ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ ഏതൊക്കെയാണ്? ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്ലാന്റ്: ഇത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

റഷ്യൻ ആണവ വ്യവസായത്തിലെ പ്രധാന കണ്ണിയാണ് ഈ നോൺസ്ക്രിപ്റ്റ് ഗ്രേ സിലിണ്ടർ. തീർച്ചയായും, ഇത് വളരെ മനോഹരമായി കാണപ്പെടുന്നില്ല, പക്ഷേ അതിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുകയും സാങ്കേതിക സവിശേഷതകൾ നോക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, സംസ്ഥാനം അതിന്റെ സൃഷ്ടിയുടെയും ഘടനയുടെയും രഹസ്യം അതിന്റെ കണ്ണിലെ കൃഷ്ണമണി പോലെ സംരക്ഷിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു.

അതെ, ഞാൻ പരിചയപ്പെടുത്താൻ മറന്നു: യുറേനിയം ഐസോടോപ്പുകൾ VT-3F (n-th തലമുറ) വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു വാതക സെൻട്രിഫ്യൂജ് നിങ്ങളുടെ മുന്നിലുണ്ട്. പ്രവർത്തനത്തിന്റെ തത്വം പ്രാഥമികമാണ്, ഒരു പാൽ സെപ്പറേറ്റർ പോലെ, കനത്ത, അപകേന്ദ്രബലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, പ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു. അപ്പോൾ എന്താണ് പ്രാധാന്യവും പ്രത്യേകതയും?

ആരംഭിക്കുന്നതിന്, നമുക്ക് മറ്റൊരു ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നൽകാം - എന്നാൽ പൊതുവേ, എന്തിനാണ് യുറേനിയം വേർതിരിക്കുന്നത്?

പ്രകൃതിദത്ത യുറേനിയം, ഭൂമിയിൽ തന്നെ കിടക്കുന്നു, രണ്ട് ഐസോടോപ്പുകളുടെ ഒരു കോക്ടെയ്ൽ ആണ്: യുറേനിയം-238ഒപ്പം യുറേനിയം-235(ഒപ്പം 0.0054% U-234).
യുറേനിയം-238, ഇത് ഭാരമുള്ള, ചാരനിറത്തിലുള്ള ലോഹമാണ്. നിങ്ങൾക്ക് അതിൽ നിന്ന് ഒരു പീരങ്കി ഷെൽ ഉണ്ടാക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ ... ഒരു കീചെയിൻ. നിങ്ങൾക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നത് ഇവിടെയുണ്ട് യുറേനിയം-235? ശരി, ഒന്നാമതായി, ഒരു അണുബോംബ്, രണ്ടാമതായി, ആണവ നിലയങ്ങൾക്കുള്ള ഇന്ധനം. ഇവിടെ നമ്മൾ പ്രധാന ചോദ്യത്തിലേക്ക് വരുന്നു - ഈ രണ്ട്, ഏതാണ്ട് സമാനമായ ആറ്റങ്ങളെ പരസ്പരം എങ്ങനെ വേർതിരിക്കാം? ഇല്ല, ശരിക്കും എങ്ങനെ?!

വഴിമധ്യേ:യുറേനിയം ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ആരം 1.5 10 -8 സെന്റീമീറ്റർ ആണ്.

യുറേനിയം ആറ്റങ്ങളെ സാങ്കേതിക ശൃംഖലയിലേക്ക് നയിക്കണമെങ്കിൽ, അത് (യുറേനിയം) വാതകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റണം. തിളപ്പിച്ചിട്ട് കാര്യമില്ല, യുറേനിയവും ഫ്ലൂറിനും യോജിപ്പിച്ച് യുറേനിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് കിട്ടിയാൽ മതി. എച്ച്.എഫ്.സി. അതിന്റെ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ വളരെ സങ്കീർണ്ണവും ചെലവേറിയതുമല്ല, അതിനാൽ എച്ച്.എഫ്.സിഈ യുറേനിയം ഖനനം ചെയ്യുന്നിടത്ത് തന്നെ എത്തുക. UF6 മാത്രമാണ് വളരെ അസ്ഥിരമായ യുറേനിയം സംയുക്തം (53 ° C വരെ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് (ചിത്രം) ഖരാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് വാതകത്തിലേക്ക് നേരിട്ട് പോകുന്നു). തുടർന്ന് അത് പ്രത്യേക പാത്രങ്ങളിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുകയും സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിനായി അയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അൽപ്പം ചരിത്രം

ന്യൂക്ലിയർ ഓട്ടത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ, യു‌എസ്‌എസ്‌ആറും യു‌എസ്‌എയും ആയ ഏറ്റവും വലിയ ശാസ്ത്ര മനസ്സുകൾ, ഡിഫ്യൂഷൻ വേർപിരിയൽ എന്ന ആശയത്തിൽ പ്രാവീണ്യം നേടി - യുറേനിയം ഒരു അരിപ്പയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ചെറുത് 235-ാമത്ഐസോടോപ്പ് വഴുതിപ്പോകും, ​​"കട്ടിയുള്ളത്" 238-ാമത്കുടുങ്ങിപ്പോകുക. 1946 ൽ സോവിയറ്റ് വ്യവസായത്തിനായി നാനോ ദ്വാരങ്ങളുള്ള ഒരു അരിപ്പ ഉണ്ടാക്കുക എന്നത് ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമായിരുന്നില്ല.

കൗൺസിൽ ഓഫ് പീപ്പിൾസ് കമ്മീസർമാരുടെ കീഴിലുള്ള സയന്റിഫിക് ആൻഡ് ടെക്നിക്കൽ കൗൺസിലിലെ ഐസക് കോൺസ്റ്റാന്റിനോവിച്ച് കിക്കോയിന്റെ റിപ്പോർട്ടിൽ നിന്ന് (യുഎസ്എസ്ആർ ആറ്റോമിക് പ്രോജക്റ്റിലെ തരംതിരിക്കപ്പെട്ട വസ്തുക്കളുടെ ശേഖരണത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നത് (എഡ്. റിയാബേവ്)): നിലവിൽ, ഏകദേശം 5/1,000 മില്ലിമീറ്റർ ദ്വാരങ്ങളുള്ള മെഷുകൾ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ പഠിച്ചു, അതായത്. അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാതയുടെ 50 മടങ്ങ്. അതിനാൽ, അത്തരം ഗ്രിഡുകളിൽ ഐസോടോപ്പ് വേർതിരിവ് സംഭവിക്കുന്ന വാതക മർദ്ദം അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിന്റെ 1/50 ൽ കുറവായിരിക്കണം. പ്രായോഗികമായി, ഏകദേശം 0.01 അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, അതായത്. നല്ല വാക്വം അവസ്ഥയിൽ. ഒരു ലൈറ്റ് ഐസോടോപ്പിൽ 90% സാന്ദ്രതയിലേക്ക് സമ്പുഷ്ടമായ ഒരു ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് (ഒരു സ്ഫോടകവസ്തു ലഭിക്കുന്നതിന് അത്തരമൊരു സാന്ദ്രത മതിയാകും), ഒരു കാസ്കേഡിൽ അത്തരം 2,000 ഘട്ടങ്ങൾ ബന്ധിപ്പിക്കണമെന്ന് കണക്കുകൂട്ടൽ കാണിക്കുന്നു. ഞങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തതും ഭാഗികമായി നിർമ്മിച്ചതുമായ യന്ത്രത്തിൽ, പ്രതിദിനം 75-100 ഗ്രാം യുറേനിയം-235 ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഇൻസ്റ്റാളേഷനിൽ ഏകദേശം 80-100 "നിരകൾ" അടങ്ങിയിരിക്കും, അവയിൽ ഓരോന്നിനും 20-25 ഘട്ടങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കും."

ഒരു രേഖ ചുവടെയുണ്ട് - ആദ്യത്തെ ആണവ സ്ഫോടനത്തിന്റെ തയ്യാറെടുപ്പിനെക്കുറിച്ച് സ്റ്റാലിന് ബെരിയയുടെ റിപ്പോർട്ട്. 1949 ലെ വേനൽക്കാലത്തിന്റെ തുടക്കത്തോടെ കുമിഞ്ഞുകൂടിയ ആണവ വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു ചെറിയ പരാമർശം ചുവടെയുണ്ട്.

ഇപ്പോൾ നിങ്ങൾക്കായി സങ്കൽപ്പിക്കുക - 2000 കനത്ത ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ, ഏകദേശം 100 ഗ്രാമിന് വേണ്ടി! ശരി, എവിടെ പോകണം, ബോംബുകൾ ആവശ്യമാണ്. അവർ ഫാക്ടറികൾ നിർമ്മിക്കാൻ തുടങ്ങി, ഫാക്ടറികൾ മാത്രമല്ല, മുഴുവൻ നഗരങ്ങളും. ശരി, നഗരങ്ങളിൽ മാത്രം, ഈ ഡിഫ്യൂഷൻ പ്ലാന്റുകൾക്ക് വളരെയധികം വൈദ്യുതി ആവശ്യമായിരുന്നു, അവർക്ക് സമീപത്ത് പ്രത്യേക പവർ പ്ലാന്റുകൾ നിർമ്മിക്കേണ്ടിവന്നു.

USSR-ൽ, പ്ലാന്റ് നമ്പർ 813-ന്റെ ആദ്യ ഘട്ടം D-1 രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത് 3100 വേർപിരിയൽ ഘട്ടങ്ങളുള്ള 2 കാസ്കേഡുകളിലായി പ്രതിദിനം 140 ഗ്രാം 92-93% യുറേനിയം-235 എന്ന മൊത്തം ഉൽപാദനത്തിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്. സ്വെർഡ്ലോവ്സ്കിൽ നിന്ന് 60 കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള വെർഖ്-നെയ്വിൻസ്ക് ഗ്രാമത്തിലെ പൂർത്തിയാകാത്ത വിമാന പ്ലാന്റ് നിർമ്മാണത്തിനായി അനുവദിച്ചു. പിന്നീട് അത് സ്വെർഡ്ലോവ്സ്ക് -44 ആയി മാറി, 813-ാമത്തെ പ്ലാന്റ് (ചിത്രം) യുറൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്ലാന്റായി മാറി - ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ വേർതിരിക്കുന്ന ഉൽപാദനം.

വലിയ സാങ്കേതിക ബുദ്ധിമുട്ടുകളുണ്ടെങ്കിലും ഡിഫ്യൂഷൻ വേർതിരിവിന്റെ സാങ്കേതികവിദ്യ ഡീബഗ്ഗ് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, കൂടുതൽ സാമ്പത്തികമായ അപകേന്ദ്രീകൃത പ്രക്രിയയിൽ പ്രാവീണ്യം നേടുക എന്ന ആശയം അജണ്ടയിൽ നിന്ന് വിട്ടുപോയില്ല. എല്ലാത്തിനുമുപരി, നിങ്ങൾ ഒരു സെൻട്രിഫ്യൂജ് സൃഷ്ടിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം 20 മുതൽ 50 മടങ്ങ് വരെ കുറയും!

ഒരു സെൻട്രിഫ്യൂജ് എങ്ങനെയാണ് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്?

ഇത് പ്രാഥമികമായതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, പഴയത് പോലെ കാണപ്പെടുന്നു. അലക്കു യന്ത്രം"സ്പിൻ / ഡ്രൈ" മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. സീൽ ചെയ്ത കേസിംഗിൽ ഒരു കറങ്ങുന്ന റോട്ടർ ഉണ്ട്. ഈ റോട്ടർ ഗ്യാസ് വിതരണം ചെയ്യുന്നു (UF6). ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലത്തേക്കാൾ ലക്ഷക്കണക്കിന് മടങ്ങ് വലിയ അപകേന്ദ്രബലം കാരണം, വാതകം "കനത്ത", "ലൈറ്റ്" ഭിന്നസംഖ്യകളായി വേർപെടുത്താൻ തുടങ്ങുന്നു. ഭാരം കുറഞ്ഞതും കനത്തതുമായ തന്മാത്രകൾ റോട്ടറിന്റെ വിവിധ മേഖലകളിൽ ഗ്രൂപ്പുചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു, പക്ഷേ മധ്യഭാഗത്തും ചുറ്റളവിലും അല്ല, മുകളിലും താഴെയുമായി.

സംവഹന പ്രവാഹങ്ങൾ മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് - റോട്ടർ കവർ ചൂടാക്കുകയും വാതകത്തിന്റെ ഒരു ബാക്ക്ഫ്ലോ സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സിലിണ്ടറിന്റെ മുകളിലും താഴെയുമായി രണ്ട് ചെറിയ ട്യൂബുകളുണ്ട് - ഉപഭോഗം. ക്ഷയിച്ച മിശ്രിതം താഴത്തെ ട്യൂബിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, ആറ്റങ്ങളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള മിശ്രിതം മുകളിലെ ട്യൂബിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. 235U. ഈ മിശ്രിതം അടുത്ത സെൻട്രിഫ്യൂജിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, അങ്ങനെ, ഏകാഗ്രത വരെ 235-ാമത്യുറേനിയം ആവശ്യമുള്ള മൂല്യത്തിൽ എത്തില്ല. സെൻട്രിഫ്യൂജുകളുടെ ഒരു ശൃംഖലയെ കാസ്കേഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

സാങ്കേതിക സവിശേഷതകൾ.

ശരി, ഒന്നാമതായി, ഭ്രമണ വേഗത - y ആധുനിക തലമുറസെൻട്രിഫ്യൂജുകൾ, ഇത് 2000 ആർപിഎമ്മിൽ എത്തുന്നു (എന്തുമായി താരതമ്യം ചെയ്യണമെന്ന് എനിക്കറിയില്ല ... ഒരു വിമാന എഞ്ചിനിലെ ടർബൈനേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് വേഗത)! മൂന്ന് പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഇത് നിർത്താതെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു! ആ. ഇപ്പോൾ ബ്രെഷ്നെവിന്റെ കീഴിൽ ഓണാക്കിയ സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾ കാസ്കേഡുകളായി കറങ്ങുന്നു! സോവിയറ്റ് യൂണിയൻ ഇപ്പോൾ നിലവിലില്ല, പക്ഷേ അവ കറങ്ങുകയും കറങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിന്റെ പ്രവർത്തന ചക്രത്തിൽ റോട്ടർ 2,000,000,000,000 (രണ്ട് ട്രില്യൺ) വിപ്ലവങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുവെന്ന് കണക്കാക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമല്ല. ഏത് തരത്തിലുള്ള ബെയറിംഗിനാണ് ഇത് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുക? അതെ, ഒന്നുമില്ല! ബെയറിംഗുകളൊന്നുമില്ല.

റോട്ടർ തന്നെ ഒരു സാധാരണ മുകൾ ഭാഗമാണ്, താഴെ അതിന് കൊറണ്ടം ത്രസ്റ്റ് ബെയറിംഗിൽ ശക്തമായ ഒരു സൂചി ഉണ്ട്, കൂടാതെ മുകളിലെ അറ്റം ഒരു ശൂന്യതയിൽ തൂങ്ങിക്കിടക്കുന്നു, ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം പിടിക്കുന്നു. സൂചി ലളിതമല്ല, പിയാനോ സ്ട്രിംഗുകൾക്കുള്ള സാധാരണ വയർ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതാണ്, ഇത് വളരെ തന്ത്രപരമായ രീതിയിൽ കഠിനമാക്കുന്നു (എന്ത് - ജിടി). അത്തരമൊരു ഭ്രമണ വേഗതയിൽ, സെൻട്രിഫ്യൂജ് കേവലം മോടിയുള്ളതായിരിക്കരുത്, മറിച്ച് അതിശക്തമായിരിക്കണമെന്ന് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ പ്രയാസമില്ല.

അക്കാദമിഷ്യൻ ജോസഫ് ഫ്രീഡ്‌ലാൻഡർ അനുസ്മരിക്കുന്നു: “മൂന്ന് തവണ അവർക്ക് വെടിയേറ്റാമായിരുന്നു. ഒരിക്കൽ, ഞങ്ങൾക്ക് ഇതിനകം ലെനിൻ സമ്മാനം ലഭിച്ചപ്പോൾ, ഒരു വലിയ അപകടമുണ്ടായി, സെൻട്രിഫ്യൂജിന്റെ അടപ്പ് പറന്നുപോയി. കഷണങ്ങൾ ചിതറിപ്പോയി, മറ്റ് സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾ നശിപ്പിച്ചു. ഒരു റേഡിയോ ആക്ടീവ് മേഘം ഉയർന്നു. എനിക്ക് മുഴുവൻ വരിയും നിർത്തേണ്ടിവന്നു - ഒരു കിലോമീറ്റർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ! ആറ്റോമിക് പ്രോജക്റ്റിന് മുമ്പ് അദ്ദേഹം ബെരിയ ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റിൽ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന ജനറൽ സ്വെരേവ് ആണ് സ്രെഡ്മാഷിൽ സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾക്ക് കമാൻഡ് നൽകിയത്. യോഗത്തിൽ ജനറൽ പറഞ്ഞു: “സ്ഥിതി ഗുരുതരമാണ്. രാജ്യത്തിന്റെ പ്രതിരോധം ഭീഷണിയിലാണ്. ഞങ്ങൾ സ്ഥിതിഗതികൾ വേഗത്തിൽ പരിഹരിച്ചില്ലെങ്കിൽ, 37-ാം വർഷം നിങ്ങൾക്കായി ആവർത്തിക്കും. ഉടനെ യോഗം അവസാനിപ്പിച്ചു. അപ്പോൾ ഞങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും മുന്നോട്ട് വന്നു പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യപൂർണ്ണമായും ഐസോട്രോപിക് യൂണിഫോം ലിഡ് ഘടനയോടെ, എന്നാൽ വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ സജ്ജീകരണങ്ങൾ ആവശ്യമായിരുന്നു. അതിനുശേഷം, ഈ കവറുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു. കൂടുതൽ കുഴപ്പങ്ങളൊന്നും ഉണ്ടായില്ല. റഷ്യയിൽ 3 സമ്പുഷ്ടീകരണ പ്ലാന്റുകളുണ്ട്, നൂറുകണക്കിന് ആയിരക്കണക്കിന് സെന്റീഫ്യൂജുകൾ.
ഫോട്ടോയിൽ: ആദ്യ തലമുറ സെൻട്രിഫ്യൂജുകളുടെ പരിശോധനകൾ

കാർബൺ ഫൈബർ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതുവരെ റോട്ടർ കേസുകളും ആദ്യം ലോഹമായിരുന്നു. ഭാരം കുറഞ്ഞതും അങ്ങേയറ്റം കണ്ണീർ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും കറങ്ങുന്ന സിലിണ്ടറിന് അനുയോജ്യമായ ഒരു വസ്തുവാണ്.

UEIP ജനറൽ ഡയറക്ടർ (2009-2012) അലക്സാണ്ടർ കുർക്കിൻ അനുസ്മരിക്കുന്നു: “ഇത് പരിഹാസ്യമായി. ഒരു പുതിയ, കൂടുതൽ "റിവോൾവിംഗ്" തലമുറ സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾ പരീക്ഷിക്കുകയും പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ജീവനക്കാരിൽ ഒരാൾ റോട്ടർ പൂർണ്ണമായും നിർത്തുന്നത് വരെ കാത്തുനിന്നില്ല, കാസ്കേഡിൽ നിന്ന് അത് വിച്ഛേദിക്കുകയും അത് തന്റെ കൈകളിലെ സ്റ്റാൻഡിലേക്ക് മാറ്റാൻ തീരുമാനിക്കുകയും ചെയ്തു. പക്ഷേ, എത്ര ചെറുത്തുനിന്നിട്ടും മുന്നോട്ട് പോകുന്നതിനുപകരം, ഈ സിലിണ്ടറിനെ കെട്ടിപ്പിടിച്ച് അവൻ പിന്നോട്ട് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങി. അതിനാൽ ഭൂമി കറങ്ങുന്നതും ഗൈറോസ്കോപ്പ് ഒരു വലിയ ശക്തിയാണെന്നും ഞങ്ങൾ സ്വന്തം കണ്ണുകൊണ്ട് കണ്ടു.

ആരാണ് കണ്ടുപിടിച്ചത്?

ഓ, ഇത് നിഗൂഢതയിൽ കുതിർന്നതും അവ്യക്തതയിൽ മൂടപ്പെട്ടതുമായ ഒരു നിഗൂഢതയാണ്. ഇവിടെ നിങ്ങൾക്ക് ജർമ്മൻ പിടിച്ചടക്കിയ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും, CIA, SMERSH ഓഫീസർമാരും, വീണുപോയ ചാര പൈലറ്റ് പവർസും ഉണ്ട്. പൊതുവേ, ഗ്യാസ് സെൻട്രിഫ്യൂജിന്റെ തത്വം 19-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ വിവരിച്ചു.

ആറ്റോമിക് പ്രോജക്റ്റിന്റെ ആരംഭത്തിൽ പോലും, കിറോവ് പ്ലാന്റിന്റെ പ്രത്യേക ഡിസൈൻ ബ്യൂറോയുടെ എഞ്ചിനീയർ വിക്ടർ സെർജീവ് ഒരു അപകേന്ദ്ര വേർതിരിക്കൽ രീതി നിർദ്ദേശിച്ചു, പക്ഷേ ആദ്യം അദ്ദേഹത്തിന്റെ സഹപ്രവർത്തകർ അദ്ദേഹത്തിന്റെ ആശയം അംഗീകരിച്ചില്ല. അതേ സമയം, പരാജയപ്പെട്ട ജർമ്മനിയിൽ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ സുഖുമിയിലെ ഒരു പ്രത്യേക NII-5-ൽ വേർതിരിക്കൽ സെൻട്രിഫ്യൂജ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനെ ചൊല്ലി പോരാടി: സീമെൻസിന്റെ ചീഫ് എഞ്ചിനീയറായി ഹിറ്റ്‌ലറുടെ കീഴിൽ പ്രവർത്തിച്ച ഡോ. , വിയന്ന സർവകലാശാലയിൽ നിന്ന് ബിരുദം. മൊത്തത്തിൽ, ഗ്രൂപ്പിൽ ഏകദേശം 300 "കയറ്റുമതി" ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ഉൾപ്പെടുന്നു.

സ്റ്റേറ്റ് കോർപ്പറേഷൻ റോസാറ്റത്തിന്റെ സിജെഎസ്‌സി സെൻട്രോടെക്-എസ്‌പിബിയുടെ ജനറൽ ഡയറക്ടർ അലക്‌സി കാലിറ്റീവ്സ്‌കി ഓർമ്മിക്കുന്നു: “ജർമ്മൻ സെൻട്രിഫ്യൂജ് വ്യാവസായിക ഉൽപാദനത്തിന് തികച്ചും അനുയോജ്യമല്ലെന്ന നിഗമനത്തിൽ ഞങ്ങളുടെ വിദഗ്ധർ എത്തി. ഭാഗികമായി സമ്പുഷ്ടമായ ഉൽപ്പന്നം അടുത്ത ഘട്ടത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഒരു സംവിധാനം സ്റ്റീൻബെക്ക് ഉപകരണത്തിന് ഇല്ലായിരുന്നു. ലിഡിന്റെ അറ്റങ്ങൾ തണുപ്പിക്കാനും വാതകം ഫ്രീസ് ചെയ്യാനും അത് ഫ്രീസ് ചെയ്യാനും ശേഖരിക്കാനും അടുത്ത സെൻട്രിഫ്യൂജിൽ ഇടാനും നിർദ്ദേശിച്ചു. അതായത്, സ്കീം പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല. എന്നിരുന്നാലും, പദ്ധതിക്ക് വളരെ രസകരവും അസാധാരണവുമായ ചില സാങ്കേതിക പരിഹാരങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഈ "രസകരവും അസാധാരണവുമായ പരിഹാരങ്ങൾ" സോവിയറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ നേടിയ ഫലങ്ങളുമായി, പ്രത്യേകിച്ച് വിക്ടർ സെർജീവ് നിർദ്ദേശങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചു. ആപേക്ഷികമായി പറഞ്ഞാൽ, നമ്മുടെ കോംപാക്റ്റ് സെൻട്രിഫ്യൂജ് ജർമ്മൻ ചിന്തയുടെ മൂന്നിലൊന്ന് ഫലവും സോവിയറ്റ് ചിന്തയുടെ മൂന്നിൽ രണ്ട് ഭാഗവുമാണ്.വഴിയിൽ, സെർജീവ് അബ്ഖാസിയയിൽ വന്ന് അതേ സ്റ്റീൻബെക്കിനോടും സിപ്പിനോടും യുറേനിയം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള തന്റെ ചിന്തകൾ പ്രകടിപ്പിച്ചപ്പോൾ, സ്റ്റീൻബെക്കും സിപ്പും അവരെ യാഥാർത്ഥ്യമാക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന് തള്ളിക്കളഞ്ഞു.

അപ്പോൾ സെർജിയേവ് എന്താണ് കൊണ്ടുവന്നത്.

പിറ്റോട്ട് ട്യൂബുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഗ്യാസ് സാമ്പിൾ ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതായിരുന്നു സെർജിയേവിന്റെ നിർദ്ദേശം. എന്നാൽ ഡോ. സ്റ്റീൻബെക്ക്, അദ്ദേഹം വിശ്വസിച്ചതുപോലെ, ഈ വിഷയത്തിൽ പല്ല് തിന്നു, "അവ ഒഴുക്ക് മന്ദഗതിയിലാക്കും, പ്രക്ഷുബ്ധത ഉണ്ടാക്കും, വേർപിരിയൽ ഉണ്ടാകില്ല!" വർഷങ്ങൾക്കുശേഷം, തന്റെ ഓർമ്മക്കുറിപ്പുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, അദ്ദേഹം ഖേദിക്കുന്നു: "ഞങ്ങളിൽ നിന്ന് വരാൻ യോഗ്യമായ ഒരു ആശയം! പക്ഷെ അത് എന്റെ മനസ്സിൽ വന്നില്ല..."

പിന്നീട്, അദ്ദേഹം സോവിയറ്റ് യൂണിയന് പുറത്തായിരുന്നപ്പോൾ, സ്റ്റീൻബെക്ക് സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്തില്ല. എന്നാൽ ജർമ്മനിയിലേക്ക് പുറപ്പെടുന്നതിന് മുമ്പ് ജെറോണ്ട് സിപ്പിന് സെർജിയേവിന്റെ സെൻട്രിഫ്യൂജിന്റെ പ്രോട്ടോടൈപ്പും അതിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ലളിതമായ തത്വവും പരിചയപ്പെടാൻ അവസരം ലഭിച്ചു. പാശ്ചാത്യ രാജ്യങ്ങളിൽ ഒരിക്കൽ, "കൗശലക്കാരനായ സിപ്പ്", പലപ്പോഴും വിളിക്കപ്പെടുന്നതുപോലെ, സെൻട്രിഫ്യൂജിന്റെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് സ്വന്തം പേരിൽ പേറ്റന്റ് നൽകി (1957 ലെ പേറ്റന്റ് നമ്പർ 1071597, 13 രാജ്യങ്ങളിൽ തീർപ്പുകൽപ്പിക്കുന്നില്ല). 1957-ൽ, യു‌എസ്‌എയിലേക്ക് മാറിയ സിപ്പ് അവിടെ ഒരു വർക്കിംഗ് ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ നിർമ്മിച്ചു, സെർജിവിന്റെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് മെമ്മറിയിൽ നിന്ന് പുനർനിർമ്മിച്ചു. അദ്ദേഹം അതിനെ വിളിച്ചു, നമുക്ക് ആദരാഞ്ജലി അർപ്പിക്കാം, "റഷ്യൻ സെൻട്രിഫ്യൂജ്" (ചിത്രം).

വഴിയിൽ, റഷ്യൻ എഞ്ചിനീയറിംഗ് മറ്റ് പല കേസുകളിലും സ്വയം തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. പ്രാഥമിക അടിയന്തര ഷട്ട്-ഓഫ് വാൽവ് ഒരു ഉദാഹരണമാണ്. സെൻസറുകളും ഡിറ്റക്ടറുകളും ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളുമില്ല. ഒരു സമോവർ ഫ്യൂസറ്റ് മാത്രമേ ഉള്ളൂ, അതിന്റെ ദളങ്ങൾ കാസ്കേഡിന്റെ ഫ്രെയിമിൽ സ്പർശിക്കുന്നു. എന്തെങ്കിലും തെറ്റ് സംഭവിക്കുകയും സെൻട്രിഫ്യൂജ് ബഹിരാകാശത്ത് അതിന്റെ സ്ഥാനം മാറ്റുകയും ചെയ്താൽ, അത് ഇൻലെറ്റ് ലൈൻ തിരിയുകയും അടയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബഹിരാകാശത്ത് ഒരു അമേരിക്കൻ പേനയും റഷ്യൻ പെൻസിലും സംബന്ധിച്ച ഒരു തമാശ പോലെയാണ് ഇത്.

നമ്മുടെ ദിനങ്ങൾ

ഈ ആഴ്ച ഈ വരികളുടെ രചയിതാവ് ഒരു സുപ്രധാന സംഭവത്തിൽ സന്നിഹിതനായിരുന്നു - കരാർ പ്രകാരം യുഎസ് എനർജി ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റ് ഓഫ് ഒബ്സർവർമാരുടെ റഷ്യൻ ഓഫീസ് അടച്ചുപൂട്ടൽ HEU-LEU. ഈ കരാർ (ഉയർന്ന സമ്പുഷ്ട യുറേനിയം-കുറഞ്ഞ യുറേനിയം) റഷ്യയും അമേരിക്കയും തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും വലിയ ആണവോർജ്ജ കരാറായിരുന്നു, ഇപ്പോഴും. കരാറിന്റെ നിബന്ധനകൾക്ക് കീഴിൽ, റഷ്യൻ ആണവ ശാസ്ത്രജ്ഞർ 500 ടൺ ആയുധ-ഗ്രേഡ് (90%) യുറേനിയം അമേരിക്കൻ ആണവ നിലയങ്ങൾക്കായി ഇന്ധനമാക്കി (4%) HFC-കളാക്കി. 1993-2009 ലെ വരുമാനം 8.8 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളറായിരുന്നു. യുദ്ധാനന്തര വർഷങ്ങളിൽ ഐസോടോപ്പ് വേർതിരിക്കൽ മേഖലയിൽ നമ്മുടെ ആണവ ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റത്തിന്റെ യുക്തിസഹമായ ഫലമാണിത്.
ഫോട്ടോയിൽ: UEIP വർക്ക്ഷോപ്പുകളിലൊന്നിൽ ഗ്യാസ് സെൻട്രിഫ്യൂജുകളുടെ കാസ്കേഡുകൾ. അവയിൽ ഏകദേശം 100,000 ഇവിടെയുണ്ട്.

സെൻട്രിഫ്യൂജുകൾക്ക് നന്ദി, സൈനികവും വാണിജ്യപരവുമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞ ആയിരക്കണക്കിന് ടൺ ഞങ്ങൾക്ക് ലഭിച്ചു. ആണവ വ്യവസായം, അവശേഷിക്കുന്ന ചുരുക്കം ചിലതിൽ ഒന്നാണ് (സൈനിക വ്യോമയാനം, ബഹിരാകാശം), അവിടെ റഷ്യ ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടാത്ത ശ്രേഷ്ഠത പുലർത്തുന്നു. പത്ത് വർഷത്തേക്ക് (2013 മുതൽ 2022 വരെ) വിദേശ ഓർഡറുകൾ മാത്രം, കരാർ ഒഴികെയുള്ള Rosatom ന്റെ പോർട്ട്ഫോളിയോ HEU-LEU 69.3 ബില്യൺ ഡോളറാണ്. 2011ൽ ഇത് 50 ബില്യൺ കവിഞ്ഞു.
ഫോട്ടോയിൽ, യുഇഐപിയിലെ എച്ച്എഫ്‌സികളുള്ള കണ്ടെയ്‌നറുകളുടെ ഒരു വെയർഹൗസ്.

1942 സെപ്തംബർ 28 ന്, സ്റ്റേറ്റ് ഡിഫൻസ് കമ്മിറ്റി നമ്പർ 2352ss ന്റെ പ്രമേയം "യുറേനിയത്തിലെ ജോലിയുടെ ഓർഗനൈസേഷനിൽ" അംഗീകരിച്ചു. റഷ്യയിലെ ആണവ വ്യവസായത്തിന്റെ ചരിത്രത്തിന്റെ ഔദ്യോഗിക തുടക്കമായി ഈ തീയതി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

ഇന്ന് നമ്മൾ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിന്റെ ലോകത്തേക്ക് ഒരു ചെറിയ യാത്ര നടത്തും. ഒരു ആണവ റിയാക്ടറായിരിക്കും ഞങ്ങളുടെ വിനോദയാത്രയുടെ വിഷയം. ഇത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും അതിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് അടിവരയിടുന്ന ഭൗതിക തത്വങ്ങളും ഈ ഉപകരണം എവിടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നതെന്നും നിങ്ങൾ പഠിക്കും.

ആണവോർജത്തിന്റെ ജനനം

ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടർ 1942 ൽ യുഎസ്എയിലാണ് നിർമ്മിച്ചത്.സമ്മാന ജേതാവിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പരീക്ഷണാത്മക സംഘം നോബൽ സമ്മാനംഎൻറിക്കോ ഫെർമി. അതേ സമയം, അവർ സ്വയം സുസ്ഥിരമായ യുറേനിയം ഫിഷൻ പ്രതികരണം നടത്തി. ആറ്റോമിക് ജീനി പുറത്തിറങ്ങി.

ആദ്യത്തെ സോവിയറ്റ് ആണവ റിയാക്ടർ 1946 ൽ വിക്ഷേപിച്ചു. 8 വർഷത്തിനുശേഷം, ഒബ്നിൻസ്ക് നഗരത്തിലെ ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ആണവ നിലയം കറന്റ് നൽകി. സോവിയറ്റ് യൂണിയന്റെ ആണവോർജ്ജ വ്യവസായത്തിലെ ജോലിയുടെ മുഖ്യ ശാസ്ത്ര സൂപ്പർവൈസർ ഒരു മികച്ച ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്നു ഇഗോർ വാസിലിവിച്ച് കുർചാറ്റോവ്.

അതിനുശേഷം, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളുടെ നിരവധി തലമുറകൾ മാറിയിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ അതിന്റെ രൂപകൽപ്പനയിലെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ അനാട്ടമി

ഈ ആണവ സൗകര്യം കുറച്ച് ക്യുബിക് സെന്റീമീറ്റർ മുതൽ നിരവധി ക്യുബിക് മീറ്റർ വരെയുള്ള സിലിണ്ടർ കപ്പാസിറ്റിയുള്ള കട്ടിയുള്ള മതിലുകളുള്ള സ്റ്റീൽ ടാങ്കാണ്.

ഈ സിലിണ്ടറിനുള്ളിൽ വിശുദ്ധരുടെ പുണ്യമുണ്ട് - റിയാക്ടർ കോർ.ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ വിഘടനത്തിന്റെ ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത് ഇവിടെയാണ്.

ഈ പ്രക്രിയ എങ്ങനെ നടക്കുന്നു എന്ന് നോക്കാം.

പ്രത്യേകിച്ച് കനത്ത മൂലകങ്ങളുടെ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ യുറേനിയം-235 (U-235),ഒരു ചെറിയ എനർജി പുഷ് സ്വാധീനത്തിൽ, ഏകദേശം തുല്യമായ പിണ്ഡത്തിന്റെ 2 ശകലങ്ങളായി വേർപെടുത്താൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും. ഈ പ്രക്രിയയുടെ കാരണക്കാരൻ ന്യൂട്രോൺ ആണ്.

ശകലങ്ങൾ മിക്കപ്പോഴും ബേരിയം, ക്രിപ്‌റ്റോൺ ന്യൂക്ലിയസുകളാണ്. അവ ഓരോന്നും പോസിറ്റീവ് ചാർജ് വഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ കൂലോംബ് വികർഷണത്തിന്റെ ശക്തികൾ പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ 1/30 വേഗതയിൽ വിവിധ ദിശകളിലേക്ക് ചിതറിക്കാൻ അവരെ നിർബന്ധിക്കുന്നു. ഈ ശകലങ്ങൾ ഭീമാകാരമായ ഗതികോർജ്ജത്തിന്റെ വാഹകരാണ്.

ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിന്, അതിന്റെ പ്രകാശനം സ്വയം നിലനിൽക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ചെയിൻ പ്രതികരണം,ഓരോ വിഘടന സംഭവവും പുതിയ ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഉദ്‌വമനത്തോടൊപ്പമുള്ളതിനാൽ ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നത് കൂടുതൽ രസകരമാണ്. ഒരു പ്രാരംഭ ന്യൂട്രോണിന്, ശരാശരി 2-3 പുതിയ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു. ഫിസൈൽ യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ എണ്ണം ഒരു ഹിമപാതം പോലെ വളരുകയാണ്.വമ്പിച്ച ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ നിയന്ത്രിച്ചില്ലെങ്കിൽ, ഒരു ആണവ സ്ഫോടനം സംഭവിക്കും. ലാണ് ഇത് നടക്കുന്നത്.

ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം നിയന്ത്രിക്കാൻ ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കൾ സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു,ഊർജ്ജത്തിന്റെ സുഗമമായ പ്രകാശനം നൽകുന്നു. കാഡ്മിയം അല്ലെങ്കിൽ ബോറോൺ ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ശകലങ്ങളുടെ വലിയ ഗതികോർജ്ജത്തെ എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കാം, എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം? ഈ ആവശ്യങ്ങൾക്ക്, ഒരു കൂളന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതായത്. ഒരു പ്രത്യേക മാധ്യമം, അതിൽ ശകലങ്ങൾ മന്ദഗതിയിലാകുകയും വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിലേക്ക് ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അത്തരമൊരു മാധ്യമം സാധാരണ അല്ലെങ്കിൽ കനത്ത വെള്ളം, ദ്രാവക ലോഹങ്ങൾ (സോഡിയം), അതുപോലെ ചില വാതകങ്ങൾ എന്നിവ ആകാം. ശീതീകരണത്തെ നീരാവി അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റാതിരിക്കാൻ, ഉയർന്ന മർദ്ദം കാമ്പിൽ (160 atm വരെ) നിലനിർത്തുന്നു.ഇക്കാരണത്താൽ, റിയാക്ടറിന്റെ മതിലുകൾ പ്രത്യേക ഗ്രേഡുകളുടെ പത്ത് സെന്റീമീറ്റർ സ്റ്റീൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ആണവ ഇന്ധനത്തിൽ നിന്ന് ന്യൂട്രോണുകൾ പറന്നാൽ, ചെയിൻ പ്രതികരണം തടസ്സപ്പെടാം. അതിനാൽ, ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു നിർണായക പിണ്ഡമുണ്ട്, അതായത്. ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നിലനിർത്തുന്ന അതിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പിണ്ഡം. റിയാക്ടർ കോറിന് ചുറ്റുമുള്ള ഒരു പ്രതിഫലനത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ഉൾപ്പെടെ വിവിധ പാരാമീറ്ററുകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് ന്യൂട്രോണുകളുടെ ചോർച്ച തടയാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു. ഈ ഘടനാപരമായ മൂലകത്തിന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ മെറ്റീരിയൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് ആണ്.

റിയാക്ടറിൽ നടക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ ഏറ്റവും അപകടകരമായ തരം വികിരണത്തിന്റെ പ്രകാശനത്തോടൊപ്പമുണ്ട് - ഗാമാ വികിരണം. ഈ അപകടം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഇത് റേഡിയേഷൻ വിരുദ്ധ സംരക്ഷണം നൽകുന്നു.

ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ഇന്ധന മൂലകങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം റിയാക്ടർ കാമ്പിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. 3.5 മീറ്റർ നീളവും 10 മില്ലിമീറ്റർ വ്യാസവുമുള്ള കനം കുറഞ്ഞ ട്യൂബുകളിൽ പായ്ക്ക് ചെയ്ത വിള്ളൽ പദാർത്ഥത്തിൽ നിന്ന് രൂപപ്പെട്ട ഗുളികകളാണ്.

ഒരേ തരത്തിലുള്ള നൂറുകണക്കിന് ഇന്ധന അസംബ്ലികൾ കാമ്പിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അവ ചെയിൻ പ്രതികരണ സമയത്ത് പുറത്തുവിടുന്ന താപ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഉറവിടങ്ങളായി മാറുന്നു. ഇന്ധന കമ്പികൾ കഴുകുന്ന കൂളന്റ് റിയാക്ടറിന്റെ ആദ്യ സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഉയർന്ന പാരാമീറ്ററുകളിലേക്ക് ചൂടാക്കി, അത് നീരാവി ജനറേറ്ററിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അവിടെ അത് അതിന്റെ ഊർജ്ജത്തെ ദ്വിതീയ സർക്യൂട്ടിലെ വെള്ളത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു, അത് നീരാവിയാക്കി മാറ്റുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന നീരാവി ടർബൈൻ ജനറേറ്ററിനെ തിരിക്കുന്നു. ഈ യൂണിറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ഉപഭോക്താവിന് കൈമാറുന്നു. ശീതീകരണ കുളത്തിൽ നിന്നുള്ള വെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിച്ച എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് നീരാവി, കണ്ടൻസേറ്റ് രൂപത്തിൽ, നീരാവി ജനറേറ്ററിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു. ചക്രം അടയ്ക്കുന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ഇൻസ്റ്റാളേഷന്റെ അത്തരം രണ്ട്-സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തനം അതിന്റെ പരിധിക്കപ്പുറമുള്ള കാമ്പിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളോടൊപ്പമുള്ള വികിരണത്തിന്റെ നുഴഞ്ഞുകയറ്റത്തെ ഒഴിവാക്കുന്നു.

അതിനാൽ, റിയാക്ടറിൽ ഊർജ്ജ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖല സംഭവിക്കുന്നു: വിള്ളൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ആണവോർജ്ജം → ശകലങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിലേക്ക് → ശീതീകരണത്തിന്റെ താപ ഊർജ്ജം → ടർബൈനിന്റെ ഗതികോർജ്ജം → ജനറേറ്ററിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജം.

ഊർജ്ജത്തിന്റെ അനിവാര്യമായ നഷ്ടം വസ്തുതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു ആണവ നിലയങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമത താരതമ്യേന കുറവാണ്, 33-34%.

ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ വൈദ്യുതോർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനു പുറമേ, വിവിധ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും വ്യവസായത്തിന്റെ പല മേഖലകളിലെ ഗവേഷണത്തിനും വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകളുടെ അനുവദനീയമായ പാരാമീറ്ററുകൾ പഠിക്കുന്നതിനും ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വാഹന എഞ്ചിനുകൾക്ക് ഊർജ്ജം നൽകുന്ന ട്രാൻസ്പോർട്ട് റിയാക്ടറുകൾ കൂടുതൽ വ്യാപകമാവുകയാണ്.

ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ തരങ്ങൾ

സാധാരണഗതിയിൽ, ആണവ റിയാക്ടറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് യുറേനിയം U-235 ഉപയോഗിച്ചാണ്. എന്നിരുന്നാലും, പ്രകൃതിദത്ത വസ്തുക്കളിൽ അതിന്റെ ഉള്ളടക്കം വളരെ കുറവാണ്, 0.7% മാത്രം. സ്വാഭാവിക യുറേനിയത്തിന്റെ പ്രധാന പിണ്ഡം U-238 ഐസോടോപ്പാണ്. U-235 ലെ ഒരു ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം സ്ലോ ന്യൂട്രോണുകളാൽ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ, കൂടാതെ U-238 ഐസോടോപ്പ് ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളാൽ മാത്രമേ വിഘടനം ചെയ്യപ്പെടുകയുള്ളൂ. ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷന്റെ ഫലമായി, വേഗത കുറഞ്ഞതും വേഗതയേറിയതുമായ ന്യൂട്രോണുകൾ ജനിക്കുന്നു. ശീതീകരണത്തിൽ (വെള്ളം) ശോഷണം അനുഭവപ്പെടുന്ന വേഗതയേറിയ ന്യൂട്രോണുകൾ മന്ദഗതിയിലാകുന്നു. എന്നാൽ സ്വാഭാവിക യുറേനിയത്തിലെ U-235 ഐസോടോപ്പിന്റെ അളവ് വളരെ ചെറുതാണ്, അതിന്റെ സമ്പുഷ്ടീകരണം അവലംബിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, ഇത് അതിന്റെ സാന്ദ്രത 3-5% ആയി എത്തിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ വളരെ ചെലവേറിയതും സാമ്പത്തികമായി പ്രതികൂലവുമാണ്. കൂടാതെ, ക്ഷീണം സമയം പ്രകൃതി വിഭവങ്ങൾഈ ഐസോടോപ്പിന് 100-120 വർഷം മാത്രമേ പഴക്കമുള്ളൂ.

അതിനാൽ, ആണവ വ്യവസായത്തിൽ ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകളിലേക്ക് ക്രമേണ പരിവർത്തനം നടക്കുന്നു.

അവയുടെ പ്രധാന വ്യത്യാസം, ദ്രാവക ലോഹങ്ങൾ ഒരു ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് ന്യൂട്രോണുകളെ മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നില്ല, U-238 ആണവ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ഐസോടോപ്പിന്റെ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ ന്യൂക്ലിയർ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയിലൂടെ പ്ലൂട്ടോണിയം-239 ആയി കടന്നുപോകുന്നു, ഇത് U-235-ന്റെ അതേ രീതിയിൽ ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിന് വിധേയമാണ്. അതായത്, ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ പുനർനിർമ്മാണമുണ്ട്, അതിന്റെ ഉപഭോഗത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

വിദഗ്ധരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ യുറേനിയം-238 ഐസോടോപ്പ് കരുതൽ ശേഖരം 3,000 വർഷം നീണ്ടുനിൽക്കണം.മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ മനുഷ്യരാശിക്ക് മതിയായ സമയം ലഭിക്കാൻ ഈ സമയം മതിയാകും.

ആണവോർജ്ജത്തിന്റെ ഉപയോഗത്തിലെ പ്രശ്നങ്ങൾ

ആണവോർജ്ജത്തിന്റെ വ്യക്തമായ നേട്ടങ്ങൾക്കൊപ്പം, ആണവ സൗകര്യങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്നങ്ങളുടെ തോത് കുറച്ചുകാണാൻ കഴിയില്ല.

ഇതിൽ ആദ്യത്തേത് റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങളും പൊളിച്ചുമാറ്റിയ ഉപകരണങ്ങളും നീക്കം ചെയ്യൽആണവോർജം. ഈ മൂലകങ്ങൾക്ക് സജീവമായ റേഡിയേഷൻ പശ്ചാത്തലമുണ്ട്, അത് വളരെക്കാലം നിലനിൽക്കുന്നു. ഈ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി, പ്രത്യേക ലെഡ് കണ്ടെയ്നറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 600 മീറ്റർ വരെ ആഴത്തിൽ പെർമാഫ്രോസ്റ്റ് പ്രദേശങ്ങളിൽ അവയെ കുഴിച്ചിടണം. അതിനാൽ, റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിരന്തരം നടക്കുന്നു, അത് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുകയും നമ്മുടെ ഗ്രഹത്തിന്റെ പരിസ്ഥിതിയെ സംരക്ഷിക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യും.

രണ്ടാമത്തെ പ്രധാന പ്രശ്നം NPP പ്രവർത്തന സമയത്ത് സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുന്നു.ചെർണോബിൽ പോലുള്ള വലിയ അപകടങ്ങൾ പലതും ഇല്ലാതാക്കും മനുഷ്യ ജീവിതങ്ങൾകൂടാതെ വിശാലമായ പ്രദേശങ്ങൾ ഡീകമ്മീഷൻ ചെയ്യുക.

ജാപ്പനീസ് ആണവ നിലയത്തിലെ "ഫുകുഷിമ -1" ലെ അപകടം ആണവ സൗകര്യങ്ങളിൽ അടിയന്തിര സാഹചര്യമുണ്ടായാൽ സ്വയം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന അപകടസാധ്യത സ്ഥിരീകരിച്ചു.

എന്നിരുന്നാലും, ആണവോർജത്തിന്റെ സാധ്യതകൾ വളരെ വലുതാണ്, പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങൾ പശ്ചാത്തലത്തിലേക്ക് മങ്ങുന്നു.

അനുദിനം വർധിച്ചുവരുന്ന ഊർജ ദാഹം ശമിപ്പിക്കാൻ ഇന്ന് മനുഷ്യരാശിക്ക് മറ്റ് മാർഗങ്ങളില്ല. ഭാവിയിലെ ആണവോർജ്ജ വ്യവസായത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം ഒരുപക്ഷേ ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനത്തിന്റെ പ്രജനന പ്രവർത്തനമുള്ള "വേഗതയുള്ള" റിയാക്ടറുകളായിരിക്കും.

ഈ സന്ദേശം നിങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗപ്രദമായിരുന്നെങ്കിൽ, നിങ്ങളെ കണ്ടതിൽ എനിക്ക് സന്തോഷമുണ്ട്

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ മധ്യത്തിൽ, മനുഷ്യരാശിയുടെ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചത് ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആറ്റവും ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ വിശദീകരണവുമാണ്, അവർ തുടക്കത്തിൽ സൈനിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാൻ തീരുമാനിച്ചു, മാൻഹട്ടൻ പ്രോജക്റ്റിന് കീഴിൽ ആദ്യത്തെ ന്യൂക്ലിയർ ബോംബുകൾ കണ്ടുപിടിച്ചു. എന്നാൽ XX നൂറ്റാണ്ടിന്റെ 50 കളിൽ, സോവിയറ്റ് യൂണിയനിലെ ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ സമാധാനപരമായ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിച്ചു. 1954 ജൂൺ 27 ന് 5000 kW ശേഷിയുള്ള ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ആണവ നിലയം മനുഷ്യരാശിയുടെ സേവനത്തിൽ പ്രവേശിച്ചുവെന്നത് എല്ലാവർക്കും അറിയാം. ഇന്ന്, ഒരു ആണവ റിയാക്ടറിന് 4,000 മെഗാവാട്ടോ അതിൽ കൂടുതലോ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതായത് അരനൂറ്റാണ്ട് മുമ്പ് ഉണ്ടായിരുന്നതിനേക്കാൾ 800 മടങ്ങ് കൂടുതൽ.

എന്താണ് ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ: അടിസ്ഥാന നിർവചനവും യൂണിറ്റിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളും

നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ശരിയായ അറ്റകുറ്റപ്പണിയുടെ ഫലമായി ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രത്യേക യൂണിറ്റാണ് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ. "റിയാക്ടർ" എന്ന വാക്കിനൊപ്പം "ആറ്റോമിക്" എന്ന വാക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നത് അനുവദനീയമാണ്. "ന്യൂക്ലിയർ", "ആറ്റോമിക്" എന്നീ ആശയങ്ങളെ പര്യായമായി പലരും കണക്കാക്കുന്നു, കാരണം അവ തമ്മിൽ അടിസ്ഥാനപരമായ വ്യത്യാസം അവർ കണ്ടെത്തുന്നില്ല. എന്നാൽ ശാസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രതിനിധികൾ കൂടുതൽ ശരിയായ സംയോജനത്തിലേക്ക് ചായുന്നു - "ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ".

രസകരമായ വസ്തുത!ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനം അല്ലെങ്കിൽ ആഗിരണം എന്നിവയിൽ തുടരാം.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ ഉപകരണത്തിലെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ഘടകങ്ങളാണ്:

• മോഡറേറ്റർ;
• നിയന്ത്രണ വടികൾ;
• യുറേനിയം ഐസോടോപ്പുകളുടെ സമ്പുഷ്ടമായ മിശ്രിതം അടങ്ങിയ തണ്ടുകൾ;
• വികിരണത്തിനെതിരായ പ്രത്യേക സംരക്ഷണ ഘടകങ്ങൾ;
• കൂളന്റ്;
• നീരാവി ജനറേറ്റർ;
• ടർബൈൻ;
• ജനറേറ്റർ;
• കപ്പാസിറ്റർ;
• ആണവ ഇന്ധനം.

ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ നിർണ്ണയിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്, എന്തുകൊണ്ടാണ് അവ അചഞ്ചലമായിരിക്കുന്നത്

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്വം ഒരു ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രകടനത്തിന്റെ സവിശേഷതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഫിസിക്കൽ ചെയിൻ ന്യൂക്ലിയർ പ്രക്രിയയുടെ നിമിഷത്തിൽ, കണിക ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുമായി ഇടപഴകുന്നു, തൽഫലമായി, ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ പ്രകാശനത്തോടെ ന്യൂക്ലിയസ് പുതിയ ഒന്നായി മാറുന്നു, ഇതിനെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഗാമാ ക്വാണ്ട എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ സമയത്ത്, വലിയ അളവിൽ താപ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു. ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നടക്കുന്ന സ്ഥലത്തെ റിയാക്ടർ കോർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

രസകരമായ വസ്തുത!സജീവമായ സോൺ ബാഹ്യമായി ഒരു ബോയിലറിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്, അതിലൂടെ സാധാരണ വെള്ളം ഒഴുകുന്നു, അത് ഒരു ശീതീകരണമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ന്യൂട്രോണുകളുടെ നഷ്ടം തടയാൻ, റിയാക്റ്റർ കോർ ഏരിയ ഒരു പ്രത്യേക ന്യൂട്രോൺ പ്രതിഫലനത്താൽ ചുറ്റപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പുറംതള്ളുന്ന മിക്ക ന്യൂട്രോണുകളും കാമ്പിലേക്ക് നിരസിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രാഥമിക ദൗത്യം. റിഫ്ലക്ടർ സാധാരണയായി മോഡറേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന അതേ പദാർത്ഥമാണ്.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രധാന നിയന്ത്രണം പ്രത്യേക നിയന്ത്രണ വടികളുടെ സഹായത്തോടെയാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. ഈ തണ്ടുകൾ റിയാക്ടർ കോറിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുകയും യൂണിറ്റിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിനുള്ള എല്ലാ വ്യവസ്ഥകളും സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് അറിയാം. സാധാരണഗതിയിൽ, നിയന്ത്രണ വടികൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് രാസ സംയുക്തങ്ങൾബോറോണും കാഡ്മിയവും. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഈ ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്? അതെ, കാരണം ബോറോണിനോ കാഡ്മിയത്തിനോ താപ ന്യൂട്രോണുകളെ ഫലപ്രദമായി ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. വിക്ഷേപണം ആസൂത്രണം ചെയ്തയുടൻ, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വമനുസരിച്ച്, നിയന്ത്രണ വടികൾ കാമ്പിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗം ആഗിരണം ചെയ്യുക, അതുവഴി ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിന്റെ വികാസത്തെ പ്രകോപിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് അവരുടെ പ്രാഥമിക ചുമതല. ഫലം ആവശ്യമുള്ള തലത്തിൽ എത്തണം. സെറ്റ് ലെവലിന് മുകളിൽ പവർ വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, ഓട്ടോമാറ്റിക് മെഷീനുകൾ സ്വിച്ച് ഓണാക്കുന്നു, ഇത് കൺട്രോൾ വടികളെ റിയാക്റ്റർ കോറിലേക്ക് ആഴത്തിൽ മുക്കിയിരിക്കണം.

അതിനാൽ, ഒരു താപ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിയന്ത്രണം അല്ലെങ്കിൽ നിയന്ത്രണ വടികൾ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാകും.

ന്യൂട്രോണുകളുടെ ചോർച്ച കുറയ്ക്കുന്നതിന്, റിയാക്റ്റർ കോർ ഒരു ന്യൂട്രോൺ റിഫ്ലക്ടറിനാൽ ചുറ്റപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അത് സ്വതന്ത്രമായി പുറത്തുവിടുന്ന ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഗണ്യമായ പിണ്ഡം കാമ്പിലേക്ക് എറിയുന്നു. റിഫ്ലക്ടറിന്റെ അർത്ഥത്തിൽ, സാധാരണയായി മോഡറേറ്റർക്കുള്ള അതേ പദാർത്ഥം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സ്റ്റാൻഡേർഡ് അനുസരിച്ച്, മോഡറേറ്റർ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങളുടെ ന്യൂക്ലിയസിന് താരതമ്യേന ചെറിയ പിണ്ഡമുണ്ട്, അതിനാൽ ഒരു നേരിയ ന്യൂക്ലിയസുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ, ശൃംഖലയിലെ ന്യൂട്രോണിന് കനത്ത ഒന്നുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടും. സാധാരണ വെള്ളം അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് ആണ് ഏറ്റവും സാധാരണ മോഡറേറ്റർമാർ.

രസകരമായ വസ്തുത!ഒരു ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയയിലെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ സവിശേഷത വളരെ ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള ചലനമാണ്, അതിനാൽ ഒരു മോഡറേറ്റർ ആവശ്യമാണ്, ന്യൂട്രോണുകളെ അവയുടെ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.

ലോകത്തിലെ ഒരു റിയാക്ടറിനും ശീതീകരണത്തിന്റെ സഹായമില്ലാതെ സാധാരണഗതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം അതിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം റിയാക്ടറിന്റെ ഹൃദയത്തിൽ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഊർജ്ജം നീക്കം ചെയ്യുക എന്നതാണ്. ഒരു ശീതീകരണമെന്ന നിലയിൽ, ദ്രാവകം അല്ലെങ്കിൽ വാതകങ്ങൾ അവശ്യം ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം അവയ്ക്ക് ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. ഒരു കോംപാക്റ്റ് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനുള്ള ഒരു ശീതീകരണത്തിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം നമുക്ക് നൽകാം - വെള്ളം, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്, ചിലപ്പോൾ ദ്രാവക ലോഹ സോഡിയം.

അതിനാൽ, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷന്റെ നിയമങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, അതിന്റെ ഗതി. റിയാക്ടറിന്റെ എല്ലാ ഘടകങ്ങളും - മോഡറേറ്റർ, തണ്ടുകൾ, കൂളന്റ്, ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം - അവയുടെ ചുമതലകൾ നിർവഹിക്കുന്നു, ഇത് റിയാക്ടറിന്റെ സാധാരണ പ്രവർത്തനത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

ആണവ റിയാക്ടറുകൾക്ക് എന്ത് ഇന്ധനമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, എന്തുകൊണ്ടാണ് ഈ രാസ ഘടകങ്ങൾ കൃത്യമായി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്

റിയാക്ടറുകളിലെ പ്രധാന ഇന്ധനം യുറേനിയം ഐസോടോപ്പുകൾ, പ്ലൂട്ടോണിയം അല്ലെങ്കിൽ തോറിയം എന്നിവയും ആകാം.

1934-ൽ, യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റെ വിഘടന പ്രക്രിയ നിരീക്ഷിച്ച എഫ്. ജോലിയറ്റ്-ക്യൂറി, അതിന്റെ ഫലമായി അത് ശ്രദ്ധിച്ചു. രാസപ്രവർത്തനംയുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിനെ അണുകേന്ദ്രങ്ങളായും രണ്ടോ മൂന്നോ സ്വതന്ത്ര ന്യൂട്രോണുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം സ്വതന്ത്ര ന്യൂട്രോണുകൾ മറ്റ് യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ ചേരാനും മറ്റൊരു വിഘടനത്തിന് കാരണമാകാനും സാധ്യതയുണ്ട്. അതിനാൽ, ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ പ്രവചിക്കുന്നതുപോലെ: മൂന്ന് യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ നിന്ന് ആറ് മുതൽ ഒമ്പത് വരെ ന്യൂട്രോണുകൾ പുറത്തുവരും, അവ വീണ്ടും പുതുതായി രൂപംകൊണ്ട ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ ചേരും. അങ്ങനെ പരസ്യം അനന്തമായി.

ഓർമ്മിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്!ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ സമയത്ത് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് 235 പിണ്ഡമുള്ള യുറേനിയം ഐസോടോപ്പിന്റെ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ പിളർപ്പിനെ പ്രകോപിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ 238 പിണ്ഡമുള്ള യുറേനിയം ഐസോടോപ്പിന്റെ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ നാശത്തിന് കുറച്ച് energy ർജ്ജം ഉണ്ടാകാം. നശിക്കുന്ന പ്രക്രിയ.

യുറേനിയം നമ്പർ 235 പ്രകൃതിയിൽ അപൂർവമാണ്. ഇത് 0.7% മാത്രമാണ്, എന്നാൽ പ്രകൃതിദത്ത യുറേനിയം -238 കൂടുതൽ വിശാലമായ ഇടം നേടുകയും 99.3% വരും.

പ്രകൃതിയിൽ യുറേനിയം -235 ന്റെ ഒരു ചെറിയ അനുപാതം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർക്കും രസതന്ത്രജ്ഞർക്കും ഇപ്പോഴും അത് നിരസിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഇത് ഒരു ആണവ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് ഏറ്റവും ഫലപ്രദമാണ്, ഇത് മനുഷ്യരാശിക്ക് ഊർജ്ജം നേടുന്നതിനുള്ള ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നു.

ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടറുകൾ എപ്പോഴാണ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടത്, അവ ഇന്ന് എവിടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്

1919-ൽ, നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ ന്യൂക്ലിയസുമായി ആൽഫ കണങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടിയുടെ ഫലമായി ചലിക്കുന്ന പ്രോട്ടോണുകളുടെ രൂപീകരണ പ്രക്രിയയെ റഥർഫോർഡ് കണ്ടെത്തി വിവരിച്ചപ്പോൾ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇതിനകം വിജയിച്ചു. ഈ കണ്ടെത്തൽ അർത്ഥമാക്കുന്നത് നൈട്രജൻ ഐസോടോപ്പിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്, ഒരു ആൽഫ കണികയുമായി കൂട്ടിയിടിച്ചതിന്റെ ഫലമായി, ഒരു ഓക്സിജൻ ഐസോടോപ്പിന്റെ ന്യൂക്ലിയസായി മാറി എന്നാണ്.

ആദ്യത്തെ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിന് മുമ്പ്, ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ എല്ലാ പ്രധാന വശങ്ങളും കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന നിരവധി പുതിയ ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾ ലോകം പഠിച്ചു. അതിനാൽ, 1934-ൽ, എഫ്. ജോലിയറ്റ്-ക്യൂറി, എച്ച്. ഹാൽബൻ, എൽ. കോവാർസ്കി ആദ്യമായി സമൂഹത്തിനും ലോക ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സർക്കിളിനും ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള സൈദ്ധാന്തിക അനുമാനവും തെളിവുകളും വാഗ്ദാനം ചെയ്തു. എല്ലാ പരീക്ഷണങ്ങളും യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റെ വിഘടനത്തിന്റെ നിരീക്ഷണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്.

1939-ൽ, ഇ. ഫെർമി, ഐ. ജോലിയറ്റ്-ക്യൂറി, ഒ. ഹാൻ, ഒ. ഫ്രിഷ് എന്നിവർ ന്യൂട്രോണുകളുമായുള്ള ബോംബിംഗ് സമയത്ത് യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വിഘടനത്തിന്റെ പ്രതികരണം കണ്ടെത്തി. ഒരു ത്വരിത ന്യൂട്രോൺ യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ, നിലവിലുള്ള ന്യൂക്ലിയസ് രണ്ടോ മൂന്നോ ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണത്തിനിടയിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ മധ്യത്തിൽ ചെയിൻ പ്രതികരണം പ്രായോഗികമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. 1939-ൽ, ഒരു യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റെ വിഘടനം ഏകദേശം 200 MeV ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നുവെന്ന് തെളിയിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിഞ്ഞു. എന്നാൽ ശകലങ്ങളുടെ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിന് ഏകദേശം 165 MeV അനുവദിച്ചിരിക്കുന്നു, ബാക്കിയുള്ളത് ഗാമാ ക്വാണ്ടയെ കൊണ്ടുപോകുന്നു. ഈ കണ്ടുപിടുത്തം ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിൽ ഒരു വഴിത്തിരിവുണ്ടാക്കി.

ഇ. ഫെർമി വർഷങ്ങളോളം ജോലിയും ഗവേഷണവും തുടരുകയും 1942-ൽ അമേരിക്കയിൽ ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടർ ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്തു. ഉൾച്ചേർത്ത പ്രോജക്റ്റിനെ "ചിക്കാഗോ വുഡ്പൈൽ" എന്ന് വിളിക്കുകയും പാളങ്ങളിൽ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു. 1945 സെപ്റ്റംബർ 5-ന് കാനഡ അതിന്റെ ZEEP ആണവ റിയാക്ടർ ആരംഭിച്ചു. യൂറോപ്യൻ ഭൂഖണ്ഡം പിന്നിലല്ല, അതേ സമയം F-1 ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു. റഷ്യക്കാർക്ക് അവിസ്മരണീയമായ മറ്റൊരു തീയതിയുണ്ട് - 1946 ഡിസംബർ 25 ന്, ഐ. കുർചാറ്റോവിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ മോസ്കോയിൽ ഒരു റിയാക്ടർ സമാരംഭിച്ചു. ഇവ ഏറ്റവും ശക്തമായ ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ആയിരുന്നില്ല, എന്നാൽ ഇത് മനുഷ്യൻ ആറ്റത്തിന്റെ വികാസത്തിന്റെ തുടക്കമായിരുന്നു.

സമാധാനപരമായ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി, 1954 ൽ സോവിയറ്റ് യൂണിയനിൽ ഒരു ശാസ്ത്രീയ ആണവ റിയാക്ടർ സൃഷ്ടിച്ചു. ആണവ നിലയമുള്ള ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ സമാധാനപരമായ കപ്പൽ, ലെനിൻ ന്യൂക്ലിയർ ഐസ് ബ്രേക്കർ, 1959 ൽ സോവിയറ്റ് യൂണിയനിൽ നിർമ്മിച്ചതാണ്. നമ്മുടെ സംസ്ഥാനത്തിന്റെ മറ്റൊരു നേട്ടം ആണവ ഐസ് ബ്രേക്കർ ആർട്ടികയാണ്. ഈ ഉപരിതല കപ്പൽ ലോകത്ത് ആദ്യമായി ഉത്തരധ്രുവത്തിൽ എത്തി. 1975 ലാണ് അത് സംഭവിച്ചത്.

ആദ്യത്തെ പോർട്ടബിൾ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ സ്ലോ ന്യൂട്രോണുകളിൽ പ്രവർത്തിച്ചു.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ എവിടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, മനുഷ്യരാശി ഏത് തരത്തിലാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്

• വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകൾ. ആണവനിലയങ്ങളിൽ ഊർജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാനാണ് ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
• ആണവ അന്തർവാഹിനികളുടെ പ്രൊപ്പൽഷനായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ.
• പരീക്ഷണാത്മക (പോർട്ടബിൾ, ചെറിയ) റിയാക്ടറുകൾ. അവയില്ലാതെ, ഒരു ആധുനികത പോലുമില്ല ശാസ്ത്രീയ അനുഭവംഅല്ലെങ്കിൽ ഗവേഷണം.

പ്രത്യേക റിയാക്ടറുകളുടെ സഹായത്തോടെ ഇന്ന് ശാസ്ത്രീയ വെളിച്ചം ഉപ്പുവെള്ളം നീക്കം ചെയ്യാൻ പഠിച്ചു കടൽ വെള്ളംജനസംഖ്യയ്ക്ക് ഗുണനിലവാരം നൽകാൻ കുടി വെള്ളം. റഷ്യയിൽ ധാരാളം ആണവ റിയാക്ടറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ട്. അതിനാൽ, സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ പ്രകാരം, 2018 ലെ കണക്കനുസരിച്ച്, ഏകദേശം 37 ബ്ലോക്കുകൾ സംസ്ഥാനത്ത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

വർഗ്ഗീകരണം അനുസരിച്ച്, അവ ഇനിപ്പറയുന്നവ ആകാം:

• ഗവേഷണം (ചരിത്രം). പ്ലൂട്ടോണിയം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പരീക്ഷണ സൈറ്റായി സൃഷ്ടിച്ച F-1 സ്റ്റേഷൻ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. I.V. കുർചാറ്റോവ് F-1 ൽ ജോലി ചെയ്തു, ആദ്യത്തെ ഫിസിക്കൽ റിയാക്ടറിന്റെ മേൽനോട്ടം വഹിച്ചു.
• ഗവേഷണം (സജീവ).
• ആയുധപ്പുര. റിയാക്ടറിന്റെ ഉദാഹരണമായി - എ -1, തണുപ്പിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ റിയാക്ടറായി ചരിത്രത്തിൽ ഇടം നേടി. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ മുൻകാല ശക്തി ചെറുതാണെങ്കിലും പ്രവർത്തനക്ഷമമാണ്.
• ഊർജ്ജം.
• കപ്പൽ. കപ്പലുകളിലും അന്തർവാഹിനികളിലും, ആവശ്യകതയും സാങ്കേതിക സാധ്യതയും അനുസരിച്ച്, വാട്ടർ-കൂൾഡ് അല്ലെങ്കിൽ ലിക്വിഡ്-മെറ്റൽ റിയാക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• സ്ഥലം. ഒരു ഉദാഹരണമായി, ബഹിരാകാശ പേടകത്തിലെ യെനിസെയ് ഇൻസ്റ്റാളേഷനെ വിളിക്കാം, അധിക ഊർജ്ജം വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ആവശ്യമെങ്കിൽ അത് പ്രവർത്തനക്ഷമമാകും, അത് ഉപയോഗിച്ച് അത് നേടേണ്ടതുണ്ട്. സൌരോര്ജ പാനലുകൾഐസോടോപ്പ് ഉറവിടങ്ങളും.

അതിനാൽ, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളുടെ വിഷയം വളരെ വിപുലമാണ്, അതിനാൽ ഇതിന് ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങളെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിലുള്ള പഠനവും ധാരണയും ആവശ്യമാണ്. എന്നാൽ വൈദ്യുതി വ്യവസായത്തിനും സംസ്ഥാനത്തിന്റെ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയ്ക്കും ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രാധാന്യം ഇതിനകം തന്നെ, ഉപയോഗത്തിന്റെയും നേട്ടങ്ങളുടെയും ഒരു പ്രഭാവത്താൽ പ്രചോദിതമാണ്.

വേണ്ടി സാധാരണ വ്യക്തിആധുനിക ഹൈടെക് ഉപകരണങ്ങൾ വളരെ നിഗൂഢവും നിഗൂഢവുമാണ്, പൂർവ്വികർ മിന്നലിനെ ആരാധിച്ചിരുന്നതുപോലെ അവയെ ആരാധിക്കുന്നത് ശരിയാണ്. സ്കൂൾ പാഠങ്ങൾഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ, ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ കൊണ്ട് നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു, പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നില്ല. എന്നാൽ ഒരു ആണവ റിയാക്ടറിനെക്കുറിച്ച് പോലും പറയുന്നത് രസകരമാണ്, അതിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഒരു കൗമാരക്കാരന് പോലും വ്യക്തമാണ്.

ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഈ ഹൈടെക് ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഇപ്രകാരമാണ്:

1. ഒരു ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ആണവ ഇന്ധനം (മിക്കപ്പോഴും ഇത് യുറേനിയം-235അഥവാ പ്ലൂട്ടോണിയം-239) ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിന്റെ വിഭജനം സംഭവിക്കുന്നു;
2. ഗതികോർജ്ജം, ഗാമാ വികിരണം, സ്വതന്ത്ര ന്യൂട്രോണുകൾ എന്നിവ പുറത്തുവരുന്നു;
3. ഗതികോർജ്ജം താപ ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ ചുറ്റുമുള്ള ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ), ഗാമാ വികിരണം റിയാക്ടർ തന്നെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും താപമായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു;
4. ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ചില ന്യൂട്രോണുകൾ ഇന്ധന ആറ്റങ്ങളാൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇത് നിയന്ത്രിക്കാൻ, ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറുകളും മോഡറേറ്ററുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു;
5. ഒരു ശീതീകരണത്തിന്റെ (വെള്ളം, വാതകം അല്ലെങ്കിൽ ദ്രാവക സോഡിയം) സഹായത്തോടെ, പ്രതികരണ സൈറ്റിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കംചെയ്യുന്നു;
6. സ്റ്റീം ടർബൈനുകൾ ഓടിക്കാൻ ചൂടായ വെള്ളത്തിൽ നിന്നുള്ള സമ്മർദ്ദമുള്ള നീരാവി ഉപയോഗിക്കുന്നു;
7. ഒരു ജനറേറ്ററിന്റെ സഹായത്തോടെ, ടർബൈനുകളുടെ ഭ്രമണത്തിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം ഒന്നിടവിട്ട വൈദ്യുത പ്രവാഹമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

വർഗ്ഗീകരണത്തിനുള്ള സമീപനങ്ങൾ

റിയാക്ടറുകളുടെ ടൈപ്പോളജിക്ക് നിരവധി കാരണങ്ങളുണ്ടാകാം:

• ന്യൂക്ലിയർ പ്രതികരണത്തിന്റെ തരം അനുസരിച്ച്. ഫിഷൻ (എല്ലാ വാണിജ്യ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളും) അല്ലെങ്കിൽ ഫ്യൂഷൻ (തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ പവർ, ചില ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ മാത്രം വ്യാപകമാണ്);
• ശീതീകരണത്തിലൂടെ. ബഹുഭൂരിപക്ഷം കേസുകളിലും, ഈ ആവശ്യത്തിനായി വെള്ളം (തിളയ്ക്കുന്നതോ കനത്തതോ ആയ) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതര പരിഹാരങ്ങൾ ചിലപ്പോൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്: ദ്രാവക ലോഹം (സോഡിയം, ലെഡ്-ബിസ്മത്ത് അലോയ്, മെർക്കുറി), വാതകം (ഹീലിയം, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ നൈട്രജൻ), ഉരുകിയ ഉപ്പ് (ഫ്ലൂറൈഡ് ലവണങ്ങൾ);
• തലമുറ പ്രകാരം.ആദ്യത്തേത് ആദ്യകാല പ്രോട്ടോടൈപ്പുകളാണ്, അത് വാണിജ്യപരമായ അർത്ഥങ്ങളൊന്നും ഉണ്ടാക്കിയില്ല. രണ്ടാമത്തേത് 1996 ന് മുമ്പ് നിർമ്മിച്ച ആണവ നിലയങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചെറിയ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളിൽ മാത്രമാണ് മൂന്നാം തലമുറ മുമ്പത്തേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാകുന്നത്. നാലാം തലമുറയുടെ പണി ഇപ്പോഴും നടക്കുന്നു;
• മൊത്തത്തിലുള്ള സംസ്ഥാനം അനുസരിച്ച്ഇന്ധനം (ഗ്യാസ് ഇപ്പോഴും പേപ്പറിൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കുന്നുള്ളൂ);
• ഉപയോഗത്തിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം അനുസരിച്ച്(വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം, എഞ്ചിൻ സ്റ്റാർട്ട്, ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം, ഡീസാലിനേഷൻ, മൂലകങ്ങളുടെ പരിവർത്തനം, ന്യൂറൽ റേഡിയേഷൻ നേടൽ, സൈദ്ധാന്തികവും അന്വേഷണപരവുമായ ആവശ്യങ്ങൾ).

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ ഉപകരണം

മിക്ക പവർ പ്ലാന്റുകളിലെയും റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണ്:

1. ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം - പവർ ടർബൈനുകൾക്ക് (സാധാരണയായി കുറഞ്ഞ സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം) ചൂട് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഒരു പദാർത്ഥം;
2. ആണവ റിയാക്ടറിന്റെ സജീവ മേഖല - ഇവിടെയാണ് ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത്;
3. ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർ - ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളുടെ വേഗത കുറയ്ക്കുന്നു, അവയെ താപ ന്യൂട്രോണുകളാക്കി മാറ്റുന്നു;
4. ന്യൂട്രോൺ ഉറവിടം ആരംഭിക്കുന്നു - ഒരു ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ വിശ്വസനീയവും സുസ്ഥിരവുമായ വിക്ഷേപണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു;
5. ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബർ - പുതിയ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഉയർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ചില പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ ലഭ്യമാണ്;
6. ന്യൂട്രോൺ ഹോവിറ്റ്സർ - ഓഫാക്കിയ ശേഷം ഒരു പ്രതികരണം പുനരാരംഭിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
7. കൂളന്റ് (ശുദ്ധീകരിച്ച വെള്ളം);
8. നിയന്ത്രണ തണ്ടുകൾ - യുറേനിയം അല്ലെങ്കിൽ പ്ലൂട്ടോണിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വിഘടനത്തിന്റെ തോത് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്;
9. വാട്ടർ പമ്പ് - നീരാവി ബോയിലറിലേക്ക് വെള്ളം പമ്പ് ചെയ്യുന്നു;
10. സ്റ്റീം ടർബൈൻ - നീരാവിയുടെ താപ ഊർജ്ജത്തെ ഭ്രമണ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു;
11. കൂളിംഗ് ടവർ - അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് അധിക ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉപകരണം;
12. റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിനും സംഭരിക്കുന്നതിനുമുള്ള സംവിധാനം;
13. സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങൾ (അടിയന്തര ഡീസൽ ജനറേറ്ററുകൾ, എമർജൻസി കോർ കൂളിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ).

ഏറ്റവും പുതിയ മോഡലുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ഏറ്റവും പുതിയ 4-ാം തലമുറ റിയാക്ടറുകൾ വാണിജ്യ പ്രവർത്തനത്തിന് ലഭ്യമാകും 2030-ന് മുമ്പല്ല. നിലവിൽ, അവരുടെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ തത്വവും ക്രമീകരണവും വികസന ഘട്ടത്തിലാണ്. നിലവിലെ ഡാറ്റ അനുസരിച്ച്, ഈ പരിഷ്കാരങ്ങൾ നിലവിലുള്ള മോഡലുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും ആനുകൂല്യങ്ങൾ:

• ദ്രുത വാതക തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം. ശീതീകരണമായി ഹീലിയം ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ഇതനുസരിച്ച് പ്രോജക്റ്റ് ഡോക്യുമെന്റേഷൻ, അങ്ങനെ 850 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയുള്ള റിയാക്ടറുകളെ തണുപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും. അത്തരം ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ, പ്രത്യേക അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളും ആവശ്യമാണ്: സംയുക്ത സെറാമിക് വസ്തുക്കളും ആക്ടിനൈഡ് സംയുക്തങ്ങളും;
• ഒരു പ്രാഥമിക ശീതീകരണമായി ലെഡ് അല്ലെങ്കിൽ ലെഡ്-ബിസ്മത്ത് അലോയ് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം കുറവാണ്, താരതമ്യേന കുറവാണ് കുറഞ്ഞ താപനിലഉരുകുന്നത്;
• കൂടാതെ, ഉരുകിയ ലവണങ്ങളുടെ മിശ്രിതം പ്രധാന ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കാം. അതിനാൽ, ആധുനിക വാട്ടർ-കൂൾഡ് എതിരാളികളേക്കാൾ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും.

പ്രകൃതിയിലെ സ്വാഭാവിക അനലോഗുകൾ

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്റ്റർ ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു പൊതുബോധംഉയർന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഒരു ഉൽപ്പന്നമായി മാത്രം. എന്നിരുന്നാലും, വാസ്തവത്തിൽ ആദ്യത്തേത് ഉപകരണം സ്വാഭാവിക ഉത്ഭവമാണ്. മധ്യ ആഫ്രിക്കൻ സംസ്ഥാനമായ ഗാബോണിലെ ഓക്ലോ മേഖലയിൽ നിന്നാണ് ഇത് കണ്ടെത്തിയത്:

• യുറേനിയം പാറകളുടെ വെള്ളപ്പൊക്കത്തെ തുടർന്നാണ് റിയാക്ടർ രൂപപ്പെട്ടത് ഭൂഗർഭജലം. അവർ ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർമാരായി പ്രവർത്തിച്ചു;
• യുറേനിയം ക്ഷയിക്കുമ്പോൾ പുറത്തുവരുന്ന താപ ഊർജ്ജം ജലത്തെ നീരാവിയാക്കി മാറ്റുകയും ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു;
• ശീതീകരണ താപനില കുറഞ്ഞതിനുശേഷം, എല്ലാം വീണ്ടും ആവർത്തിക്കുന്നു;
• ദ്രാവകം തിളപ്പിച്ച് പ്രതികരണത്തിന്റെ ഗതി നിർത്തിയില്ലെങ്കിൽ, മനുഷ്യരാശി ഒരു പുതിയ പ്രകൃതി ദുരന്തത്തെ അഭിമുഖീകരിക്കുമായിരുന്നു;
• ഏകദേശം ഒന്നര ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ഈ റിയാക്ടറിൽ സ്വയം സുസ്ഥിര ആണവ വിഘടനം ആരംഭിച്ചു. ഈ സമയത്ത്, ഏകദേശം 0.1 ദശലക്ഷം വാട്ട് ഔട്ട്പുട്ട് പവർ അനുവദിച്ചു;
• ഭൂമിയിലെ അത്തരമൊരു അത്ഭുതം അറിയപ്പെടുന്നത് മാത്രമാണ്. പുതിയവയുടെ രൂപം അസാധ്യമാണ്: പ്രകൃതിദത്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ യുറേനിയം -235 ന്റെ അനുപാതം ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണം നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ നിലയേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിൽ എത്ര ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട്?

പ്രകൃതി വിഭവങ്ങളിൽ മോശം, എന്നാൽ വ്യാവസായികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടതും അമിത ജനസംഖ്യയുള്ളതുമായ കൊറിയൻ റിപ്പബ്ലിക്കിന് ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. സമാധാനപരമായ ആറ്റത്തെ ജർമ്മനി നിരസിച്ച പശ്ചാത്തലത്തിൽ, ആണവ സാങ്കേതികവിദ്യയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ ഈ രാജ്യത്തിന് വലിയ പ്രതീക്ഷയുണ്ട്:

• 2035 ഓടെ ആണവ നിലയങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ വിഹിതം 60% ആകുമെന്നും മൊത്തം ഉൽപാദനം - 40 ജിഗാവാട്ടിൽ കൂടുതൽ;
• രാജ്യത്ത് ആണവായുധങ്ങൾ ഇല്ല, എന്നാൽ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിൽ ഗവേഷണം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ആധുനിക റിയാക്ടറുകൾക്കായി കൊറിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡിസൈനുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്: മോഡുലാർ, ഹൈഡ്രജൻ, ലിക്വിഡ് ലോഹം മുതലായവ.
• വിദേശത്ത് സാങ്കേതികവിദ്യ വിൽക്കാൻ പ്രാദേശിക ഗവേഷകരുടെ വിജയം നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. അടുത്ത 15-20 വർഷത്തിനുള്ളിൽ രാജ്യം അത്തരം 80 യൂണിറ്റുകൾ കയറ്റുമതി ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു;
• എന്നാൽ ഇന്നത്തെ കണക്കനുസരിച്ച്, മിക്ക ആണവ നിലയങ്ങളും നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് അമേരിക്കൻ അല്ലെങ്കിൽ ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സഹായത്തോടെയാണ്;
• ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സ്റ്റേഷനുകളുടെ എണ്ണം താരതമ്യേന ചെറുതാണ് (നാല് മാത്രം), എന്നാൽ അവയിൽ ഓരോന്നിനും ഗണ്യമായ എണ്ണം റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട് - ആകെ 40, ഈ കണക്ക് വർദ്ധിക്കും.

ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ബോംബെറിയുമ്പോൾ, ആണവ ഇന്ധനം ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി വലിയ അളവിൽ താപം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. സിസ്റ്റത്തിലെ വെള്ളം ഈ ചൂട് എടുത്ത് നീരാവിയാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ടർബൈനുകളായി മാറുന്നു. ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായ ഒരു ആറ്റോമിക് റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ലളിതമായ ഒരു ഡയഗ്രം ഇതാ.

വീഡിയോ: ആണവ റിയാക്ടറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ഈ വീഡിയോയിൽ, ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിസ്റ്റായ വ്‌ളാഡിമിർ ചൈക്കിൻ, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളിൽ എങ്ങനെ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അവയുടെ വിശദമായ ഘടന നിങ്ങളോട് പറയും:

അയക്കുക

എന്താണ് ആണവ റിയാക്ടർ?

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ, മുമ്പ് "ന്യൂക്ലിയർ ബോയിലർ" എന്ന് അറിയപ്പെട്ടിരുന്നത് ഒരു സുസ്ഥിര ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ പ്രതികരണം ആരംഭിക്കുന്നതിനും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ്. ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും കപ്പൽ എഞ്ചിനുകൾക്കും ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആണവ വിഘടനത്തിൽ നിന്നുള്ള താപം നീരാവി ടർബൈനിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പ്രവർത്തന ദ്രാവകത്തിലേക്ക് (വെള്ളം അല്ലെങ്കിൽ വാതകം) കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ജലമോ വാതകമോ കപ്പലിന്റെ ബ്ലേഡുകളെ നയിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകൾ തിരിക്കുന്നു. ന്യൂക്ലിയർ പ്രതികരണത്തിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന നീരാവി തത്വത്തിൽ, താപ വ്യവസായത്തിനോ ജില്ലാ ചൂടാക്കലിനോ ഉപയോഗിക്കാം. ചില റിയാക്ടറുകൾ മെഡിക്കൽ, വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഐസോടോപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനോ ആയുധ-ഗ്രേഡ് പ്ലൂട്ടോണിയം നിർമ്മിക്കുന്നതിനോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയിൽ ചിലത് ഗവേഷണ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് മാത്രമുള്ളതാണ്. ഇന്ന്, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 30 ഓളം രാജ്യങ്ങളിൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന 450 ഓളം ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട്.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

പരമ്പരാഗത വൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ കത്തുമ്പോൾ പുറത്തുവിടുന്ന താപ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ വഴി പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജത്തെ താപ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ പ്രക്രിയ

ഗണ്യമായ എണ്ണം ദ്രവിക്കുന്ന ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾ (യുറേനിയം-235 അല്ലെങ്കിൽ പ്ലൂട്ടോണിയം-239 പോലുള്ളവ) ഒരു ന്യൂട്രോണിനെ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ന്യൂക്ലിയർ ശോഷണ പ്രക്രിയ സംഭവിക്കാം. ഒരു കനത്ത ന്യൂക്ലിയസ് രണ്ടോ അതിലധികമോ നേരിയ ന്യൂക്ലിയസുകളായി ക്ഷയിക്കുന്നു, (വിഘടന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ), ഗതികോർജ്ജം, ഗാമാ കിരണങ്ങൾ, സ്വതന്ത്ര ന്യൂട്രോണുകൾ എന്നിവ പുറത്തുവിടുന്നു. ഈ ന്യൂട്രോണുകളിൽ ചിലത് പിന്നീട് മറ്റ് ഫിസൈൽ ആറ്റങ്ങളാൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും കൂടുതൽ വിഘടനത്തിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും, ഇത് കൂടുതൽ ന്യൂട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു. ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ എന്നാണ് ഈ പ്രക്രിയ അറിയപ്പെടുന്നത്.

അത്തരം ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ പ്രതികരണം നിയന്ത്രിക്കാൻ, ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറുകൾക്കും മോഡറേറ്റർമാർക്കും കൂടുതൽ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വിഘടനത്തിലേക്ക് പോകുന്ന ന്യൂട്രോണുകളുടെ അനുപാതം മാറ്റാൻ കഴിയും. അപകടകരമായ സാഹചര്യങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുമ്പോൾ നശിക്കുന്ന പ്രതികരണം തടയാൻ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ സ്വമേധയാ അല്ലെങ്കിൽ യാന്ത്രികമായി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.

സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സ് റെഗുലേറ്ററുകൾ സാധാരണ ("ലൈറ്റ്") വെള്ളം (ലോകത്തിലെ 74.8% റിയാക്ടറുകൾ), സോളിഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് (20% റിയാക്ടറുകൾ), "ഹെവി" വെള്ളം (5% റിയാക്ടറുകൾ) എന്നിവയാണ്. ചില പരീക്ഷണാത്മക തരം റിയാക്ടറുകളിൽ, ബെറിലിയവും ഹൈഡ്രോകാർബണുകളും ഉപയോഗിക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിൽ താപ ഉൽപ്പാദനം

റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന മേഖല പല തരത്തിൽ ചൂട് സൃഷ്ടിക്കുന്നു:

• ന്യൂക്ലിയസുകൾ അയൽ ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ വിഘടന ഉൽപന്നങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജം താപ ഊർജ്ജമായി മാറുന്നു.
• റിയാക്ടർ വിഘടന സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഗാമാ വികിരണങ്ങളിൽ ചിലത് ആഗിരണം ചെയ്യുകയും അതിന്റെ ഊർജ്ജത്തെ താപമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു.
• വിഘടന ഉൽപന്നങ്ങളുടെയും ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം ബാധിച്ച വസ്തുക്കളുടെയും റേഡിയോ ആക്ടീവ് ക്ഷയത്തിൽ നിന്നാണ് താപം ഉണ്ടാകുന്നത്. റിയാക്ടർ അടച്ചുപൂട്ടിയതിനു ശേഷവും ഈ താപ സ്രോതസ്സ് കുറച്ച് സമയത്തേക്ക് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരും.

ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, ഒരു കിലോഗ്രാം യുറേനിയം-235 (U-235) പരമ്പരാഗതമായി കത്തിക്കുന്ന ഒരു കിലോഗ്രാം കൽക്കരിയെക്കാൾ ഏകദേശം മൂന്ന് ദശലക്ഷം മടങ്ങ് കൂടുതൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു (ഒരു കിലോഗ്രാം കൽക്കരിക്ക് 2.4 × 107 ജൂളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ യുറേനിയം-235 കിലോഗ്രാമിന് 7.2 × 1013 ജൂൾസ്) ,

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ കൂളന്റ് - സാധാരണയായി വെള്ളം, എന്നാൽ ചിലപ്പോൾ വാതകം, ദ്രവ ലോഹം (ദ്രവ സോഡിയം പോലുള്ളവ), അല്ലെങ്കിൽ ഉരുകിയ ഉപ്പ് - റിയാക്‌ടറിന്റെ കാമ്പിനു ചുറ്റും ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന താപം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കം ചെയ്ത ശേഷം നീരാവി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മിക്ക റിയാക്ടറുകളും ഒരു കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് ജലത്തിൽ നിന്ന് ശാരീരികമായി വേർതിരിക്കപ്പെടുകയും ടർബൈനുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നീരാവി ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഒരു മർദ്ദമുള്ള വാട്ടർ റിയാക്ടർ പോലെ. എന്നിരുന്നാലും, ചില റിയാക്ടറുകളിൽ, സ്റ്റീം ടർബൈനുകൾക്കുള്ള വെള്ളം നേരിട്ട് റിയാക്ടർ കോറിൽ തിളപ്പിക്കും; ഉദാഹരണത്തിന്, സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറിൽ.

റിയാക്ടറിലെ ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സ് നിയന്ത്രണം

കൂടുതൽ വിഘടനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം നിയന്ത്രിച്ചാണ് റിയാക്ടർ പവർ ഔട്ട്പുട്ട് നിയന്ത്രിക്കുന്നത്.

ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ "ന്യൂട്രോൺ വിഷം" ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച നിയന്ത്രണ വടികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൺട്രോൾ വടിയിൽ കൂടുതൽ ന്യൂട്രോണുകൾ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കുറവ് ന്യൂട്രോണുകൾ കൂടുതൽ വിഘടനത്തിന് കാരണമാകും. അങ്ങനെ, ആഗിരണ തണ്ടുകൾ റിയാക്ടറിലേക്ക് ആഴത്തിൽ മുക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ശക്തി കുറയുന്നു, നേരെമറിച്ച്, നിയന്ത്രണ വടി നീക്കം ചെയ്യുന്നത് അത് വർദ്ധിപ്പിക്കും.

എല്ലാ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളിലെയും നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ആദ്യ തലത്തിൽ, ന്യൂട്രോൺ സമ്പുഷ്ടമായ ഫിഷൻ ഐസോടോപ്പുകളിൽ നിന്നുള്ള ന്യൂട്രോണുകളുടെ കാലതാമസമായ ഉദ്വമനം ഒരു പ്രധാന ഭൗതിക പ്രക്രിയയാണ്. ഈ വൈകിയ ന്യൂട്രോണുകൾ വിഘടന സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന മൊത്തം ന്യൂട്രോണുകളുടെ 0.65% വരും, ബാക്കിയുള്ളവ ("ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകൾ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ) വിഘടന സമയത്ത് ഉടനടി രൂപം കൊള്ളുന്നു. വൈകിയ ന്യൂട്രോണുകൾ രൂപപ്പെടുന്ന വിഘടന ഉൽപന്നങ്ങൾക്ക് മില്ലിസെക്കൻഡ് മുതൽ നിരവധി മിനിറ്റ് വരെ അർദ്ധായുസ്സുണ്ട്, അതിനാൽ റിയാക്ടർ എപ്പോൾ എത്തുന്നു എന്ന് കൃത്യമായി നിർണ്ണയിക്കാൻ ഗണ്യമായ സമയമെടുക്കും. നിര്ണ്ണായക ബിന്ദു. ഒരു ചെയിൻ റിയാക്‌റ്റിവിറ്റി മോഡിൽ റിയാക്‌ടറിനെ പരിപാലിക്കുന്നത്, നിർണ്ണായക പിണ്ഡത്തിൽ എത്താൻ വൈകിയ ന്യൂട്രോണുകൾ ആവശ്യമായി വരുമ്പോൾ, "തത്സമയ" ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളോ മനുഷ്യ നിയന്ത്രണമോ ഉപയോഗിച്ച് നേടാം; അല്ലാത്തപക്ഷം, ഒരു സാധാരണ ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷനിലെ എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ പവർ കുതിച്ചുചാട്ടത്തിന്റെ ഫലമായി ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ കാമ്പ് ഉരുകുന്നതിനും നിർണായകാവസ്ഥയിലെത്തുന്നതിനും ഇടയിലുള്ള സമയം ഇടപെടാൻ കഴിയാത്തത്ര ചെറുതായിരിക്കും. ഈ അവസാന ഘട്ടം, ക്രിട്ടിക്കലിറ്റി നിലനിർത്താൻ വൈകിയ ന്യൂട്രോണുകൾ ആവശ്യമില്ലാത്തിടത്ത്, പ്രോംപ്റ്റ് ക്രിട്ടാലിറ്റി എന്നറിയപ്പെടുന്നു. സംഖ്യാ രൂപത്തിൽ വിമർശനം വിവരിക്കുന്നതിന് ഒരു സ്കെയിലുണ്ട്, അതിൽ പ്രാരംഭ വിമർശനം "പൂജ്യം ഡോളർ" എന്ന പദം കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, വേഗതയേറിയ നിർണായക പോയിന്റ് "ഒരു ഡോളർ", ഈ പ്രക്രിയയിലെ മറ്റ് പോയിന്റുകൾ "സെന്റ്" എന്നതിൽ ഇന്റർപോളേറ്റ് ചെയ്യുന്നു.

ചില റിയാക്ടറുകളിൽ, കൂളന്റ് ഒരു ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായും പ്രവർത്തിക്കുന്നു. വിഘടന സമയത്ത് പുറത്തുവിടുന്ന ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുകയും താപ ന്യൂട്രോണുകളായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ മോഡറേറ്റർ റിയാക്ടറിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളേക്കാൾ താപ ന്യൂട്രോണുകൾ വിഘടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ശീതീകരണവും ഒരു ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററാണെങ്കിൽ, താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങൾ ശീതീകരണത്തിന്റെ/മോഡറേറ്ററിന്റെ സാന്ദ്രതയെ ബാധിക്കുകയും അതിനാൽ റിയാക്റ്റർ പവർ ഔട്ട്പുട്ടിലെ മാറ്റത്തെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും. ശീതീകരണത്തിന്റെ ഉയർന്ന താപനില, സാന്ദ്രത കുറവായിരിക്കും, അതിനാൽ കാര്യക്ഷമത കുറവായിരിക്കും.

മറ്റ് തരത്തിലുള്ള റിയാക്ടറുകളിൽ, ശീതീകരണം ഒരു "ന്യൂട്രോൺ വിഷം" ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൺട്രോൾ റോഡുകളുടെ അതേ രീതിയിൽ ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. ഈ റിയാക്ടറുകളിൽ, കൂളന്റ് ചൂടാക്കി പവർ ഔട്ട്പുട്ട് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കും. ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾക്ക് സാധാരണഗതിയിൽ അടിയന്തിര ഷട്ട്ഡൗണിനായി റിയാക്ടർ അടച്ചുപൂട്ടുന്നതിന് ഓട്ടോമാറ്റിക്, മാനുവൽ സംവിധാനങ്ങളുണ്ട്. അപകടകരമായ അവസ്ഥകൾ കണ്ടെത്തുകയോ സംശയിക്കുകയോ ചെയ്താൽ വിഘടന പ്രക്രിയ നിർത്താൻ ഈ സംവിധാനങ്ങൾ റിയാക്ടറിലേക്ക് വലിയ അളവിൽ "ന്യൂട്രോൺ വിഷം" (പലപ്പോഴും ബോറിക് ആസിഡിന്റെ രൂപത്തിൽ ബോറോൺ) ഇടുന്നു.

മിക്ക തരത്തിലുള്ള റിയാക്ടറുകളും "സെനോൺ പിറ്റ്" അല്ലെങ്കിൽ "അയോഡിൻ പിറ്റ്" എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ളവയാണ്. ഒരു സാധാരണ വിഘടന ഉൽപ്പന്നം, xenon-135, റിയാക്റ്റർ അടച്ചുപൂട്ടാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ഒരു ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. xenon-135 ന്റെ ശേഖരണം നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്നത്ര ഉയർന്ന പവർ ലെവൽ നിലനിറുത്തി അതിനെ നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ ന്യൂട്രോണുകൾ ആഗിരണം ചെയ്യാവുന്നതാണ്. വിഘടനം അയോഡിൻ-135 രൂപീകരണത്തിനും കാരണമാകുന്നു, അത് ക്ഷയിച്ച് (6.57 മണിക്കൂർ അർദ്ധായുസ്സോടെ) സെനോൺ-135 ആയി മാറുന്നു. റിയാക്ടർ അടച്ചുപൂട്ടുമ്പോൾ, അയോഡിൻ-135 ജീർണിച്ച് xenon-135 ആയി മാറുന്നു, ഇത് ഒന്നോ രണ്ടോ ദിവസത്തിനുള്ളിൽ റിയാക്ടർ പുനരാരംഭിക്കുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു, കാരണം സെനോൺ -135 ദ്രവിച്ച് സീസിയം -135 ആയി മാറുന്നു, ഇത് പോലെ ഒരു ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബർ അല്ല. xenon-135. 135, 9.2 മണിക്കൂർ അർദ്ധായുസ്സ്. ഈ താൽക്കാലിക അവസ്ഥയാണ് "അയോഡിൻ കുഴി". റിയാക്ടറിന് മതിയായ അധിക പവർ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അത് പുനരാരംഭിക്കാൻ കഴിയും. കൂടുതൽ സെനോൺ -135 ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറിനേക്കാൾ കുറവായ സെനോൺ -136 ആയി മാറും, ഏതാനും മണിക്കൂറുകൾക്കുള്ളിൽ റിയാക്ടർ "സെനോൺ ബേൺ-അപ്പ് ഘട്ടം" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ, നഷ്ടപ്പെട്ട സെനോൺ-135-ന് പകരം ന്യൂട്രോണുകളുടെ ആഗിരണത്തിന് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്നതിന് കൺട്രോൾ വടികൾ റിയാക്ടറിലേക്ക് തിരുകണം. ഈ നടപടിക്രമം കൃത്യമായി പാലിക്കുന്നതിൽ പരാജയപ്പെട്ടതാണ് ചെർണോബിൽ ആണവനിലയത്തിലെ അപകടത്തിന്റെ പ്രധാന കാരണം.

മറൈൻ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളിൽ (പ്രത്യേകിച്ച് ന്യൂക്ലിയർ അന്തർവാഹിനികൾ) ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകൾ, കര അധിഷ്ഠിത പവർ റിയാക്ടറുകൾ പോലെ തന്നെ തുടർച്ചയായ പവർ മോഡിൽ പലപ്പോഴും ആരംഭിക്കാൻ കഴിയില്ല. കൂടാതെ, അത്തരം വൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ ഇന്ധനം മാറ്റാതെ തന്നെ ദീർഘകാല പ്രവർത്തനം ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഇക്കാരണത്താൽ, പല ഡിസൈനുകളിലും ഉയർന്ന സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇന്ധന ദണ്ഡുകളിൽ കത്തിക്കാവുന്ന ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബർ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം റിയാക്ടർ ഇന്ധന ചക്രം കത്തുന്നതിന്റെ തുടക്കത്തിൽ താരതമ്യേന സുരക്ഷിതമായ ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയലിന്റെ അധികമുള്ള ഒരു റിയാക്ടർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നത് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇത് പിന്നീട് പരമ്പരാഗത ദീർഘകാല ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു. (xenon-135 നേക്കാൾ കൂടുതൽ മോടിയുള്ളത്), ഇത് റിയാക്ടറിന്റെ ജീവിതത്തിലുടനീളം ക്രമേണ ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു.

എങ്ങനെയാണ് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത്?

വിഘടന സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഊർജ്ജം താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവയിൽ ചിലത് ഉപയോഗപ്രദമായ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റാം. പൊതു രീതിഈ താപ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഉപയോഗം, വെള്ളം തിളപ്പിച്ച് മർദ്ദം ഉള്ള നീരാവി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ആൾട്ടർനേറ്റർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയും വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു സ്റ്റീം ടർബൈൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു.

ആദ്യത്തെ റിയാക്ടറുകളുടെ രൂപത്തിന്റെ ചരിത്രം

1932-ൽ ന്യൂട്രോണുകൾ കണ്ടുപിടിച്ചു. ന്യൂട്രോണുകളുമായുള്ള സമ്പർക്കത്തിന്റെ ഫലമായി ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളാൽ പ്രകോപിതമായ ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ പദ്ധതി ആദ്യമായി നടപ്പിലാക്കിയത് 1933-ൽ ഹംഗേറിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലിയോ സില്ലാർഡാണ്. അടുത്ത വർഷം ലണ്ടനിലെ അഡ്മിറൽറ്റിയിൽ അദ്ദേഹം തന്റെ ലളിതമായ റിയാക്ടർ ആശയത്തിന് പേറ്റന്റിന് അപേക്ഷിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഉറവിടമായി ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ സിദ്ധാന്തം സിലാർഡിന്റെ ആശയത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, കാരണം ഈ പ്രക്രിയ ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല. ലൈറ്റ് മൂലകങ്ങളിൽ ന്യൂട്രോൺ-മധ്യസ്ഥതയുള്ള ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾക്കായുള്ള സിലാർഡിന്റെ ആശയങ്ങൾ പ്രായോഗികമല്ലെന്ന് തെളിഞ്ഞു.

യുറേനിയം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പുതിയ തരം റിയാക്ടർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രേരണയാണ് 1938-ൽ ലൈസ് മെയ്റ്റ്നർ, ഫ്രിറ്റ്സ് സ്ട്രാസ്മാൻ, ഓട്ടോ ഹാൻ എന്നിവരുടെ കണ്ടെത്തൽ, അവർ യുറേനിയത്തെ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് "ബോംബിട്ട" ചെയ്തു (ബെറിലിയത്തിന്റെ ആൽഫ ക്ഷയ പ്രതികരണം ഉപയോഗിച്ച്, "ന്യൂട്രോൺ തോക്ക്") യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ക്ഷയത്തിൽ നിന്നാണ് ഇത് ഉത്ഭവിച്ചതെന്ന് അവർ വിശ്വസിച്ചിരുന്ന ബേരിയം രൂപീകരിക്കാൻ. 1939-ന്റെ തുടക്കത്തിലെ തുടർന്നുള്ള പഠനങ്ങൾ (സിലാർഡും ഫെർമിയും) ആറ്റത്തിന്റെ വിഘടന വേളയിലും ചില ന്യൂട്രോണുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് ആറ് വർഷം മുമ്പ് സിലാർഡ് മുൻകൂട്ടി കണ്ടതുപോലെ ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ പ്രതികരണം സാധ്യമാക്കി.

1939 ഓഗസ്റ്റ് 2-ന്, യുറേനിയം വിഘടനത്തിന്റെ കണ്ടെത്തൽ "അതിശക്തമായ പുതിയ തരം ബോംബുകൾ" സൃഷ്ടിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാമെന്ന് പ്രസ്താവിച്ച് സിലാർഡ് പ്രസിഡന്റ് ഫ്രാങ്ക്ലിൻ ഡി റൂസ്‌വെൽറ്റിന് എഴുതിയ കത്തിൽ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീൻ ഒപ്പുവച്ചു. ഇത് റിയാക്ടറുകളെക്കുറിച്ചും റേഡിയോ ആക്ടീവ് ക്ഷയത്തെക്കുറിച്ചും പഠിക്കാൻ പ്രചോദനം നൽകി. സിലാർഡും ഐൻ‌സ്റ്റൈനും പരസ്പരം നന്നായി അറിയുകയും വർഷങ്ങളോളം ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്‌തു, എന്നാൽ ആണവോർജ്ജത്തിനുള്ള അത്തരമൊരു സാധ്യതയെക്കുറിച്ച് ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ ചിന്തിച്ചിരുന്നില്ല, തന്റെ അന്വേഷണത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ, സർക്കാരിന് മുന്നറിയിപ്പ് നൽകാൻ ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ-സിലാർഡ് കത്തെഴുതാൻ സിലാർഡ് അവനെ അറിയിക്കുന്നതുവരെ.

താമസിയാതെ, 1939-ൽ നാസി ജർമ്മനി പോളണ്ടിനെ ആക്രമിച്ചു, യൂറോപ്പിൽ രണ്ടാം ലോകമഹായുദ്ധം ആരംഭിച്ചു. ഔദ്യോഗികമായി, യുഎസ് ഇതുവരെ യുദ്ധത്തിലായിരുന്നില്ല, എന്നാൽ ഒക്ടോബറിൽ, ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ-സിലാർഡ് കത്ത് കൈമാറിയപ്പോൾ, "നാസികൾ ഞങ്ങളെ പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നില്ലെന്ന്" ഉറപ്പാക്കുക എന്നതാണ് പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യമെന്ന് റൂസ്‌വെൽറ്റ് കുറിച്ചു. സംശയം നിലനിന്നിരുന്നതിനാൽ (പ്രത്യേകിച്ച് ഫെർമിയിൽ നിന്ന്) പദ്ധതിക്ക് മേൽനോട്ടം വഹിച്ച സർക്കാർ ഉദ്യോഗസ്ഥരുടെ എണ്ണം കുറവായതിനാൽ, കുറച്ച് കാലതാമസത്തോടെയാണെങ്കിലും യുഎസ് ആണവ പദ്ധതി ആരംഭിച്ചു.

അടുത്ത വർഷം, ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നടത്താൻ ആവശ്യമായ യുറേനിയത്തിന്റെ അളവ് മുമ്പ് വിചാരിച്ചതിലും വളരെ കുറവാണെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുന്ന ഫ്രിഷ്-പീയർസ് മെമ്മോറാണ്ടം യു.എസ് സർക്കാരിന് ബ്രിട്ടനിൽ നിന്ന് ലഭിച്ചു. യുകെയിലെ അണുബോംബ് പദ്ധതിയിൽ പ്രവർത്തിച്ച മൗഡ് കമ്മറ്റിയുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെയാണ് മെമ്മോറാണ്ടം സൃഷ്ടിച്ചത്, പിന്നീട് "ട്യൂബ് അലോയ്‌സ്" (ട്യൂബുലാർ അലോയ്‌സ്) എന്ന കോഡ് നാമത്തിൽ അറിയപ്പെടുകയും പിന്നീട് മാൻഹട്ടൻ പ്രോജക്റ്റിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു.

ആത്യന്തികമായി, ഷിക്കാഗോ വുഡ്‌പൈൽ 1 എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ആദ്യത്തെ മനുഷ്യനിർമിത ആണവ റിയാക്ടർ, 1942-ന്റെ അവസാനത്തിൽ എൻറിക്കോ ഫെർമിയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു സംഘം ചിക്കാഗോ സർവകലാശാലയിൽ നിർമ്മിച്ചു. ഈ സമയമായപ്പോഴേക്കും, യു.എസ് ആണവ പദ്ധതി രാജ്യത്തിന്റെ പ്രവേശനത്തോടെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. യുദ്ധം. "ഷിക്കാഗോ വുഡ്പൈൽ" 1942 ഡിസംബർ 2-ന് 15 മണിക്കൂർ 25 മിനിറ്റിൽ ഒരു നിർണായക ഘട്ടത്തിലെത്തി. പ്രകൃതിദത്തമായ യുറേനിയം ഓക്സൈഡിന്റെ "ബ്രിക്വറ്റുകൾ" അല്ലെങ്കിൽ "സ്യൂഡോസ്ഫിയറുകൾ" എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫൈറ്റ് ബ്ലോക്കുകളുടെ ഒരു ശേഖരം (അതുകൊണ്ടാണ് പേര്) റിയാക്ടറിന്റെ ഫ്രെയിം തടികൊണ്ടുള്ളതായിരുന്നു.

1943 മുതൽ, ചിക്കാഗോ വുഡ്‌പൈൽ സൃഷ്ടിച്ചതിന് തൊട്ടുപിന്നാലെ, യുഎസ് സൈന്യം മാൻഹട്ടൻ പ്രോജക്റ്റിനായി ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളുടെ ഒരു പരമ്പര വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഏറ്റവും വലിയ റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം (വാഷിംഗ്ടൺ സ്റ്റേറ്റിലെ ഹാൻഫോർഡ് സമുച്ചയത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു) ആണവായുധങ്ങൾക്കായി പ്ലൂട്ടോണിയം വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുക എന്നതായിരുന്നു. ഫെർമിയും സിലാർഡും 1944 ഡിസംബർ 19-ന് റിയാക്ടറുകൾക്കായി ഒരു പേറ്റന്റ് അപേക്ഷ സമർപ്പിച്ചു. യുദ്ധകാല രഹസ്യം കാരണം ഇത് 10 വർഷം വൈകി.

"വേൾഡ്സ് ഫസ്റ്റ്" - ഈ ലിഖിതം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് EBR-I റിയാക്ടറിന്റെ സ്ഥലത്താണ്, അത് ഇപ്പോൾ ഐഡഹോയിലെ ആർക്കോ നഗരത്തിനടുത്തുള്ള ഒരു മ്യൂസിയമാണ്. യഥാർത്ഥത്തിൽ "ഷിക്കാഗോ വുഡ്‌പൈൽ-4" എന്ന് പേരിട്ടിരുന്ന ഈ റിയാക്ടർ അരെഗോൺ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിക്ക് വേണ്ടി വാൾട്ടർ സിന്നിന്റെ നിർദ്ദേശപ്രകാരമാണ് നിർമ്മിച്ചത്. ഈ പരീക്ഷണാത്മക ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ യുഎസ് ആറ്റോമിക് എനർജി കമ്മീഷന്റെ പക്കലായിരുന്നു. 1951 ഡിസംബർ 20-ന് നടത്തിയ പരിശോധനയിൽ റിയാക്ടർ 0.8 kW പവറും അടുത്ത ദിവസം 100 kW പവർ (ഇലക്ട്രിക്കൽ) ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ചു, 200 kW (ഇലക്ട്രിക്കൽ പവർ) ഡിസൈൻ ശേഷി.

ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ സൈനിക ഉപയോഗത്തിന് പുറമേ, സമാധാനപരമായ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ആണവോർജത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം തുടരുന്നതിന് രാഷ്ട്രീയ കാരണങ്ങളും ഉണ്ടായിരുന്നു. അമേരിക്കൻ പ്രസിഡൻറ് ഡ്വൈറ്റ് ഐസൻഹോവർ അത് ചെയ്തു പ്രസിദ്ധമായ പ്രസംഗം 1953 ഡിസംബർ 8 ന് UN ജനറൽ അസംബ്ലിയിൽ "ആറ്റംസ് ഫോർ പീസ്" ഈ നയതന്ത്ര നീക്കം യുഎസിലും ലോകമെമ്പാടും റിയാക്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വ്യാപനത്തിലേക്ക് നയിച്ചു.

1954 ജൂൺ 27 ന് സോവിയറ്റ് യൂണിയനിൽ ആരംഭിച്ച ഒബ്നിൻസ്കിലെ AM-1 ആണവ നിലയമാണ് സിവിലിയൻ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി നിർമ്മിച്ച ആദ്യത്തെ ആണവ നിലയം. ഇത് ഏകദേശം 5 മെഗാവാട്ട് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിച്ചു.

രണ്ടാം ലോകമഹായുദ്ധത്തിനുശേഷം, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കായി യുഎസ് സൈന്യം മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി നോക്കി. കരസേനയിലും വ്യോമസേനയിലും നടത്തിയ പഠനങ്ങൾ നടപ്പാക്കിയില്ല; എന്നിരുന്നാലും, 1955 ജനുവരി 17-ന് യുഎസ്എസ് നോട്ടിലസ് (എസ്എസ്എൻ-571) എന്ന ആണവ അന്തർവാഹിനി വിക്ഷേപിച്ച് യുഎസ് നാവികസേന വിജയിച്ചു.

ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ ആണവ നിലയം (ഇംഗ്ലണ്ടിലെ സെല്ലഫീൽഡിലെ കാൽഡർ ഹാൾ) 50 മെഗാവാട്ട് (പിന്നീട് 200 മെഗാവാട്ട്) പ്രാരംഭ ശേഷിയിൽ 1956-ൽ തുറന്നു.

ആദ്യത്തെ പോർട്ടബിൾ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ "Alco PM-2A" 1960 മുതൽ യുഎസ് സൈനിക താവളമായ "ക്യാമ്പ് സെഞ്ച്വറി" യിൽ വൈദ്യുതി (2 MW) ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഒരു ആണവ നിലയത്തിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ

മിക്ക തരത്തിലുള്ള ആണവ നിലയങ്ങളുടെയും പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണ്:

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ ഘടകങ്ങൾ

• ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം (ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ കോർ; ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർ)
• ന്യൂട്രോണുകളുടെ പ്രാരംഭ ഉറവിടം
• ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബർ
• ന്യൂട്രോൺ തോക്ക് (ഓഫാക്കിയ ശേഷം പ്രതികരണം പുനരാരംഭിക്കുന്നതിന് ന്യൂട്രോണുകളുടെ സ്ഥിരമായ ഉറവിടം നൽകുന്നു)
• തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം (പലപ്പോഴും ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററും കൂളന്റും ഒന്നുതന്നെയാണ്, സാധാരണയായി ശുദ്ധീകരിച്ച വെള്ളം)
• നിയന്ത്രണ തണ്ടുകൾ
• ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ വെസൽ (NRC)

ബോയിലർ വാട്ടർ പമ്പ്

• സ്റ്റീം ജനറേറ്ററുകൾ (തിളച്ച വെള്ളം റിയാക്ടറുകളിൽ അല്ല)
• സ്റ്റീം ടർബൈൻ
• വൈദ്യുതി ജനറേറ്റർ
• കപ്പാസിറ്റർ
• കൂളിംഗ് ടവർ (എല്ലായ്പ്പോഴും ആവശ്യമില്ല)
• റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യ സംസ്കരണ സംവിധാനം (റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യ സംസ്കരണ പ്ലാന്റിന്റെ ഭാഗം)
• ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം റീലോഡിംഗ് സൈറ്റ്
• ഇന്ധന കുളം ചെലവഴിച്ചു

റേഡിയേഷൻ സുരക്ഷാ സംവിധാനം

• റെക്ടർ സംരക്ഷണ സംവിധാനം (SZR)
• അടിയന്തര ഡീസൽ ജനറേറ്ററുകൾ
• റിയാക്ടർ കോർ എമർജൻസി കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം (ECCS)
• എമർജൻസി ഫ്ലൂയിഡ് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റം (ബോറോൺ എമർജൻസി ഇഞ്ചക്ഷൻ, തിളച്ച വെള്ള റിയാക്ടറുകളിൽ മാത്രം)
• ഉത്തരവാദിത്തമുള്ള ഉപഭോക്താക്കൾക്കുള്ള സേവന ജലവിതരണ സംവിധാനം (SOTVOP)

സംരക്ഷണ ഷെൽ

• റിമോട്ട് കൺട്രോൾ
• അടിയന്തര ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ
• ആണവ പരിശീലന സമുച്ചയം (ചട്ടം പോലെ, നിയന്ത്രണ പാനലിന്റെ ഒരു സിമുലേഷൻ ഉണ്ട്)

ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ തരങ്ങൾ

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളെ പല തരത്തിൽ തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു; സംഗ്രഹംഈ വർഗ്ഗീകരണ രീതികൾ ചുവടെ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

മോഡറേറ്ററിന്റെ തരം അനുസരിച്ച് ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

ഉപയോഗിച്ച തെർമൽ റിയാക്ടറുകൾ:

• ഗ്രാഫൈറ്റ് റിയാക്ടറുകൾ
  
• സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകൾ
• കനത്ത ജല റിയാക്ടറുകൾ(കാനഡ, ഇന്ത്യ, അർജന്റീന, ചൈന, പാകിസ്ഥാൻ, റൊമാനിയ, ദക്ഷിണ കൊറിയ എന്നിവിടങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു).
• ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകൾ(എൽവിആർ). ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകൾ (ഏറ്റവും സാധാരണമായ തരം തെർമൽ റിയാക്ടർ) റിയാക്ടറുകളെ നിയന്ത്രിക്കാനും തണുപ്പിക്കാനും സാധാരണ വെള്ളം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ജലത്തിന്റെ താപനില ഉയരുകയാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ സാന്ദ്രത കുറയുന്നു, കൂടുതൽ ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്‌സിന്റെ വേഗത കുറയുന്നു. ഈ നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ നിരക്ക് സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റ്, ഹെവി വാട്ടർ റിയാക്ടറുകൾ ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളേക്കാൾ തീവ്രതയോടെ ചൂടാക്കുന്നു. അധിക ചൂട് കാരണം, അത്തരം റിയാക്ടറുകൾക്ക് സ്വാഭാവിക യുറേനിയം/സമ്പുഷ്ടമാക്കാത്ത ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കാം.
• ലൈറ്റ് എലമെന്റ് മോഡറേറ്റർമാരെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയാക്ടറുകൾ.
• ഉരുകിയ ഉപ്പ് മോഡറേറ്റഡ് റിയാക്ടറുകൾ(MSR) LiF, BEF2 കൂളന്റ്/ഫ്യൂവൽ മാട്രിക്സ് ലവണങ്ങളുടെ ഭാഗമായ ലിഥിയം അല്ലെങ്കിൽ ബെറിലിയം പോലുള്ള പ്രകാശ മൂലകങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യത്താൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.
• ദ്രാവക ലോഹ കൂളറുകളുള്ള റിയാക്ടറുകൾ, ഈയത്തിന്റെയും ബിസ്മത്തിന്റെയും മിശ്രിതമാണ് കൂളന്റ്, അവിടെ ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറിൽ BeO ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിക്കാം.
• ഓർഗാനിക് മോഡറേറ്റർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയാക്ടറുകൾ(OMR) ഡിഫെനൈലും ടെർഫിനൈലും മോഡറേറ്ററായും കൂളന്റ് ഘടകങ്ങളായും ഉപയോഗിക്കുക.

ശീതീകരണ തരം അനുസരിച്ച് ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

• വാട്ടർ കൂൾഡ് റിയാക്ടർ. അമേരിക്കയിൽ 104 റിയാക്ടറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ട്. ഇതിൽ 69 എണ്ണം പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളും (PWRs) 35 തിളയ്ക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറുകളുമാണ് (BWRs). പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ (PWRs) എല്ലാ പാശ്ചാത്യ ആണവ നിലയങ്ങളിലും ഭൂരിഭാഗവും ഉണ്ടാക്കുന്നു. RVD തരത്തിന്റെ പ്രധാന സ്വഭാവം ഒരു സൂപ്പർചാർജറിന്റെ സാന്നിധ്യമാണ്, ഒരു പ്രത്യേക ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള പാത്രം. മിക്ക വാണിജ്യ ഉയർന്ന മർദ്ദ റിയാക്ടറുകളും നേവൽ റിയാക്ടർ പ്ലാന്റുകളും സൂപ്പർചാർജറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണ പ്രവർത്തന സമയത്ത്, ബ്ലോവർ ഭാഗികമായി വെള്ളത്തിൽ നിറയും, അതിന് മുകളിൽ ഒരു നീരാവി കുമിള നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഇമ്മർഷൻ ഹീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വെള്ളം ചൂടാക്കി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. സാധാരണ മോഡിൽ, സൂപ്പർചാർജർ റിയാക്ടറിന്റെ (എച്ച്ആർവി) പ്രഷർ വെസലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ റിയാക്ടറിലെ ജലത്തിന്റെ അളവിൽ മാറ്റമുണ്ടായാൽ പ്രഷർ കോമ്പൻസേറ്റർ ഒരു അറ നൽകുന്നു. ഹീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കോമ്പൻസേറ്ററിലെ നീരാവി മർദ്ദം കൂട്ടുകയോ കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്തുകൊണ്ട് റിയാക്ടറിലെ മർദ്ദത്തിന്റെ നിയന്ത്രണം അത്തരമൊരു പദ്ധതിയും നൽകുന്നു.

• ഉയർന്ന മർദ്ദം കനത്ത ജല റിയാക്ടറുകൾമർദ്ദം, ഒറ്റപ്പെട്ട താപ ചക്രം എന്നിവയുടെ തത്വങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച് വിവിധതരം മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകളിൽ (PWR) ഉൾപ്പെടുന്നു, കനത്ത വെള്ളം ഒരു ശീതീകരണമായും മോഡറേറ്ററായും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സാമ്പത്തികമായി പ്രയോജനകരമാണ്.
• ചുട്ടുതിളക്കുന്ന വെള്ളം റിയാക്ടർ(BWR). തിളയ്ക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറുകളുടെ മാതൃകകൾ പ്രധാന റിയാക്റ്റർ പാത്രത്തിന്റെ അടിയിലുള്ള ഇന്ധന തണ്ടുകൾക്ക് ചുറ്റും തിളച്ച വെള്ളത്തിന്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. ചുട്ടുതിളക്കുന്ന ജല റിയാക്ടർ യുറേനിയം ഡയോക്സൈഡിന്റെ രൂപത്തിൽ സമ്പുഷ്ടമായ 235U ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉരുക്ക് പാത്രത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന തണ്ടുകളിൽ ഇന്ധനം ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് വെള്ളത്തിൽ മുക്കിയിരിക്കും. ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ പ്രക്രിയ വെള്ളം തിളപ്പിക്കുകയും നീരാവി രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ നീരാവി ടർബൈനുകളിലെ പൈപ്പ് ലൈനുകളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ടർബൈനുകൾ നീരാവി ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, ഈ പ്രക്രിയ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. സാധാരണ പ്രവർത്തന സമയത്ത്, റിയാക്ടർ പ്രഷർ പാത്രത്തിൽ നിന്ന് ടർബൈനിലേക്ക് ഒഴുകുന്ന നീരാവിയുടെ അളവാണ് മർദ്ദം നിയന്ത്രിക്കുന്നത്.
• പൂൾ തരം റിയാക്ടർ
• ലിക്വിഡ് മെറ്റൽ കൂളന്റ് ഉള്ള റിയാക്ടർ. വെള്ളം ഒരു ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായതിനാൽ, വേഗതയേറിയ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറിൽ ഇത് ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല. ലിക്വിഡ് മെറ്റൽ കൂളന്റുകളിൽ സോഡിയം, നാകെ, ലെഡ്, ലെഡ്-ബിസ്മത്ത് യൂടെക്റ്റിക്, ആദ്യകാല റിയാക്ടറുകൾക്ക് മെർക്കുറി എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
• സോഡിയം കൂളന്റുള്ള ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ.
• ലെഡ് കൂളന്റ് ഉള്ള ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളിൽ റിയാക്ടർ.
• ഗ്യാസ് കൂൾഡ് റിയാക്ടറുകൾഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഘടനകളിൽ ഹീലിയം ഉപയോഗിച്ച് വിഭാവനം ചെയ്ത നിഷ്ക്രിയ വാതകം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കുന്നു. അതേ സമയം, ബ്രിട്ടീഷ്, ഫ്രഞ്ച് ആണവ നിലയങ്ങളിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നേരത്തെ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. നൈട്രജനും ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. താപത്തിന്റെ ഉപയോഗം റിയാക്ടറിന്റെ തരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ചില റിയാക്ടറുകൾ വളരെ ചൂടുള്ളതിനാൽ വാതകത്തിന് നേരിട്ട് ഗ്യാസ് ടർബൈൻ ഓടിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു സ്റ്റീം ടർബൈനിനായി നീരാവി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനായി ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിലൂടെ വാതകം കടത്തിവിടുന്നത് പഴയ റിയാക്ടർ ഡിസൈനുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
• ഉരുകിയ ഉപ്പ് റിയാക്ടറുകൾ(എംഎസ്ആർ) ഉരുകിയ ഉപ്പ് (സാധാരണയായി FLiBe പോലുള്ള ഫ്ലൂറൈഡ് ലവണങ്ങളുടെ യൂടെക്റ്റിക് മിശ്രിതങ്ങൾ) ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കുന്നു. ഒരു സാധാരണ എംഎസ്ആറിൽ, ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയൽ അലിഞ്ഞുചേർന്ന ഒരു മാട്രിക്സ് ആയും കൂളന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളുടെ തലമുറകൾ

• ഒന്നാം തലമുറ റിയാക്ടർ(ആദ്യകാല പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ, ഗവേഷണ റിയാക്ടറുകൾ, വാണിജ്യേതര പവർ റിയാക്ടറുകൾ)
• രണ്ടാം തലമുറ റിയാക്ടർ(ഏറ്റവും ആധുനിക ആണവ നിലയങ്ങൾ 1965-1996)
• മൂന്നാം തലമുറ റിയാക്ടർ(നിലവിലുള്ള ഡിസൈനുകളുടെ പരിണാമപരമായ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ 1996-ഇപ്പോൾ)
• നാലാം തലമുറ റിയാക്ടർ(സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഇപ്പോഴും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, അജ്ഞാതമായ ആരംഭ തീയതി, ഒരുപക്ഷേ 2030)

2003-ൽ, ഫ്രഞ്ച് കമ്മീഷണേറ്റ് ഫോർ അറ്റോമിക് എനർജി (CEA) അതിന്റെ ന്യൂക്ലിയോണിക്സ് വാരത്തിൽ ആദ്യമായി "Gen II" എന്ന പദവി അവതരിപ്പിച്ചു.

ജനറേഷൻ IV ഇന്റർനാഷണൽ ഫോറം (GIF) ആരംഭിക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് 2000-ൽ "Gen III" എന്നതിന്റെ ആദ്യ പരാമർശം ഉണ്ടായി.

"Gen IV" 2000-ൽ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റ് ഓഫ് എനർജി (DOE) പുതിയ തരം പവർ പ്ലാന്റുകളുടെ വികസനത്തിനായി പരാമർശിച്ചു.

ഇന്ധനത്തിന്റെ തരം അനുസരിച്ച് ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

• ഖര ഇന്ധന റിയാക്ടർ
• ദ്രാവക ഇന്ധന റിയാക്ടർ
• ഹോമോജീനിയസ് വാട്ടർ കൂൾഡ് റിയാക്ടർ
• ഉരുകിയ ഉപ്പ് റിയാക്ടർ
• വാതകത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകൾ (സൈദ്ധാന്തികമായി)

ഉദ്ദേശ്യമനുസരിച്ച് ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

• വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം
• ചെറിയ ക്ലസ്റ്റർ റിയാക്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ആണവ നിലയങ്ങൾ
• സ്വയം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ (ആണവ നിലയങ്ങൾ കാണുക)
• ന്യൂക്ലിയർ ഓഫ്‌ഷോർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ
• വിവിധ നിർദ്ദിഷ്ട തരം റോക്കറ്റ് എഞ്ചിനുകൾ
• താപത്തിന്റെ മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങൾ
• ഉപ്പുനീക്കം
• ഗാർഹികവും വ്യാവസായികവുമായ ചൂടാക്കലിനായി താപ ഉത്പാദനം
• ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം
• മൂലക പരിവർത്തനത്തിനുള്ള പ്രൊഡക്ഷൻ റിയാക്ടറുകൾ
• ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ സമയത്ത് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ വിള്ളൽ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിവുള്ള ബ്രീഡർ റിയാക്ടറുകൾ (മാതൃ ഐസോടോപ്പുകൾ U-238 Pu-239 ആക്കി അല്ലെങ്കിൽ Th-232 ലേക്ക് U-233 ആക്കി മാറ്റുന്നതിലൂടെ). അങ്ങനെ, ഒരു സൈക്കിൾ പ്രവർത്തിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, യുറേനിയം ബ്രീഡർ റിയാക്ടറിന് സ്വാഭാവികമോ അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞുപോയതോ ആയ യുറേനിയം ഉപയോഗിച്ച് ആവർത്തിച്ച് ഇന്ധനം നിറയ്ക്കാൻ കഴിയും. അതാകട്ടെ, തോറിയം ബ്രീഡർ റിയാക്ടറിൽ വീണ്ടും തോറിയം നിറയ്ക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രാരംഭ വിതരണം ആവശ്യമാണ്.
• സ്മോക്ക് ഡിറ്റക്ടറുകളിലും കൊബാൾട്ട്-60, മോളിബ്ഡിനം-99 എന്നിവയിലും മറ്റുള്ളവയിലും ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള അമേരിക്കിയം പോലുള്ള വിവിധ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് ട്രേസറായും ചികിത്സയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ആയുധ-ഗ്രേഡ് പ്ലൂട്ടോണിയം പോലെയുള്ള ആണവായുധങ്ങൾക്കുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ഉത്പാദനം
• ന്യൂട്രോൺ വികിരണത്തിന്റെ ഉറവിടം (ഉദാഹരണത്തിന്, ലേഡി ഗോഡിവ പൾസ്ഡ് റിയാക്ടർ), പോസിട്രോൺ വികിരണം (ഉദാഹരണത്തിന്, ന്യൂട്രോൺ ആക്റ്റിവേഷൻ വിശകലനം, പൊട്ടാസ്യം-ആർഗൺ ഡേറ്റിംഗ്)
• ഗവേഷണ റിയാക്ടർ: സാധാരണഗതിയിൽ, റിയാക്ടറുകൾ ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണത്തിനും അധ്യാപനത്തിനും മെറ്റീരിയൽ പരിശോധനയ്ക്കും അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിനും വ്യവസായത്തിനും വേണ്ടിയുള്ള റേഡിയോ ഐസോടോപ്പുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിനോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പവർ റിയാക്ടറുകളേക്കാളും കപ്പൽ റിയാക്ടറുകളേക്കാളും വളരെ ചെറുതാണ് അവ. ഈ റിയാക്ടറുകളിൽ പലതും യൂണിവേഴ്സിറ്റി കാമ്പസുകളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു. 56 രാജ്യങ്ങളിലായി 280 ഓളം റിയാക്ടറുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ട്. ചിലത് ഉയർന്ന സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം ഇന്ധനം ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. കുറഞ്ഞ സമ്പുഷ്ടമായ ഇന്ധനങ്ങൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നു.

ആധുനിക ആണവ റിയാക്ടറുകൾ

പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകൾ (PWR)

ഈ റിയാക്ടറുകൾ ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം, നിയന്ത്രണ വടികൾ, മോഡറേറ്റർ, കൂളന്റ് എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളാൻ ഒരു മർദ്ദം ഉപയോഗിക്കുന്നു. റിയാക്ടറുകൾ തണുപ്പിക്കുകയും ന്യൂട്രോണുകളെ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ ദ്രാവക ജലം ഉപയോഗിച്ച് മോഡറേറ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രഷർ പാത്രത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കുന്ന ചൂടുള്ള റേഡിയോ ആക്ടീവ് വെള്ളം സ്റ്റീം ജനറേറ്റർ സർക്യൂട്ടിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, ഇത് ദ്വിതീയ (റേഡിയോ ആക്ടീവ് അല്ലാത്ത) സർക്യൂട്ടിനെ ചൂടാക്കുന്നു. ആധുനിക റിയാക്ടറുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഈ റിയാക്ടറുകളാണ്. ഇതാണ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്റ്റർ തപീകരണ ഡിസൈൻ ഉപകരണം, അതിൽ ഏറ്റവും പുതിയത് VVER-1200, അഡ്വാൻസ്ഡ് പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടർ, യൂറോപ്യൻ പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടർ എന്നിവയാണ്. യുഎസ് നേവി റിയാക്ടറുകൾ ഇത്തരത്തിലുള്ളതാണ്.

തിളയ്ക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറുകൾ (BWRs)

ചുട്ടുതിളക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറുകൾ ഒരു നീരാവി ജനറേറ്റർ ഇല്ലാതെ സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകൾക്ക് സമാനമാണ്. ചുട്ടുതിളക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറുകൾ ജലത്തെ കൂളന്റായും ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർ പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടറായും ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ കുറഞ്ഞ മർദ്ദത്തിൽ, ഇത് ബോയിലറിനുള്ളിൽ വെള്ളം തിളപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ടർബൈനുകളായി മാറുന്ന നീരാവി സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, പ്രാഥമിക, ദ്വിതീയ സർക്യൂട്ട് ഇല്ല. ഈ റിയാക്ടറുകളുടെ ചൂടാക്കൽ ശേഷി ഉയർന്നതായിരിക്കും, അവ രൂപകൽപ്പനയിൽ ലളിതവും കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതും സുരക്ഷിതവുമായിരിക്കും. ഇതൊരു തെർമൽ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ ഉപകരണമാണ്, അവയിൽ ഏറ്റവും പുതിയത് വിപുലമായ ചുട്ടുതിളക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറും സാമ്പത്തികമായി ലളിതമാക്കിയ തിളയ്ക്കുന്ന ജല ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുമാണ്.

പ്രഷറൈസ്ഡ് ഹെവി വാട്ടർ മോഡറേറ്റഡ് റിയാക്ടർ (PHWR)

ഒരു കനേഡിയൻ ഡിസൈൻ (CANDU എന്നറിയപ്പെടുന്നു), ഇവ സമ്മർദ്ദമുള്ള കനത്ത ജലത്തിന്റെ മോഡറേറ്റഡ് റിയാക്ടറുകളാണ്. പ്രഷറൈസ്ഡ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളിലേതുപോലെ ഒരൊറ്റ പ്രഷർ പാത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുപകരം, നൂറുകണക്കിന് ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള ചാനലുകളിലാണ് ഇന്ധനം. ഈ റിയാക്ടറുകൾ സ്വാഭാവിക യുറേനിയത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അവ താപ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകളാണ്. കനത്ത ജല റിയാക്ടറുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഇന്ധനം നിറയ്ക്കാൻ കഴിയും പൂർണ്ണ ശക്തി, യുറേനിയം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അവ വളരെ കാര്യക്ഷമമാക്കുന്നു (ഇത് കാമ്പിലെ ഒഴുക്കിന്റെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു). കാനഡ, അർജന്റീന, ചൈന, ഇന്ത്യ, പാകിസ്ഥാൻ, റൊമാനിയ, ദക്ഷിണ കൊറിയ എന്നിവിടങ്ങളിൽ ഹെവി വാട്ടർ CANDU റിയാക്ടറുകൾ നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്. 1974 ലെ "സ്‌മൈലിംഗ് ബുദ്ധ" ആണവായുധ പരീക്ഷണത്തെത്തുടർന്ന് കനേഡിയൻ ഗവൺമെന്റ് ഇന്ത്യയുമായുള്ള ആണവ ബന്ധം അവസാനിപ്പിച്ചതിന് ശേഷം നിർമ്മിച്ച "CANDU-ഡെറിവേറ്റീവുകൾ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന നിരവധി ഹെവി വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളും ഇന്ത്യ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു.

ഹൈ പവർ ചാനൽ റിയാക്ടർ (RBMK)

സോവിയറ്റ് വികസനം, പ്ലൂട്ടോണിയം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, അതുപോലെ തന്നെ വൈദ്യുതിയും. RBMK-കൾ ജലത്തെ ശീതീകരണമായും ഗ്രാഫൈറ്റ് ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. RBMK-കൾ ചില കാര്യങ്ങളിൽ CANDU- കൾക്ക് സമാനമാണ്, കാരണം അവ സേവനത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ റീചാർജ് ചെയ്യാനും പ്രഷർ പാത്രത്തിന് പകരം പ്രഷർ ട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും (മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകളിൽ ചെയ്യുന്നത് പോലെ). എന്നിരുന്നാലും, CANDU-വിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അവ വളരെ അസ്ഥിരവും വലുതുമാണ്, ഇത് റിയാക്ടർ തൊപ്പി ചെലവേറിയതാക്കുന്നു. ചെർണോബിൽ ദുരന്തത്തിന് ശേഷം ഈ പോരായ്മകളിൽ ചിലത് പരിഹരിച്ചെങ്കിലും RBMK ഡിസൈനുകളിൽ ഗുരുതരമായ നിരവധി സുരക്ഷാ പോരായ്മകളും കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഇളം വെള്ളവും സമ്പുഷ്ടമാക്കാത്ത യുറേനിയവുമാണ് ഇവയുടെ പ്രധാന സവിശേഷത. 2010-ലെ കണക്കനുസരിച്ച്, 11 റിയാക്ടറുകൾ തുറന്നിരിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും മെച്ചപ്പെട്ട സുരക്ഷയും യുഎസ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റ് ഓഫ് എനർജി പോലുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര സുരക്ഷാ സംഘടനകളുടെ പിന്തുണയും കാരണം. ഈ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, RBMK റിയാക്ടറുകൾ ഇപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കേണ്ട ഏറ്റവും അപകടകരമായ റിയാക്ടർ ഡിസൈനുകളിലൊന്നായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ആർബിഎംകെ റിയാക്ടറുകൾ മുൻ സോവിയറ്റ് യൂണിയനിൽ മാത്രമാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്.

ഗ്യാസ് കൂൾഡ് റിയാക്ടറും (ജിസിആർ) അഡ്വാൻസ്ഡ് ഗ്യാസ് കൂൾഡ് റിയാക്ടറും (എജിആർ)

അവർ സാധാരണയായി ഒരു ഗ്രാഫൈറ്റ് ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററും ഒരു CO2 കൂളറും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനില കാരണം, സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകളേക്കാൾ ചൂട് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ദക്ഷതയുണ്ടാകും. ഈ രൂപകൽപ്പനയുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ നിരവധി റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട്, പ്രധാനമായും യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിൽ, ഈ ആശയം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. പഴയ സംഭവവികാസങ്ങൾ (അതായത് Magnox സ്റ്റേഷനുകൾ) ഒന്നുകിൽ അടച്ചിരിക്കും അല്ലെങ്കിൽ സമീപഭാവിയിൽ അടച്ചിരിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, മെച്ചപ്പെട്ട ഗ്യാസ്-കൂൾഡ് റിയാക്ടറുകൾക്ക് 10 മുതൽ 20 വർഷം വരെ പ്രവർത്തന ആയുസ്സ് കണക്കാക്കുന്നു. ഈ തരത്തിലുള്ള റിയാക്ടറുകൾ തെർമൽ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകളാണ്. കാമ്പിന്റെ വലിയ അളവ് കാരണം അത്തരം റിയാക്ടറുകൾ ഡീകമ്മീഷൻ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പണച്ചെലവ് ഉയർന്നതായിരിക്കും.

ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ (LMFBR)

ഈ റിയാക്ടറിന്റെ രൂപകൽപ്പന ഒരു മോഡറേറ്റർ ഇല്ലാതെ ദ്രാവക ലോഹത്താൽ തണുപ്പിക്കുകയും അത് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഇന്ധനം ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ന്യൂട്രോൺ ക്യാപ്‌ചർ സമയത്ത് വിള്ളൽ ഇന്ധനം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ അവ ഇന്ധനത്തെ "പ്രജനനം" ചെയ്യുന്നുവെന്ന് പറയപ്പെടുന്നു. അത്തരം റിയാക്ടറുകൾക്ക് കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകളുടെ അതേ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, വർദ്ധിച്ച മർദ്ദത്തിന് അവ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകേണ്ടതുണ്ട്, കാരണം വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പോലും അധിക സമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കാത്ത ദ്രാവക ലോഹമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. USSR-ലെ BN-350, BN-600 എന്നിവയും ഫ്രാൻസിലെ സൂപ്പർഫീനിക്സും ഈ തരത്തിലുള്ള റിയാക്ടറുകളായിരുന്നു, അമേരിക്കയിലെ ഫെർമി I പോലെ. 1995-ൽ സോഡിയം ചോർച്ച മൂലം തകരാറിലായ ജപ്പാനിലെ മോഞ്ജു റിയാക്ടർ 2010 മെയ് മാസത്തിൽ പ്രവർത്തനം പുനരാരംഭിച്ചു. ഈ റിയാക്ടറുകളെല്ലാം ദ്രാവക സോഡിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു/ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ റിയാക്ടറുകൾ വേഗതയേറിയ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകളാണ്, അവ തെർമൽ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകളുടേതല്ല. ഈ റിയാക്ടറുകൾ രണ്ട് തരത്തിലാണ്:

ഈയം തണുത്തു

ലിക്വിഡ് ലോഹമായി ലെഡിന്റെ ഉപയോഗം മികച്ച റേഡിയേഷൻ ഷീൽഡിംഗ് നൽകുകയും വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, ലെഡ് (മിക്കവാറും) ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് സുതാര്യമാണ്, അതിനാൽ കുറച്ച് ന്യൂട്രോണുകൾ ശീതീകരണത്തിലേക്ക് നഷ്ടപ്പെടുകയും ശീതീകരണത്തിന് റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആകാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സോഡിയത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഈയം പൊതുവെ നിഷ്ക്രിയമാണ്, അതിനാൽ സ്ഫോടനമോ അപകടമോ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്, എന്നാൽ അത്തരം വലിയ അളവിലുള്ള ലെഡ് വിഷാംശത്തിനും മാലിന്യ നിർമാർജന പ്രശ്നങ്ങൾക്കും കാരണമാകും. പലപ്പോഴും ലെഡ്-ബിസ്മത്ത് യൂടെക്റ്റിക് മിശ്രിതങ്ങൾ ഇത്തരത്തിലുള്ള റിയാക്ടറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ബിസ്മത്ത് വികിരണത്തിന് ഒരു ചെറിയ തടസ്സം സൃഷ്ടിക്കും, കാരണം ഇത് ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് പൂർണ്ണമായും സുതാര്യമല്ല, മാത്രമല്ല ഈയത്തേക്കാൾ എളുപ്പത്തിൽ മറ്റൊരു ഐസോടോപ്പിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യും. റഷ്യൻ ആൽഫ-ക്ലാസ് അന്തർവാഹിനി അതിന്റെ പ്രധാന ഊർജ്ജോത്പാദന സംവിധാനമായി ലെഡ്-ബിസ്മത്ത്-കൂൾഡ് ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

സോഡിയം തണുത്തു

മിക്ക ലിക്വിഡ് മെറ്റൽ ബ്രീഡിംഗ് റിയാക്ടറുകളും (LMFBRs) ഇത്തരത്തിലുള്ളവയാണ്. സോഡിയം ലഭിക്കുന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പമുള്ളതും പ്രവർത്തിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്, കൂടാതെ റിയാക്ടറിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങൾ അതിൽ മുക്കിയിരിക്കുന്നത് തടയാനും ഇത് സഹായിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ജലവുമായുള്ള സമ്പർക്കത്തിൽ സോഡിയം അക്രമാസക്തമായി പ്രതികരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്, എന്നിരുന്നാലും അത്തരം സ്ഫോടനങ്ങൾ SCWR-കളിൽ നിന്നോ RWD-കളിൽ നിന്നോ ഉള്ള സൂപ്പർഹീറ്റഡ് ലിക്വിഡ് ചോർച്ചയേക്കാൾ കൂടുതൽ ശക്തമാകില്ല. ഈ തരത്തിലുള്ള ആദ്യത്തെ റിയാക്ടറാണ് EBR-I, കാമ്പിൽ ഒരു ഉരുകൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ബോൾ-ബെഡ് റിയാക്ടർ (PBR)

അവർ സെറാമിക് ബോളുകളിലേക്ക് അമർത്തി ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ വാതകം പന്തുകളിലൂടെ പ്രചരിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, അവ ചെലവുകുറഞ്ഞതും നിലവാരമുള്ളതുമായ ഇന്ധനത്തോടുകൂടിയ കാര്യക്ഷമവും അപ്രസക്തവും വളരെ സുരക്ഷിതവുമായ റിയാക്ടറുകളാണ്. AVR റിയാക്ടറായിരുന്നു പ്രോട്ടോടൈപ്പ്.

ഉരുകിയ ഉപ്പ് റിയാക്ടറുകൾ

അവയിൽ, ഇന്ധനം ഫ്ലൂറൈഡ് ലവണങ്ങളിൽ ലയിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ലൂറൈഡുകൾ ഒരു ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങൾ, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത എന്നിവ വാഹനങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ശ്രദ്ധേയമെന്നു പറയട്ടെ, അവയ്ക്ക് കാമ്പിൽ ഉയർന്ന മർദ്ദമോ ജ്വലന ഘടകങ്ങളോ ഉള്ള ഭാഗങ്ങളില്ല. MSRE റിയാക്ടറായിരുന്നു പ്രോട്ടോടൈപ്പ്, അതിൽ ഒരു തോറിയം ഫ്യൂവൽ സൈക്കിളും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഒരു ബ്രീഡർ റിയാക്‌റ്റർ എന്ന നിലയിൽ, യുറേനിയം, ട്രാൻസ്‌യുറേനിയം മൂലകങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കുന്ന ഇന്ധനം വീണ്ടും സംസ്‌കരിക്കുന്നു, നിലവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന യുറേനിയം ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് 0.1% ട്രാൻസ്‌യുറേനിയം മാലിന്യങ്ങൾ മാത്രമേ അവശേഷിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ. ഒരു പ്രത്യേക പ്രശ്നം റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഫിഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ്, അവ റീസൈക്കിൾ ചെയ്യപ്പെടാത്തതും പരമ്പരാഗത റിയാക്ടറുകളിൽ സംസ്കരിക്കേണ്ടതുമാണ്.

അക്വസ് ഹോമോജീനിയസ് റിയാക്ടർ (AHR)

ഈ റിയാക്ടറുകൾ ലയിക്കുന്ന ലവണങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച് ഒരു കൂളന്റും ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററും ചേർന്നതാണ്.

നൂതന ആണവ സംവിധാനങ്ങളും പദ്ധതികളും

വിപുലമായ റിയാക്ടറുകൾ

ഒരു ഡസനിലധികം നൂതന റിയാക്ടർ പദ്ധതികൾ വികസനത്തിന്റെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിലാണ്. ഇവയിൽ ചിലത് ആർഡബ്ല്യുഡി, ബിഡബ്ല്യുആർ, പിഎച്ച്ഡബ്ല്യുആർ ഡിസൈനുകളിൽ നിന്ന് വികസിച്ചവയാണ്, ചിലത് കൂടുതൽ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേതിൽ അഡ്വാൻസ്ഡ് ബോയിലിംഗ് വാട്ടർ റിയാക്ടർ (എബിഡബ്ല്യുആർ) (അവയിൽ രണ്ടെണ്ണം നിലവിൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമാണ്, മറ്റുള്ളവ നിർമ്മാണത്തിലാണ്), കൂടാതെ ആസൂത്രണം ചെയ്ത ഇക്കണോമിക് സിംപ്ലിഫൈഡ് പാസീവ് സേഫ്റ്റി ബോയിലിംഗ് വാട്ടർ റിയാക്ടറും (ഇഎസ്ബിഡബ്ല്യുആർ), എപി 1000 ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളും (താഴെ കാണുക) ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്രോഗ്രാം ഉൾപ്പെടുന്നു. 2010).

ഇന്റഗ്രൽ ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ(IFR) 1980-കളിൽ ഉടനീളം നിർമ്മിക്കുകയും പരീക്ഷിക്കുകയും പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു, തുടർന്ന് ആണവ നിർവ്യാപന നയങ്ങൾ കാരണം 1990 കളിൽ ക്ലിന്റൺ ഭരണകൂടത്തിന്റെ രാജിക്ക് ശേഷം അത് ഡീകമ്മീഷൻ ചെയ്തു. ചെലവഴിച്ച ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനത്തിന്റെ പുനഃസംസ്കരണമാണ് അതിന്റെ രൂപകൽപ്പനയുടെ കാതൽ, അതിനാൽ അത് പ്രവർത്തിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകളിൽ നിന്നുള്ള മാലിന്യത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രമേ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ.

മോഡുലാർ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഗ്യാസ്-കൂൾഡ് റിയാക്ടർന്യൂട്രോൺ ബീമിന്റെ ക്രോസ് സെക്ഷന്റെ ഡോപ്ലർ വിശാലത കാരണം ഉയർന്ന താപനില വൈദ്യുതി ഉൽപാദനം കുറയ്ക്കുന്ന തരത്തിലാണ് റിയാക്ടർ (HTGCR) രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. റിയാക്ടർ ഒരു സെറാമിക് തരം ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിനാൽ അതിന്റെ സുരക്ഷിതമായ പ്രവർത്തന താപനില ഡിറേറ്റിംഗ് താപനില പരിധി കവിയുന്നു. മിക്ക ഘടനകളും നിഷ്ക്രിയ ഹീലിയം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കുന്നു. നീരാവി വികാസം മൂലം ഹീലിയത്തിന് ഒരു സ്ഫോടനം ഉണ്ടാകില്ല, ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നില്ല, അത് റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റിയിലേക്ക് നയിക്കും, കൂടാതെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആയിരിക്കാവുന്ന മലിനീകരണത്തെ അലിയിക്കുന്നില്ല. സാധാരണ ഡിസൈനുകളിൽ ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടറുകളേക്കാൾ (സാധാരണയായി 3) കൂടുതൽ നിഷ്ക്രിയ സംരക്ഷണ പാളികൾ (7 വരെ) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സുരക്ഷ നൽകാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സവിശേഷ സവിശേഷത, ഇന്ധന പന്തുകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ കോർ രൂപപ്പെടുകയും കാലക്രമേണ ഓരോന്നായി മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്. ഇന്ധന സെല്ലുകളുടെ ഡിസൈൻ സവിശേഷതകൾ അവയെ റീസൈക്കിൾ ചെയ്യാൻ ചെലവേറിയതാക്കുന്നു.

ചെറുത്, അടഞ്ഞ, മൊബൈൽ, സ്വയംഭരണ റിയാക്ടർ (SSTAR)യുഎസ്എയിലാണ് ആദ്യം പരീക്ഷിച്ച് വികസിപ്പിച്ചത്. ഒരു തകരാർ ഉണ്ടെന്ന് സംശയിച്ചാൽ വിദൂരമായി ഷട്ട് ഡൗൺ ചെയ്യാവുന്ന ഒരു നിഷ്ക്രിയ സംരക്ഷണ സംവിധാനമുള്ള ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറായാണ് റിയാക്ടർ വിഭാവനം ചെയ്തത്.

വൃത്തിയുള്ളതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ് അഡ്വാൻസ്ഡ് റിയാക്ടർ (സീസർ)ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായി നീരാവി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനായുള്ള ഒരു ആശയമാണ് - ഈ ഡിസൈൻ ഇപ്പോഴും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

നിലവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന അഡ്വാൻസ്ഡ് ബോയിലിംഗ് വാട്ടർ റിയാക്ടറിനെ (എബിഡബ്ല്യുആർ) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് റിഡ്യൂസ്ഡ് വാട്ടർ മോഡറേറ്റഡ് റിയാക്ടർ. ഇതൊരു ഫുൾ ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറല്ല, പക്ഷേ പ്രധാനമായും എപ്പിതെർമൽ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് താപത്തിനും വേഗതയ്ക്കും ഇടയിൽ ഇടനില വേഗതയുണ്ട്.

ഹൈഡ്രജൻ മോഡറേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സ്വയം നിയന്ത്രിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ പവർ മൊഡ്യൂൾ (HPM)യുറേനിയം ഹൈഡ്രൈഡ് ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോസ് അലാമോസ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറി പുറത്തിറക്കിയ ഒരു ഡിസൈൻ തരം റിയാക്ടറാണ്.

സബ്ക്രിറ്റിക്കൽ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾസുരക്ഷിതവും കൂടുതൽ സുസ്ഥിരവുമായ പ്രവർത്തനരീതിയിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിലും സാമ്പത്തിക കാര്യങ്ങളിലും ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഒരു ഉദാഹരണം "എനർജി ആംപ്ലിഫയർ" ആണ്.

തോറിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയാക്ടറുകൾ. ഇതിനായി പ്രത്യേകം രൂപകല്പന ചെയ്ത റിയാക്ടറുകളിൽ തോറിയം-232-നെ U-233 ആക്കി മാറ്റാൻ സാധിക്കും. ഇങ്ങനെ യുറേനിയത്തേക്കാൾ നാലിരട്ടി കൂടുതലുള്ള തോറിയം ഉപയോഗിച്ച് U-233 അടിസ്ഥാനമാക്കി ആണവ ഇന്ധനം ഉണ്ടാക്കാം. U-233-ന് പരമ്പരാഗത U-235-നേക്കാൾ അനുകൂലമായ ആണവ ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, പ്രത്യേകിച്ചും മികച്ച സാധ്യതകൾന്യൂട്രോണുകളുടെ പ്രയോജനകരമായ ഉപയോഗവും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ദീർഘകാല ട്രാൻസ്യുറേനിയം മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കലും.

അഡ്വാൻസ്ഡ് ഹെവി വാട്ടർ റിയാക്ടർ (AHWR)- നിർദ്ദിഷ്ട ഹെവി വാട്ടർ റിയാക്ടർ, അത് വികസനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കും വരും തലമുറ PHWR തരം. ഇന്ത്യയിലെ ഭാഭാ ആണവ ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിൽ (BARC) വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

കാമിനി- യുറേനിയം-233 ഐസോടോപ്പ് ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അതുല്യ റിയാക്ടർ. BARC ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിലും ഇന്ദിരാഗാന്ധി ആണവ ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിലും (IGCAR) ഇന്ത്യയിൽ നിർമ്മിച്ചത്.

തോറിയം-യുറേനിയം-233 ഇന്ധനചക്രം ഉപയോഗിച്ച് അതിവേഗ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കാനും ഇന്ത്യ പദ്ധതിയിടുന്നുണ്ട്. FBTR (ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ) (കൽപ്പാക്കം, ഇന്ത്യ) പ്രവർത്തന സമയത്ത് പ്ലൂട്ടോണിയം ഇന്ധനമായും ദ്രാവക സോഡിയം ശീതീകരണമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

എന്താണ് നാലാം തലമുറ റിയാക്ടറുകൾ

നിലവിൽ പരിഗണിക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത സൈദ്ധാന്തിക പദ്ധതികളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ് റിയാക്ടറുകളുടെ നാലാം തലമുറ. ഈ പദ്ധതികൾ 2030-ഓടെ നടപ്പിലാക്കാൻ സാധ്യതയില്ല. പ്രവർത്തനത്തിലുള്ള ആധുനിക റിയാക്ടറുകൾ സാധാരണയായി രണ്ടാം അല്ലെങ്കിൽ മൂന്നാം തലമുറ സംവിധാനങ്ങളായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ആദ്യ തലമുറ സംവിധാനങ്ങൾ കുറച്ചുകാലമായി ഉപയോഗിച്ചിട്ടില്ല. എട്ട് സാങ്കേതിക ലക്ഷ്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ജനറേഷൻ IV ഇന്റർനാഷണൽ ഫോറത്തിൽ (GIF) ഈ നാലാം തലമുറ റിയാക്ടറുകളുടെ വികസനം ഔദ്യോഗികമായി ആരംഭിച്ചു. ആണവ സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുക, വ്യാപനത്തിനെതിരായ സുരക്ഷ വർധിപ്പിക്കുക, മാലിന്യങ്ങൾ കുറയ്ക്കുക, പ്രകൃതിവിഭവങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക, അത്തരം സ്റ്റേഷനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുമുള്ള ചെലവ് കുറയ്ക്കുക എന്നിവയായിരുന്നു പ്രധാന ലക്ഷ്യങ്ങൾ.

• ഗ്യാസ് കൂൾഡ് ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ
• ലെഡ് കൂളറുള്ള ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ
• ദ്രാവക ഉപ്പ് റിയാക്ടർ
• സോഡിയം തണുപ്പിച്ച ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ
• സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ വാട്ടർ-കൂൾഡ് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ
• അൾട്രാ ഹൈ ടെമ്പറേച്ചർ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ

അഞ്ചാം തലമുറ റിയാക്ടറുകൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

അഞ്ചാം തലമുറ റിയാക്ടറുകൾ പ്രോജക്റ്റുകളാണ്, അവ നടപ്പിലാക്കുന്നത് ഒരു സൈദ്ധാന്തിക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് സാധ്യമാണ്, എന്നാൽ അവ നിലവിൽ സജീവമായ പരിഗണനയ്ക്കും ഗവേഷണത്തിനും വിഷയമല്ല. അത്തരം റിയാക്ടറുകൾ നിലവിലുള്ളതോ ഹ്രസ്വകാലമോ നിർമ്മിക്കാമെങ്കിലും, സാമ്പത്തിക സാധ്യതയോ പ്രായോഗികതയോ സുരക്ഷിതത്വമോ ആയ കാരണങ്ങളാൽ അവയ്ക്ക് താൽപ്പര്യമില്ല.

• ലിക്വിഡ് ഫേസ് റിയാക്ടർ. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ കാമ്പിൽ ദ്രാവകമുള്ള ഒരു അടഞ്ഞ ലൂപ്പ്, അവിടെ വിള്ളൽ പദാർത്ഥം ഉരുകിയ യുറേനിയത്തിന്റെ രൂപത്തിലോ അല്ലെങ്കിൽ കണ്ടെയ്‌ൻമെന്റ് പാത്രത്തിന്റെ അടിത്തട്ടിലെ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വാതകത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ തണുപ്പിച്ച യുറേനിയം ലായനിയിലോ ആണ്.
• കാമ്പിൽ ഒരു വാതക ഘട്ടം ഉള്ള റിയാക്ടർ. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ-പവർ റോക്കറ്റിനുള്ള ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് വേരിയന്റ്, അവിടെ ഒരു ക്വാർട്സ് പാത്രത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന വാതക യുറേനിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് ആണ് ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയൽ. പ്രവർത്തിക്കുന്ന വാതകം (ഹൈഡ്രജൻ പോലുള്ളവ) ഈ പാത്രത്തിന് ചുറ്റും ഒഴുകുകയും ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യും. ഹാരി ഹാരിസണിന്റെ 1976 ലെ സയൻസ് ഫിക്ഷൻ നോവലായ സ്കൈഫാളിൽ പരാമർശിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അത്തരമൊരു ഡിസൈൻ റോക്കറ്റ് എഞ്ചിനായി ഉപയോഗിക്കാം. സൈദ്ധാന്തികമായി, യുറേനിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് ആണവ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് (ഇപ്പോൾ ചെയ്യുന്നത് പോലെ ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് എന്നതിലുപരി) ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും റിയാക്ടറുകളുടെ വലിപ്പം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. പ്രായോഗികമായി, അത്തരം ഉയർന്ന പവർ സാന്ദ്രതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു റിയാക്ടർ അനിയന്ത്രിതമായ ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സ് ഉത്പാദിപ്പിക്കും, ഇത് മിക്ക റിയാക്ടർ വസ്തുക്കളുടെയും ശക്തി ഗുണങ്ങളെ ദുർബലപ്പെടുത്തും. അതിനാൽ, തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളിൽ പുറത്തുവിടുന്ന കണങ്ങളുടെ ഒഴുക്കിന് സമാനമായിരിക്കും ഒഴുക്ക്. അതാകട്ടെ, ഫ്യൂഷൻ റേഡിയേഷൻ ഫെസിലിറ്റി നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഇന്റർനാഷണൽ പ്രോജക്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചതിന് സമാനമായ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉപയോഗം ഇതിന് ആവശ്യമായി വരും.
• ഗ്യാസ് ഘട്ടം വൈദ്യുതകാന്തിക റിയാക്ടർ. ഗ്യാസ് ഫേസ് റിയാക്ടറിന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകൾ അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നു.
• ഫ്രാഗ്മെന്റേഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയാക്ടർ
• ഹൈബ്രിഡ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ. ഒറിജിനൽ അല്ലെങ്കിൽ "പുനരുൽപ്പാദന മേഖലയിലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ" സംയോജനത്തിലും ക്ഷയത്തിലും പുറത്തുവരുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, U-238, Th-232, അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു റിയാക്ടറിൽ നിന്നുള്ള ഇന്ധനം/റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ താരതമ്യേന കൂടുതൽ നല്ല ഐസോടോപ്പുകളാക്കി മാറ്റൽ.

സജീവ മേഖലയിൽ ഒരു വാതക ഘട്ടം ഉള്ള റിയാക്ടർ. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ-പവർ റോക്കറ്റിനുള്ള ഒരു ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് വേരിയന്റ്, അവിടെ ഒരു ക്വാർട്സ് പാത്രത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന വാതക യുറേനിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് ആണ് ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയൽ. പ്രവർത്തിക്കുന്ന വാതകം (ഹൈഡ്രജൻ പോലുള്ളവ) ഈ പാത്രത്തിന് ചുറ്റും ഒഴുകുകയും ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യും. ഹാരി ഹാരിസണിന്റെ 1976 ലെ സയൻസ് ഫിക്ഷൻ നോവലായ സ്കൈഫാളിൽ പരാമർശിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അത്തരമൊരു ഡിസൈൻ റോക്കറ്റ് എഞ്ചിനായി ഉപയോഗിക്കാം. സൈദ്ധാന്തികമായി, യുറേനിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറൈഡ് ഒരു ആണവ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് (ഇപ്പോൾ ചെയ്യുന്നത് പോലെ ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് എന്നതിലുപരി) ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും റിയാക്ടറുകളുടെ വലിപ്പം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. പ്രായോഗികമായി, അത്തരം ഉയർന്ന പവർ സാന്ദ്രതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു റിയാക്ടർ അനിയന്ത്രിതമായ ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സ് ഉത്പാദിപ്പിക്കും, ഇത് മിക്ക റിയാക്ടർ മെറ്റീരിയലുകളുടെയും ശക്തി ഗുണങ്ങളെ ദുർബലപ്പെടുത്തും. അതിനാൽ, തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളിൽ പുറത്തുവിടുന്ന കണങ്ങളുടെ ഒഴുക്കിന് സമാനമായിരിക്കും ഒഴുക്ക്. അതാകട്ടെ, ഫ്യൂഷൻ റേഡിയേഷൻ ഫെസിലിറ്റി നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഇന്റർനാഷണൽ പ്രോജക്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചതിന് സമാനമായ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉപയോഗം ഇതിന് ആവശ്യമായി വരും.

ഗ്യാസ്-ഫേസ് വൈദ്യുതകാന്തിക റിയാക്ടർ. ഗ്യാസ് ഫേസ് റിയാക്ടറിന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകൾ അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നു.

ഫ്രാഗ്മെന്റേഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയാക്ടർ

ഹൈബ്രിഡ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ. ഒറിജിനൽ അല്ലെങ്കിൽ "പുനരുൽപ്പാദന മേഖലയിലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ" സംയോജനത്തിലും ക്ഷയത്തിലും പുറത്തുവരുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, U-238, Th-232, അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു റിയാക്ടറിൽ നിന്നുള്ള ഇന്ധനം/റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ താരതമ്യേന കൂടുതൽ നല്ല ഐസോടോപ്പുകളാക്കി മാറ്റൽ.

ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾ

ആക്ടിനൈഡുകളുമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ സങ്കീർണ്ണതകളില്ലാതെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഫ്യൂഷൻ പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ നിയന്ത്രിത ഫ്യൂഷൻ ഉപയോഗിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഗുരുതരമായ ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങൾ അവശേഷിക്കുന്നു. നിരവധി ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾ നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ അടുത്തിടെയാണ് റിയാക്ടറുകൾക്ക് അവ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടാൻ കഴിഞ്ഞത്. 1950-കളിൽ ഗവേഷണം ആരംഭിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഒരു വാണിജ്യ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടർ 2050 വരെ പ്രവർത്തനക്ഷമമല്ലെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ITER പ്രോജക്റ്റ് നിലവിൽ ഫ്യൂഷൻ എനർജി ഉപയോഗിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണ്.

ആണവ ഇന്ധന ചക്രം

താപ റിയാക്ടറുകൾ സാധാരണയായി യുറേനിയത്തിന്റെ ശുദ്ധീകരണത്തിന്റെയും സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിന്റെയും അളവിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ചില ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾക്ക് പ്ലൂട്ടോണിയത്തിന്റെയും യുറേനിയത്തിന്റെയും മിശ്രിതത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും (MOX ഇന്ധനം കാണുക). യുറേനിയം അയിര് ഖനനം ചെയ്യുകയും സംസ്കരിക്കുകയും സമ്പുഷ്ടമാക്കുകയും ഉപയോഗിക്കുകയും പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയെ ആണവ ഇന്ധന ചക്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

പ്രകൃതിയിലെ യുറേനിയത്തിന്റെ 1% വരെ എളുപ്പത്തിൽ വിള്ളൽ ഐസോടോപ്പ് U-235 ആണ്. അതിനാൽ, മിക്ക റിയാക്ടറുകളുടെയും രൂപകൽപ്പനയിൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഉപയോഗം ഉൾപ്പെടുന്നു. സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിൽ U-235 ന്റെ അനുപാതം വർധിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് സാധാരണയായി വാതക വ്യാപനം ഉപയോഗിച്ചോ ഗ്യാസ് സെൻട്രിഫ്യൂജിലോ ആണ് നടത്തുന്നത്. സമ്പുഷ്ടമായ ഉൽപ്പന്നം യുറേനിയം ഡയോക്സൈഡ് പൊടിയായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അത് കംപ്രസ് ചെയ്ത് ഉരുളകളാക്കി മാറ്റുന്നു. ഈ തരികൾ ട്യൂബുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അവ അടച്ചുപൂട്ടുന്നു. അത്തരം ട്യൂബുകളെ ഇന്ധന തണ്ടുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഓരോ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറും ഈ ഇന്ധന ദണ്ഡുകളിൽ പലതും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മിക്ക വാണിജ്യ BWR-കളും PWR-കളും ഏകദേശം 4% U-235 വരെ സമ്പുഷ്ടമാക്കിയ യുറേനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഉയർന്ന ന്യൂട്രോൺ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയുള്ള ചില വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകൾക്ക് സമ്പുഷ്ടമായ ഇന്ധനം ആവശ്യമില്ല (അതായത്, അവയ്ക്ക് സ്വാഭാവിക യുറേനിയം ഉപയോഗിക്കാം). ഇന്റർനാഷണൽ ആറ്റോമിക് എനർജി ഏജൻസിയുടെ കണക്കനുസരിച്ച്, ഏറ്റവും സമ്പുഷ്ടമായ ഇന്ധനം (ആയുധ ഗ്രേഡ് / 90% സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം) ഉപയോഗിക്കുന്ന 100 ഗവേഷണ റിയാക്ടറുകളെങ്കിലും ലോകത്ത് ഉണ്ട്. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇന്ധനം മോഷ്ടിക്കപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത (ആണവായുധങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള സാധ്യത) കുറഞ്ഞ സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം ഉള്ള റിയാക്ടറുകളുടെ ഉപയോഗത്തിലേക്ക് മാറാനുള്ള ഒരു കാമ്പെയ്‌നിലേക്ക് നയിച്ചു (ഇത് വ്യാപന ഭീഷണി കുറവാണ്).

ന്യൂക്ലിയർ പരിവർത്തന പ്രക്രിയയിൽ ഫിസൈൽ U-235 ഉം നോൺ-ഫിസൈൽ, ഫിഷനബിൾ U-238 ഉം ഉപയോഗിക്കുന്നു. U-235 താപ (അതായത് പതുക്കെ ചലിക്കുന്ന) ന്യൂട്രോണുകളാൽ വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. ചുറ്റുമുള്ള ആറ്റങ്ങളുടെ അതേ വേഗതയിൽ ചലിക്കുന്ന ഒന്നാണ് തെർമൽ ന്യൂട്രോൺ. ആറ്റങ്ങളുടെ വൈബ്രേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി അവയുടെ കേവല ഊഷ്മാവിന് ആനുപാതികമായതിനാൽ, താപ ന്യൂട്രോണിന് അതേ വൈബ്രേഷൻ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ U-235 വിഭജിക്കാനുള്ള കഴിവ് കൂടുതലാണ്. മറുവശത്ത്, ന്യൂട്രോൺ വളരെ വേഗത്തിൽ നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ U-238 ഒരു ന്യൂട്രോൺ പിടിച്ചെടുക്കാനുള്ള സാധ്യത കൂടുതലാണ്. U-239 ആറ്റം കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ ദ്രവിച്ച് പ്ലൂട്ടോണിയം-239 രൂപപ്പെടുന്നു, അത് ഒരു ഇന്ധനമാണ്. Pu-239 ഒരു സമ്പൂർണ്ണ ഇന്ധനമാണ്, ഉയർന്ന സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം ഇന്ധനം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പോലും ഇത് പരിഗണിക്കേണ്ടതാണ്. ചില റിയാക്ടറുകളിലെ U-235 ഫിഷൻ പ്രക്രിയകളേക്കാൾ പ്ലൂട്ടോണിയം വിഘടന പ്രക്രിയകൾക്ക് മുൻഗണന ലഭിക്കും. പ്രത്യേകിച്ച് യഥാർത്ഥ ലോഡ് ചെയ്ത U-235 തീർന്നതിന് ശേഷം. വേഗത്തിലും താപ റിയാക്ടറുകളിലും പ്ലൂട്ടോണിയം വിഘടനം നടത്തുന്നു, ഇത് ആണവ റിയാക്ടറുകൾക്കും ന്യൂക്ലിയർ ബോംബുകൾക്കും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

നിലവിലുള്ള മിക്ക റിയാക്ടറുകളും തെർമൽ റിയാക്ടറുകളാണ്, അവ സാധാരണയായി വെള്ളം ഒരു ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുന്നു (മോഡറേറ്റർ എന്നാൽ ന്യൂട്രോണിനെ താപ വേഗതയിലേക്ക് കുറയ്ക്കുന്നു എന്നാണ്) കൂടാതെ ഒരു ശീതീകരണമായും. എന്നിരുന്നാലും, വേഗതയേറിയ ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറിൽ, അല്പം വ്യത്യസ്തമായ ശീതീകരണമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ഇത് ന്യൂട്രോൺ പ്രവാഹത്തെ വളരെയധികം മന്ദഗതിയിലാക്കില്ല. ഇത് വേഗതയേറിയ ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് ഇന്ധന വിതരണം നിരന്തരം നിറയ്ക്കാൻ ഫലപ്രദമായി ഉപയോഗിക്കാം. കേവലം വിലകുറഞ്ഞതും സമ്പുഷ്ടമാക്കാത്തതുമായ യുറേനിയം കാമ്പിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ, സ്വയമേവ പിളർപ്പില്ലാത്ത U-238 Pu-239 ആയി മാറുകയും ഇന്ധനത്തെ "പുനർനിർമ്മാണം" ചെയ്യുകയും ചെയ്യും.

തോറിയം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഇന്ധന ചക്രത്തിൽ, വേഗതയേറിയതും താപ റിയാക്ടറുകളിലുമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രോണിനെ തോറിയം-232 ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. തോറിയത്തിന്റെ ബീറ്റാ ക്ഷയം പ്രോട്ടാക്റ്റിനിയം-233 ഉം പിന്നീട് യുറേനിയം-233 ഉം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അത് ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിനാൽ, യുറേനിയം-238 പോലെ, തോറിയം-232 ഫലഭൂയിഷ്ഠമായ ഒരു വസ്തുവാണ്.

ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ പരിപാലനം

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധന ടാങ്കിലെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ് പലപ്പോഴും "ഫുൾ പവർ ഡേയ്‌സ്" എന്ന രീതിയിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതായത് 24 മണിക്കൂർ കാലയളവുകളുടെ (ദിവസങ്ങൾ) താപ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് റിയാക്ടർ പൂർണ്ണ ശക്തിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഒരു റിയാക്റ്റർ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സൈക്കിളിൽ (ഇന്ധനം നിറയ്ക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഇടവേളകൾക്കിടയിൽ) പൂർണ്ണമായ പവർ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ദിവസങ്ങൾ സൈക്കിളിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഇന്ധന അസംബ്ലികളിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ദ്രവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന യുറേനിയം -235 (U-235) അളവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സൈക്കിളിന്റെ തുടക്കത്തിൽ കാമ്പിൽ U-235 ന്റെ ഉയർന്ന ശതമാനം, കൂടുതൽ ദിവസം മുഴുവൻ പവർ ഓപ്പറേഷൻ റിയാക്ടർ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കും.

പ്രവർത്തന ചക്രത്തിന്റെ അവസാനത്തിൽ, ചില അസംബ്ലികളിലെ ഇന്ധനം "ഉപയോഗിച്ചു", പുതിയ (പുതിയ) ഇന്ധന അസംബ്ലികളുടെ രൂപത്തിൽ അൺലോഡ് ചെയ്യുകയും മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനത്തിൽ ദ്രവിക്കുന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ശേഖരണത്തിന്റെ അത്തരം പ്രതികരണം റിയാക്ടറിലെ ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ സേവന ജീവിതത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. അന്തിമ വിഘടന പ്രക്രിയ സംഭവിക്കുന്നതിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ, ദീർഘനാളത്തെ ന്യൂട്രോൺ-ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ജീർണിച്ച ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് റിയാക്ടറിൽ അടിഞ്ഞുകൂടാൻ സമയമുണ്ട്, ഇത് ചെയിൻ പ്രതികരണം തുടരുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്നു. ഇന്ധനം നിറയ്ക്കുന്ന സമയത്ത് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന റിയാക്റ്റർ കോറിന്റെ അനുപാതം തിളയ്ക്കുന്ന ജല റിയാക്ടറിന്റെ നാലിലൊന്ന് ഭാഗവും സമ്മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറിന് മൂന്നിലൊന്നുമാണ്. ഒരു വ്യാവസായിക ആണവ നിലയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഓർഗനൈസേഷനിലെ ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള ജോലിയാണ് ഈ ചെലവഴിച്ച ഇന്ധനത്തിന്റെ നിർമാർജനവും സംഭരണവും. അത്തരം ആണവ മാലിന്യങ്ങൾ അങ്ങേയറ്റം റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആണ്, അതിന്റെ വിഷാംശം ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളായി അപകടകരമാണ്.

എല്ലാ റിയാക്ടറുകളും ഇന്ധനം നിറയ്ക്കുന്നതിന് സർവീസിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതില്ല; ഉദാഹരണത്തിന്, സ്ഫെറിക്കൽ ബെഡ് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ, RBMK (ഉയർന്ന പവർ ഡക്‌ടഡ് റിയാക്ടർ), ഉരുകിയ ഉപ്പ് റിയാക്ടറുകൾ, Magnox, AGR, CANDU റിയാക്ടറുകൾ എന്നിവ പ്ലാന്റിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഇന്ധന മൂലകങ്ങളെ നീക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. CANDU റിയാക്ടറിൽ, ഇന്ധന മൂലകത്തിൽ U-235 ന്റെ ഉള്ളടക്കം ക്രമീകരിക്കുന്ന വിധത്തിൽ കാമ്പിൽ വ്യക്തിഗത ഇന്ധന ഘടകങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്നത് സാധ്യമാണ്.

ആണവ ഇന്ധനത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ് അതിന്റെ ബേൺഅപ്പ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഇന്ധനത്തിന്റെ പ്രാരംഭ യൂണിറ്റ് ഭാരത്താൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന താപ ഊർജ്ജത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒറിജിനൽ ഹെവി മെറ്റലിന്റെ ഒരു ടണ്ണിന് താപ മെഗാവാട്ട് ദിവസങ്ങളായി ബേൺഅപ്പ് സാധാരണയായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.

ആണവോർജ്ജ സുരക്ഷ

ആണവ, റേഡിയേഷൻ അപകടങ്ങൾ തടയുന്നതിനോ അവയുടെ അനന്തരഫലങ്ങൾ പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കുന്നതിനോ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങളാണ് ആണവ സുരക്ഷ. ആണവോർജ്ജ വ്യവസായം റിയാക്ടറുകളുടെ സുരക്ഷയും പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തി, കൂടാതെ പുതിയതും സുരക്ഷിതവുമായ റിയാക്ടർ ഡിസൈനുകളും (സാധാരണയായി പരീക്ഷിച്ചിട്ടില്ലാത്തവ) കൊണ്ടുവന്നിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം റിയാക്ടറുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്നതിന് യാതൊരു ഉറപ്പുമില്ല. ജപ്പാനിലെ ഫുകുഷിമ ആണവ നിലയത്തിലെ റിയാക്ടർ ഡിസൈനർമാർ NRG (നാഷണൽ റിസർച്ച് ഗ്രൂപ്പ്) യുടെ നിരവധി മുന്നറിയിപ്പുകൾ അവഗണിച്ച് ഭൂകമ്പം സൃഷ്ടിച്ച സുനാമി ഭൂകമ്പത്തിന് ശേഷം റിയാക്ടറിനെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തേണ്ട ബാക്കപ്പ് സിസ്റ്റം അടച്ചുപൂട്ടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നില്ല. ആണവ സുരക്ഷയിൽ ജാപ്പനീസ് ഭരണകൂടവും. യുബിഎസ് എജിയുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ജപ്പാനെപ്പോലുള്ള വികസിത സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥകൾക്ക് പോലും ആണവ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയുമോ എന്ന് ഫുകുഷിമ I ആണവ അപകടങ്ങൾ സംശയം ജനിപ്പിക്കുന്നു. ഭീകരാക്രമണങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിനാശകരമായ സാഹചര്യങ്ങളും സാധ്യമാണ്. MIT (മസാച്യുസെറ്റ്‌സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജി) യിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ഇന്റർ ഡിസിപ്ലിനറി ടീം കണക്കാക്കുന്നത്, ആണവോർജ്ജത്തിൽ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന വളർച്ച കണക്കിലെടുത്ത്, 2005-2055 കാലയളവിൽ കുറഞ്ഞത് നാല് ഗുരുതരമായ ആണവ അപകടങ്ങളെങ്കിലും പ്രതീക്ഷിക്കണം.

ന്യൂക്ലിയർ, റേഡിയേഷൻ അപകടങ്ങൾ

സംഭവിച്ച ഗുരുതരമായ ആണവ, റേഡിയേഷൻ അപകടങ്ങളിൽ ചിലത്. SL-1 സംഭവം (1961), ത്രീ മൈൽ ഐലൻഡ് അപകടം (1979), ചെർണോബിൽ ദുരന്തം (1986), ഫുകുഷിമ ഡൈച്ചി ആണവ ദുരന്തം (2011) എന്നിവയാണ് ആണവ നിലയ അപകടങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നത്. കെ-19 (1961), കെ-27 (1968), കെ-431 (1985) എന്നിവയിലെ റിയാക്ടർ അപകടങ്ങൾ ആണവ അപകടങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ കുറഞ്ഞത് 34 തവണയെങ്കിലും ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണപഥത്തിൽ വിക്ഷേപിച്ചിട്ടുണ്ട്. സോവിയറ്റ് ആണവോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ആളില്ലാ ഉപഗ്രഹമായ RORSAT ഉൾപ്പെട്ട സംഭവങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പര, ഭ്രമണപഥത്തിൽ നിന്ന് ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ചെലവഴിച്ച ആണവ ഇന്ധനം തുളച്ചുകയറുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചു.

സ്വാഭാവിക ആണവ റിയാക്ടറുകൾ

ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ റിയാക്ടറുകൾ ഉൽപന്നമാണെന്ന് പലപ്പോഴും വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും ആധുനികസാങ്കേതികവിദ്യ, ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ലഭ്യമാണ് സ്വാഭാവിക സാഹചര്യങ്ങൾ. രൂപകല്പന ചെയ്ത ഒരു റിയാക്ടറിലെ അവസ്ഥകളെ അനുകരിക്കുന്ന ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ പ്രകൃതിദത്ത ആണവ റിയാക്ടർ രൂപീകരിക്കാം. ഇതുവരെ, ഗാബോണിലെ ഓക്ലോ യുറേനിയം ഖനിയിലെ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത അയിര് നിക്ഷേപങ്ങൾക്കുള്ളിൽ പതിനഞ്ച് പ്രകൃതിദത്ത ആണവ റിയാക്ടറുകൾ വരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട് ( പടിഞ്ഞാറൻ ആഫ്രിക്ക). അറിയപ്പെടുന്ന "മരിച്ച" ഒക്ലോ റിയാക്ടറുകൾ ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത് 1972 ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഫ്രാൻസിസ് പെറിൻ ആണ്. ഏകദേശം 1.5 ബില്ല്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ഈ റിയാക്ടറുകളിൽ ഒരു സ്വയം-സുസ്ഥിര ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ പ്രതികരണം നടന്നു, കൂടാതെ ലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളോളം ഇത് നിലനിർത്തി, ഈ കാലയളവിൽ ശരാശരി 100 kW വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ചു. പ്രകൃതിദത്ത ആണവ റിയാക്ടർ എന്ന ആശയം 1956 ൽ തന്നെ അർക്കൻസാസ് സർവകലാശാലയിലെ പോൾ കുറോഡയാണ് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വിശദീകരിച്ചത്.

അത്തരം റിയാക്ടറുകൾ ഇനി ഭൂമിയിൽ രൂപപ്പെടാൻ കഴിയില്ല: ഈ ഭീമാകാരമായ കാലഘട്ടത്തിലെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ക്ഷയം, ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ അളവിനേക്കാൾ സ്വാഭാവിക യുറേനിയത്തിലെ U-235 ന്റെ അനുപാതം കുറച്ചു.

സമ്പന്നമായ യുറേനിയം ധാതു നിക്ഷേപങ്ങൾ ഭൂഗർഭജലത്തിൽ നിറയാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ പ്രകൃതിദത്ത ആണവ റിയാക്ടറുകൾ രൂപപ്പെട്ടു, ഇത് ഒരു ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുകയും കാര്യമായ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്തു. ജലത്തിന്റെ രൂപത്തിലുള്ള ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും പ്രതിപ്രവർത്തനം ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും പിന്നീട് ഘനീഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനം മന്ദഗതിയിലാക്കാനും ഉരുകുന്നത് തടയാനും കാരണമായി. വിഘടനപ്രവർത്തനം ലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളോളം നിലനിന്നിരുന്നു.

അത്തരം പ്രകൃതിദത്ത റിയാക്ടറുകൾ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ പശ്ചാത്തലത്തിൽ റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൽ താൽപ്പര്യമുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിപുലമായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലൂടെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പുകൾ എങ്ങനെ കുടിയേറുമെന്ന് അവർ ഒരു കേസ് പഠനം നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. മാലിന്യത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഐസോടോപ്പുകൾ ജലവിതരണത്തിൽ അവസാനിക്കുകയോ പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് കുടിയേറുകയോ ചെയ്യുമെന്ന് ഭയപ്പെടുന്ന മാലിന്യത്തിന്റെ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ നിർമാർജനത്തെ വിമർശിക്കുന്നവർക്ക് ഇത് ഒരു പ്രധാന പോയിന്റാണ്.

ആണവോർജ്ജത്തിന്റെ പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങൾ

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ ചെറിയ അളവിൽ ട്രിറ്റിയം, Sr-90, വായുവിലേക്കും ഭൂഗർഭജലത്തിലേക്കും വിടുന്നു. ട്രിറ്റിയം കലർന്ന വെള്ളം നിറമില്ലാത്തതും മണമില്ലാത്തതുമാണ്. Sr-90 ന്റെ വലിയ ഡോസുകൾ മൃഗങ്ങളിൽ അസ്ഥി ക്യാൻസറിനും രക്താർബുദത്തിനും സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഒരുപക്ഷേ മനുഷ്യരിലും.