एनपीपी उत्पादन योजना। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन का सिद्धांत

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक उद्यम है, जो विद्युत ऊर्जा पैदा करने के लिए उपकरणों और सुविधाओं का एक समूह है। इस स्थापना की विशिष्टता गर्मी प्राप्त करने की विधि में निहित है। बिजली उत्पन्न करने के लिए आवश्यक तापमान परमाणुओं के क्षय से उत्पन्न होता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन की भूमिका सबसे अधिक यूरेनियम द्वारा 235 (235U) की द्रव्यमान संख्या के साथ निभाई जाती है। यह ठीक है क्योंकि यह रेडियोधर्मी तत्व परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम है, जिसका उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में किया जाता है, और इसका उपयोग परमाणु हथियारों में भी किया जाता है।

सबसे अधिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र वाले देश

आज तक, 192 परमाणु ऊर्जा संयंत्र दुनिया के 31 देशों में काम करते हैं, जिसमें 394 GW की कुल क्षमता वाले 451 परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है। अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र यूरोप, उत्तरी अमेरिका, सुदूर पूर्व एशिया और पूर्व यूएसएसआर के क्षेत्र में स्थित हैं, जबकि अफ्रीका में लगभग कोई नहीं है, और ऑस्ट्रेलिया और ओशिनिया में कोई भी नहीं है। अन्य 41 रिएक्टरों ने 1.5 से 20 वर्षों तक बिजली का उत्पादन नहीं किया है, जिनमें से 40 जापान में हैं।

पिछले 10 वर्षों में, 47 बिजली इकाइयों को दुनिया में परिचालन में लाया गया है, उनमें से लगभग सभी या तो एशिया (चीन में 26) या पूर्वी यूरोप में स्थित हैं। वर्तमान में निर्माणाधीन दो-तिहाई रिएक्टर चीन, भारत और रूस में हैं। पीआरसी नए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के लिए सबसे महत्वाकांक्षी कार्यक्रम को लागू कर रहा है, और लगभग एक दर्जन अन्य देश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण कर रहे हैं या उनके निर्माण के लिए परियोजनाएं विकसित कर रहे हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका के अलावा, परमाणु ऊर्जा के क्षेत्र में सबसे उन्नत देशों की सूची में शामिल हैं:

• फ्रांस;
• जापान
• रूस;
• दक्षिण कोरिया।

2007 में, रूस ने देश के दूरस्थ तटीय क्षेत्रों में ऊर्जा की कमी की समस्या को हल करने के लिए दुनिया के पहले तैरते हुए परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू किया। निर्माण में देरी का सामना करना पड़ा। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, पहला तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र 2019-2019 में काम करना शुरू कर देगा।

संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान, दक्षिण कोरिया, रूस, अर्जेंटीना सहित कई देश, व्यक्तिगत उद्योगों, आवासीय परिसरों में गर्मी और बिजली की आपूर्ति के उद्देश्य से लगभग 10-20 मेगावाट की क्षमता वाले मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकसित कर रहे हैं। भविष्य - व्यक्तिगत घर। यह माना जाता है कि छोटे आकार के रिएक्टर (देखें, उदाहरण के लिए, हाइपरियन एनपीपी) को सुरक्षित तकनीकों का उपयोग करके बनाया जा सकता है जो परमाणु सामग्री के रिसाव की संभावना को बहुत कम कर देता है। अर्जेंटीना में एक CAREM25 छोटा रिएक्टर निर्माणाधीन है। मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करने का पहला अनुभव यूएसएसआर (बिलिबिनो एनपीपी) द्वारा प्राप्त किया गया था।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन का सिद्धांत परमाणु (कभी-कभी परमाणु कहा जाता है) रिएक्टर के संचालन पर आधारित होता है - एक विशेष त्रि-आयामी संरचना जिसमें विभाजित परमाणुओं की प्रतिक्रिया ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है।

विभिन्न प्रकार के परमाणु रिएक्टर हैं:

1. PHWR (जिसे "दबावित भारी जल रिएक्टर" - "भारी जल परमाणु रिएक्टर" भी कहा जाता है), मुख्य रूप से कनाडा और भारत के शहरों में उपयोग किया जाता है। यह पानी पर आधारित है, जिसका सूत्र D2O है। यह कूलेंट और न्यूट्रॉन मॉडरेटर दोनों का कार्य करता है। दक्षता 29% के करीब है;
2. VVER (प्रेशर-कूल्ड पावर रिएक्टर)। वर्तमान में, VVERs केवल CIS में संचालित होते हैं, विशेष रूप से, VVER-100 मॉडल। रिएक्टर की दक्षता 33% है;
3. जीसीआर, एजीआर (ग्रेफाइट पानी)। ऐसे रिएक्टर में निहित तरल शीतलक के रूप में कार्य करता है। इस डिजाइन में, न्यूट्रॉन मॉडरेटर ग्रेफाइट है, इसलिए यह नाम है। दक्षता लगभग 40% है।

डिवाइस के सिद्धांत के अनुसार, रिएक्टरों को भी विभाजित किया जाता है:

• पीडब्लूआर (दबावयुक्त पानी रिएक्टर) - इस तरह से डिजाइन किया गया है कि एक निश्चित दबाव में पानी प्रतिक्रियाओं को धीमा कर देता है और गर्मी की आपूर्ति करता है;
• बीडब्ल्यूआर (इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि भाप और पानी पानी के सर्किट के बिना उपकरण के मुख्य भाग में हैं);
• आरबीएमके (चैनल रिएक्टर, विशेष रूप से उच्च शक्ति वाले);
• बीएन (सिस्टम न्यूट्रॉन के तेजी से आदान-प्रदान के कारण काम करता है)।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का उपकरण और संरचना। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करता है?

एक विशिष्ट परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ब्लॉक होते हैं, जिनमें से प्रत्येक के अंदर विभिन्न तकनीकी उपकरण रखे जाते हैं। इन इकाइयों में सबसे महत्वपूर्ण एक रिएक्टर हॉल वाला एक परिसर है, जो पूरे परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन को सुनिश्चित करता है। इसमें निम्नलिखित डिवाइस शामिल हैं:

• रिएक्टर;
• पूल (यह इसमें है कि परमाणु ईंधन संग्रहीत है);
• ईंधन भरने वाले वाहन;
• मुख्य नियंत्रण कक्ष (ब्लॉकों में नियंत्रण कक्ष, जिसकी सहायता से ऑपरेटर परमाणु विखंडन प्रक्रिया का अवलोकन कर सकते हैं)।

इस इमारत के बाद एक हॉल है। यह भाप जनरेटर से सुसज्जित है और मुख्य टरबाइन है। उनके ठीक पीछे कैपेसिटर हैं, साथ ही विद्युत संचरण लाइनें जो क्षेत्र की सीमाओं से परे जाती हैं।

अन्य बातों के अलावा, खर्च किए गए ईंधन के लिए पूल के साथ एक ब्लॉक और ठंडा करने के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष ब्लॉक हैं (इन्हें कूलिंग टॉवर कहा जाता है)। इसके अलावा, ठंडा करने के लिए स्प्रे पूल और प्राकृतिक जलाशयों का उपयोग किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत

बिना किसी अपवाद के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित करने के 3 चरण होते हैं:

• थर्मल में संक्रमण के साथ परमाणु;
• थर्मल, यांत्रिक में बदलना;
• यांत्रिक, विद्युत में परिवर्तित।

यूरेनियम न्यूट्रॉन छोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है। रिएक्टर से गर्म पानी को भाप जनरेटर के माध्यम से पंप किया जाता है, जहां यह गर्मी का हिस्सा छोड़ देता है और फिर से रिएक्टर में वापस आ जाता है। चूंकि यह पानी उच्च दबाव में है, यह एक तरल अवस्था में रहता है (आधुनिक वीवीईआर-प्रकार के रिएक्टरों में ~ 330 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लगभग 160 वायुमंडल)। भाप जनरेटर में, यह गर्मी माध्यमिक सर्किट पानी में स्थानांतरित की जाती है, जो बहुत कम दबाव (प्राथमिक सर्किट का आधा दबाव या उससे कम) के तहत होती है, और इसलिए उबलती है। परिणामी भाप भाप टरबाइन में प्रवेश करती है जो विद्युत जनरेटर को घुमाती है, और फिर संघनित्र में, जहाँ भाप को ठंडा किया जाता है, यह संघनित होकर भाप जनरेटर में फिर से प्रवेश करती है। कंडेनसर को पानी के बाहरी खुले स्रोत (जैसे कूलिंग पोंड) के पानी से ठंडा किया जाता है।

पहले और दूसरे दोनों सर्किट बंद हैं, जिससे विकिरण रिसाव की संभावना कम हो जाती है। प्राथमिक सर्किट संरचनाओं के आयाम कम से कम होते हैं, जो विकिरण जोखिम को भी कम करता है। भाप टर्बाइन और कंडेनसर प्राथमिक सर्किट पानी से संपर्क नहीं करते हैं, जो मरम्मत की सुविधा प्रदान करता है और संयंत्र के विघटन के दौरान रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा को कम करता है।

एनपीपी सुरक्षात्मक तंत्र

सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को एकीकृत सुरक्षा प्रणालियों से लैस करने की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए:

• स्थानीयकरण - एक दुर्घटना की स्थिति में हानिकारक पदार्थों के प्रसार को सीमित करें जिसके परिणामस्वरूप विकिरण जारी हुआ;
• प्रदान करना - सिस्टम के स्थिर संचालन के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की आपूर्ति करना;
• प्रबंधक - यह सुनिश्चित करने के लिए कार्य करते हैं कि सभी सुरक्षात्मक प्रणालियाँ सामान्य रूप से कार्य करती हैं।

इसके अलावा, आपात स्थिति में रिएक्टर को बंद किया जा सकता है। इस मामले में, रिएक्टर में तापमान में वृद्धि जारी रहने पर स्वचालित सुरक्षा श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को बाधित कर देगी। इस उपाय के बाद रिएक्टर को सेवा में वापस लाने के लिए गंभीर बहाली कार्य की आवश्यकता होगी।

चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में एक खतरनाक दुर्घटना के बाद, जिसके कारण रिएक्टर डिजाइन की अपूर्णता निकली, उन्होंने सुरक्षात्मक उपायों पर अधिक ध्यान देना शुरू किया, और रिएक्टरों की अधिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए डिजाइन का काम भी किया। .

21वीं सदी की तबाही और उसके परिणाम

मार्च 2011 में, एक भूकंप ने जापान के पूर्वोत्तर में तबाही मचाई, जिससे सूनामी आई जिसने अंततः फुकुशिमा -1 परमाणु ऊर्जा संयंत्र में 6 में से 4 रिएक्टरों को क्षतिग्रस्त कर दिया।

त्रासदी के दो साल से भी कम समय में, आपदा में मरने वालों की आधिकारिक संख्या 1,500 से अधिक थी, जबकि 20,000 लोग अभी भी लापता माने जाते हैं, और अन्य 300,000 निवासियों को अपने घरों को छोड़ने के लिए मजबूर किया गया था।

ऐसे पीड़ित भी थे जो विकिरण की भारी मात्रा के कारण दृश्य छोड़ने में असमर्थ थे। उनके लिए तत्काल निकासी का आयोजन किया गया, जो 2 दिनों तक चला।

फिर भी, हर साल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं को रोकने के साथ-साथ आपात स्थितियों को बेअसर करने के तरीकों में सुधार किया जा रहा है - विज्ञान लगातार आगे बढ़ रहा है। फिर भी, भविष्य स्पष्ट रूप से बिजली पैदा करने के वैकल्पिक तरीकों का उत्कर्ष बन जाएगा - विशेष रूप से, अगले 10 वर्षों में विशाल कक्षीय सौर पैनलों की उपस्थिति की उम्मीद करना तर्कसंगत है, जो कि शून्य गुरुत्वाकर्षण में काफी प्राप्त करने योग्य है, साथ ही अन्य, ऊर्जा क्षेत्र में क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियों सहित।

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आधुनिक मनुष्य बिजली के बिना जीवन की कल्पना नहीं कर सकता। अगर कुछ घंटे भी बिजली आपूर्ति ठप रही तो महानगर का जनजीवन अस्त-व्यस्त हो जाएगा। वोरोनिश क्षेत्र में 90% से अधिक बिजली नोवोवोरोनज़ परमाणु ऊर्जा संयंत्र द्वारा उत्पन्न की जाती है। आरआईए "वोरोनिश" के संवाददाताओं ने एनवी एनपीपी का दौरा किया और पाया कि परमाणु ऊर्जा को बिजली में कैसे परिवर्तित किया जाता है।

पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र कब दिखाई दिया?

1898 में, प्रसिद्ध वैज्ञानिक मारिया स्कोलोडोस्का-क्यूरी और पियरे क्यूरी ने पाया कि पिचब्लेंड, एक यूरेनियम खनिज, रेडियोधर्मी है, और 1933 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी लियो स्ज़ीलार्ड ने पहली बार परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया के विचार को सामने रखा, एक सिद्धांत जो बाद में व्यवहार में इसके कार्यान्वयन ने परमाणु हथियारों के निर्माण का रास्ता खोल दिया। प्रारंभ में, परमाणु की ऊर्जा का उपयोग सैन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता था। पहली बार सोवियत संघ में शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु का उपयोग किया गया था। केवल 5 मेगावाट की क्षमता वाला दुनिया का पहला प्रायोगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1954 में कलुगा क्षेत्र के ओबनिंस्क शहर में शुरू किया गया था। पहले प्रायोगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के काम ने अपना वादा और सुरक्षा दिखाई है। इसके संचालन के दौरान, पर्यावरण में कोई हानिकारक उत्सर्जन नहीं होता है, ताप विद्युत संयंत्रों के विपरीत, बड़ी मात्रा में जैविक ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है। आज, परमाणु ऊर्जा संयंत्र ऊर्जा के सबसे पर्यावरण अनुकूल स्रोतों में से एक हैं।

नोवोवोरोनिश एनपीपी कब बनाया गया था?

एनवी एनपीपी के पहले औद्योगिक ब्लॉक का निर्माण

पहली बार सोवियत संघ में परमाणु ऊर्जा का औद्योगिक उपयोग नोवोवोरोनिश एनपीपी में शुरू हुआ। सितंबर 1964 में, एनवीएनपीपी की पहली बिजली इकाई एक दबाव वाले पानी रिएक्टर (वीवीईआर) के साथ शुरू की गई थी, इसकी क्षमता 210 मेगावाट थी - पहले प्रायोगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र की तुलना में लगभग 40 गुना अधिक। इस रिएक्टर मॉडल को दुनिया में सबसे तकनीकी रूप से उन्नत और सुरक्षित माना जाता है। पनडुब्बी रिएक्टरों ने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए वीवीईआर के प्रोटोटाइप के रूप में कार्य किया। नोवोवोरोनज़ एनपीपी की पहली बिजली इकाई के निर्माण के दौरान, रिएक्टरों को संचालित करने में सक्षम प्रशिक्षण विशेषज्ञों के लिए कोई प्रशिक्षण केंद्र नहीं थे। पहले परमाणु वैज्ञानिकों को पूर्व पनडुब्बी से भर्ती किया गया था।

नोवोवोरोनिश एनपीपी में पांच बिजली इकाइयां बनाई गईं और उनमें से तीन वर्तमान में परिचालन में हैं, दो और नए लॉन्च के लिए निर्माण और तैयारी चल रही है। वीवीईआर रिएक्टरों के साथ एनवीएनपीपी में सभी बिजली इकाइयां।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कितनी ऊर्जा का उत्पादन करता है?

बिजली इकाई की क्षमता कई इकाइयों से लेकर कई हजार मेगावाट तक हो सकती है। औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र बहुत शक्तिशाली हैं। नोवोवोरोनिश एनपीपी विद्युत ऊर्जा में वोरोनिश क्षेत्र की जरूरतों का लगभग 90% और गर्मी में नोवोवोरोनिश की जरूरतों का लगभग 90% प्रदान करता है। नोवोरोनज़ एनपीपी की बिजली इकाइयों की कुल क्षमता 1800 मेगावाट है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पन्न बिजली की वार्षिक मात्रा वोरोनिश विमान संयंत्र को 191 वर्षों के निर्बाध संचालन या 650 मानक नौ मंजिला इमारतों को रोशन करने के लिए पर्याप्त है। छठी और सातवीं बिजली इकाइयों के लॉन्च के बाद नोवोवोरोनिश एनपीपी की कुल क्षमता 2.23 गुना बढ़ जाएगी। तब परमाणु ऊर्जा संयंत्र द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की वार्षिक मात्रा 8 महीने से अधिक समय तक रूसी रेलवे के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त होगी।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे आयोजित किया जाता है?

पावर यूनिट नंबर 5 एनवी एनपीपी

रिएक्टर में परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ऊर्जा उत्पन्न होती है। इसके लिए ईंधन कई मिलीमीटर व्यास की छर्रों के रूप में कृत्रिम रूप से समृद्ध यूरेनियम है। यूरेनियम छर्रों को ईंधन तत्वों (टीवीईएल) में रखा जाता है - ये गर्मी प्रतिरोधी जिरकोनियम से बने सीलबंद खोखले ट्यूब होते हैं। ईंधन असेंबलियों (एफए) को ईंधन की छड़ों से इकट्ठा किया जाता है। VVER कोर में कई सौ ईंधन असेंबलियाँ हैं, जहाँ यूरेनियम विखंडन प्रक्रियाएँ होती हैं। यह ईंधन असेंबलियां हैं जो प्राथमिक शीतलक को गर्म करके ऊर्जा स्थानांतरित करती हैं। रिएक्टर में न्यूट्रॉन का घनत्व रिएक्टर की शक्ति है, और यह न्यूट्रॉन अवशोषक-बोरॉन युक्त तत्वों की मात्रा को कोर में पेश किया जाता है (जैसे कार पर ब्रेक)। एनपीपी बिजली इकाइयों, साथ ही थर्मल इकाइयों में बिजली के उत्पादन के लिए, उत्पन्न गर्मी (भौतिकी के नियम) के आधे से भी कम का उपयोग किया जाता है, टरबाइन में भाप की शेष गर्मी को पर्यावरण में हटा दिया जाता है। नोवरोनिश एनपीपी की पहली इकाइयों में, डॉन नदी के पानी का उपयोग गर्मी को दूर करने के लिए किया गया था। तीसरी और चौथी बिजली इकाइयों को ठंडा करने के लिए, कूलिंग टावरों का उपयोग किया जाता है - लगभग 91 मीटर की ऊँचाई और 920 टन के द्रव्यमान के साथ लोहे और एल्यूमीनियम से बनी संरचनाएँ, जहाँ गर्म परिसंचारी पानी को हवा की धारा द्वारा ठंडा किया जाता है। पांचवीं बिजली इकाई को ठंडा करने के लिए, परिसंचारी पानी से भरा एक ठंडा तालाब बनाया गया था, और इसकी सतह का उपयोग पर्यावरण को गर्मी स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। यह पानी प्राथमिक पानी के संपर्क में नहीं आता है और पूरी तरह से सुरक्षित है। ठंडा तालाब इतना साफ है कि 2010 में इस पर सभी रूसी मछली पकड़ने की प्रतियोगिताएं आयोजित की गईं। इकाइयों 6 और 7 के परिसंचारी पानी को ठंडा करने के लिए, रूस में सबसे ऊंचे कूलिंग टॉवर, 173 मीटर ऊंचे बनाए गए थे। कूलिंग टॉवर के बहुत ऊपर से, वोरोनिश शहर के बाहरी इलाके स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं।

परमाणु ऊर्जा बिजली में कैसे बदलती है?

वीवीईआर कोर में यूरेनियम नाभिक के विखंडन की प्रक्रिया होती है। इस मामले में, बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी की जाती है, जो प्राथमिक सर्किट के पानी (शीतलक) को लगभग 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करती है। पानी एक ही समय में उबलता नहीं है, क्योंकि यह उच्च दबाव (प्रेशर कुकर का सिद्धांत) में होता है। प्राथमिक परिपथ का शीतलक रेडियोधर्मी है, इसलिए यह परिपथ को नहीं छोड़ता है। फिर इसे भाप जनरेटर में खिलाया जाता है, जहां द्वितीयक सर्किट का पानी गर्म होता है और भाप में बदल जाता है, और पहले से ही टर्बाइन में यह अपनी ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर देता है।

हमारे अपार्टमेंट में बिजली कैसे आती है?

विद्युत प्रवाह एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त विद्युत आवेशित कण-इलेक्ट्रॉनों का एक आदेशित असम्बद्ध संचलन है। 220 या 500 हजार वोल्ट के वोल्टेज के साथ भारी मात्रा में बिजली परमाणु ऊर्जा संयंत्र को तारों के माध्यम से छोड़ती है। लंबी दूरी पर संचरण के दौरान होने वाले नुकसान को कम करने के लिए ऐसा उच्च वोल्टेज आवश्यक है। हालांकि, उपभोक्ता को ऐसे वोल्टेज की जरूरत नहीं है और यह बहुत खतरनाक है। विद्युत प्रवाह घरों में प्रवेश करने से पहले, ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से वोल्टेज को सामान्य 220 वोल्ट तक कम कर दिया जाता है। किसी विद्युत उपकरण के प्लग को सॉकेट में डालकर, आप उसे विद्युत नेटवर्क से जोड़ते हैं।

परमाणु ऊर्जा कितनी सुरक्षित है?

शीतलक तालाब एनवी एनपीपी

ठीक से संचालित होने पर, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र पूरी तरह से सुरक्षित होता है। नोवोरोनज़ एनपीपी के आसपास 30 किमी क्षेत्र में विकिरण पृष्ठभूमि को 20 स्वचालित पदों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वे निरंतर माप मोड में काम करते हैं। स्टेशन के संचालन के पूरे इतिहास में, विकिरण पृष्ठभूमि कभी भी प्राकृतिक पृष्ठभूमि मूल्यों से अधिक नहीं हुई है। लेकिन परमाणु ऊर्जा का संभावित खतरा है। इसलिए, हर साल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में सुरक्षा प्रणालियाँ अधिक से अधिक परिपूर्ण होती जा रही हैं। यदि NPPs (1,2 बिजली इकाइयों) की पहली पीढ़ियों के लिए मुख्य सुरक्षा प्रणालियाँ सक्रिय थीं, अर्थात, उन्हें एक व्यक्ति या स्वचालन द्वारा शुरू किया जाना था, तो पीढ़ी 3+ इकाइयों (नोवोवोरोनिश की 6 वीं और 7 वीं बिजली इकाइयों) को डिजाइन करते समय एनपीपी), मुख्य दांव निष्क्रिय सुरक्षा प्रणालियों पर लगाया जाता है। संभावित खतरनाक स्थिति की स्थिति में, वे किसी व्यक्ति या स्वचालन का नहीं, बल्कि भौतिकी के नियमों का पालन करते हुए स्वयं कार्य करेंगे। उदाहरण के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ब्लैकआउट की स्थिति में, गुरुत्वाकर्षण की कार्रवाई के तहत सुरक्षात्मक तत्व अनायास ही कोर में गिर जाएंगे और रिएक्टर को बंद कर देंगे।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के कर्मचारी विभिन्न प्रकार की आपात स्थितियों से निपटने के लिए नियमित रूप से प्रशिक्षण देते हैं। विशेष पूर्ण पैमाने के सिमुलेटरों पर आपातकालीन स्थितियों का अनुकरण किया जाता है - कम्प्यूटरीकृत उपकरण जो ब्लॉक कंट्रोल पैनल से बाहरी रूप से अप्रभेद्य होते हैं। रिएक्टर का प्रबंधन करने वाले परिचालन कर्मियों को हर 5 साल में तकनीकी प्रक्रिया (एनपीपी इकाई का नियंत्रण) के संचालन के अधिकार के लिए रोस्तेखनादज़ोर से लाइसेंस प्राप्त होता है। प्रक्रिया ड्राइविंग लाइसेंस प्राप्त करने के समान है। विशेषज्ञ सैद्धांतिक परीक्षा लेता है और सिम्युलेटर पर व्यावहारिक कौशल प्रदर्शित करता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में केवल एक लाइसेंस और परीक्षा उत्तीर्ण करने वाले कर्मियों को रिएक्टर संचालित करने की अनुमति है।

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परमाणु ऊर्जा संयंत्र और पारंपरिक ईंधन (कोयला, गैस, ईंधन तेल, पीट) को जलाने वाले बिजली संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत समान है: जारी गर्मी के कारण, पानी भाप में परिवर्तित हो जाता है, जिसे टरबाइन के दबाव में आपूर्ति की जाती है। और इसे घुमाता है। टर्बाइन, बदले में, एक विद्युत प्रवाह जनरेटर के लिए रोटेशन को प्रसारित करता है, जो रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, अर्थात यह करंट उत्पन्न करता है। ताप विद्युत संयंत्रों के मामले में, पानी का भाप में रूपांतरण कोयला, गैस आदि के दहन की ऊर्जा के कारण होता है, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के मामले में, यूरेनियम -235 नाभिक के विखंडन की ऊर्जा के कारण होता है।

नाभिकीय विखंडन की ऊर्जा को जलवाष्प की ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए विभिन्न प्रकार के प्रतिष्ठानों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें कहा जाता है परमाणु ऊर्जा रिएक्टर (प्रतिष्ठान)।यूरेनियम का प्रयोग प्राय: डाइऑक्साइड - U0 2 के रूप में किया जाता है।

यूरेनियम ऑक्साइड को विशेष संरचनाओं के हिस्से के रूप में एक मॉडरेटर में रखा जाता है - एक पदार्थ, जिसके साथ बातचीत करने पर न्यूट्रॉन जल्दी से ऊर्जा खो देते हैं (धीमा हो जाते हैं)। इन उद्देश्यों के लिए इसका उपयोग किया जाता है पानी या ग्रेफाइट-तदनुसार, रिएक्टरों को पानी या ग्रेफाइट कहा जाता है।

कोर से टर्बाइन तक ऊर्जा (दूसरे शब्दों में, गर्मी) स्थानांतरित करने के लिए शीतलक का उपयोग किया जाता है - पानी, तरल धातु(जैसे सोडियम) या गैस(उदाहरण के लिए, वायु या हीलियम)। शीतलक बाहर से गर्म भली भांति बंद संरचनाओं को धोता है, जिसके अंदर विखंडन प्रतिक्रिया होती है। इसके परिणामस्वरूप, शीतलक गर्म हो जाता है और, विशेष पाइपों के माध्यम से चलते हुए, ऊर्जा स्थानांतरित करता है (अपनी गर्मी के रूप में)। गर्म शीतलक का उपयोग भाप बनाने के लिए किया जाता है, जिसे टरबाइन को उच्च दबाव में आपूर्ति की जाती है।

चित्र जी.1।एनपीपी योजनाबद्ध आरेख: 1 - परमाणु रिएक्टर, 2 - संचलन पंप, 3 - हीट एक्सचेंजर, 4 - टर्बाइन, 5 - विद्युत प्रवाह जनरेटर

गैस शीतलक के मामले में, यह अवस्था अनुपस्थित होती है, और गर्म गैस सीधे टर्बाइन को खिलाई जाती है।

रूसी (सोवियत) परमाणु ऊर्जा उद्योग में, दो प्रकार के रिएक्टर व्यापक हो गए हैं: तथाकथित हाई पावर चैनल रिएक्टर (RBMK) और प्रेशराइज्ड वॉटर पावर रिएक्टर (VVER)। एक उदाहरण के रूप में RBKM का उपयोग करते हुए, हम परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन के सिद्धांत पर थोड़ा और विस्तार से विचार करेंगे।

आरबीएमके

आरबीएमके 1000 मेगावाट की क्षमता वाला बिजली का स्रोत है, जो प्रवेश को दर्शाता है आरबीएमके-1000।रिएक्टर को एक विशेष सहायक संरचना पर प्रबलित कंक्रीट शाफ्ट में रखा गया है। उसके चारों ओर, ऊपर और नीचे स्थित है जैविक सुरक्षा(आयनीकरण विकिरण से सुरक्षा)। रिएक्टर कोर भरता है ग्रेफाइट चिनाई(यानी ग्रेफाइट ब्लॉक 25x25x50 सेमी आकार में एक निश्चित तरीके से मुड़ा हुआ) एक बेलनाकार आकार का। पूरी ऊंचाई के साथ वर्टिकल होल बनाए गए हैं (चित्र G.2.)। उनमें धातु के पाइप रखे जाते हैं, जिन्हें कहा जाता है चैनल(इसलिए नाम "चैनल")। या तो ईंधन के साथ संरचनाएं (TVEL - ईंधन तत्व) या रिएक्टर को नियंत्रित करने के लिए छड़ें चैनलों में स्थापित की जाती हैं। पहले कहलाते हैं ईंधन चैनल,दूसरा - नियंत्रण और सुरक्षा के चैनल।प्रत्येक चैनल एक स्वतंत्र सीलबंद संरचना है। रिएक्टर को न्यूट्रॉन-अवशोषित छड़ को चैनल में डुबो कर नियंत्रित किया जाता है (इस उद्देश्य के लिए, कैडमियम, बोरॉन और यूरोपियम जैसी सामग्री का उपयोग किया जाता है)। जितनी गहराई से ऐसी छड़ कोर में प्रवेश करती है, उतने ही अधिक न्यूट्रॉन अवशोषित होते हैं, इसलिए, विखंडनीय नाभिकों की संख्या घट जाती है, और ऊर्जा की रिहाई कम हो जाती है। प्रासंगिक तंत्र के सेट को कहा जाता है नियंत्रण और सुरक्षा प्रणाली (सीपीएस)।

अंजीर. जी.2।आरबीएमके योजना।

नीचे से प्रत्येक ईंधन चैनल को पानी की आपूर्ति की जाती है, जिसे एक विशेष शक्तिशाली पंप द्वारा रिएक्टर को आपूर्ति की जाती है - इसे कहा जाता है मुख्य संचलन पंप (MCP)।ईंधन असेंबलियों को धोने से पानी उबलता है, और चैनल के आउटलेट पर भाप-पानी का मिश्रण बनता है। वह आई विभाजक ड्रम (बीएस)- एक उपकरण जो आपको पानी से सूखी भाप को अलग (अलग) करने की अनुमति देता है। अलग किए गए पानी को मुख्य संचलन पंप द्वारा वापस रिएक्टर में भेजा जाता है, जिससे सर्किट "रिएक्टर - ड्रम-सेपरेटर - एसएससी" बंद हो जाता है - रिएक्टर"। यह कहा जाता है मल्टीपल फोर्स्ड सर्कुलेशन सर्किट (KMPTS)। RBMK में ऐसे दो सर्किट हैं।

RBMK के संचालन के लिए आवश्यक यूरेनियम ऑक्साइड की मात्रा लगभग 200 टन है (उनके उपयोग से लगभग 5 मिलियन टन कोयले को जलाने के समान ऊर्जा निकलती है)। रिएक्टर में 3-5 वर्षों के लिए ईंधन "काम करता है"।

शीतलक अंदर है बंद लूप,किसी भी महत्वपूर्ण विकिरण प्रदूषण को छोड़कर बाहरी वातावरण से पृथक। इसकी पुष्टि परमाणु ऊर्जा संयंत्र के आसपास विकिरण की स्थिति के अध्ययन से होती है, दोनों स्टेशनों की सेवाओं द्वारा, और नियामक अधिकारियों, पर्यावरणविदों और अंतर्राष्ट्रीय संगठनों द्वारा।

ठंडा पानी स्टेशन के पास एक जलाशय से आता है। साथ ही, पानी में लिया गया प्राकृतिक तापमान होता है, और जलाशय में वापस आने वाला पानी लगभग 10 डिग्री सेल्सियस अधिक होता है। हीटिंग तापमान पर सख्त नियम हैं, जो स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र के लिए और अधिक कड़े हैं, लेकिन जलाशय का तथाकथित "तापीय प्रदूषण" शायद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय क्षति है। यह नुकसान मौलिक और दुर्गम नहीं है। इससे बचने के लिए, ठंडे तालाबों के साथ (या उनके बजाय), जल शीतलक मीनार।वे बड़े व्यास के शंक्वाकार पाइप के रूप में विशाल संरचनाएं हैं। ठंडा पानी, कंडेनसर में गर्म करने के बाद, कूलिंग टॉवर के अंदर स्थित कई ट्यूबों में डाला जाता है। इन नलियों में छोटे-छोटे छेद होते हैं जिनसे पानी बहता है, जिससे कूलिंग टॉवर के अंदर एक "विशाल फुहार" बनता है। गिरते हुए पानी को वायुमंडलीय हवा द्वारा ठंडा किया जाता है और पूल में कूलिंग टॉवर के नीचे एकत्र किया जाता है, जहाँ से इसे कंडेनसर को ठंडा करने के लिए ले जाया जाता है। कूलिंग टॉवर के ऊपर, पानी के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप, एक सफेद बादल बनता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से रेडियोधर्मी उत्सर्जन 1-2 आदेशएनपीपी के क्षेत्रों में अधिकतम अनुमेय (यानी, स्वीकार्य रूप से सुरक्षित) मूल्यों और रेडियोन्यूक्लाइड्स की एकाग्रता से नीचे एमपीसी से लाखों गुना कम और रेडियोधर्मिता के प्राकृतिक स्तर से हजारों गुना कम।

एनपीपी संचालन के दौरान पर्यावरण में प्रवेश करने वाले रेडियोन्यूक्लाइड मुख्य रूप से विखंडन उत्पाद हैं। उनमें से अधिकांश अक्रिय रेडियोधर्मी गैसें (IRG) हैं, जिनकी अवधि कम होती है हाफ लाइफऔर इसलिए पर्यावरण पर कोई ठोस प्रभाव नहीं पड़ता है (उनके पास कार्य करने का समय होने से पहले ही क्षय हो जाता है)। विखंडन उत्पादों के अलावा, कुछ उत्सर्जन सक्रियण उत्पाद हैं (न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत स्थिर परमाणुओं से बने रेडियोन्यूक्लाइड्स)। विकिरण जोखिम के संदर्भ में महत्वपूर्ण हैं लंबे समय तक रहने वाले रेडियोन्यूक्लाइड्स(जेएन, मुख्य खुराक बनाने वाले रेडियोन्यूक्लाइड सीज़ियम-137, स्ट्रोंटियम-90, क्रोमियम-51, मैंगनीज-54, कोबाल्ट-60 हैं) और आयोडीन के रेडियोआइसोटोप(मुख्यतः आयोडीन-131)। इसी समय, एनपीपी उत्सर्जन में उनकी हिस्सेदारी बेहद नगण्य है और एक प्रतिशत के हजारवें हिस्से के बराबर है।

1999 के परिणामों के अनुसार, निष्क्रिय रेडियोधर्मी गैसों के मामले में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से रेडियोन्यूक्लाइड्स की रिहाई यूरेनियम-ग्रेफाइट रिएक्टरों के लिए अनुमेय मूल्यों के 2.8% और वीवीईआर और बीएन के लिए 0.3% से अधिक नहीं थी। लंबे समय तक रहने वाले रेडियोन्यूक्लाइड्स के लिए, उत्सर्जन यूरेनियम-ग्रेफाइट रिएक्टरों के लिए स्वीकार्य उत्सर्जन का 1.5% और आयोडीन -131 के लिए वीवीईआर और बीएन के लिए 0.3% क्रमशः 1.6% और 0.4% से अधिक नहीं था।

परमाणु ऊर्जा के पक्ष में एक महत्वपूर्ण तर्क ईंधन की सघनता है। गोल अनुमान इस प्रकार हैं: 1 किलो जलाऊ लकड़ी से 1 kWh, 1 किलो कोयले से 3 kWh, 1 किलो तेल से 4 kWh, और 1 किलो परमाणु ईंधन (कम समृद्ध यूरेनियम) से 300,000 kWh बिजली का उत्पादन किया जा सकता है। एच।

ए सुस्त बिजली इकाई 1 GW की शक्ति प्रति वर्ष लगभग 30 टन निम्न-समृद्ध यूरेनियम की खपत करती है (अर्थात लगभग प्रति वर्ष एक कार)।उसी शक्ति के संचालन का एक वर्ष सुनिश्चित करने के लिए कोयला बिजली संयंत्रलगभग 3 मिलियन टन कोयले की आवश्यकता है (अर्थात लगभग प्रति दिन पांच ट्रेनें).

लंबे समय तक रहने वाले रेडियोन्यूक्लाइड्स का विमोचन कोयले से चलने वाले या तेल से चलने वाले बिजली संयंत्रसमान क्षमता वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में औसतन 20-50 (और कुछ अनुमानों के अनुसार, 100) गुना अधिक।

कोयला और अन्य जीवाश्म ईंधन में पोटेशियम -40, यूरेनियम -238, थोरियम -232 होते हैं, जिनमें से प्रत्येक की विशिष्ट गतिविधि कई इकाइयों से लेकर कई सौ Bq / किग्रा (और, तदनुसार, रेडियम -226 के रूप में उनकी रेडियोधर्मी श्रृंखला के ऐसे सदस्य हैं) , रेडियम-228, लेड-210, पोलोनियम-210, रेडॉन-222 और अन्य रेडियोन्यूक्लाइड्स)। पृथ्वी की चट्टान की मोटाई में जीवमंडल से पृथक, जब कोयले, तेल और गैस को जलाया जाता है, तो उन्हें छोड़ दिया जाता है और वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है। इसके अलावा, ये मुख्य रूप से आंतरिक जोखिम के दृष्टिकोण से सबसे खतरनाक अल्फा-सक्रिय न्यूक्लाइड हैं। और यद्यपि कोयले की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता आमतौर पर अपेक्षाकृत कम होती है, मात्राउत्पादित ऊर्जा की प्रति यूनिट जला हुआ ईंधन बहुत बड़ा है।

कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र के पास रहने वाली आबादी के संपर्क में आने के परिणामस्वरूप (98-99% के स्तर पर धुएं के उत्सर्जन की शुद्धि की डिग्री के साथ) अधिकपरमाणु ऊर्जा संयंत्र के पास आबादी की एक्सपोजर खुराक की तुलना में 3-5 बार.

वातावरण में उत्सर्जन के अलावा, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उन जगहों पर जहां कोयला संयंत्रों से निकलने वाले कचरे को केंद्रित किया जाता है, विकिरण पृष्ठभूमि में उल्लेखनीय वृद्धि देखी जाती है, जिससे खुराक अधिकतम स्वीकार्य से अधिक हो सकती है। कोयले की प्राकृतिक गतिविधि का हिस्सा राख में केंद्रित होता है, जो बिजली संयंत्रों में भारी मात्रा में जमा होता है। इसी समय, कांस्को-अचिंस्क जमा से राख के नमूनों में 400 Bq/kg से अधिक के स्तर नोट किए गए हैं। डोनबास कोयले से उड़ने वाली राख की रेडियोधर्मिता 1000 Bq/kg से अधिक है। और ये अपशिष्ट पर्यावरण से अलग नहीं होते हैं। कोयले के दहन से एक GW-वर्ष बिजली का उत्पादन पर्यावरण में सैकड़ों GBq की गतिविधि (ज्यादातर अल्फा) जारी करता है।

"तेल और गैस की विकिरण गुणवत्ता" जैसी अवधारणाओं ने अपेक्षाकृत हाल ही में गंभीर ध्यान आकर्षित करना शुरू किया, जबकि उनमें प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड्स (रेडियम, थोरियम और अन्य) की सामग्री महत्वपूर्ण मूल्यों तक पहुंच सकती है। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस में रेडॉन-222 की वॉल्यूमेट्रिक गतिविधि औसतन 300 से 20,000 बीक्यू / एम 3 है, अधिकतम मान 30,000-50,000 तक है। और रूस प्रति वर्ष लगभग 600 बिलियन क्यूबिक मीटर का उत्पादन करता है।

फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ताप विद्युत संयंत्रों दोनों से रेडियोधर्मी उत्सर्जन सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए ध्यान देने योग्य परिणाम नहीं देते हैं। कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के लिए भी, यह तीसरे दर्जे का पर्यावरणीय कारक है, जो दूसरों की तुलना में महत्वपूर्ण रूप से कम है: रासायनिक और एरोसोल उत्सर्जन, अपशिष्ट, और इसी तरह।

परिशिष्ट एच

भविष्य के परमाणु ऊर्जा संयंत्र के लिए एएम रिएक्टर बनाने का प्रस्ताव पहली बार 29 नवंबर, 1949 को परमाणु परियोजना के वैज्ञानिक निदेशक आई.वी. कुरचटोव, इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिकल प्रॉब्लम्स के निदेशक ए.पी. अलेक्जेंड्रोव, एनआईआई खिमाश के निदेशक एन.ए. डोलेझल और उद्योग के एनटीएस के वैज्ञानिक सचिव बी.एस. पॉडडायनाकोव। बैठक में 1950 के लिए सीसीजीटी की अनुसंधान योजना में शामिल करने की सिफारिश की गई "300 इकाइयों की कुल गर्मी रिलीज क्षमता के साथ केवल छोटे आयामों के साथ एक समृद्ध यूरेनियम रिएक्टर की एक परियोजना, ग्रेफाइट के साथ लगभग 50 इकाइयों की प्रभावी क्षमता" और एक जल शीतलक। साथ ही इस रिएक्टर पर भौतिक गणना और प्रायोगिक अध्ययन तत्काल करने के निर्देश दिए।

बाद में आई.वी. कुरचटोव और ए.पी. ज़वेन्यागिन ने उच्च प्राथमिकता वाले निर्माण के लिए एएम रिएक्टर की पसंद को इस तथ्य से समझाया कि, अन्य इकाइयों की तुलना में यह पारंपरिक बॉयलर अभ्यास के अनुभव का उपयोग कर सकता है: इकाई की समग्र सापेक्ष सादगी निर्माण की लागत को कम करती है और कम करती है।

इस दौरान विभिन्न स्तरों पर पावर रिएक्टरों के उपयोग के विकल्पों पर चर्चा की जा रही है।

परियोजना

जहाज बिजली संयंत्र के लिए रिएक्टर के निर्माण के साथ शुरुआत करना समीचीन माना गया। इस रिएक्टर के डिजाइन को सही ठहराने के लिए और "सिद्धांत रूप में पुष्टि करने के लिए ... परमाणु प्रतिष्ठानों की परमाणु प्रतिक्रियाओं की गर्मी को यांत्रिक और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की व्यावहारिक संभावना", के क्षेत्र में ओबनिंस्क में निर्माण करने का निर्णय लिया गया था। प्रयोगशाला "वी", तीन रिएक्टर प्रतिष्ठानों के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र, जिसमें एएम प्लांट भी शामिल है, जो पहले एनपीपी का रिएक्टर बन गया)।

16 मई, 1950 के USSR के मंत्रिपरिषद की डिक्री द्वारा, AM में R & D को LIPAN (I.V. Kurchatov Institute), NIIKhimmash, GSPI-11, VTI) को सौंपा गया था। 1950 में - 1951 की शुरुआत में। इन संगठनों ने प्रारंभिक गणना (P.E. Nemirovskii, S.M. Feinberg, Yu.N. Zankov), प्रारंभिक डिजाइन अध्ययन आदि किए, फिर इस रिएक्टर पर सभी काम I.V के निर्णय से किया गया था। Kurchatov, प्रयोगशाला "बी" में स्थानांतरित कर दिया। नियुक्त वैज्ञानिक पर्यवेक्षक, मुख्य डिजाइनर - एन.ए. डोलेझल।

रिएक्टर के निम्नलिखित मापदंडों के लिए प्रदान की गई परियोजना: तापीय शक्ति 30 हजार kW, विद्युत शक्ति - 5 हजार kW, रिएक्टर प्रकार - ग्रेफाइट मॉडरेटर के साथ थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर और प्राकृतिक पानी से ठंडा करना।

इस समय तक, देश के पास पहले से ही इस प्रकार के रिएक्टर (बम सामग्री के उत्पादन के लिए औद्योगिक रिएक्टर) बनाने का अनुभव था, लेकिन वे बिजली संयंत्रों से काफी भिन्न थे, जिनमें एएम रिएक्टर शामिल हैं। एएम रिएक्टर में उच्च शीतलक तापमान प्राप्त करने की आवश्यकता के साथ कठिनाइयाँ जुड़ी हुई थीं, जिससे यह पता चला कि नई सामग्रियों और मिश्र धातुओं की खोज करना आवश्यक था जो इन तापमानों का सामना कर सकें, जंग के प्रतिरोधी हों, बड़ी मात्रा में न्यूट्रॉन को अवशोषित न करें, आदि। एएम रिएक्टर के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण के आरंभकर्ताओं के लिए ये समस्याएं शुरू से ही स्पष्ट थीं, सवाल यह था कि उन्हें कितनी जल्दी और कितनी सफलतापूर्वक दूर किया जा सकता है।

गणना और स्टैंड

जब तक एएम पर काम प्रयोगशाला "बी" को सौंप दिया गया, तब तक परियोजना को केवल सामान्य शब्दों में ही परिभाषित किया गया था। हल करने के लिए कई भौतिक, तकनीकी और तकनीकी समस्याएं थीं, और जैसे-जैसे रिएक्टर पर काम आगे बढ़ा, उनकी संख्या बढ़ती गई।

सबसे पहले, यह रिएक्टर की भौतिक गणनाओं से संबंधित था, जिसे इसके लिए आवश्यक कई डेटा के बिना किया जाना था। प्रयोगशाला में "वी" डी.एफ. ज़ेरेत्स्की, और मुख्य गणना एम.ई. के समूह द्वारा की गई थी। ए.के. के विभाग में मिनाशिना। कसीनो। मुझे। मिनाशिन कई स्थिरांकों के सटीक मूल्यों की कमी के बारे में विशेष रूप से चिंतित थे। मौके पर उनकी माप को व्यवस्थित करना मुश्किल था। उनकी पहल पर, उनमें से कुछ को धीरे-धीरे मुख्य रूप से LIPAN और कुछ को प्रयोगशाला "बी" द्वारा किए गए मापों के कारण फिर से भर दिया गया, लेकिन सामान्य तौर पर गणना किए गए मापदंडों की उच्च सटीकता की गारंटी देना असंभव था। इसलिए, फरवरी के अंत में - मार्च 1954 की शुरुआत में, एएमएफ स्टैंड को इकट्ठा किया गया - एएम रिएक्टर की एक महत्वपूर्ण विधानसभा, जिसने गणना की संतोषजनक गुणवत्ता की पुष्टि की। और यद्यपि असेंबली वास्तविक रिएक्टर की सभी स्थितियों को पुन: उत्पन्न नहीं कर सका, परिणामों ने सफलता की आशा का समर्थन किया, हालांकि कई संदेह थे।

3 मार्च, 1954 को ओबनिंस्क में पहली बार इस स्टैंड पर यूरेनियम विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया की गई थी।

लेकिन, यह ध्यान में रखते हुए कि प्रायोगिक डेटा को लगातार परिष्कृत किया गया था, गणना पद्धति में सुधार किया गया था, जब तक रिएक्टर लॉन्च नहीं किया गया था, रिएक्टर ईंधन भार के मूल्य का अध्ययन, गैर-मानक मोड में रिएक्टर का व्यवहार जारी रहा, पैरामीटर अवशोषक छड़ों आदि की गणना की गई।

एक TVEL का निर्माण

एक अन्य महत्वपूर्ण कार्य के साथ - ईंधन तत्व (ईंधन तत्व) का निर्माण - वी.ए. मल्यख और प्रयोगशाला "वी" के तकनीकी विभाग के कर्मचारी। ईंधन तत्व के विकास में कई संबंधित संगठन शामिल थे, लेकिन केवल वी.ए. द्वारा प्रस्तावित विकल्प। छोटा, उच्च प्रदर्शन दिखाया। एक नए प्रकार के ईंधन तत्व (मैग्नीशियम मैट्रिक्स में यूरेनियम-मोलिब्डेनम अनाज की फैलाव संरचना के साथ) के विकास के द्वारा 1952 के अंत में डिजाइन की खोज पूरी हुई।

इस प्रकार के ईंधन तत्व ने पूर्व-रिएक्टर परीक्षणों के दौरान उन्हें अस्वीकार करना संभव बना दिया (इस उद्देश्य के लिए प्रयोगशाला V में विशेष बेंच बनाए गए थे), जो रिएक्टर के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। न्यूट्रॉन फ्लक्स में एक नए ईंधन तत्व की स्थिरता का अध्ययन LIPAN में MR रिएक्टर में किया गया था। NIIखिम्माश ने रिएक्टर के कामकाजी चैनलों को विकसित किया।

इसलिए हमारे देश में पहली बार उभरते हुए परमाणु ऊर्जा उद्योग की शायद सबसे महत्वपूर्ण और सबसे कठिन समस्या हल हो गई - ईंधन तत्व का निर्माण।

निर्माण

1951 में, प्रयोगशाला "बी" में एएम रिएक्टर पर शोध कार्य शुरू होने के साथ-साथ, इसके क्षेत्र में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र भवन का निर्माण शुरू हुआ।

पीआई को निर्माण का प्रमुख नियुक्त किया गया था। ज़खारोव, सुविधा के मुख्य अभियंता -।

जैसा डी.आई. ब्लोखिन्त्सेव के अनुसार, "परमाणु ऊर्जा संयंत्र की इमारत के सबसे महत्वपूर्ण हिस्सों में परमाणु विकिरण से जैविक सुरक्षा प्रदान करने के लिए प्रबलित कंक्रीट मोनोलिथ से बनी मोटी दीवारें थीं। दीवारों में पाइपलाइन, केबल चैनल, वेंटिलेशन आदि बिछाए गए। यह स्पष्ट है कि परिवर्तन संभव नहीं थे, और इसलिए, भवन को डिजाइन करते समय, परिवर्तनों की अपेक्षा के साथ, यदि संभव हो तो भंडार प्रदान किए गए थे। नए प्रकार के उपकरणों के विकास के लिए और अनुसंधान कार्य के कार्यान्वयन के लिए, "बाहरी संगठनों" - संस्थानों, डिजाइन ब्यूरो और उद्यमों को वैज्ञानिक और तकनीकी असाइनमेंट दिए गए थे। अक्सर ये कार्य स्वयं पूर्ण नहीं हो सकते थे और डिजाइन की प्रगति के रूप में परिष्कृत और पूरक होते थे। मुख्य इंजीनियरिंग और डिजाइन समाधान ... एन.ए. के नेतृत्व में एक डिजाइन टीम द्वारा विकसित किए गए थे। डोलेझल और उनके निकटतम सहायक पी.आई. अलेशचेनकोव ... "

पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण पर कार्य की शैली को तेजी से निर्णय लेने, विकास की गति, प्राथमिक अध्ययन की एक निश्चित विकसित गहराई और अपनाए गए तकनीकी समाधानों को परिष्कृत करने के तरीके, वैकल्पिक और बीमा क्षेत्रों की एक विस्तृत कवरेज की विशेषता थी। . पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र तीन साल में बनाया गया था।

शुरू

1954 की शुरुआत में, विभिन्न स्टेशन प्रणालियों का परीक्षण और परीक्षण शुरू हुआ।

9 मई, 1954 को प्रयोगशाला "बी" में ईंधन चैनलों के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर कोर की लोडिंग शुरू हुई। 61 वें ईंधन चैनल को शुरू करते समय, 19:40 पर एक गंभीर स्थिति आ गई थी। रिएक्टर में यूरेनियम नाभिक के विखंडन की एक श्रृंखला आत्मनिर्भर प्रतिक्रिया शुरू हुई। परमाणु ऊर्जा संयंत्र का भौतिक प्रक्षेपण हुआ।

प्रक्षेपण को याद करते हुए, उन्होंने लिखा: "धीरे-धीरे, रिएक्टर की शक्ति में वृद्धि हुई, और अंत में, कहीं सीएचपी भवन के पास, जहां रिएक्टर से भाप की आपूर्ति की जाती थी, हमने एक जेट को जोर से फुफकारते हुए वाल्व से भागते देखा। साधारण भाप का एक सफेद बादल, और इसके अलावा, अभी तक टरबाइन को घुमाने के लिए पर्याप्त गर्म नहीं है, हमें एक चमत्कार लग रहा था: आखिरकार, यह परमाणु ऊर्जा द्वारा निर्मित पहली भाप है। उनकी उपस्थिति गले लगाने, "हल्की भाप पर बधाई" और यहां तक ​​\u200b\u200bकि खुशी के आँसू का अवसर थी। हमारा आनंद I.V द्वारा साझा किया गया था। कुरचटोव, जिन्होंने उन दिनों काम में हिस्सा लिया था। 12 एटीएम के दबाव से भाप प्राप्त करने के बाद। और 260 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सभी इकाइयों का डिजाइन के करीब की परिस्थितियों में और 26 जून, 1954 को शाम की पाली में 17:00 बजे अध्ययन करना संभव हो गया। 45 मिनट, टर्बोजेनरेटर को भाप की आपूर्ति के लिए वाल्व खोला गया, और यह परमाणु बॉयलर से बिजली उत्पन्न करना शुरू कर दिया। दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र औद्योगिक भार के अंतर्गत आ गया है।"

"सोवियत संघ में, वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के प्रयासों ने 5,000 किलोवाट की उपयोगी क्षमता वाले पहले औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन और निर्माण को सफलतापूर्वक पूरा कर लिया है। 27 जून को, परमाणु ऊर्जा संयंत्र को परिचालन में लाया गया और आसपास के क्षेत्रों में उद्योग और कृषि के लिए बिजली प्रदान की गई।

स्टार्ट-अप से पहले ही, एएम रिएक्टर में प्रायोगिक कार्य का पहला कार्यक्रम तैयार किया गया था, और जब तक संयंत्र बंद नहीं हुआ, तब तक यह मुख्य रिएक्टर ठिकानों में से एक था, जहाँ न्यूट्रॉन-भौतिक अनुसंधान, ठोस अवस्था भौतिकी में अनुसंधान, परीक्षण ईंधन की छड़ें, ईजीसी, आइसोटोप उत्पादों का उत्पादन आदि। पहली परमाणु पनडुब्बियों के चालक दल, परमाणु आइसब्रेकर "लेनिन", सोवियत और विदेशी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के कर्मियों को परमाणु ऊर्जा संयंत्र में प्रशिक्षित किया गया था।

संस्थान के युवा कर्मचारियों के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र का शुभारंभ नई और अधिक जटिल समस्याओं को हल करने की तैयारी की पहली परीक्षा थी। काम के शुरुआती महीनों में, व्यक्तिगत इकाइयों और प्रणालियों को समायोजित किया गया, रिएक्टर की भौतिक विशेषताओं, उपकरणों के थर्मल शासन और पूरे स्टेशन का विस्तार से अध्ययन किया गया, विभिन्न उपकरणों को अंतिम रूप दिया गया और सही किया गया। अक्टूबर 1954 में, स्टेशन को इसकी डिजाइन क्षमता में लाया गया।

"लंदन, 1 जुलाई (TASS)। यूएसएसआर में पहले औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के शुभारंभ की घोषणा अंग्रेजी प्रेस में व्यापक रूप से नोट की गई है, द डेली वर्कर के मास्को संवाददाता लिखते हैं कि यह ऐतिहासिक घटना "पर पहले परमाणु बम गिराए जाने की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण है।" हिरोशिमा।

पेरिस, 1 जुलाई (टीएएसएस)। एजेंस फ़्रांस-प्रेसे के लंदन संवाददाता की रिपोर्ट है कि परमाणु ऊर्जा पर चलने वाले दुनिया के पहले औद्योगिक बिजली संयंत्र के यूएसएसआर में कमीशन की घोषणा परमाणु विशेषज्ञों के लंदन हलकों में बहुत रुचि के साथ हुई थी। इंग्लैंड, संवाददाता जारी है, काल्डरहॉल में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण कर रहा है। ऐसा माना जाता है कि वह 2.5 साल से पहले सेवा में प्रवेश नहीं कर पाएगी ...

शंघाई, 1 जुलाई (टीएएसएस)। एक सोवियत परमाणु ऊर्जा संयंत्र के चालू होने की प्रतिक्रिया में, टोक्यो रेडियो प्रसारण: संयुक्त राज्य अमेरिका और ब्रिटेन भी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण की योजना बना रहे हैं, लेकिन वे 1956-1957 में अपना निर्माण पूरा करने की योजना बना रहे हैं। शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु ऊर्जा के उपयोग में सोवियत संघ इंग्लैंड और अमेरिका से आगे था, यह तथ्य इंगित करता है कि सोवियत वैज्ञानिकों ने परमाणु ऊर्जा के क्षेत्र में बड़ी सफलता हासिल की है। परमाणु भौतिकी के क्षेत्र में उत्कृष्ट जापानी विशेषज्ञों में से एक, प्रोफेसर योशियो फुजीओका ने यूएसएसआर में परमाणु ऊर्जा संयंत्र के शुभारंभ की घोषणा पर टिप्पणी करते हुए कहा कि यह "नए युग" की शुरुआत थी।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र सालाना दुनिया की बिजली उत्पादन का 10.7% उत्पन्न करते हैं। थर्मल पावर प्लांट्स और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट्स के साथ, वे मानवता को प्रकाश और गर्मी प्रदान करने, बिजली के उपकरणों के उपयोग की अनुमति देने और हमारे जीवन को अधिक सुविधाजनक और आसान बनाने के लिए काम कर रहे हैं। ऐसा ही हुआ कि आज "परमाणु ऊर्जा संयंत्र" शब्द वैश्विक तबाही और विस्फोटों से जुड़े हैं। साधारण निवासियों को परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन और इसकी संरचना के बारे में थोड़ा सा भी पता नहीं है, लेकिन चेरनोबिल और फुकुशिमा की घटनाओं से सबसे अनजान लोगों ने भी सुना है और भयभीत हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? वे कैसे काम करते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र कितने खतरनाक हैं? अफवाहों और मिथकों पर विश्वास न करें, आइए इसका पता लगाएं!

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है?

16 जुलाई, 1945 को संयुक्त राज्य अमेरिका में एक सैन्य परीक्षण स्थल पर पहली बार एक यूरेनियम नाभिक से ऊर्जा निकाली गई थी। परमाणु बम का सबसे शक्तिशाली विस्फोट, जिसमें बड़ी संख्या में मानव हताहत हुए, बिजली के एक आधुनिक और बिल्कुल शांतिपूर्ण स्रोत का प्रोटोटाइप बन गया।

पहली बार, संयुक्त राज्य अमेरिका में इडाहो राज्य में 20 दिसंबर, 1951 को परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके बिजली प्राप्त की गई थी। प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए, जनरेटर को 4 गरमागरम लैंप से जोड़ा गया था, और अप्रत्याशित रूप से सभी के लिए दीपक जल गए। उसी क्षण से, मानव जाति ने बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणु रिएक्टर की ऊर्जा का उपयोग करना शुरू कर दिया।

दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1954 में यूएसएसआर में ओबनिंस्क में शुरू किया गया था। इसकी शक्ति केवल 5 मेगावाट थी।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक परमाणु प्रतिष्ठान है जो परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके ऊर्जा का उत्पादन करता है। एक परमाणु रिएक्टर परमाणु ईंधन पर चलता है, ज्यादातर यूरेनियम।

परमाणु स्थापना के संचालन का सिद्धांत यूरेनियम न्यूट्रॉन की विखंडन प्रतिक्रिया पर आधारित है, जो एक दूसरे से टकराकर नए न्यूट्रॉन में विभाजित हो जाते हैं, जो बदले में टकराते भी हैं और विभाजित भी होते हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया को चेन रिएक्शन कहा जाता है, और यह परमाणु ऊर्जा उद्योग का आधार है। यह पूरी प्रक्रिया गर्मी पैदा करती है, जो पानी को भयानक गर्म अवस्था (320 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म करती है। फिर पानी भाप में बदल जाता है, भाप टरबाइन को घुमाती है, यह एक विद्युत जनरेटर को चलाती है, जिससे बिजली पैदा होती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण अब तेज गति से किया जा रहा है। दुनिया में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या में वृद्धि का मुख्य कारण जीवाश्म ईंधन के सीमित भंडार हैं, सीधे शब्दों में कहें तो गैस और तेल के भंडार समाप्त हो रहे हैं, वे औद्योगिक और नगरपालिका की जरूरतों के लिए आवश्यक हैं, और यूरेनियम और प्लूटोनियम, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन हैं, इसकी बहुत कम जरूरत है, इसके भंडार अभी भी काफी हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? यह सिर्फ बिजली और गर्मी नहीं है। बिजली पैदा करने के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग पानी को अलवणीकृत करने के लिए भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, कजाकिस्तान में एक ऐसा परमाणु ऊर्जा संयंत्र है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में किस ईंधन का उपयोग किया जाता है

व्यवहार में, परमाणु बिजली पैदा करने में सक्षम कई पदार्थ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में इस्तेमाल किए जा सकते हैं; आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन यूरेनियम, थोरियम और प्लूटोनियम हैं।

थोरियम ईंधन का वर्तमान में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग नहीं किया जाता है,क्योंकि इसे कम ईंधन तत्वों में, ईंधन तत्वों में परिवर्तित करना अधिक कठिन है।

ईंधन की छड़ें धातु की ट्यूब होती हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर के अंदर रखा जाता है।ईंधन तत्वों के अंदर रेडियोधर्मी पदार्थ होते हैं। इन ट्यूबों को परमाणु ईंधन के भंडारण की सुविधा कहा जा सकता है। थोरियम के दुर्लभ उपयोग का दूसरा कारण परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग के बाद इसका जटिल और महंगा प्रसंस्करण है।

परमाणु ऊर्जा उद्योग में प्लूटोनियम ईंधन का भी उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि। इस पदार्थ की एक बहुत ही जटिल रासायनिक संरचना है, जिसे अभी तक सही तरीके से उपयोग करना नहीं सीखा गया है।

यूरेनियम ईंधन

परमाणु स्टेशनों पर ऊर्जा उत्पन्न करने वाला मुख्य पदार्थ यूरेनियम है।यूरेनियम का आज तीन तरीकों से खनन किया जाता है: खुले गड्ढे खनन, बंद खदानें, और भूमिगत लीचिंग, ड्रिलिंग खानों द्वारा। आखिरी तरीका विशेष रूप से दिलचस्प है। लीचिंग द्वारा यूरेनियम निकालने के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड का घोल भूमिगत कुओं में डाला जाता है, इसे यूरेनियम से संतृप्त किया जाता है और वापस पंप किया जाता है।

दुनिया में सबसे बड़ा यूरेनियम भंडार ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान, रूस और कनाडा में है। सबसे अमीर जमा कनाडा, ज़ैरे, फ्रांस और चेक गणराज्य में हैं। इन देशों में एक टन अयस्क से 22 किलोग्राम तक यूरेनियम का कच्चा माल प्राप्त होता है। तुलना के लिए, रूस में एक टन अयस्क से डेढ़ किलोग्राम से थोड़ा अधिक यूरेनियम प्राप्त होता है।

यूरेनियम खनन स्थल गैर-रेडियोधर्मी हैं। अपने शुद्ध रूप में, यह पदार्थ मनुष्यों के लिए बहुत खतरनाक नहीं है, इससे भी बड़ा खतरा रेडियोधर्मी रंगहीन गैस रेडॉन है, जो यूरेनियम के प्राकृतिक क्षय के दौरान बनता है।

अयस्क के रूप में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में यूरेनियम का उपयोग नहीं किया जा सकता है, यह कोई प्रतिक्रिया नहीं दे सकता है। सबसे पहले, यूरेनियम कच्चे माल को पाउडर - यूरेनियम ऑक्साइड में संसाधित किया जाता है, और उसके बाद यह यूरेनियम ईंधन बन जाता है। यूरेनियम पाउडर धातु "गोलियों" में परिवर्तित हो जाता है - इसे छोटे, साफ शंकु में दबाया जाता है, जो 1500 डिग्री सेल्सियस से अधिक के राक्षसी उच्च तापमान पर एक दिन के लिए निकाल दिया जाता है। ये यूरेनियम छर्रों हैं जो परमाणु रिएक्टरों में प्रवेश करते हैं, जहां वे एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं और अंततः लोगों को बिजली देते हैं।
एक परमाणु रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रों एक साथ काम करते हैं।
बेशक, यूरेनियम छर्रों को रिएक्टर में ऐसे ही नहीं फेंका जाता है। उन्हें जिरकोनियम मिश्र धातुओं से बनी धातु की नलियों में रखा जाता है - ईंधन तत्व, ट्यूब बंडलों में परस्पर जुड़ी होती हैं और ईंधन असेंबलियों - ईंधन असेंबलियों का निर्माण करती हैं। यह ईंधन असेंबली है जिसे सही मायने में परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन कहा जा सकता है।

एनपीपी ईंधन प्रसंस्करण

लगभग एक साल के उपयोग के बाद, परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम को बदलने की जरूरत है। ईंधन सेल को कई वर्षों तक ठंडा किया जाता है और काटने और घोलने के लिए भेजा जाता है। रासायनिक निष्कर्षण के परिणामस्वरूप, यूरेनियम और प्लूटोनियम अलग हो जाते हैं, जिनका पुन: उपयोग किया जाता है और ताजा परमाणु ईंधन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

यूरेनियम और प्लूटोनियम के क्षय उत्पादों का उपयोग आयनीकरण विकिरण के स्रोतों के निर्माण के लिए किया जाता है। इनका उपयोग दवा और उद्योग में किया जाता है।

इन जोड़तोड़ के बाद जो कुछ भी बचता है उसे लाल-गर्म भट्टी में भेजा जाता है और कांच को अवशेषों से पीसा जाता है, जो तब विशेष भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत रहता है। कांच क्यों? इससे पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाले रेडियोधर्मी तत्वों के अवशेष प्राप्त करना बहुत मुश्किल होगा।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र समाचार रेडियोधर्मी कचरे के निपटान का एक नया तरीका है जो हाल ही में सामने आया है। तथाकथित तेज़ परमाणु रिएक्टर या तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर बनाए गए हैं, जो पुनर्संसाधित परमाणु ईंधन अवशेषों पर काम करते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, परमाणु ईंधन के अवशेष, जो अब भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत हैं, 200 वर्षों तक तीव्र न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए ईंधन प्रदान करने में सक्षम हैं।

इसके अलावा, नए फास्ट रिएक्टर यूरेनियम ईंधन पर काम कर सकते हैं, जो 238 यूरेनियम से बना है, पारंपरिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में इस पदार्थ का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि। आज के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए 235 और 233 यूरेनियम को संसाधित करना आसान है, जिनमें से प्रकृति में बहुत कुछ नहीं बचा है। इस प्रकार, नए रिएक्टर यूरेनियम 238 के विशाल भंडार का उपयोग करने का अवसर हैं, जिसका पहले किसी ने उपयोग नहीं किया है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे बनाया जाता है?

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? ग्रे इमारतों की यह गड़गड़ाहट क्या है जो हम में से अधिकांश ने केवल टीवी पर देखी है? ये संरचनाएं कितनी टिकाऊ और सुरक्षित हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संरचना क्या है? किसी भी परमाणु ऊर्जा संयंत्र के केंद्र में रिएक्टर भवन होता है, इसके बगल में इंजन कक्ष और सुरक्षा भवन होता है।

रेडियोधर्मी पदार्थों के साथ काम करने वाली सुविधाओं के लिए एनपीपी का निर्माण नियमों, विनियमों और सुरक्षा आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र राज्य की एक पूर्ण रणनीतिक वस्तु है। इसलिए, रिएक्टर बिल्डिंग में दीवारों और प्रबलित कंक्रीट सुदृढीकरण संरचनाओं की मोटाई मानक संरचनाओं की तुलना में कई गुना अधिक है। इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के परिसर 8-तीव्रता के भूकंप, बवंडर, सूनामी, बवंडर और एक हवाई जहाज दुर्घटना का सामना कर सकते हैं।

रिएक्टर भवन को एक गुंबद के साथ सजाया गया है, जो आंतरिक और बाहरी कंक्रीट की दीवारों द्वारा संरक्षित है। आंतरिक कंक्रीट की दीवार स्टील की चादर से ढकी होती है, जो दुर्घटना की स्थिति में एक बंद वायु स्थान बनाती है और रेडियोधर्मी पदार्थों को हवा में नहीं छोड़ती है।

प्रत्येक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का अपना खर्च किया हुआ ईंधन पूल होता है। यूरेनियम छर्रों जो पहले से ही अपना समय पूरा कर चुके हैं, वहां रखे गए हैं। यूरेनियम ईंधन को रिएक्टर से बाहर निकालने के बाद, यह अत्यंत रेडियोधर्मी रहता है, ईंधन तत्वों के अंदर होने वाली प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए, इसमें 3 से 10 साल लग सकते हैं (रिएक्टर डिवाइस के आधार पर जिसमें ईंधन स्थित था) . कूलिंग पूल में, यूरेनियम छर्रों को ठंडा कर दिया जाता है, और उनके अंदर होने वाली प्रतिक्रियाएं समाप्त हो जाती हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र की तकनीकी योजना, या अधिक सरलता से, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का लेआउट, कई प्रकार के हो सकते हैं, साथ ही परमाणु ऊर्जा संयंत्र की विशेषताएं और परमाणु ऊर्जा संयंत्र की तापीय योजना, यह निर्भर करता है बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले परमाणु रिएक्टर का प्रकार।

तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र

हम पहले से ही जानते हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है, लेकिन यह रूसी वैज्ञानिकों के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र लेने और इसे मोबाइल बनाने के लिए हुआ। आज तक, परियोजना लगभग पूरी हो चुकी है। उन्होंने इस डिजाइन को फ्लोटिंग न्यूक्लियर पावर प्लांट कहा। जैसा कि योजना बनाई गई थी, एक तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र दो लाख लोगों तक की आबादी वाले शहर को बिजली प्रदान करने में सक्षम होगा। इसका मुख्य लाभ समुद्र के द्वारा चलने की क्षमता है। आंदोलन में सक्षम परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण वर्तमान में केवल रूस में किया जा रहा है।

एनपीपी समाचार दुनिया के पहले तैरते हुए परमाणु ऊर्जा संयंत्र का आसन्न लॉन्च है, जिसे रूस के चुकोटका स्वायत्त जिले में स्थित बंदरगाह शहर पेवेक को ऊर्जा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पहले तैरते हुए परमाणु ऊर्जा संयंत्र का नाम "अकादमिक लोमोनोसोव" रखा गया है, सेंट पीटर्सबर्ग में एक मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया जा रहा है और इसे 2016-2019 में लॉन्च करने की योजना है। 2015 में परमाणु ऊर्जा संयंत्र की प्रस्तुति हुई, तब बिल्डरों ने FAPP का लगभग तैयार डिज़ाइन प्रस्तुत किया।

फ्लोटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र को समुद्र तक पहुंच वाले सबसे दूरस्थ शहरों को बिजली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। परमाणु रिएक्टर "शिक्षाविद लोमोनोसोव" भूमि आधारित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तरह शक्तिशाली नहीं है, लेकिन इसकी उम्र 40 साल है, जिसका अर्थ है कि छोटे पेवेक के निवासी लगभग आधी सदी तक बिजली की कमी से पीड़ित नहीं होंगे .

फ्लोटिंग न्यूक्लियर पावर प्लांट का इस्तेमाल न केवल गर्मी और बिजली के स्रोत के रूप में किया जा सकता है, बल्कि पानी के विलवणीकरण के लिए भी किया जा सकता है। गणना के अनुसार, यह प्रति दिन 40 से 240 क्यूबिक मीटर ताजे पानी का उत्पादन कर सकता है।
फ्लोटिंग न्यूक्लियर पावर प्लांट की पहली यूनिट की लागत 16.5 बिलियन रूबल थी, जैसा कि हम देखते हैं, न्यूक्लियर पावर प्लांट का निर्माण कोई सस्ता आनंद नहीं है।

एनपीपी सुरक्षा

1986 में चेरनोबिल आपदा और 2011 में फुकुशिमा दुर्घटना के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्र शब्द लोगों में भय और दहशत पैदा करते हैं। वास्तव में, आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र नवीनतम तकनीक से लैस हैं, विशेष सुरक्षा नियम विकसित किए गए हैं, और सामान्य तौर पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा में 3 स्तर होते हैं:

पहले स्तर पर एनपीपी का सामान्य संचालन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सुरक्षा काफी हद तक एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र, एक अच्छी तरह से बनाई गई परियोजना, और एक भवन के निर्माण के दौरान सभी शर्तों की पूर्ति के स्थान के लिए ठीक से चयनित स्थान पर निर्भर करती है। सब कुछ नियमों, सुरक्षा निर्देशों और योजनाओं का पालन करना चाहिए।

दूसरे स्तर पर, एनपीपी के सामान्य संचालन को आपातकालीन स्थिति में बदलने से रोकना महत्वपूर्ण है। इसके लिए, विशेष उपकरण हैं जो रिएक्टरों में तापमान और दबाव को नियंत्रित करते हैं और रीडिंग में मामूली बदलाव की सूचना देते हैं।

यदि पहले और दूसरे स्तर की सुरक्षा काम नहीं करती है, तो तीसरे का उपयोग किया जाता है - एक आपात स्थिति के लिए सीधी प्रतिक्रिया। संवेदक दुर्घटना को ठीक करते हैं और उस पर स्वयं प्रतिक्रिया करते हैं - रिएक्टर बंद हो जाते हैं, विकिरण स्रोत स्थानीय हो जाते हैं, कोर ठंडा हो जाता है, और दुर्घटना की सूचना दी जाती है।

बेशक, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र को निर्माण चरण और संचालन चरण दोनों में सुरक्षा प्रणाली पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है। कड़े नियमों का पालन करने में विफलता के बहुत गंभीर परिणाम हो सकते हैं, लेकिन आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा की अधिकांश जिम्मेदारी कंप्यूटर सिस्टम पर आती है, और मानव कारक को लगभग पूरी तरह से बाहर रखा गया है। आधुनिक मशीनों की उच्च सटीकता को ध्यान में रखते हुए, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सकती है।

विशेषज्ञ आश्वासन देते हैं कि आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के स्थिर संचालन या उनके करीब होने पर रेडियोधर्मी विकिरण की एक बड़ी खुराक प्राप्त करना असंभव है। यहां तक ​​\u200b\u200bकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र के कर्मचारी, जो प्रतिदिन प्राप्त विकिरण के स्तर को मापते हैं, बड़े शहरों के सामान्य निवासियों की तुलना में विकिरण के संपर्क में नहीं हैं।

परमाणु रिएक्टर

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? यह मुख्य रूप से एक कार्यरत परमाणु रिएक्टर है। इसके अंदर ऊर्जा पैदा करने की प्रक्रिया होती है। ईंधन असेंबलियों को एक परमाणु रिएक्टर में रखा जाता है, जिसमें यूरेनियम न्यूट्रॉन एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जहां वे गर्मी को पानी में स्थानांतरित करते हैं, और इसी तरह।

एक विशेष रिएक्टर भवन के अंदर निम्नलिखित सुविधाएं हैं: एक जल स्रोत, एक पंप, एक जनरेटर, एक भाप टरबाइन, एक कंडेनसर, डिएरेटर्स, एक शोधक, एक वाल्व, एक हीट एक्सचेंजर, खुद रिएक्टर और एक दबाव नियामक।

रिएक्टर कई प्रकार के होते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा पदार्थ डिवाइस में मॉडरेटर और कूलेंट के रूप में कार्य करता है। यह सबसे अधिक संभावना है कि एक आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर होंगे:

• पानी-पानी (न्यूट्रॉन मॉडरेटर और शीतलक दोनों के रूप में साधारण पानी के साथ);
• ग्रेफाइट-पानी (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - पानी);
• ग्रेफाइट-गैस (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - गैस);
• भारी पानी (मॉडरेटर - भारी पानी, शीतलक - साधारण पानी)।

एनपीपी दक्षता और एनपीपी शक्ति

एक दबाव वाले जल रिएक्टर के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र (दक्षता) की समग्र दक्षता लगभग 33% है, ग्रेफाइट-जल रिएक्टर के साथ - लगभग 40%, और एक भारी जल रिएक्टर - लगभग 29%। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की आर्थिक व्यवहार्यता परमाणु रिएक्टर की दक्षता, रिएक्टर कोर की ऊर्जा तीव्रता, वार्षिक स्थापित क्षमता उपयोग कारक आदि पर निर्भर करती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र समाचार वैज्ञानिकों द्वारा जल्द ही परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता को डेढ़ गुना, 50% तक बढ़ाने का वादा है। यह तब होगा जब ईंधन असेंबली, या ईंधन असेंबली, जो सीधे परमाणु रिएक्टर में रखी जाती हैं, जिरकोनियम मिश्र धातुओं से नहीं, बल्कि एक समग्र से बनाई जाती हैं। आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की समस्या यह है कि जिरकोनियम पर्याप्त गर्मी प्रतिरोधी नहीं है, यह बहुत अधिक तापमान और दबावों का सामना नहीं कर सकता है, और इसलिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता कम है, जबकि समग्र एक हजार डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान का सामना कर सकता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका, फ्रांस और रूस में यूरेनियम छर्रों के लिए एक खोल के रूप में मिश्रित के उपयोग पर प्रयोग किए जा रहे हैं। वैज्ञानिक सामग्री की ताकत और परमाणु ऊर्जा में इसके कार्यान्वयन को बढ़ाने के लिए काम कर रहे हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्र विश्व की विद्युत शक्ति हैं। दुनिया भर में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की कुल विद्युत क्षमता 392,082 मेगावाट है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की विशेषताएं मुख्य रूप से इसकी शक्ति पर निर्भर करती हैं। दुनिया का सबसे शक्तिशाली परमाणु ऊर्जा संयंत्र फ्रांस में स्थित है, सिवो परमाणु ऊर्जा संयंत्र (प्रत्येक इकाई) की शक्ति डेढ़ हजार मेगावाट (मेगावाट) से अधिक है। अन्य परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की शक्ति मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (बिलिबिनो एनपीपी, रूस) में 12 मेगावाट से लेकर 1382 मेगावाट (फ्लैमनविले परमाणु ऊर्जा संयंत्र, फ्रांस) तक है। निर्माण चरण में 1650 मेगावाट की क्षमता वाले फ्लेमनविले ब्लॉक, 1400 मेगावाट की परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता वाले दक्षिण कोरिया सिन-कोरी के परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र लागत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र, यह क्या है? यह भी बड़ा पैसा है। आज, लोगों को बिजली पैदा करने के लिए किसी भी तरह की जरूरत है। कमोबेश विकसित देशों में हर जगह जल, तापीय और परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाए जा रहे हैं। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण एक आसान प्रक्रिया नहीं है, इसके लिए उच्च लागत और निवेश की आवश्यकता होती है, अक्सर वित्तीय संसाधन राज्य के बजट से लिए जाते हैं।

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र की लागत में पूंजी लागत शामिल है - क्षेत्र तैयार करने की लागत, निर्माण, उपकरण को संचालन में लगाना (पूंजीगत लागत की राशि निषेधात्मक है, उदाहरण के लिए, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र भाप जनरेटर की लागत 9 मिलियन डॉलर से अधिक है)। इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को परिचालन लागत की भी आवश्यकता होती है, जिसमें ईंधन की खरीद, इसके निपटान की लागत आदि शामिल हैं।

कई कारणों से, एक परमाणु संयंत्र की आधिकारिक लागत केवल एक अनुमान है; आज एक परमाणु संयंत्र की लागत लगभग 21-25 बिलियन यूरो होगी। खरोंच से एक परमाणु इकाई के निर्माण में करीब 8 मिलियन डॉलर खर्च होंगे। औसतन, एक स्टेशन के लिए पेबैक की अवधि 28 वर्ष है, सेवा जीवन 40 वर्ष है। जैसा कि आप देख सकते हैं, परमाणु ऊर्जा संयंत्र काफी महंगे सुख हैं, लेकिन, जैसा कि हमें पता चला, वे हमारे लिए अविश्वसनीय रूप से आवश्यक और उपयोगी हैं।