంది;
11. శీతలీకరణ టవర్ - వాతావరణంలోకి అదనపు వేడిని తొలగించే పరికరం;
12. రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలను స్వీకరించడానికి మరియు నిల్వ చేయడానికి వ్యవస్థ;
13. భద్రతా వ్యవస్థలు (అత్యవసర డీజిల్ జనరేటర్లు, అత్యవసర కోర్ శీతలీకరణ కోసం పరికరాలు).

తాజా నమూనాలు ఎలా పని చేస్తాయి

తాజా 4వ తరం రియాక్టర్లు వాణిజ్య కార్యకలాపాలకు అందుబాటులో ఉంటాయి 2030 కంటే ముందు కాదు. ప్రస్తుతం, వారి పని యొక్క సూత్రం మరియు అమరిక అభివృద్ధి దశలో ఉన్నాయి. ప్రస్తుత డేటా ప్రకారం, ఈ మార్పులు ఇప్పటికే ఉన్న మోడల్‌ల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి లాభాలు:

• వేగవంతమైన గ్యాస్ శీతలీకరణ వ్యవస్థ. హీలియం శీతలకరణిగా ఉపయోగించబడుతుందని భావించబడుతుంది. డిజైన్ డాక్యుమెంటేషన్ ప్రకారం, 850 °C ఉష్ణోగ్రతతో రియాక్టర్లను ఈ విధంగా చల్లబరుస్తుంది. అటువంటి అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పని చేయడానికి, నిర్దిష్ట ముడి పదార్థాలు కూడా అవసరం: మిశ్రమ సిరామిక్ పదార్థాలు మరియు ఆక్టినైడ్ సమ్మేళనాలు;
• ప్రధాన శీతలకరణిగా సీసం లేదా సీసం-బిస్మత్ మిశ్రమం ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ పదార్థాలు తక్కువ న్యూట్రాన్ శోషణ మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉంటాయి;
• అలాగే, కరిగిన లవణాల మిశ్రమాన్ని ప్రధాన శీతలకరణిగా ఉపయోగించవచ్చు. అందువలన, ఆధునిక నీటి-చల్లబడిన ప్రతిరూపాల కంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పని చేయడం సాధ్యమవుతుంది.

ప్రకృతిలో సహజ అనలాగ్లు

అణు రియాక్టర్ అనేది కేవలం అత్యున్నత సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ఉత్పత్తిగా మాత్రమే ప్రజల మనస్సులో గుర్తించబడుతుంది. అయితే, నిజానికి మొదటిది పరికరం సహజ మూలం. ఇది సెంట్రల్ ఆఫ్రికన్ రాష్ట్రం గాబన్‌లోని ఓక్లో ప్రాంతంలో కనుగొనబడింది:

• భూగర్భ జలాల ద్వారా యురేనియం శిలలను వరదలు ముంచెత్తడం వల్ల ఈ రియాక్టర్ ఏర్పడింది. వారు న్యూట్రాన్ మోడరేటర్లుగా పనిచేశారు;
• యురేనియం క్షయం సమయంలో విడుదలయ్యే ఉష్ణ శక్తి నీటిని ఆవిరిగా మారుస్తుంది మరియు చైన్ రియాక్షన్ ఆగిపోతుంది;
• శీతలకరణి ఉష్ణోగ్రత పడిపోయిన తర్వాత, ప్రతిదీ మళ్లీ పునరావృతమవుతుంది;
• ద్రవం ఉడకబెట్టకుండా మరియు ప్రతిచర్యను ఆపకుండా ఉంటే, మానవత్వం ఒక కొత్త ప్రకృతి విపత్తును ఎదుర్కొనేది;
• సుమారు ఒకటిన్నర బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం ఈ రియాక్టర్‌లో స్వీయ-నిరంతర అణు విచ్ఛిత్తి ప్రారంభమైంది. ఈ సమయంలో, సుమారు 0.1 మిలియన్ వాట్ల అవుట్‌పుట్ పవర్ కేటాయించబడింది;
• భూమిపై ప్రపంచంలోని అలాంటి అద్భుతం ఒక్కటే. కొత్త వాటి రూపాన్ని అసాధ్యం: సహజ ముడి పదార్థాలలో యురేనియం -235 నిష్పత్తి గొలుసు ప్రతిచర్యను నిర్వహించడానికి అవసరమైన స్థాయి కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

దక్షిణ కొరియాలో ఎన్ని అణు రియాక్టర్లు ఉన్నాయి?

సహజ వనరులలో పేద, కానీ పారిశ్రామికీకరణ మరియు అధిక జనాభా, రిపబ్లిక్ ఆఫ్ కొరియాకు శక్తి చాలా అవసరం. శాంతియుత పరమాణువును జర్మనీ తిరస్కరించిన నేపథ్యంలో, ఈ దేశం అణు సాంకేతికతను అరికట్టడానికి చాలా ఆశలు కలిగి ఉంది:

• 2035 నాటికి అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ వాటా 60% కి చేరుకుంటుంది మరియు మొత్తం ఉత్పత్తి - 40 గిగావాట్ల కంటే ఎక్కువ;
• దేశంలో అణు ఆయుధాలు లేవు, కానీ అణు భౌతిక శాస్త్రంలో పరిశోధనలు కొనసాగుతున్నాయి. కొరియన్ శాస్త్రవేత్తలు ఆధునిక రియాక్టర్ల కోసం డిజైన్లను అభివృద్ధి చేశారు: మాడ్యులర్, హైడ్రోజన్, ద్రవ లోహంతో మొదలైనవి;
• స్థానిక పరిశోధకుల విజయం విదేశాల్లో సాంకేతికతను విక్రయించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. రాబోయే 15-20 సంవత్సరాలలో దేశం అటువంటి 80 యూనిట్లను ఎగుమతి చేస్తుందని అంచనా వేయబడింది;
• కానీ నేటికి, చాలా అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు అమెరికన్ లేదా ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్తల సహాయంతో నిర్మించబడ్డాయి;
• ఆపరేటింగ్ స్టేషన్ల సంఖ్య సాపేక్షంగా చిన్నది (కేవలం నాలుగు), కానీ వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి గణనీయమైన సంఖ్యలో రియాక్టర్లను కలిగి ఉంది - మొత్తం 40, మరియు ఈ సంఖ్య పెరుగుతుంది.

న్యూట్రాన్‌లతో బాంబు దాడి చేసినప్పుడు, అణు ఇంధనం చైన్ రియాక్షన్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, దీని ఫలితంగా భారీ మొత్తంలో వేడి ఉత్పత్తి అవుతుంది. వ్యవస్థలోని నీరు ఈ వేడిని తీసుకొని దానిని ఆవిరిగా మారుస్తుంది, ఇది విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే టర్బైన్లను మారుస్తుంది. భూమిపై అత్యంత శక్తివంతమైన శక్తి వనరు అయిన అటామిక్ రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సాధారణ రేఖాచిత్రం ఇక్కడ ఉంది.

వీడియో: అణు రియాక్టర్లు ఎలా పని చేస్తాయి

ఈ వీడియోలో, అణు భౌతిక శాస్త్రవేత్త వ్లాదిమిర్ చైకిన్ అణు రియాక్టర్లలో విద్యుత్తు ఎలా ఉత్పత్తి చేయబడుతుందో, వాటి వివరణాత్మక నిర్మాణం మీకు తెలియజేస్తుంది:

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 చేస్తుందని కొందరు నమ్మారు. 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.

అణు రియాక్టర్లు.

అణు (అణు) రియాక్టర్ అనేది అణు విచ్ఛిత్తి యొక్క నియంత్రిత స్వీయ-నిరంతర గొలుసు ప్రతిచర్యను నిర్వహించడానికి రూపొందించిన పరికరం, ఇది పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని విడుదల చేస్తుంది.

అణు రియాక్టర్లు ఆధునిక అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో ప్రధాన అంశం.

మొదటి అణు రియాక్టర్లు.

మొదటి అణు రియాక్టర్ E. ఫెర్మీ నాయకత్వంలో USAలో డిసెంబర్ 1942లో నిర్మించబడింది మరియు ప్రారంభించబడింది.

యునైటెడ్ స్టేట్స్ వెలుపల నిర్మించిన మొదటి రియాక్టర్ ZEEP, సెప్టెంబర్ 5, 1945న కెనడాలో ప్రారంభించబడింది.

ఐరోపాలో, మొదటి అణు రియాక్టర్ F-1 సంస్థాపన, ఇది డిసెంబర్ 25, 1946 న మాస్కోలో I. V. కుర్చాటోవ్ నాయకత్వంలో ప్రారంభించబడింది.

1978 నాటికి, వివిధ రకాలైన వంద అణు రియాక్టర్లు ఇప్పటికే ప్రపంచంలో పనిచేస్తున్నాయి.

అణు రియాక్టర్ల సృష్టి చరిత్ర.

జర్మనీలో శాస్త్రీయ పని.

నాజీ జర్మనీ యొక్క "యురేనియం ప్రాజెక్ట్" సైద్ధాంతిక సమూహం, కైజర్ విల్‌హెల్మ్ సొసైటీలో పని చేస్తుంది, వైజ్‌సాకర్ నేతృత్వంలో ఉంది, కానీ అధికారికంగా మాత్రమే. అసలు నాయకుడు హైసెన్‌బర్గ్, అతను చైన్ రియాక్షన్ యొక్క సైద్ధాంతిక పునాదులను అభివృద్ధి చేస్తున్నాడు, అయితే వీజ్‌సాకర్, పాల్గొనేవారి బృందంతో "యురేనియం యంత్రం" - మొదటి రియాక్టర్‌ను రూపొందించడంపై దృష్టి పెట్టాడు.

1940 వసంత ఋతువు చివరిలో, సమూహంలోని శాస్త్రవేత్తలలో ఒకరు - హార్టెక్ - యురేనియం ఆక్సైడ్ మరియు ఘన గ్రాఫైట్ మోడరేటర్‌ను ఉపయోగించి గొలుసు ప్రతిచర్యను సృష్టించే ప్రయత్నంతో మొదటి ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు. అయితే, ఈ లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి అందుబాటులో ఉన్న ఫిసిల్ మెటీరియల్ సరిపోలేదు.

1941లో, యూనివర్శిటీ ఆఫ్ లీప్‌జిగ్‌లో, డోపెల్, హైసెన్‌బర్గ్ గ్రూపు సభ్యుడు, హెవీ వాటర్ మోడరేటర్‌తో ఒక స్టాండ్‌ను నిర్మించారు, మే 1942 నాటికి, వాటి శోషణకు మించి న్యూట్రాన్‌ల ఉత్పత్తిని సాధించడం సాధ్యమైంది. .

ఫిబ్రవరి 1945లో హైగర్‌లోచ్ సమీపంలో పనిచేస్తున్న గనిలో నిర్వహించిన ప్రయోగంలో జర్మన్ శాస్త్రవేత్తలు పూర్తి స్థాయి గొలుసు ప్రతిచర్యను సాధించారు. అయితే, కొన్ని వారాల తర్వాత, జర్మనీ యొక్క అణు కార్యక్రమం ఉనికిలో లేదు.

USAలో శాస్త్రీయ పని.

న్యూక్లియర్ ఫిషన్ చైన్ రియాక్షన్ (షార్ట్ చైన్ రియాక్షన్) మొదటిసారిగా డిసెంబర్ 1942లో అమెరికన్ శాస్త్రవేత్తలచే నిర్వహించబడింది. E. ఫెర్మీ నేతృత్వంలోని చికాగో విశ్వవిద్యాలయంలోని భౌతిక శాస్త్రవేత్తల బృందం చికాగో పైల్-1, CP-1 అని పిలిచే ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి అణు రియాక్టర్‌ను రూపొందించింది. ఇది గ్రాఫైట్ బ్లాక్‌లను కలిగి ఉంది, వాటి మధ్య సహజ యురేనియం మరియు దాని డయాక్సైడ్ బంతులు ఉన్నాయి. 235U న్యూక్లియైల విచ్ఛిత్తి తర్వాత కనిపించే వేగవంతమైన న్యూట్రాన్‌లు గ్రాఫైట్ ద్వారా థర్మల్ ఎనర్జీలకు మందగించాయి, ఆపై కొత్త అణు విచ్ఛిత్తికి కారణమయ్యాయి. థర్మల్ న్యూట్రాన్ల చర్యలో విచ్ఛిత్తి యొక్క ప్రధాన వాటా సంభవించే SR-1 వంటి రియాక్టర్లను థర్మల్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్లు అంటారు. అణు ఇంధనంతో పోలిస్తే అవి చాలా మోడరేటర్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

USSR లో శాస్త్రీయ పని.

USSRలో, రియాక్టర్ల ప్రారంభం, ఆపరేషన్ మరియు నియంత్రణ యొక్క లక్షణాల యొక్క సైద్ధాంతిక మరియు ప్రయోగాత్మక అధ్యయనాలు విద్యావేత్త I. V. కుర్చాటోవ్ నేతృత్వంలోని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఇంజనీర్ల బృందంచే నిర్వహించబడ్డాయి.

మొదటి సోవియట్ F-1 రియాక్టర్ USSR అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ (మాస్కో) యొక్క ప్రయోగశాల నంబర్ 2 వద్ద నిర్మించబడింది. డిసెంబరు 25, 1946న ఈ రియాక్టర్ ప్రమాదకర స్థితికి తీసుకురాబడింది. F-1 రియాక్టర్ గ్రాఫైట్ బ్లాకుల నుండి సమీకరించబడింది మరియు దాదాపు 7.5 మీటర్ల వ్యాసం కలిగిన బంతి ఆకారాన్ని కలిగి ఉంది.6 మీటర్ల వ్యాసం కలిగిన బంతి యొక్క మధ్య భాగంలో, యురేనియం కడ్డీలను గ్రాఫైట్ బ్లాక్‌లలోని రంధ్రాల ద్వారా ఉంచారు. F-1 రియాక్టర్, CP-1 రియాక్టర్ వలె, శీతలీకరణ వ్యవస్థను కలిగి లేదు, కాబట్టి ఇది చాలా తక్కువ శక్తి స్థాయిలలో పనిచేసింది (సగటు శక్తి 20 W మించలేదు. పోలిక కోసం, మొదటి అమెరికన్ CP-1 రియాక్టర్ అరుదుగా 1ని మించిపోయింది. W పవర్). F-1 రియాక్టర్ వద్ద పరిశోధన ఫలితాలు మరింత సంక్లిష్టమైన పారిశ్రామిక రియాక్టర్ల ప్రాజెక్టులకు ఆధారం అయ్యాయి. 1948లో, ప్లూటోనియం ఉత్పత్తి కోసం I-1 రియాక్టర్ (ఇతర వనరుల ప్రకారం, దీనిని A-1 అని పిలుస్తారు) అమలులోకి తెచ్చారు.

జూన్ 27, 1954పని చేయడం ప్రారంభించాడు ప్రపంచంలో మొదటి అణు విద్యుత్ కేంద్రం Obninsk నగరంలో 5 MW విద్యుత్ శక్తి.

అణు రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క భౌతిక సూత్రాలు.

థర్మల్ న్యూట్రాన్‌లపై అణు రియాక్టర్ పథకం:

1 - కంట్రోల్ రాడ్.

2 - రేడియేషన్ రక్షణ.

3 - థర్మల్ ఇన్సులేషన్.

4 - రిటార్డర్.

5 - అణు ఇంధనం.

6 - శీతలకరణి.

అణు రియాక్టర్ యొక్క ప్రస్తుత స్థితిని ప్రభావవంతమైన న్యూట్రాన్ గుణకార కారకం k లేదా రియాక్టివిటీ ρ ద్వారా వర్గీకరించవచ్చు, ఇవి క్రింది సంబంధానికి సంబంధించినవి:

అందువల్ల, అణువుల విచ్ఛిత్తి యొక్క గొలుసు ప్రతిచర్య అభివృద్ధికి క్రింది ఎంపికలు సాధ్యమే:

1.p<0, Кэф

2. ρ>0, Kef>1 - రియాక్టర్ సూపర్ క్రిటికల్, ప్రతిచర్య యొక్క తీవ్రత మరియు రియాక్టర్ శక్తి పెరుగుతుంది.

3. ρ=0, Kef=1 - రియాక్టర్ కీలకం, ప్రతిచర్య తీవ్రత మరియు రియాక్టర్ శక్తి స్థిరంగా ఉంటాయి.

అణు రియాక్టర్ల వర్గీకరణ.

ప్రయోజనం మరియు ఉపయోగం యొక్క స్వభావం ప్రకారం, అణు రియాక్టర్లు విభజించబడ్డాయి:

శక్తి రంగంలో ఉపయోగించే విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించిన పవర్ రియాక్టర్‌లు, అలాగే సముద్రపు నీటి డీశాలినేషన్ (డీశాలినేషన్ రియాక్టర్‌లు పారిశ్రామికంగా కూడా వర్గీకరించబడ్డాయి). ఇటువంటి రియాక్టర్లను ప్రధానంగా అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో ఉపయోగిస్తారు. ఆధునిక శక్తి రియాక్టర్ల థర్మల్ పవర్ 5 GW కి చేరుకుంటుంది.

వాహన ఇంజిన్లకు శక్తిని సరఫరా చేయడానికి రూపొందించిన రవాణా రియాక్టర్లు. విశాలమైన అప్లికేషన్ సమూహాలు జలాంతర్గాములు మరియు వివిధ ఉపరితల నాళాలపై ఉపయోగించే సముద్ర రవాణా రియాక్టర్లు, అలాగే అంతరిక్ష సాంకేతికతలో ఉపయోగించే రియాక్టర్లు.

వివిధ భౌతిక పరిమాణాలను అధ్యయనం చేయడానికి రూపొందించిన ప్రయోగాత్మక రియాక్టర్లు, అణు రియాక్టర్ల రూపకల్పన మరియు ఆపరేషన్ కోసం అవసరమైన విలువ. అటువంటి రియాక్టర్ల శక్తి సాధారణంగా కొన్ని kW మించదు.

న్యూట్రాన్ మరియు గామా-రే ప్రవాహాలను కోర్లో ఉత్పన్నమయ్యే రీసెర్చ్ రియాక్టర్‌లు న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్, సాలిడ్ స్టేట్ ఫిజిక్స్, రేడియేషన్ కెమిస్ట్రీ, బయాలజీ రంగాలలో పరిశోధన కోసం ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి తీవ్రమైన న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్‌లలో (పార్ట్‌లు న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లతో సహా) పనిచేయడానికి రూపొందించిన పరీక్షా పదార్థాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి. , ఐసోటోపుల ఉత్పత్తికి. పరిశోధన రియాక్టర్ల శక్తి సాధారణంగా 100 MW కంటే ఎక్కువ కాదు. విడుదలైన శక్తి సాధారణంగా ఉపయోగించబడదు.

వివిధ రంగాలలో ఉపయోగించే ఐసోటోప్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే పారిశ్రామిక (ఆయుధాలు, ఐసోటోప్) రియాక్టర్లు. 239Pu వంటి అణ్వాయుధ పదార్థాల ఉత్పత్తికి అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అలాగే, పారిశ్రామిక అణు రియాక్టర్లలో సముద్రపు నీటిని డీశాలినేషన్ చేయడానికి ఉపయోగించే రియాక్టర్లు ఉన్నాయి.

తరచుగా అణు రియాక్టర్లు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ విభిన్న పనులను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఈ సందర్భంలో వాటిని బహుళ-ప్రయోజనాలు అంటారు. ఉదాహరణకు, కొన్ని పవర్ రియాక్టర్లు, ముఖ్యంగా అణుశక్తి ప్రారంభంలో, ప్రధానంగా ప్రయోగాల కోసం ఉద్దేశించబడ్డాయి. వేగవంతమైన న్యూట్రాన్ రియాక్టర్లు ఒకే సమయంలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగల మరియు ఉత్పత్తి చేసే ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటాయి. పారిశ్రామిక రియాక్టర్లు, వారి ప్రధాన పనికి అదనంగా, తరచుగా విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

న్యూక్లియర్ రియాక్టర్. అటామిక్ రియాక్టర్.