आप कौन से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को जानते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन का संक्षिप्त विवरण

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है?

परमाणु ऊर्जा संयंत्र या परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक थर्मल पावर प्लांट है जिसमें ताप स्रोत एक परमाणु रिएक्टर होता है। आमतौर पर, सभी पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट भाप का उत्पादन करने के लिए गर्मी का उपयोग करते हैं, जो बिजली पैदा करने वाले विद्युत जनरेटर से जुड़ी भाप टरबाइन को चलाता है। 23 अप्रैल 2014 तक, IAEA ने 31 देशों में 435 परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों के संचालन पर रिपोर्ट दी। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को आमतौर पर बेस लोड संयंत्र माना जाता है क्योंकि ईंधन की लागत उत्पादन की लागत का एक छोटा सा हिस्सा है। जलविद्युत ऊर्जा के साथ-साथ उनकी परिचालन, रखरखाव और ईंधन लागत, सीमा के निचले सिरे पर है, जो उन्हें बेसलोड बिजली प्रदाताओं के रूप में उपयुक्त बनाती है। हालाँकि, खर्च किए गए ईंधन के निपटान की लागत काफी अस्थिर है।

परमाणु उद्योग का इतिहास

इतिहास में पहली बार, 3 सितंबर, 1948 को संयुक्त राज्य अमेरिका के टेनेसी के ओक रिज में एक्स-10 ग्रेफाइट रिएक्टर में परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके बिजली उत्पन्न की गई थी। यह रिएक्टर पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र का प्रोटोटाइप था और एक गरमागरम प्रकाश बल्ब को बिजली देने के लिए पर्याप्त बिजली का उत्पादन करता था। दूसरा बड़ा प्रयोग 20 दिसंबर, 1951 को संयुक्त राज्य अमेरिका में आर्को, इडाहो के पास EBR-I प्रायोगिक स्टेशन पर आयोजित किया गया था। 27 जून, 1954 को पावर ग्रिड के लिए बिजली पैदा करने के लिए दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र सोवियत शहर ओबनिंस्क में संचालित होना शुरू हुआ। दुनिया का पहला पूर्ण पैमाने का पावर स्टेशन, काल्डर हॉल, 17 अक्टूबर, 1956 को इंग्लैंड में लॉन्च किया गया था। दुनिया का पहला पूर्ण पैमाने का बिजली संयंत्र, शिपिंगपोर्ट, जो पूरी तरह से बिजली के उत्पादन के लिए समर्पित था (काल्डर हॉल का उद्देश्य प्लूटोनियम का उत्पादन भी करना था), 18 दिसंबर, 1957 को संयुक्त राज्य अमेरिका में ऑनलाइन आया था।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करता है?

विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण अप्रत्यक्ष रूप से होता है, जैसा कि पारंपरिक ताप विद्युत संयंत्रों में होता है। परमाणु रिएक्टर में परमाणु नाभिक का विखंडन रिएक्टर शीतलक को गर्म करता है। रिएक्टर के प्रकार के आधार पर शीतलक पानी या गैस या तरल धातु भी हो सकता है। फिर रिएक्टर शीतलक भाप जनरेटर में जाता है और भाप उत्पन्न करने के लिए पानी को गर्म करता है। फिर दबावयुक्त भाप को आम तौर पर मल्टी-स्टेज स्टीम टरबाइन में डाला जाता है। भाप टरबाइन के विस्तारित होने और आंशिक रूप से भाप को संघनित करने के बाद, शेष भाप को कंडेनसर में संघनित किया जाता है। कंडेनसर एक हीट एक्सचेंजर है जो एक सेकेंडरी कूलिंग सर्किट जैसे नदी या कूलिंग टॉवर से जुड़ा होता है। फिर पानी को वापस भाप जनरेटर में डाला जाता है और चक्र फिर से शुरू हो जाता है। भाप-जल चक्र रैंकिन चक्र से मेल खाता है।

परमाणु रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्र

परमाणु रिएक्टर स्टेशन का हृदय है। इसके मध्य भाग में, रिएक्टर कोर में, परमाणु नाभिक के नियंत्रित विखंडन के परिणामस्वरूप गर्मी उत्पन्न होती है। यह ऊष्मा शीतलक को गर्म करती है क्योंकि इसे रिएक्टर के माध्यम से पंप किया जाता है और इस प्रकार रिएक्टर से ऊर्जा निकल जाती है। परमाणु विखंडन से निकलने वाली गर्मी का उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिसे टर्बाइनों के माध्यम से पारित किया जाता है, जो बदले में विद्युत जनरेटर को शक्ति प्रदान करता है।

परमाणु रिएक्टर आमतौर पर यूरेनियम का उपयोग श्रृंखला प्रतिक्रिया ईंधन के रूप में करते हैं। यूरेनियम एक बहुत भारी धातु है जो समुद्री जल और पृथ्वी पर अधिकांश चट्टानों में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है। प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला यूरेनियम दो अलग-अलग आइसोटोप में पाया जाता है: यूरेनियम-238 (यू-238), जो प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यूरेनियम का 99.3% बनाता है, और यूरेनियम-235 (यू-235), जो प्रकृति में लगभग 0.7% यूरेनियम बनाता है। आइसोटोप एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनमें विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। तो U-238 में 146 न्यूट्रॉन हैं और U-235 में 143 न्यूट्रॉन हैं। अलग-अलग आइसोटोप के व्यवहार पैटर्न अलग-अलग होते हैं। उदाहरण के लिए, यू-235 विखंडनीय है - अर्थात यह आसानी से टूट जाता है और बहुत अधिक ऊर्जा छोड़ता है, जो इसे परमाणु ऊर्जा के लिए आदर्श बनाता है। दूसरी ओर, U-238 में यह गुण नहीं है, भले ही यह वही तत्व है। अलग-अलग आइसोटोप का आधा जीवन भी अलग-अलग होता है। अर्ध-जीवन वह समय है जो किसी रेडियोधर्मी तत्व के आधे नमूने को क्षय होने में लगता है। U-238 का आधा जीवन U-235 की तुलना में अधिक लंबा है, इसलिए इसे विघटित होने में अधिक समय लगता है। इसका मतलब यह भी है कि U-238, U-235 की तुलना में कम रेडियोधर्मी है।

चूँकि परमाणु विखंडन से रेडियोधर्मिता उत्पन्न होती है, रिएक्टर कोर एक सुरक्षा कवच से घिरा होता है। यह आवरण विकिरण को अवशोषित करता है और पर्यावरण में रेडियोधर्मी सामग्री को छोड़ने से रोकता है। इसके अलावा, कई रिएक्टर रिएक्टर को आंतरिक दुर्घटनाओं और बाहरी प्रभावों दोनों से बचाने के लिए एक कंक्रीट गुंबद से सुसज्जित हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र की भाप टरबाइन

भाप टरबाइन का उद्देश्य भाप में निहित ऊष्मा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है। भाप टरबाइन वाला टरबाइन कक्ष आमतौर पर मुख्य परमाणु रिएक्टर भवन से संरचनात्मक रूप से अलग होता है। टरबाइन हॉल और परमाणु रिएक्टर भवन स्थित हैं ताकि यदि ऑपरेशन के दौरान टरबाइन फट जाए, तो लोहे का मलबा रिएक्टर तक न पहुंचे।

दबावयुक्त जल-ठंडा परमाणु रिएक्टर के मामले में, भाप टरबाइन परमाणु प्रणाली से अलग होता है। भाप जनरेटर में रिसाव का पता लगाने और इस प्रकार प्राथमिक सर्किट में रेडियोधर्मी पानी के प्रवेश का पता लगाने के लिए, एक रेडियोमीटर स्थापित किया जाता है जो भाप जनरेटर से निकलने वाली भाप की निगरानी करता है। इसके विपरीत, उबलते पानी के रिएक्टरों में, रेडियोधर्मी पानी भाप टरबाइन से होकर गुजरता है, जिससे टरबाइन परमाणु ऊर्जा संयंत्र के रेडियोलॉजिकल रूप से निगरानी वाले क्षेत्र का हिस्सा बन जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र जनरेटर

जनरेटर टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। उच्च रेटेड शक्ति वाले कम वोल्टेज वाले तुल्यकालिक प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर का उपयोग किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र शीतलन प्रणाली

शीतलन प्रणाली रिएक्टर कोर से गर्मी निकालती है और इसे संयंत्र के दूसरे क्षेत्र में पहुंचाती है, जहां थर्मल ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पन्न करने या अन्य उपयोगी कार्य करने के लिए किया जा सकता है। आमतौर पर, गर्म शीतलक का उपयोग बॉयलर के लिए ताप स्रोत के रूप में किया जाता है, और बॉयलर से दबावयुक्त भाप विद्युत जनरेटर के एक या अधिक भाप टर्बाइनों को चलाती है।

एनपीपी सुरक्षा वाल्व

आपातकालीन स्थिति में, पाइपों को फटने से या रिएक्टर को फटने से बचाने के लिए सुरक्षा वाल्व का उपयोग किया जा सकता है। वाल्वों को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि वे सभी आपूर्ति किए गए ऊर्जा वाहकों के दबाव में थोड़ी सी भी वृद्धि का पता लगा सकते हैं। उबलते पानी के रिएक्टर के मामले में, भाप को दबाव कम करने वाले कक्ष की ओर निर्देशित किया जाता है और वहां संघनित किया जाता है। हीट एक्सचेंजर में कक्ष एक मध्यवर्ती शीतलन सर्किट से जुड़े होते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र फ़ीडवाटर पंप

भाप जनरेटर और परमाणु रिएक्टर में जल स्तर को फीडवाटर प्रणाली का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। फीडवाटर पंप का कार्य कंडेनसेट उपचार प्रणाली से पानी खींचना, दबाव बढ़ाना और इसे भाप जनरेटर (दबाव वाले पानी रिएक्टर के मामले में) या सीधे रिएक्टर (उबलते पानी रिएक्टरों के लिए) में भेजना है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए आपातकालीन बिजली आपूर्ति

अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को दो अलग-अलग बिजली स्रोतों की आवश्यकता होती है, अर्थात् ऑफ-साइट फीडर स्टेशन सहायक ट्रांसफार्मर जो वितरण सबस्टेशन में पर्याप्त रूप से अलग होते हैं और कई बिजली लाइनों से खिलाए जा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, टर्बोजेनरेटर बिजली संयंत्र की सहायक जरूरतों के लिए बिजली की आपूर्ति कर सकता है, जबकि संयंत्र सहायक ट्रांसफार्मर का उपयोग करके चल रहा है जो स्टेप-अप ट्रांसफार्मर तक पहुंचने से पहले जनरेटर बसबारों से बिजली जारी करता है (ऐसे बिजली संयंत्रों में बिजली संयंत्र भी होते हैं) सहायक ट्रांसफार्मर जो सीधे वितरण सबस्टेशन से बाहरी बिजली स्रोतों से बिजली प्राप्त करते हैं)। यहां तक ​​कि दो बैकअप बिजली आपूर्ति के साथ भी, बाहरी स्रोतों से पूर्ण बिजली आपूर्ति संभव है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र आपातकालीन बिजली आपूर्ति से सुसज्जित हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के विशेषज्ञ

• परमाणु इंजीनियर

• परमाणु रिएक्टर संचालक

• डोसिमेट्री सेवा कार्यकर्ता

• आपातकालीन प्रतिक्रिया दल कार्मिक

• परमाणु नियामक आयोग के निवासी निरीक्षक

संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, प्रबंधन, कुशल कर्मियों (जैसे इंजीनियरों) और सुरक्षा कर्मियों को छोड़कर, बिजली संयंत्र कर्मचारी, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ इलेक्ट्रिकल वर्कर्स (आईबीईडब्ल्यू) या यूनाइटेड वर्कर्स यूनियन ऑफ अमेरिका (यूडब्ल्यूयूए) के सदस्य हो सकते हैं। , या विभिन्न ट्रेड यूनियनों या श्रमिक संगठनों में से एक जो मशीनिस्टों, श्रमिकों, बॉयलर निर्माताओं, असेंबलरों, मेटलवर्कर्स आदि के हितों का प्रतिनिधित्व करता है।

एनपीपी लागत

नए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का अर्थशास्त्र एक विवादास्पद मुद्दा है, और अरबों डॉलर का निवेश ऊर्जा स्रोत की पसंद पर निर्भर करता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में आम तौर पर उच्च पूंजीगत लागत होती है लेकिन निष्कर्षण, प्रसंस्करण, ईंधन उपयोग लागत और आंतरिक खर्च किए गए ईंधन भंडारण लागत से जुड़ी प्रत्यक्ष ईंधन लागत कम होती है। इस प्रकार, अन्य बिजली उत्पादन विधियों के साथ तुलना परमाणु संयंत्रों के निर्माण के समय और पूंजी निवेश वित्तपोषण के बारे में धारणाओं पर बहुत अधिक निर्भर करती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में प्राइस-एंडरसन अधिनियम के तहत, लागत अनुमान एक बिजली संयंत्र को बंद करने और परमाणु कचरे के भंडारण या प्रसंस्करण की लागत को ध्यान में रखता है। चौथी पीढ़ी के रिएक्टर वर्तमान में इस संभावना के साथ विकसित किए जा रहे हैं कि सभी खर्च किए गए परमाणु ईंधन ("परमाणु अपशिष्ट") को परमाणु ईंधन चक्र को पूरी तरह से बंद करने के लिए भविष्य के रिएक्टरों का उपयोग करके संभावित रूप से पुन: संसाधित किया जा सकता है। हालाँकि, वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से कचरे का कोई प्रभावी थोक निपटान नहीं है, और स्थायी अपशिष्ट भंडारण सुविधाओं के निर्माण में समस्याओं के कारण लगभग सभी बिजली संयंत्रों में अभी भी ऑन-साइट अस्थायी भंडारण विधि का उपयोग किया जाता है। केवल फ़िनलैंड के पास स्थायी भंडारण सुविधाएं बनाने की योजना है, इसलिए विश्व स्तर पर अपशिष्ट भंडारण की दीर्घकालिक लागत अनिश्चित है।

दूसरी ओर, कार्बन टैक्स या कार्बन ट्रेडिंग जैसे ग्लोबल वार्मिंग शमन उपायों के लिए निर्माण लागत या पूंजीगत व्यय तेजी से परमाणु ऊर्जा के अर्थशास्त्र का पक्ष ले रहे हैं। अधिक उन्नत रिएक्टर डिज़ाइनों के माध्यम से अधिक दक्षता प्राप्त करने की आशा है। तीसरी पीढ़ी के रिएक्टरों में कम से कम 17% कम ईंधन जलाने और कम पूंजीगत लागत का वादा किया जाता है, जबकि भविष्य की चौथी पीढ़ी के रिएक्टर 10,000-30,000% अधिक ईंधन दक्षता और परमाणु कचरे को खत्म करने का वादा करते हैं।

पूर्वी यूरोप में, कई लंबे समय से चली आ रही परियोजनाएँ धन पाने के लिए संघर्ष कर रही हैं, विशेष रूप से बुल्गारिया में बेलेने और रोमानिया में सेर्नवोडा में अतिरिक्त रिएक्टर, और कुछ संभावित समर्थकों ने स्टेशन छोड़ दिया है। सस्ती गैस की उपलब्धता और इसकी भविष्य की आपूर्ति की सापेक्ष विश्वसनीयता भी परमाणु परियोजनाओं के लिए एक बड़ी चुनौती है।

परमाणु ऊर्जा के अर्थशास्त्र का विश्लेषण करते समय यह ध्यान रखना आवश्यक है कि अनिश्चित भविष्य से जुड़े जोखिमों को कौन वहन करेगा। आज तक, सभी परिचालन परमाणु ऊर्जा संयंत्र राज्य के स्वामित्व वाले या राज्य-विनियमित उपयोगिता एकाधिकार द्वारा बनाए गए हैं, जहां निर्माण लागत, परिचालन विशेषताओं, ईंधन की कीमतों और अन्य कारकों से जुड़े कई जोखिम आपूर्तिकर्ताओं के बजाय उपभोक्ताओं द्वारा वहन किए जाते हैं। कई देशों ने पहले ही बिजली बाजार को उदार बना दिया है, जहां ये जोखिम, साथ ही पूंजीगत लागत की भरपाई होने से पहले सस्ते प्रतिस्पर्धियों के उभरने का जोखिम, उपभोक्ताओं के बजाय आपूर्तिकर्ताओं और प्लांट ऑपरेटरों के कंधों पर आ गया है, जिससे मूल्यांकन में महत्वपूर्ण बदलाव आया है। नये परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का अर्थशास्त्र।

2011 फुकुशिमा I दुर्घटना में साइट पर खर्च की गई ईंधन भंडारण आवश्यकताओं में वृद्धि और डिज़ाइन-आधारित खतरों में वृद्धि के कारण मौजूदा और नए परमाणु संयंत्रों की लागत में वृद्धि होने की संभावना है। हालाँकि, कई परियोजनाएँ, जैसे कि वर्तमान में निर्माणाधीन AP1000, फुकुशिमा I के विपरीत, परमाणु सुरक्षा के लिए निष्क्रिय शीतलन प्रणाली का उपयोग करती हैं, जिसके लिए एक सक्रिय शीतलन प्रणाली की आवश्यकता होती है, और इससे अनावश्यक बैकअप सुरक्षा उपकरणों पर अधिक पैसा खर्च करने की आवश्यकता बहुत कम हो जाती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा

अपनी पुस्तक नॉर्मल एक्सीडेंट्स में, चार्ल्स पेरो कहते हैं कि परमाणु रिएक्टरों की जटिल और कसकर युग्मित प्रणालियों में असंख्य और अप्रत्याशित विफलताएँ निर्मित होती हैं। ऐसी दुर्घटनाएँ अपरिहार्य हैं और इन्हें रोका नहीं जा सकता। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की एक अंतःविषय टीम का अनुमान है कि, परमाणु ऊर्जा की अपेक्षित वृद्धि को देखते हुए, 2005 और 2055 के बीच कम से कम चार गंभीर परमाणु दुर्घटनाओं की उम्मीद की जा सकती है। हालाँकि, एमआईटी अध्ययन 1970 के बाद से सुरक्षा में सुधार को ध्यान में नहीं रखता है। 1970 से लेकर वर्तमान तक, दुनिया भर में पाँच बड़ी दुर्घटनाएँ (मुख्य क्षति) हुई हैं: एक 1979 में थ्री माइल द्वीप पर, एक 1986 में चेरनोबिल में, और दूसरी पीढ़ी के रिएक्टरों के संचालन की शुरुआत के अनुरूप, 2011 में फुकुशिमा दाइची में तीन। . दुनिया भर में औसतन हर आठ साल में एक गंभीर दुर्घटना होती है।

परमाणु रिएक्टरों की पहली पीढ़ी के बाद से आधुनिक परमाणु रिएक्टर डिजाइनों में कई सुरक्षा सुधार हुए हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु बम की तरह विस्फोट नहीं कर सकते क्योंकि यूरेनियम रिएक्टरों के लिए ईंधन पर्याप्त रूप से समृद्ध नहीं है, और परमाणु हथियारों को सुपरक्रिटिकल स्थिति तक पहुंचने के लिए ईंधन को कम मात्रा में मजबूर करने के लिए एक सटीक विस्फोटक की आवश्यकता होती है। अधिकांश रिएक्टरों को कोर को पिघलने से रोकने के लिए निरंतर तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जो कई बार किसी दुर्घटना या प्राकृतिक आपदा के कारण होता है, जिससे विकिरण निकलता है और पर्यावरण निर्जन हो जाता है। बिजली संयंत्रों को परमाणु सामग्री की चोरी (उदाहरण के लिए, गंदे परमाणु बम बनाने के लिए) और सैन्य विमानों के हमले (जो हुआ है) या दुश्मन की मिसाइलों या अपहृत आतंकवादी विमानों से बचाया जाना चाहिए।

परमाणु ऊर्जा विवाद

परमाणु ऊर्जा बहस एक विवादास्पद मुद्दे के इर्द-गिर्द घूमती है जो नागरिक उद्देश्यों के लिए परमाणु ईंधन से बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणु विखंडन रिएक्टरों की शुरूआत और उपयोग के साथ उत्पन्न हुई है। परमाणु ऊर्जा बहस 1970 और 1980 के दशक में अपने चरम पर पहुंच गई, जब यह कुछ देशों में "तकनीकी विवाद के इतिहास में अभूतपूर्व तीव्रता तक पहुंच गई"।

समर्थकों का तर्क है कि परमाणु ऊर्जा एक स्थायी ऊर्जा स्रोत है जो कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करता है और यदि इसका उपयोग आयातित ईंधन पर निर्भरता की जगह लेता है तो ऊर्जा सुरक्षा में सुधार हो सकता है। समर्थक इस विचार को बढ़ावा देते हैं कि मुख्य व्यवहार्य विकल्प, जीवाश्म ईंधन के विपरीत, परमाणु ऊर्जा वस्तुतः कोई वायु प्रदूषण पैदा नहीं करती है। समर्थकों का यह भी मानना ​​है कि अधिकांश पश्चिमी देशों के लिए ऊर्जा स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए परमाणु ऊर्जा ही एकमात्र व्यवहार्य विकल्प है। वे इस बात पर जोर देते हैं कि अपशिष्ट भंडारण के जोखिम कम हैं और नए रिएक्टरों में नवीनतम तकनीक का उपयोग करके इसे और कम किया जा सकता है, और पश्चिमी दुनिया में परिचालन सुरक्षा रिपोर्ट से संकेत मिलता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र अन्य प्रमुख प्रकार के बिजली संयंत्रों की तुलना में उत्कृष्ट स्थिति में हैं।

विरोधियों का तर्क है कि परमाणु ऊर्जा लोगों और पर्यावरण के लिए कई जोखिम पैदा करती है, और लागत लाभों को उचित नहीं ठहराती है। खतरों में यूरेनियम खनन, प्रसंस्करण और परिवहन से स्वास्थ्य जोखिम और पर्यावरणीय क्षति, परमाणु प्रसार या तोड़फोड़ का जोखिम और रेडियोधर्मी परमाणु कचरे की अनसुलझी समस्या शामिल हैं। एक अन्य पर्यावरणीय समस्या समुद्र में गर्म पानी का छोड़ा जाना है। गर्म पानी समुद्री जीवन के लिए पर्यावरणीय परिस्थितियों को बदल देता है। उनका यह भी तर्क है कि रिएक्टर स्वयं बेहद जटिल मशीनें हैं, जहां कई प्रक्रियाएं योजना के अनुसार चल भी सकती हैं और नहीं भी, जिसके कारण कई गंभीर परमाणु दुर्घटनाएं हुई हैं। आलोचकों का मानना ​​​​नहीं है कि इन जोखिमों को नई प्रौद्योगिकियों द्वारा कम किया जा सकता है। उनका तर्क है कि जब परमाणु ईंधन श्रृंखला में यूरेनियम खनन से लेकर परमाणु डीकमीशनिंग तक सभी ऊर्जा-गहन कदमों पर विचार किया जाता है, तो परमाणु ऊर्जा बिजली का कम कार्बन वाला स्रोत नहीं है। जिन देशों के पास यूरेनियम खदानें नहीं हैं वे मौजूदा परमाणु ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के माध्यम से ऊर्जा स्वतंत्रता हासिल नहीं कर सकते हैं। वास्तविक निर्माण लागत अक्सर अनुमान से अधिक होती है, और खर्च किए गए ईंधन भंडारण लागत की कोई स्पष्ट समय सीमा नहीं होती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से परमाणु ईंधन का पुनर्प्रसंस्करण

विकिरणित परमाणु ईंधन से विखंडनीय प्लूटोनियम को रासायनिक रूप से अलग करने और पुनर्प्राप्त करने के लिए परमाणु ईंधन पुनर्प्रसंस्करण तकनीक विकसित की गई थी। पुनर्चक्रण कई उद्देश्यों को पूरा करता है, जिसका सापेक्ष महत्व समय के साथ बदल गया है। प्रारंभ में, पुनर्संसाधन केवल परमाणु हथियार उत्पादन के लिए प्लूटोनियम निकालने के लिए किया गया था। परमाणु ऊर्जा के व्यावसायीकरण के साथ, खर्च किए गए प्लूटोनियम को थर्मल रिएक्टरों के लिए मिश्रित ऑक्साइड परमाणु ईंधन में वापस संसाधित किया जाता है। पुनर्संसाधित यूरेनियम, जो अधिकांश प्रयुक्त ईंधन सामग्री बनाता है, सैद्धांतिक रूप से ईंधन के रूप में भी पुन: उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह केवल तभी आर्थिक रूप से संभव है जब यूरेनियम की कीमतें अधिक हों या निपटान महंगा हो। अंत में, एक ब्रीडर रिएक्टर न केवल खर्च किए गए ईंधन में पुनर्संसाधित प्लूटोनियम और यूरेनियम का उपयोग कर सकता है, बल्कि सभी एक्टिनाइड्स का उपयोग कर सकता है, परमाणु ईंधन चक्र को पूरा कर सकता है और संभावित रूप से प्राकृतिक यूरेनियम से निकाली गई ऊर्जा को 60 गुना से अधिक बढ़ा सकता है।

परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन से अत्यधिक रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा कम हो जाती है, लेकिन यह स्वयं रेडियोधर्मिता या गर्मी उत्पादन को कम नहीं करता है और इसलिए भूवैज्ञानिक संरचनाओं में कचरे को संग्रहीत करने की आवश्यकता को समाप्त नहीं करता है। परमाणु हथियारों के प्रसार में योगदान करने की क्षमता, परमाणु आतंकवाद के प्रति संभावित भेद्यता, भंडार स्थल चयन के राजनीतिक मुद्दे (एक मुद्दा जो खर्च किए गए परमाणु ईंधन के प्रत्यक्ष निपटान पर समान रूप से लागू होता है), और इसकी उच्च लागत के कारण पुनर्संसाधन राजनीतिक रूप से विवादास्पद है। एकल ईंधन चक्र की तुलना में। संयुक्त राज्य अमेरिका में, ओबामा प्रशासन राष्ट्रपति बुश की औद्योगिक पैमाने की रीसाइक्लिंग योजनाओं से पीछे हट गया और अनुसंधान-संबंधी रीसाइक्लिंग पर केंद्रित कार्यक्रम पर लौट आया।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाएँ

परमाणु क्षति के लिए नागरिक दायित्व पर वियना कन्वेंशन ने परमाणु दायित्व के लिए अंतर्राष्ट्रीय ढांचे की स्थापना की। हालाँकि, संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस, चीन और जापान सहित दुनिया में अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र वाले राज्य अंतरराष्ट्रीय परमाणु दायित्व सम्मेलनों के पक्षकार नहीं हैं।

अमेरिका में, परमाणु या विकिरण की घटनाओं को प्राइस-एंडरसन परमाणु बीमा अधिनियम के तहत (2025 तक लाइसेंस प्राप्त सुविधाओं के लिए) कवर किया गया है।

यूनाइटेड किंगडम की ऊर्जा नीति, परमाणु प्रतिष्ठान अधिनियम 1965 के माध्यम से, परमाणु क्षति के लिए दायित्व को नियंत्रित करती है जिसके लिए यूके परमाणु लाइसेंस धारक उत्तरदायी है। कानून के अनुसार जिम्मेदार ऑपरेटर को घटना के दस साल के भीतर £150 मिलियन तक का हर्जाना देना होगा। दस वर्षों के बाद अगले बीस वर्षों के लिए सरकार को इस दायित्व के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। सरकार अंतरराष्ट्रीय सम्मेलनों (परमाणु ऊर्जा के क्षेत्र में तीसरे पक्ष के दायित्व पर पेरिस कन्वेंशन और पेरिस कन्वेंशन के अलावा ब्रुसेल्स कन्वेंशन) के तहत अतिरिक्त सीमित अंतरराज्यीय दायित्व (लगभग £300 मिलियन) के लिए भी जिम्मेदार है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को बंद करना

परमाणु डीकमीशनिंग में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र को नष्ट करना और साइट को ऐसी स्थिति में कीटाणुरहित करना शामिल है जिससे नागरिकों के लिए विकिरण का खतरा पैदा न हो। अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों को नष्ट करने से मुख्य अंतर रेडियोधर्मी सामग्री की उपस्थिति है, जिसे हटाने और अपशिष्ट भंडारण सुविधा में स्थानांतरित करने के लिए विशेष सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है।

सामान्यतया, परमाणु संयंत्रों को लगभग 30 वर्षों तक चलने के लिए डिज़ाइन किया गया था। नए स्टेशनों को 40 से 60 साल के परिचालन जीवन के साथ डिजाइन किया गया है। घिसाव के कारकों में से एक न्यूट्रॉन विकिरण के प्रभाव में रिएक्टर स्क्रीन का खराब होना है।

डीकमीशनिंग में कई प्रशासनिक और तकनीकी उपाय शामिल हैं। इसमें रेडियोधर्मिता की पूर्ण सफाई और स्टेशन का पूर्ण विध्वंस शामिल है। एक बार जब कोई सुविधा बंद हो जाती है, तो उसे रेडियोधर्मी दुर्घटना का कोई खतरा नहीं होना चाहिए या उसके आगंतुकों के स्वास्थ्य के लिए खतरनाक नहीं होना चाहिए। एक बार जब कोई सुविधा पूरी तरह से बंद हो जाती है, तो इसे नियामक नियंत्रण से मुक्त कर दिया जाता है और संयंत्र लाइसेंसधारी अब इसकी परमाणु सुरक्षा के लिए जिम्मेदार नहीं होता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऐतिहासिक घटनाएं

परमाणु उद्योग का दावा है कि नई तकनीक और नियंत्रण ने परमाणु संयंत्रों को अधिक सुरक्षित बना दिया है, लेकिन 1986 में चेरनोबिल आपदा के बाद और 2008 तक, 57 छोटी दुर्घटनाएँ हुईं, जिनमें से दो-तिहाई संयुक्त राज्य अमेरिका में हुईं। फ्रांसीसी परमाणु ऊर्जा एजेंसी (सीईए) ने निष्कर्ष निकाला है कि तकनीकी नवाचार परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन में मानवीय कारकों के जोखिम को पूरी तरह से समाप्त नहीं कर सकते हैं।

2003 में बेंजामिन सोवाकूल के अनुसार, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की एक अंतःविषय टीम ने अनुमान लगाया कि, परमाणु ऊर्जा की अपेक्षित वृद्धि को देखते हुए, 2005 और 2055 के बीच कम से कम चार गंभीर परमाणु दुर्घटनाओं की उम्मीद की जा सकती है। हालाँकि, MIT अध्ययन 1970 के बाद से सुरक्षा सुधारों को ध्यान में नहीं रखता है।

परमाणु ऊर्जा के लाभ

आर्थिक विचारों के कारण परमाणु संयंत्रों का उपयोग मुख्य रूप से बेस लोड के लिए किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र को संचालित करने के लिए ईंधन की लागत कोयला या गैस बिजली संयंत्रों को संचालित करने के लिए ईंधन की लागत से कम है। पूर्ण क्षमता से कम क्षमता पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन आर्थिक रूप से उचित नहीं है।

हालाँकि, फ़्रांस में, परमाणु संयंत्र मुख्य रूप से लोड-फ़ॉलोइंग मोड में संचालित होते हैं, हालाँकि "यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि यह परमाणु संयंत्रों के लिए आदर्श आर्थिक स्थिति नहीं है।" जर्मनी में बाइब्लिस परमाणु ऊर्जा संयंत्र में यूनिट ए को इसकी रेटेड क्षमता के 40% से 100% तक बिजली उत्पादन को 15% प्रति मिनट तक बढ़ाने और घटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उबलते पानी के रिएक्टरों में आम तौर पर पुनर्चक्रित पानी के प्रवाह को अलग-अलग करके लोड फॉलो करने की क्षमता होती है।

भविष्य की बिजली संयंत्र परियोजनाएँ

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए डिज़ाइन की एक नई पीढ़ी, जिसे जेनरेशन IV रिएक्टर के रूप में जाना जाता है, सक्रिय शोध का विषय है। इनमें से कई नई परियोजनाएं विशेष रूप से विखंडन रिएक्टरों को स्वच्छ, सुरक्षित बनाने और/या परमाणु प्रसार के लिए कम जोखिम पैदा करने का प्रयास करती हैं। निष्क्रिय रूप से सुरक्षित संयंत्र बनाए जा सकते हैं (उदाहरण के लिए, एक किफायती सरलीकृत उबलता पानी परमाणु रिएक्टर), जबकि अनुसंधान का लक्ष्य रिएक्टरों को उन पर मानव कारकों के प्रभाव के लगभग पूर्ण उन्मूलन के साथ विकसित करना है। फ़्यूज़न रिएक्टर, जो अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में हैं, ने परमाणु विखंडन से जुड़े कुछ जोखिमों को कम या समाप्त कर दिया है।

1600 मेगावाट की कुल क्षमता वाले दो यूरोपीय दबावयुक्त जल रिएक्टर (ईपीआर) यूरोप में बनाए जा रहे हैं, और दो चीन में बनाए जा रहे हैं। ये रिएक्टर फ्रांसीसी निगम अरेवा और जर्मन सीमेंस एजी की एक संयुक्त परियोजना हैं और ये दुनिया के सबसे बड़े रिएक्टर होंगे। एक ईपीआर फिनलैंड में ओल्किलुओटो में स्थित है और ओल्किलुओटो परमाणु ऊर्जा संयंत्र का हिस्सा है। रिएक्टर मूल रूप से 2009 में शुरू होने वाला था, लेकिन लॉन्च में बार-बार देरी हुई और सितंबर 2014 तक, इसे 2018 तक पीछे धकेल दिया गया। फ्रांस के फ्लेमनविले, मांचे में फ्लेमनविले परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ईपीआर के लिए तैयारी का काम 2006 में 2012 की योजनाबद्ध समाप्ति तिथि के साथ शुरू हुआ। फ्रांसीसी रिएक्टर के स्टार्ट-अप में भी देरी हुई और 2013 के पूर्वानुमान के अनुसार इसे 2016 में शुरू करने की योजना बनाई गई थी। दो चीनी ईपीआर ताइशान, ग्वांगडोंग में ताइशान परमाणु ऊर्जा संयंत्र का हिस्सा हैं। ताइशान परमाणु ऊर्जा संयंत्र के रिएक्टर 2014 और 2015 में शुरू होने वाले थे, लेकिन 2017 तक विलंबित हो गए।

मार्च 2007 तक, भारत में सात और चीन में पाँच परमाणु ऊर्जा संयंत्र निर्माणाधीन हैं।

नवंबर 2011 में, गल्फ पावर ने कहा कि उसे संभावित परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने के लिए 2012 के अंत तक पेंसाकोला, फ्लोरिडा के उत्तर में 4,000 एकड़ भूमि की खरीद पूरी करने की उम्मीद है।

2010 में, रूस ने एक तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र चालू किया। £100 मिलियन का अकादमिक लोमोनोसोव जहाज सात स्टेशनों में से पहला है जो रूस के दूरदराज के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण ऊर्जा संसाधन प्रदान करेगा।

2011 में कोई परमाणु ऊर्जा संयंत्र नहीं होने के कारण, 2025 तक दक्षिण पूर्व एशियाई देशों में कुल 29 परमाणु ऊर्जा संयंत्र होंगे: इंडोनेशिया में 4 परमाणु ऊर्जा संयंत्र होंगे, मलेशिया में 4, थाईलैंड में 5 और वियतनाम में 16 परमाणु ऊर्जा संयंत्र होंगे।

2013 में, चीन में 32 परमाणु रिएक्टर निर्माणाधीन थे, जो दुनिया में सबसे अधिक संख्या है।

2016 और 2019 के बीच, संयुक्त राज्य अमेरिका में दो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के विस्तार को पूरा करने की योजना बनाई गई है, अर्थात् जॉर्जिया में वोग्टल परमाणु ऊर्जा संयंत्र और दक्षिण कैरोलिना में वीसी समर परमाणु ऊर्जा संयंत्र। वोग्टल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दो नए रिएक्टर और वीसी समर परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दो नए रिएक्टर 1979 में थ्री माइल द्वीप परमाणु ऊर्जा संयंत्र दुर्घटना के बाद संयुक्त राज्य अमेरिका में पहली परमाणु ऊर्जा संयंत्र निर्माण परियोजनाएं हैं।

यूके सरकार ने हिंकले प्वाइंट सी परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण को मंजूरी दे दी है।

कई देशों ने थोरियम परमाणु कार्यक्रम लागू करना शुरू कर दिया है। थोरियम प्रकृति में यूरेनियम की तुलना में चार गुना अधिक पाया जाता है। 60% से अधिक थोरियम अयस्क भंडार - मोनाज़ाइट - पाँच देशों में स्थित हैं: ऑस्ट्रेलिया, अमेरिका, भारत, ब्राज़ील और नॉर्वे। ये थोरियम संसाधन हजारों वर्षों तक वर्तमान ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त हैं। थोरियम ईंधन चक्र यूरेनियम ईंधन चक्र की तुलना में कम रेडियोटॉक्सिक अपशिष्ट के साथ परमाणु ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) तकनीकी संरचनाओं का एक जटिल है जिसे नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यूरेनियम का उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए सामान्य ईंधन के रूप में किया जाता है। विखंडन प्रतिक्रिया परमाणु ऊर्जा संयंत्र की मुख्य इकाई - एक परमाणु रिएक्टर में की जाती है।

रिएक्टर उच्च दबाव के लिए डिज़ाइन किए गए स्टील आवरण में लगाया गया है - 1.6 x 107 Pa, या 160 वायुमंडल तक।
VVER-1000 के मुख्य भाग हैं:

1. सक्रिय क्षेत्र, जहां परमाणु ईंधन स्थित है, परमाणु विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है और ऊर्जा निकलती है।
2. कोर के चारों ओर न्यूट्रॉन परावर्तक।
3. शीतलक.
4. सुरक्षा नियंत्रण प्रणाली (सीपीएस)।
5. विकिरण सुरक्षा.

थर्मल न्यूट्रॉन के प्रभाव में परमाणु ईंधन के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया के कारण रिएक्टर में गर्मी निकलती है। इस मामले में, परमाणु विखंडन उत्पाद बनते हैं, जिनमें ठोस और गैस दोनों होते हैं - क्सीनन, क्रिप्टन। विखंडन उत्पादों में बहुत अधिक रेडियोधर्मिता होती है, इसलिए ईंधन (यूरेनियम डाइऑक्साइड छर्रों) को सीलबंद जिरकोनियम ट्यूबों - ईंधन छड़ों (ईंधन तत्वों) में रखा जाता है। इन ट्यूबों को एक ईंधन असेंबली में एक साथ कई टुकड़ों में जोड़ा जाता है। परमाणु रिएक्टर को नियंत्रित और संरक्षित करने के लिए, नियंत्रण छड़ों का उपयोग किया जाता है जिन्हें कोर की पूरी ऊंचाई पर ले जाया जा सकता है। छड़ें ऐसे पदार्थों से बनी होती हैं जो न्यूट्रॉन को दृढ़ता से अवशोषित करते हैं - उदाहरण के लिए, बोरान या कैडमियम। जब छड़ों को गहराई से डाला जाता है, तो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया असंभव हो जाती है, क्योंकि न्यूट्रॉन दृढ़ता से अवशोषित होते हैं और प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिए जाते हैं। छड़ों को नियंत्रण कक्ष से दूर ले जाया जाता है। छड़ों की थोड़ी सी हलचल के साथ, श्रृंखला प्रक्रिया या तो विकसित हो जाएगी या फीकी पड़ जाएगी। इस प्रकार रिएक्टर की शक्ति को नियंत्रित किया जाता है।

स्टेशन का लेआउट डबल-सर्किट है। पहले, रेडियोधर्मी, सर्किट में एक VVER 1000 रिएक्टर और चार सर्कुलेशन कूलिंग लूप होते हैं। दूसरे सर्किट, गैर-रेडियोधर्मी, में एक भाप जनरेटर और जल आपूर्ति इकाई और 1030 मेगावाट की क्षमता वाली एक टरबाइन इकाई शामिल है। प्राथमिक शीतलक 16 एमपीए के दबाव में उच्च शुद्धता वाला गैर-उबलता पानी है जिसमें बोरिक एसिड, एक मजबूत न्यूट्रॉन अवशोषक का घोल मिलाया जाता है, जिसका उपयोग रिएक्टर की शक्ति को विनियमित करने के लिए किया जाता है।

1. मुख्य परिसंचरण पंप रिएक्टर कोर के माध्यम से पानी पंप करते हैं, जहां परमाणु प्रतिक्रिया के दौरान उत्पन्न गर्मी के कारण इसे 320 डिग्री के तापमान तक गर्म किया जाता है।
2. गर्म शीतलक अपनी गर्मी को द्वितीयक सर्किट पानी (कार्यशील तरल पदार्थ) में स्थानांतरित करता है, इसे भाप जनरेटर में वाष्पित करता है।
3. ठंडा किया गया शीतलक रिएक्टर में पुनः प्रवेश करता है।
4. भाप जनरेटर 6.4 एमपीए के दबाव पर संतृप्त भाप पैदा करता है, जिसे भाप टरबाइन को आपूर्ति की जाती है।
5. टरबाइन विद्युत जनरेटर के रोटर को चलाता है।
6. निकास भाप को कंडेनसर में संघनित किया जाता है और कंडेनसेट पंप द्वारा फिर से भाप जनरेटर को आपूर्ति की जाती है। सर्किट में निरंतर दबाव बनाए रखने के लिए, एक स्टीम वॉल्यूम कम्पेसाटर स्थापित किया जाता है।
7. भाप संघनन की गर्मी को कंडेनसर से पानी प्रसारित करके हटा दिया जाता है, जिसे कूलर तालाब से फ़ीड पंप द्वारा आपूर्ति की जाती है।
8. रिएक्टर के पहले और दूसरे दोनों सर्किट को सील कर दिया गया है। यह कर्मियों और जनता के लिए रिएक्टर की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

यदि भाप संघनन के लिए बड़ी मात्रा में पानी का उपयोग करना संभव नहीं है, तो जलाशय का उपयोग करने के बजाय, पानी को विशेष कूलिंग टॉवर (कूलिंग टॉवर) में ठंडा किया जा सकता है।

रिएक्टर के संचालन की सुरक्षा और पर्यावरण मित्रता नियमों (ऑपरेटिंग नियमों) के सख्त पालन और बड़ी मात्रा में नियंत्रण उपकरणों द्वारा सुनिश्चित की जाती है। यह सब विचारशील और कुशल रिएक्टर नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किया गया है।
परमाणु रिएक्टर की आपातकालीन सुरक्षा रिएक्टर कोर में परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को तुरंत रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों का एक सेट है।

सक्रिय आपातकालीन सुरक्षा स्वचालित रूप से तब चालू हो जाती है जब परमाणु रिएक्टर का कोई एक पैरामीटर ऐसे मान पर पहुंच जाता है जिससे दुर्घटना हो सकती है। ऐसे मापदंडों में शामिल हो सकते हैं: तापमान, दबाव और शीतलक प्रवाह, बिजली वृद्धि का स्तर और गति।

आपातकालीन सुरक्षा के कार्यकारी तत्व, ज्यादातर मामलों में, ऐसे पदार्थ वाली छड़ें होती हैं जो न्यूट्रॉन (बोरॉन या कैडमियम) को अच्छी तरह से अवशोषित करती हैं। कभी-कभी, रिएक्टर को बंद करने के लिए, एक तरल अवशोषक को शीतलक लूप में इंजेक्ट किया जाता है।

सक्रिय सुरक्षा के अलावा, कई आधुनिक डिज़ाइनों में निष्क्रिय सुरक्षा के तत्व भी शामिल हैं। उदाहरण के लिए, वीवीईआर रिएक्टरों के आधुनिक संस्करणों में एक "आपातकालीन कोर कूलिंग सिस्टम" (ईसीसीएस) शामिल है - रिएक्टर के ऊपर स्थित बोरिक एसिड वाले विशेष टैंक। अधिकतम डिज़ाइन आधारित दुर्घटना (रिएक्टर के पहले कूलिंग सर्किट का टूटना) की स्थिति में, इन टैंकों की सामग्री गुरुत्वाकर्षण द्वारा रिएक्टर कोर के अंदर समाप्त हो जाती है और परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया बड़ी मात्रा में बोरॉन युक्त पदार्थ से बुझ जाती है , जो न्यूट्रॉन को अच्छी तरह से अवशोषित करता है।

"परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की रिएक्टर सुविधाओं के लिए परमाणु सुरक्षा नियम" के अनुसार, प्रदान किए गए रिएक्टर शटडाउन सिस्टम में से कम से कम एक को आपातकालीन सुरक्षा (ईपी) का कार्य करना चाहिए। आपातकालीन सुरक्षा में कार्यशील तत्वों के कम से कम दो स्वतंत्र समूह होने चाहिए। AZ सिग्नल पर, AZ कार्यशील भागों को किसी भी कार्यशील या मध्यवर्ती स्थिति से सक्रिय किया जाना चाहिए।
AZ उपकरण में कम से कम दो स्वतंत्र सेट होने चाहिए।

AZ उपकरण के प्रत्येक सेट को इस तरह से डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व में नाममात्र के 7% से 120% तक परिवर्तन की सीमा में सुरक्षा प्रदान की जाए:
1. न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व द्वारा - तीन स्वतंत्र चैनलों से कम नहीं;
2. न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व में वृद्धि की दर के अनुसार - तीन स्वतंत्र चैनलों से कम नहीं।

आपातकालीन सुरक्षा उपकरणों के प्रत्येक सेट को इस तरह से डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि, रिएक्टर प्लांट (आरपी) के डिजाइन में स्थापित तकनीकी मापदंडों में परिवर्तन की पूरी श्रृंखला में, प्रत्येक तकनीकी पैरामीटर के लिए कम से कम तीन स्वतंत्र चैनलों द्वारा आपातकालीन सुरक्षा प्रदान की जाए। जिसके लिए सुरक्षा जरूरी है.

AZ एक्चुएटर्स के लिए प्रत्येक सेट के नियंत्रण आदेश कम से कम दो चैनलों के माध्यम से प्रसारित होने चाहिए। जब AZ उपकरण के सेट में से किसी एक चैनल को इस सेट को संचालन से बाहर किए बिना संचालन से बाहर कर दिया जाता है, तो इस चैनल के लिए एक अलार्म सिग्नल स्वचालित रूप से उत्पन्न होना चाहिए।

आपातकालीन सुरक्षा कम से कम निम्नलिखित मामलों में शुरू की जानी चाहिए:
1. न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व के लिए AZ सेटिंग तक पहुंचने पर।
2. न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व में वृद्धि की दर के लिए AZ सेटिंग तक पहुंचने पर।
3. यदि आपातकालीन सुरक्षा उपकरणों के किसी भी सेट और सीपीएस बिजली आपूर्ति बसों में वोल्टेज गायब हो जाता है जिन्हें संचालन से बाहर नहीं किया गया है।
4. न्यूट्रॉन फ्लक्स घनत्व के लिए या एजेड उपकरण के किसी भी सेट में न्यूट्रॉन फ्लक्स की वृद्धि की दर के लिए तीन सुरक्षा चैनलों में से किसी दो की विफलता के मामले में, जिसे ऑपरेशन से बाहर नहीं किया गया है।
5. जब AZ सेटिंग्स तकनीकी मापदंडों तक पहुंच जाती हैं जिसके लिए सुरक्षा की जानी चाहिए।
6. ब्लॉक कंट्रोल प्वाइंट (बीसीपी) या रिजर्व कंट्रोल प्वाइंट (आरसीपी) से कुंजी से एजेड को ट्रिगर करते समय।

सामग्री आरआईए नोवोस्ती और खुले स्रोतों से मिली जानकारी के आधार पर www.rian.ru के ऑनलाइन संपादकों द्वारा तैयार की गई थी

आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र दुनिया भर में व्यापक हैं, क्योंकि उनमें उच्च शक्ति और उत्पादकता है। पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्रकई मामलों में नवीनतम परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से हीन। पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण पिछली सदी के मध्य में शुरू हुआ था।

यूएसएसआर में पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र का शुभारंभ

पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र की योजना का विकास यूएसएसआर में पहले परमाणु बम के सफल परीक्षण के बाद शुरू हुआ, जब परमाणु रिएक्टर में प्लूटोनियम का उत्पादन किया गया था, और समृद्ध यूरेनियम का उत्पादन भी आयोजित किया गया था। ऊर्जा उत्पादन के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को लॉन्च करने की संभावनाओं और मुख्य समस्याओं पर बड़े पैमाने पर चर्चा 1949 की शरद ऋतु में हुई।

पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण पर काम 20वीं सदी के मध्य में शुरू हुआ। 1950 से 1954 तक 4 वर्षों के दौरान, पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया गया था। पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र आधिकारिक तौर पर 27 जून, 1954 को ओबनिंस्क शहर में सोवियत संघ के क्षेत्र में परिचालन में लाया गया था। इस परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन AM-1 रिएक्टर द्वारा सुनिश्चित किया गया था, जिसकी अधिकतम शक्ति केवल 5 मेगावाट थी।

यह बिजली संयंत्र लगभग 48 वर्षों तक निर्बाध रूप से संचालित हुआ। अप्रैल 2002 में, स्टेशन के रिएक्टर को बंद कर दिया गया था। स्टेशन को बंद करने का निर्णय आर्थिक कारणों और इसके आगे उपयोग की अनुपयुक्तता के कारण किया गया था। ओबनिंस्क एनपीपी न केवल पहला लॉन्च हुआ, बल्कि रूस में बंद होने वाला पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र भी बन गया।

प्रथम परमाणु ऊर्जा संयंत्र का महत्व

यूएसएसआर में पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्रशांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु ऊर्जा के उपयोग का रास्ता खोलने में सक्षम थे। पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन ने बड़े संयंत्रों के आगे के डिजाइन और निर्माण के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग और वैज्ञानिक अनुभव को जमा करना भी संभव बना दिया।

ओबनिंस्क में निर्मित परमाणु ऊर्जा संयंत्र, निर्माण अवधि के दौरान भी, प्रशिक्षण कर्मियों, परिचालन कर्मियों और शोधकर्ताओं के लिए एक प्रकार के स्कूल में तब्दील हो गया था। ओबनिंस्क एनपीपी ने औद्योगिक उपयोग और इसमें किए गए बड़ी संख्या में प्रयोगों के माध्यम से कई दशकों तक यह भूमिका निभाई है।

विभिन्न देशों में पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र

पहले सोवियत परमाणु ऊर्जा संयंत्र के दीर्घकालिक संचालन अनुभव ने इस क्षेत्र में पेशेवरों द्वारा प्रस्तुत लगभग सभी इंजीनियरिंग और तकनीकी समाधानों की पुष्टि की। इससे 1964 में बेलोयार्स्क परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण और सफलतापूर्वक लॉन्च का अवसर मिला, जिसकी क्षमता 300 मेगावाट तक पहुंच गई।

ब्रिटेन में, पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र आधिकारिक तौर पर अक्टूबर 1956 में ही लॉन्च किया गया था। सोवियत संघ के क्षेत्र के बाहर, यह सुविधा अपनी श्रेणी में पहला औद्योगिक स्टेशन बन गई। ब्रिटिश शहर काल्डर हॉल में बने बिजली संयंत्र की क्षमता लॉन्च के समय 46 मेगावाट थी। कुछ साल बाद, कई और बड़े परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण शुरू हुआ।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1957 में संचालित होना शुरू हुआ। 60 मेगावाट का बिजली संयंत्र अमेरिकी राज्य शिपिंगपोर्ट में स्थित है। थ्री माइल द्वीप परमाणु ऊर्जा संयंत्र में वैश्विक दुर्घटना के बाद संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1979 में रिएक्टरों का निर्माण बंद कर दिया। पिछले स्टेशन पर आधारित दो नए रिएक्टरों के निर्माण की योजना केवल 2017 के लिए बनाई गई है।

1986 में घटी प्रमुख घटना का दुनिया पर गंभीर प्रभाव पड़ा और हमें कई संबंधित मुद्दों पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर होना पड़ा। विभिन्न देशों के विशेषज्ञों ने सक्रिय रूप से सुरक्षा समस्या को हल करना शुरू कर दिया और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की अधिकतम सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय सहयोग के महत्व के बारे में सोचा।

आज, भारत, कनाडा, रूस, भारत, कोरिया, चीन, अमेरिका और फिनलैंड जैसे देशों में परमाणु ऊर्जा के आगे विकास के लिए कार्यक्रम सक्रिय रूप से विकसित और कार्यान्वित किए जा रहे हैं। आधुनिक परिस्थितियों में, दुनिया भर में 56 रिएक्टर निर्माण चरण में हैं और अन्य 143 रिएक्टर 2030 से पहले बनाए जाने की उम्मीद है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के उपयोग के फायदे और नुकसान

पूरी दुनिया में ये लगातार बढ़ रहा है. साथ ही, ऊर्जा उत्पादन की तुलना में उपभोग वृद्धि तेज़ दर से बढ़ रही है, और इस क्षेत्र में आधुनिक आशाजनक तकनीकी समाधानों का व्यावहारिक अनुप्रयोग, कई कारणों से, कुछ वर्षों में शुरू हो जाएगा। इस समस्या का समाधान परमाणु ऊर्जा में सुधार और नये परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के निम्नलिखित लाभों की पहचान की जा सकती है:

1. प्रयुक्त ईंधन संसाधन की उच्च ऊर्जा तीव्रता। पूर्ण दहन के साथ, एक किलोग्राम यूरेनियम लगभग 50 टन तेल, या दोगुनी टन कोयले को जलाने के परिणाम के बराबर ऊर्जा जारी करता है।
2. प्रसंस्करण के बाद किसी संसाधन का पुन: उपयोग करने की क्षमता। जीवाश्म ईंधन अपशिष्ट के विपरीत विभाजित यूरेनियम का ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के आगे के विकास में एक बंद चक्र में पूर्ण संक्रमण शामिल है, जो किसी भी हानिकारक अपशिष्ट के गठन की अनुपस्थिति को सुनिश्चित करने में मदद करेगा
3. परमाणु ऊर्जा संयंत्र ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान नहीं देता है। हर दिन, परमाणु ऊर्जा संयंत्र लगभग 600 मिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को रोकने में मदद करते हैं। रूस में चल रहे परमाणु ऊर्जा संयंत्र हर साल 200 मिलियन टन से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड को पर्यावरण में छोड़ने से रोकते हैं।
4. ईंधन स्रोतों के स्थान से पूर्ण स्वतंत्रता। यूरेनियम भंडार से परमाणु ऊर्जा संयंत्र की अधिक दूरी किसी भी तरह से इसके संचालन की संभावना को प्रभावित नहीं करती है। किसी परमाणु संसाधन की ऊर्जा समतुल्य जैविक ईंधन की तुलना में कई गुना अधिक होती है, और इसके परिवहन की लागत न्यूनतम होती है
5. उपयोग की कम लागत. बड़ी संख्या में देशों के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करके बिजली पैदा करना अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों का उपयोग करने से अधिक महंगा नहीं है

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के कई सकारात्मक पहलुओं के बावजूद, कई समस्याएं हैं। मुख्य नुकसान आपातकालीन स्थितियों के गंभीर परिणाम हैं, जिन्हें रोकने के लिए बिजली संयंत्र बड़े भंडार और अतिरेक के साथ जटिल सुरक्षा प्रणालियों से लैस हैं। यह सुनिश्चित करता है कि किसी बड़ी दुर्घटना की स्थिति में भी केंद्रीय आंतरिक तंत्र को नुकसान से बचाया जा सके।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के लिए एक बड़ी समस्या संसाधनों के ख़त्म होने के बाद उनका नष्ट होना भी है। उनके परिसमापन की लागत उनके निर्माण की कुल लागत का 20% तक पहुंच सकती है। इसके अलावा, तकनीकी कारणों से, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए पैंतरेबाज़ी मोड में काम करना अवांछनीय है।

दुनिया के पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्रइससे परमाणु ऊर्जा में सुधार की दिशा में एक बड़ा कदम उठाना संभव हो गया। रूस में आधुनिक परिस्थितियों में, लगभग 17% बिजली परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के लाभों के कारण, कई देश नए रिएक्टरों का निर्माण शुरू कर रहे हैं और उन्हें बिजली का एक आशाजनक स्रोत मानते हैं।

मानवता की सबसे वैश्विक समस्याओं में से एक ऊर्जा है। नागरिक बुनियादी ढाँचा, उद्योग, सेना - इन सभी के लिए भारी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, और इसे उत्पन्न करने के लिए हर साल बहुत सारे खनिज आवंटित किए जाते हैं। समस्या यह है कि ये संसाधन अनंत नहीं हैं, और अब, जबकि स्थिति कमोबेश स्थिर है, हमें भविष्य के बारे में सोचने की ज़रूरत है। वैकल्पिक, स्वच्छ बिजली पर बड़ी उम्मीदें लगाई गई थीं, हालांकि, जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, अंतिम परिणाम वांछित से बहुत दूर है। सौर या पवन ऊर्जा संयंत्रों की लागत बहुत अधिक है, लेकिन ऊर्जा की मात्रा न्यूनतम है। और यही कारण है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को अब आगे के विकास के लिए सबसे आशाजनक विकल्प माना जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का इतिहास

बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणुओं के उपयोग के बारे में पहला विचार यूएसएसआर में 20वीं शताब्दी के 40 के दशक के आसपास दिखाई दिया, इस आधार पर सामूहिक विनाश के अपने स्वयं के हथियारों के निर्माण से लगभग 10 साल पहले। 1948 में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत विकसित किया गया था, और साथ ही दुनिया में पहली बार परमाणु ऊर्जा से उपकरणों को बिजली देना संभव हुआ। 1950 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने एक छोटे परमाणु रिएक्टर का निर्माण पूरा किया, जिसे उस समय ग्रह पर इस प्रकार का एकमात्र बिजली संयंत्र माना जा सकता था। सच है, यह प्रायोगिक था और केवल 800 वाट बिजली का उत्पादन करता था। उसी समय, यूएसएसआर में दुनिया के पहले पूर्ण विकसित परमाणु ऊर्जा संयंत्र की नींव रखी जा रही थी, हालांकि चालू होने के बाद भी इसने औद्योगिक पैमाने पर बिजली का उत्पादन नहीं किया। इस रिएक्टर का उपयोग तकनीक को निखारने के लिए अधिक किया जाता था।

उसी क्षण से, दुनिया भर में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का बड़े पैमाने पर निर्माण शुरू हुआ। इस "दौड़", संयुक्त राज्य अमेरिका और यूएसएसआर में पारंपरिक नेताओं के अलावा, पहले रिएक्टर यहां दिखाई दिए:

• 1956 - ग्रेट ब्रिटेन।
• 1959 - फ़्रांस।
• 1961 - जर्मनी।
• 1962 - कनाडा।
• 1964 - स्वीडन।
• 1966 - जापान।

चेरनोबिल आपदा तक बनाए जा रहे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या लगातार बढ़ रही थी, जिसके बाद निर्माण रुकना शुरू हो गया और धीरे-धीरे कई देशों ने परमाणु ऊर्जा छोड़ना शुरू कर दिया। फिलहाल, ऐसे नए बिजली संयंत्र मुख्य रूप से रूस और चीन में दिखाई दे रहे हैं। कुछ देश जिन्होंने पहले एक अलग प्रकार की ऊर्जा पर स्विच करने की योजना बनाई थी, वे धीरे-धीरे कार्यक्रम में लौट रहे हैं और निकट भविष्य में परमाणु ऊर्जा संयंत्र निर्माण में एक और उछाल संभव है। यह मानव विकास में एक अनिवार्य चरण है, कम से कम तब तक जब तक ऊर्जा उत्पादन के लिए अन्य प्रभावी विकल्प नहीं मिल जाते।

परमाणु ऊर्जा की विशेषताएं

मुख्य लाभ न्यूनतम ईंधन खपत और लगभग पूरी तरह से कोई प्रदूषण के साथ भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में परमाणु रिएक्टर का संचालन सिद्धांत एक साधारण भाप इंजन पर आधारित है और मुख्य तत्व के रूप में पानी का उपयोग करता है (ईंधन की गिनती नहीं), इसलिए, पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, नुकसान न्यूनतम है। इस प्रकार के बिजली संयंत्रों का संभावित खतरा बहुत बढ़ा-चढ़ा कर पेश किया गया है। चेरनोबिल आपदा के कारणों को अभी भी विश्वसनीय रूप से स्थापित नहीं किया गया है (इस पर अधिक जानकारी नीचे दी गई है) और, इसके अलावा, जांच के हिस्से के रूप में एकत्र की गई सभी जानकारी ने मौजूदा संयंत्रों को आधुनिक बनाना संभव बना दिया, जिससे विकिरण उत्सर्जन के लिए असंभावित विकल्प भी समाप्त हो गए। पर्यावरणविद् कभी-कभी कहते हैं कि ऐसे स्टेशन थर्मल प्रदूषण का एक शक्तिशाली स्रोत हैं, लेकिन यह भी पूरी तरह सच नहीं है। दरअसल, द्वितीयक सर्किट से गर्म पानी जलाशयों में प्रवेश करता है, लेकिन अक्सर उनके कृत्रिम संस्करणों का उपयोग किया जाता है, जो विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए बनाए जाते हैं, और अन्य मामलों में इस तरह के तापमान में वृद्धि की तुलना अन्य ऊर्जा स्रोतों से प्रदूषण के साथ नहीं की जा सकती है।

ईंधन की समस्या

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की लोकप्रियता में कम से कम भूमिका ईंधन - यूरेनियम -235 द्वारा निभाई जाती है। ऊर्जा की एक साथ भारी रिहाई के साथ किसी भी अन्य प्रकार की तुलना में इसकी काफी कम आवश्यकता होती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर के संचालन सिद्धांत में छड़ों में रखी विशेष "गोलियों" के रूप में इस ईंधन का उपयोग शामिल है। वास्तव में, इस मामले में एकमात्र कठिनाई ऐसी आकृति बनाना है। हालाँकि, हाल ही में यह जानकारी सामने आने लगी है कि वर्तमान वैश्विक भंडार भी लंबे समय तक नहीं रहेगा। लेकिन इसकी व्यवस्था पहले ही की जा चुकी है. नवीनतम तीन-सर्किट रिएक्टर यूरेनियम -238 पर काम करते हैं, जिनमें से बहुत कुछ है, और ईंधन की कमी की समस्या लंबे समय तक गायब रहेगी।

डबल-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत

जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह पारंपरिक भाप इंजन पर आधारित है। संक्षेप में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत प्राथमिक सर्किट से पानी को गर्म करना है, जो बदले में द्वितीयक सर्किट से पानी को भाप की स्थिति में गर्म करता है। यह टरबाइन में प्रवाहित होता है, ब्लेडों को घुमाता है, जिससे जनरेटर बिजली का उत्पादन करता है। "अपशिष्ट" भाप कंडेनसर में प्रवेश करती है और वापस पानी में बदल जाती है। यह लगभग एक बंद चक्र बनाता है। सिद्धांत रूप में, यह सब केवल एक सर्किट का उपयोग करके और भी अधिक सरलता से काम कर सकता है, लेकिन यह वास्तव में असुरक्षित है, क्योंकि इसमें पानी, सिद्धांत रूप में, संदूषण के अधीन हो सकता है, जिसे अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए सिस्टम मानक का उपयोग करते समय बाहर रखा गया है एक दूसरे से पृथक दो जल चक्रों के साथ।

तीन-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत

ये अधिक आधुनिक बिजली संयंत्र हैं जो यूरेनियम-238 पर संचालित होते हैं। इसका भंडार दुनिया के सभी रेडियोधर्मी तत्वों का 99% से अधिक है (इसलिए उपयोग की भारी संभावनाएं)। इस प्रकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन सिद्धांत और डिजाइन में तीन सर्किटों की उपस्थिति और तरल सोडियम का सक्रिय उपयोग शामिल है। सामान्य तौर पर, सब कुछ लगभग वैसा ही रहता है, लेकिन मामूली परिवर्धन के साथ। रिएक्टर से सीधे गर्म किए गए प्राथमिक सर्किट में, यह तरल सोडियम उच्च तापमान पर प्रसारित होता है। दूसरे सर्कल को पहले से गर्म किया जाता है और उसी तरल का उपयोग भी किया जाता है, लेकिन इतना गर्म नहीं। और तभी, पहले से ही तीसरे सर्किट में, पानी का उपयोग किया जाता है, जिसे दूसरे से भाप की स्थिति में गर्म किया जाता है और टरबाइन को घुमाया जाता है। प्रणाली तकनीकी रूप से अधिक जटिल हो जाती है, लेकिन ऐसे परमाणु ऊर्जा संयंत्र को केवल एक बार बनाने की आवश्यकता होती है, और उसके बाद जो कुछ बचता है वह श्रम के फल का आनंद लेना है।

चेरनोबिल

चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन सिद्धांत को आपदा का मुख्य कारण माना जाता है। आधिकारिक तौर पर, जो कुछ हुआ उसके दो संस्करण हैं। एक के अनुसार यह समस्या रिएक्टर संचालकों के अनुचित कार्यों के कारण उत्पन्न हुई। दूसरे के अनुसार, बिजली संयंत्र के असफल डिजाइन के कारण। हालाँकि, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन के सिद्धांत का उपयोग इस प्रकार के अन्य स्टेशनों में भी किया गया था, जो आज तक ठीक से काम कर रहे हैं। एक राय है कि दुर्घटनाओं की एक श्रृंखला घटी, जिसे दोहराना लगभग असंभव है। इसमें क्षेत्र में एक छोटा भूकंप, रिएक्टर के साथ एक प्रयोग करना, डिज़ाइन के साथ छोटी समस्याएं इत्यादि शामिल हैं। ये सब मिलकर विस्फोट का कारण बने। हालाँकि, वह कारण अभी भी अज्ञात है जिसके कारण रिएक्टर की शक्ति में तेज वृद्धि हुई जबकि ऐसा नहीं होना चाहिए था। संभावित तोड़फोड़ के बारे में भी एक राय थी, लेकिन आज तक कुछ भी साबित नहीं हुआ है।

फुकुशिमा

यह परमाणु ऊर्जा संयंत्र से जुड़ी वैश्विक आपदा का एक और उदाहरण है। और इस मामले में भी, कारण दुर्घटनाओं की एक श्रृंखला थी। स्टेशन को भूकंप और सुनामी से मज़बूती से संरक्षित किया गया था, जो जापानी तट पर असामान्य नहीं हैं। बहुत कम लोगों ने कल्पना की होगी कि ये दोनों घटनाएँ एक साथ घटित होंगी। फुकुशिमा एनपीपी जनरेटर के संचालन सिद्धांत में संपूर्ण सुरक्षा परिसर को संचालन में बनाए रखने के लिए बाहरी ऊर्जा स्रोतों का उपयोग शामिल था। यह एक उचित उपाय है, क्योंकि किसी दुर्घटना के दौरान संयंत्र से ऊर्जा प्राप्त करना मुश्किल होगा। भूकंप और सुनामी के कारण ये सभी स्रोत विफल हो गए, जिससे रिएक्टर पिघल गए और तबाही मच गई। अब क्षति की मरम्मत के प्रयास चल रहे हैं। विशेषज्ञों के मुताबिक इसमें अभी 40 साल और लगेंगे.

अपनी सभी दक्षता के बावजूद, परमाणु ऊर्जा अभी भी काफी महंगी बनी हुई है, क्योंकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र भाप जनरेटर और इसके अन्य घटकों के संचालन सिद्धांतों में भारी निर्माण लागत शामिल है जिसे पुनर्प्राप्त करने की आवश्यकता है। वर्तमान में, कोयले और तेल से बिजली अभी भी सस्ती है, लेकिन ये संसाधन आने वाले दशकों में खत्म हो जाएंगे, और अगले कुछ वर्षों में, परमाणु ऊर्जा किसी भी अन्य चीज़ की तुलना में सस्ती होगी। फिलहाल, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों (पवन और सौर ऊर्जा संयंत्र) से पर्यावरण के अनुकूल बिजली की लागत लगभग 20 गुना अधिक है।

ऐसा माना जाता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत ऐसे स्टेशनों को जल्दी से बनाने की अनुमति नहीं देता है। यह सच नहीं है। इस प्रकार की एक औसत सुविधा के निर्माण में लगभग 5 वर्ष लगते हैं।

स्टेशन न केवल संभावित विकिरण उत्सर्जन से, बल्कि अधिकांश बाहरी कारकों से भी पूरी तरह सुरक्षित हैं। उदाहरण के लिए, यदि आतंकवादियों ने ट्विन टावरों के बजाय किसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र को चुना होता, तो वे आसपास के बुनियादी ढांचे को केवल न्यूनतम नुकसान पहुंचा पाते, जिससे रिएक्टर के संचालन पर किसी भी तरह का प्रभाव नहीं पड़ता।

परिणाम

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत व्यावहारिक रूप से अधिकांश अन्य पारंपरिक बिजली संयंत्रों के संचालन सिद्धांतों से अलग नहीं है। भाप ऊर्जा का उपयोग हर जगह किया जाता है। पनबिजली संयंत्र बहते पानी के दबाव का उपयोग करते हैं, और यहां तक ​​कि वे मॉडल जो सौर ऊर्जा पर चलते हैं वे भी तरल का उपयोग करते हैं जिसे उबालने तक गर्म किया जाता है और टरबाइन घुमाता है। इस नियम का एकमात्र अपवाद पवन फ़ार्म हैं, जिनमें वायु द्रव्यमान की गति के कारण ब्लेड घूमते हैं।

परमाणु ऊर्जा उत्पादन बिजली उत्पादन की एक आधुनिक और तेजी से विकसित होने वाली विधि है। क्या आप जानते हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? आज किस प्रकार के परमाणु रिएक्टर मौजूद हैं? हम परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संचालन योजना पर विस्तार से विचार करने का प्रयास करेंगे, परमाणु रिएक्टर की संरचना में उतरेंगे और पता लगाएंगे कि बिजली पैदा करने की परमाणु विधि कितनी सुरक्षित है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करता है?

कोई भी स्टेशन आवासीय क्षेत्र से दूर एक बंद क्षेत्र होता है। इसके क्षेत्र में कई इमारतें हैं। सबसे महत्वपूर्ण संरचना रिएक्टर भवन है, इसके बगल में टरबाइन कक्ष है जहाँ से रिएक्टर को नियंत्रित किया जाता है, और सुरक्षा भवन है।

परमाणु रिएक्टर के बिना यह योजना असंभव है। एक परमाणु (परमाणु) रिएक्टर एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र उपकरण है जिसे इस प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा की अनिवार्य रिहाई के साथ न्यूट्रॉन विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया आयोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है?

संपूर्ण रिएक्टर स्थापना रिएक्टर भवन में स्थित है, एक बड़ा कंक्रीट टॉवर जो रिएक्टर को छुपाता है और दुर्घटना की स्थिति में परमाणु प्रतिक्रिया के सभी उत्पादों को समाहित करेगा। इस बड़े टावर को कन्टेनमेंट, हर्मेटिक शेल या कन्टेनमेंट जोन कहा जाता है.

नए रिएक्टरों में सीलबंद क्षेत्र में 2 मोटी कंक्रीट की दीवारें हैं - गोले।
बाहरी आवरण, 80 सेमी मोटा, नियंत्रण क्षेत्र को बाहरी प्रभावों से बचाता है।

आंतरिक आवरण, 1 मीटर 20 सेमी मोटा, में विशेष स्टील केबल हैं जो कंक्रीट की ताकत को लगभग तीन गुना बढ़ा देते हैं और संरचना को ढहने से रोकेंगे। अंदर की तरफ, इसे विशेष स्टील की एक पतली शीट के साथ पंक्तिबद्ध किया गया है, जिसे रोकथाम के लिए अतिरिक्त सुरक्षा के रूप में और दुर्घटना की स्थिति में, रिएक्टर की सामग्री को रोकथाम क्षेत्र के बाहर नहीं छोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का यह डिज़ाइन इसे 200 टन वजन वाले हवाई जहाज दुर्घटना, 8 तीव्रता वाले भूकंप, बवंडर और सुनामी का सामना करने की अनुमति देता है।

पहला सीलबंद शेल 1968 में अमेरिकी कनेक्टिकट यांकी परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बनाया गया था।

कन्टेनमेंट जोन की कुल ऊंचाई 50-60 मीटर है।

परमाणु रिएक्टर किससे मिलकर बनता है?

परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत और इसलिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन सिद्धांत को समझने के लिए, आपको रिएक्टर के घटकों को समझने की आवश्यकता है।

• सक्रिय क्षेत्र. यह वह क्षेत्र है जहां परमाणु ईंधन (ईंधन जनरेटर) और मॉडरेटर रखे जाते हैं। ईंधन परमाणु (अक्सर यूरेनियम ईंधन होता है) एक श्रृंखला विखंडन प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। मॉडरेटर को विखंडन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और गति और ताकत के संदर्भ में आवश्यक प्रतिक्रिया की अनुमति देता है।
• न्यूट्रॉन परावर्तक. कोर के चारों ओर एक परावर्तक होता है। इसमें मॉडरेटर के समान ही सामग्री होती है। संक्षेप में, यह एक बॉक्स है, जिसका मुख्य उद्देश्य न्यूट्रॉन को कोर छोड़ने और पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकना है।
• शीतलक. शीतलक को ईंधन परमाणुओं के विखंडन के दौरान निकलने वाली गर्मी को अवशोषित करना चाहिए और इसे अन्य पदार्थों में स्थानांतरित करना चाहिए। शीतलक काफी हद तक यह निर्धारित करता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे डिज़ाइन किया गया है। आज सबसे लोकप्रिय शीतलक पानी है।
  रिएक्टर नियंत्रण प्रणाली. सेंसर और तंत्र जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को शक्ति प्रदान करते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन

परमाणु ऊर्जा संयंत्र किस पर संचालित होता है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन रेडियोधर्मी गुणों वाले रासायनिक तत्व हैं। सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में यह तत्व यूरेनियम है।

स्टेशनों के डिज़ाइन से पता चलता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र जटिल मिश्रित ईंधन पर काम करते हैं, न कि शुद्ध रासायनिक तत्व पर। और प्राकृतिक यूरेनियम से यूरेनियम ईंधन निकालने के लिए, जिसे परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है, कई जोड़तोड़ करना आवश्यक है।

संवर्धित यूरेनियम

यूरेनियम में दो समस्थानिक होते हैं, यानी इसमें अलग-अलग द्रव्यमान वाले नाभिक होते हैं। इन्हें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या आइसोटोप -235 और आइसोटोप-238 के आधार पर नामित किया गया था। 20वीं सदी के शोधकर्ताओं ने अयस्क से यूरेनियम 235 निकालना शुरू किया, क्योंकि... इसे विघटित करना और रूपांतरित करना आसान था। यह पता चला कि प्रकृति में ऐसा यूरेनियम केवल 0.7% है (शेष प्रतिशत 238वें आइसोटोप में जाता है)।

ऐसे में क्या करें? उन्होंने यूरेनियम संवर्धन का निर्णय लिया। यूरेनियम संवर्धन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बहुत सारे आवश्यक 235x समस्थानिक और कुछ अनावश्यक 238x समस्थानिक उसमें रह जाते हैं। यूरेनियम संवर्धनकर्ताओं का कार्य 0.7% को लगभग 100% यूरेनियम-235 में बदलना है।

यूरेनियम को दो प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके समृद्ध किया जा सकता है: गैस प्रसार या गैस सेंट्रीफ्यूज। इनका उपयोग करने के लिए अयस्क से निकाले गए यूरेनियम को गैसीय अवस्था में परिवर्तित किया जाता है। यह गैस के रूप में समृद्ध होता है।

यूरेनियम पाउडर

समृद्ध यूरेनियम गैस को ठोस अवस्था - यूरेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है। यह शुद्ध ठोस यूरेनियम 235 बड़े सफेद क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है, जिन्हें बाद में यूरेनियम पाउडर में कुचल दिया जाता है।

यूरेनियम की गोलियाँ

यूरेनियम की गोलियाँ ठोस धातु की डिस्क होती हैं, जो कुछ सेंटीमीटर लंबी होती हैं। यूरेनियम पाउडर से ऐसी गोलियां बनाने के लिए, इसे एक पदार्थ - एक प्लास्टिसाइज़र के साथ मिलाया जाता है; यह गोलियों को दबाने की गुणवत्ता में सुधार करता है।

गोलियों को विशेष ताकत और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने के लिए दबाए गए पक को एक दिन से अधिक समय तक 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पकाया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह सीधे तौर पर इस बात पर निर्भर करता है कि यूरेनियम ईंधन कितनी अच्छी तरह संपीड़ित और पकाया गया है।

गोलियाँ मोलिब्डेनम बक्सों में पकाई जाती हैं, क्योंकि केवल यह धातु डेढ़ हजार डिग्री से अधिक के "नारकीय" तापमान पर पिघलने में सक्षम नहीं है। इसके बाद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए यूरेनियम ईंधन तैयार माना जाता है।

टीवीईएल और एफए क्या हैं?

रिएक्टर कोर एक विशाल डिस्क या पाइप जैसा दिखता है जिसकी दीवारों में छेद होते हैं (रिएक्टर के प्रकार के आधार पर), जो मानव शरीर से 5 गुना बड़ा होता है। इन छिद्रों में यूरेनियम ईंधन होता है, जिसके परमाणु वांछित प्रतिक्रिया करते हैं।

रिएक्टर में केवल ईंधन फेंकना असंभव है, जब तक कि आप पूरे स्टेशन में विस्फोट और आस-पास के कुछ राज्यों के लिए परिणाम के साथ दुर्घटना का कारण नहीं बनना चाहते। इसलिए, यूरेनियम ईंधन को ईंधन छड़ों में रखा जाता है और फिर ईंधन असेंबलियों में एकत्र किया जाता है। इन संक्षिप्ताक्षरों का क्या अर्थ है?

• टीवीईएल एक ईंधन तत्व है (उस रूसी कंपनी के समान नाम से भ्रमित न हों जो उन्हें बनाती है)। यह मूल रूप से ज़िरकोनियम मिश्रधातु से बनी एक पतली और लंबी ज़िरकोनियम ट्यूब है जिसमें यूरेनियम की गोलियाँ रखी जाती हैं। यह ईंधन की छड़ों में है कि यूरेनियम परमाणु एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं, प्रतिक्रिया के दौरान गर्मी छोड़ते हैं।

ज़िरकोनियम को इसकी अपवर्तकता और संक्षारण-रोधी गुणों के कारण ईंधन छड़ों के उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में चुना गया था।

ईंधन छड़ों का प्रकार रिएक्टर के प्रकार और संरचना पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, ईंधन छड़ की संरचना और उद्देश्य नहीं बदलता है, ट्यूब की लंबाई और चौड़ाई भिन्न हो सकती है।

मशीन 200 से अधिक यूरेनियम छर्रों को एक ज़िरकोनियम ट्यूब में लोड करती है। कुल मिलाकर रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रे एक साथ काम कर रहे हैं।
एफए - ईंधन संयोजन। एनपीपी कार्यकर्ता ईंधन असेंबलियों को बंडल कहते हैं।

मूलतः, ये एक साथ बांधी गई कई ईंधन छड़ें हैं। एफए तैयार परमाणु ईंधन है, जिस पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालित होता है। यह ईंधन असेंबलियाँ हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है। एक रिएक्टर में लगभग 150 - 400 ईंधन असेंबलियाँ रखी जाती हैं।
रिएक्टर के आधार पर जिसमें ईंधन असेंबलियां काम करेंगी, वे अलग-अलग आकार में आती हैं। बंडलों को कभी घन में, कभी बेलनाकार में, कभी षट्कोणीय आकार में मोड़ा जाता है।

4 वर्षों के संचालन में एक ईंधन असेंबली उतनी ही ऊर्जा पैदा करती है जितनी कोयले की 670 कारों, प्राकृतिक गैस के 730 टैंकों या तेल से भरे 900 टैंकों को जलाने पर होती है।
आज, ईंधन असेंबलियों का उत्पादन मुख्य रूप से रूस, फ्रांस, अमेरिका और जापान के कारखानों में किया जाता है।

अन्य देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन पहुंचाने के लिए, ईंधन असेंबलियों को लंबे और चौड़े धातु पाइपों में सील कर दिया जाता है, हवा को पाइपों से बाहर निकाला जाता है और कार्गो विमानों पर विशेष मशीनों द्वारा वितरित किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए परमाणु ईंधन का वजन बहुत अधिक होता है, क्योंकि... यूरेनियम ग्रह पर सबसे भारी धातुओं में से एक है। इसका विशिष्ट गुरुत्व स्टील की तुलना में 2.5 गुना अधिक है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र: संचालन सिद्धांत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत एक रेडियोधर्मी पदार्थ - यूरेनियम के परमाणुओं के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया पर आधारित है। यह प्रतिक्रिया परमाणु रिएक्टर के मूल में होती है।

परमाणु भौतिकी की पेचीदगियों में गए बिना, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत इस तरह दिखता है:
परमाणु रिएक्टर के चालू होने के बाद, ईंधन छड़ों से अवशोषक छड़ें हटा दी जाती हैं, जो यूरेनियम को प्रतिक्रिया करने से रोकती हैं।

एक बार जब छड़ें हटा दी जाती हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू कर देते हैं।

जब न्यूट्रॉन टकराते हैं, तो परमाणु स्तर पर एक लघु-विस्फोट होता है, ऊर्जा निकलती है और नए न्यूट्रॉन पैदा होते हैं, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होने लगती है। यह प्रक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है।

ऊष्मा को शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है। शीतलक के प्रकार के आधार पर, यह भाप या गैस में बदल जाता है, जो टरबाइन को घुमाता है।

टरबाइन एक विद्युत जनरेटर को चलाता है। वही वास्तव में विद्युत धारा उत्पन्न करता है।

यदि आप प्रक्रिया की निगरानी नहीं करते हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक-दूसरे से तब तक टकरा सकते हैं जब तक कि वे रिएक्टर में विस्फोट न कर दें और पूरे परमाणु ऊर्जा संयंत्र को नष्ट न कर दें। प्रक्रिया को कंप्यूटर सेंसर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वे रिएक्टर में तापमान में वृद्धि या दबाव में बदलाव का पता लगाते हैं और स्वचालित रूप से प्रतिक्रियाओं को रोक सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का परिचालन सिद्धांत ताप विद्युत संयंत्रों (थर्मल पावर प्लांट) से किस प्रकार भिन्न है?

कार्य में अंतर केवल प्रथम चरण में ही होता है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को यूरेनियम ईंधन के परमाणुओं के विखंडन से गर्मी प्राप्त होती है; एक तापीय ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को कार्बनिक ईंधन (कोयला, गैस या तेल) के दहन से गर्मी प्राप्त होती है। यूरेनियम परमाणुओं या गैस और कोयले द्वारा गर्मी जारी करने के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ताप विद्युत संयंत्रों की संचालन योजनाएं समान होती हैं।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि उसका परमाणु रिएक्टर कैसे संचालित होता है। आज दो मुख्य प्रकार के रिएक्टर हैं, जिन्हें न्यूरॉन्स के स्पेक्ट्रम के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:
एक धीमा न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिसे थर्मल रिएक्टर भी कहा जाता है।

इसके संचालन के लिए यूरेनियम 235 का उपयोग किया जाता है, जो संवर्धन, यूरेनियम छर्रों के निर्माण आदि चरणों से गुजरता है। आज, अधिकांश रिएक्टर धीमे न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं।
तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर.

ये रिएक्टर भविष्य हैं, क्योंकि... वे यूरेनियम-238 पर काम करते हैं, जो प्रकृति में एक दर्जन से भी अधिक है और इस तत्व को समृद्ध करने की कोई आवश्यकता नहीं है। ऐसे रिएक्टरों का एकमात्र नकारात्मक पक्ष डिजाइन, निर्माण और स्टार्टअप की बहुत अधिक लागत है। आज, तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर केवल रूस में संचालित होते हैं।

तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों में शीतलक पारा, गैस, सोडियम या सीसा है।

धीमे न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिनका उपयोग आज दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्र करते हैं, भी कई प्रकार के होते हैं।

IAEA संगठन (अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी) ने अपना स्वयं का वर्गीकरण बनाया है, जिसका उपयोग अक्सर वैश्विक परमाणु ऊर्जा उद्योग में किया जाता है। चूँकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत काफी हद तक शीतलक और मॉडरेटर की पसंद पर निर्भर करता है, इसलिए IAEA ने अपना वर्गीकरण इन अंतरों पर आधारित किया।

रासायनिक दृष्टिकोण से, ड्यूटेरियम ऑक्साइड एक आदर्श मॉडरेटर और शीतलक है, क्योंकि इसके परमाणु अन्य पदार्थों की तुलना में यूरेनियम के न्यूट्रॉन के साथ सबसे प्रभावी ढंग से बातचीत करते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो भारी जल न्यूनतम हानि और अधिकतम परिणाम के साथ अपना कार्य करता है। हालाँकि, इसके उत्पादन में पैसा खर्च होता है, जबकि साधारण "हल्का" और परिचित पानी का उपयोग करना बहुत आसान है।

परमाणु रिएक्टरों के बारे में कुछ तथ्य...

यह दिलचस्प है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को बनाने में कम से कम 3 साल लगते हैं!
एक रिएक्टर बनाने के लिए, आपको ऐसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो 210 किलोएम्पीयर के विद्युत प्रवाह पर काम करता है, जो किसी व्यक्ति की जान लेने वाले विद्युत प्रवाह से दस लाख गुना अधिक है।

परमाणु रिएक्टर के एक शेल (संरचनात्मक तत्व) का वजन 150 टन होता है। एक रिएक्टर में 6 ऐसे तत्व होते हैं।

दबावयुक्त जल रिएक्टर

हमने पहले ही पता लगा लिया है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र सामान्य रूप से कैसे काम करता है; सब कुछ परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, आइए देखें कि सबसे लोकप्रिय दबावयुक्त जल परमाणु रिएक्टर कैसे काम करता है।
आज पूरी दुनिया में 3+ पीढ़ी के दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है। इन्हें सबसे विश्वसनीय और सुरक्षित माना जाता है।

दुनिया के सभी दबावयुक्त जल रिएक्टरों ने, अपने संचालन के सभी वर्षों में, पहले से ही 1000 से अधिक वर्षों के परेशानी-मुक्त संचालन को जमा कर लिया है और कभी भी गंभीर विचलन नहीं दिया है।

दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग करने वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संरचना का तात्पर्य है कि 320 डिग्री तक गर्म किया गया आसुत जल ईंधन छड़ों के बीच घूमता है। इसे वाष्प अवस्था में जाने से रोकने के लिए इसे 160 वायुमंडल के दबाव में रखा जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र आरेख इसे प्राथमिक सर्किट जल कहता है।

गर्म पानी भाप जनरेटर में प्रवेश करता है और अपनी गर्मी को द्वितीयक सर्किट के पानी में छोड़ देता है, जिसके बाद यह रिएक्टर में फिर से "लौटता" है। बाह्य रूप से, ऐसा लगता है कि पहले सर्किट की पानी की नलिकाएं अन्य ट्यूबों के संपर्क में हैं - दूसरे सर्किट का पानी, वे एक दूसरे को गर्मी स्थानांतरित करते हैं, लेकिन पानी संपर्क में नहीं आते हैं। ट्यूब संपर्क में हैं.

इस प्रकार, द्वितीयक सर्किट के पानी में विकिरण के प्रवेश की संभावना, जो आगे चलकर बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में भाग लेगी, को बाहर रखा गया है।

एनपीपी परिचालन सुरक्षा

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत को सीखने के बाद, हमें यह समझना चाहिए कि सुरक्षा कैसे काम करती है। आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण में सुरक्षा नियमों पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है।
एनपीपी सुरक्षा लागत संयंत्र की कुल लागत का लगभग 40% है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन में 4 भौतिक बाधाएं शामिल हैं जो रेडियोधर्मी पदार्थों की रिहाई को रोकती हैं। इन बाधाओं को क्या करना चाहिए? सही समय पर, परमाणु प्रतिक्रिया को रोकने में सक्षम हो, कोर और रिएक्टर से निरंतर गर्मी हटाने को सुनिश्चित करें, और रोकथाम (हर्मेटिक ज़ोन) से परे रेडियोन्यूक्लाइड की रिहाई को रोकें।

• पहली बाधा यूरेनियम छर्रों की ताकत है।यह महत्वपूर्ण है कि वे परमाणु रिएक्टर में उच्च तापमान से नष्ट न हों। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रारंभिक विनिर्माण चरण के दौरान यूरेनियम छर्रों को कैसे "बेक" किया जाता है। यदि यूरेनियम ईंधन छर्रों को सही ढंग से नहीं पकाया गया है, तो रिएक्टर में यूरेनियम परमाणुओं की प्रतिक्रियाएं अप्रत्याशित होंगी।
• दूसरी बाधा ईंधन छड़ों की जकड़न है।ज़िरकोनियम ट्यूबों को कसकर सील किया जाना चाहिए; यदि सील टूट गई है, तो सबसे अच्छा रिएक्टर क्षतिग्रस्त हो जाएगा और काम बंद हो जाएगा; सबसे खराब स्थिति में, सब कुछ हवा में उड़ जाएगा।
• तीसरा अवरोध एक टिकाऊ स्टील रिएक्टर पोत हैए, (वही बड़ा टॉवर - हर्मेटिक ज़ोन) जो सभी रेडियोधर्मी प्रक्रियाओं को "रखता" है। यदि आवास क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो विकिरण वायुमंडल में फैल जाएगा।
• चौथा अवरोध आपातकालीन सुरक्षा छड़ें हैं।मॉडरेटर वाली छड़ें मैग्नेट द्वारा कोर के ऊपर निलंबित कर दी जाती हैं, जो 2 सेकंड में सभी न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकती हैं और श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोक सकती हैं।

यदि, कई डिग्री की सुरक्षा के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन के बावजूद, रिएक्टर कोर को सही समय पर ठंडा करना संभव नहीं है, और ईंधन का तापमान 2600 डिग्री तक बढ़ जाता है, तो सुरक्षा प्रणाली की आखिरी उम्मीद काम आती है - तथाकथित पिघला हुआ जाल।

तथ्य यह है कि इस तापमान पर रिएक्टर पोत का निचला भाग पिघल जाएगा, और परमाणु ईंधन और पिघली हुई संरचनाओं के सभी अवशेष रिएक्टर कोर के ऊपर निलंबित एक विशेष "ग्लास" में प्रवाहित हो जाएंगे।

पिघला हुआ जाल प्रशीतित और अग्निरोधक है। यह तथाकथित "बलि सामग्री" से भरा होता है, जो धीरे-धीरे विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोकता है।

इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का डिज़ाइन सुरक्षा के कई स्तरों का तात्पर्य करता है, जो दुर्घटना की किसी भी संभावना को लगभग पूरी तरह से समाप्त कर देता है।