വീട് › അവലോകനങ്ങൾ › ന്യൂക്ലിയർ കമ്പികൾ. എല്ലാവരും കേട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ആർക്കും അറിയില്ല

ന്യൂക്ലിയർ കമ്പികൾ. എല്ലാവരും കേട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ആർക്കും അറിയില്ല

പ്രവർത്തനത്തിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും തത്വവും

ഊർജ്ജ റിലീസ് സംവിധാനം

ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ പരിവർത്തനം സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനത്തോടൊപ്പമാണ്, പദാർത്ഥത്തിന് ഊർജ്ജത്തിന്റെ കരുതൽ ഉണ്ടെങ്കിൽ മാത്രം. രണ്ടാമത്തേത് അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ സൂക്ഷ്മകണികകൾ ഒരു സംക്രമണം നിലനിൽക്കുന്ന മറ്റൊരു സാധ്യമായ അവസ്ഥയേക്കാൾ കൂടുതൽ വിശ്രമ ഊർജ്ജമുള്ള അവസ്ഥയിലാണ്. ഒരു സ്വതസിദ്ധമായ പരിവർത്തനം എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരു ഊർജ്ജ തടസ്സത്താൽ തടയപ്പെടുന്നു, അതിനെ മറികടക്കാൻ മൈക്രോപാർട്ടിക്കിളിന് പുറത്ത് നിന്ന് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ഊർജ്ജം ലഭിക്കണം - ഉത്തേജക ഊർജ്ജം. എക്സോഎനെർജെറ്റിക് പ്രതികരണം, ആവേശത്തെ തുടർന്നുള്ള പരിവർത്തനത്തിൽ, പ്രക്രിയയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു. ഊർജ്ജ തടസ്സത്തെ മറികടക്കാൻ രണ്ട് വഴികളുണ്ട്: ഒന്നുകിൽ കൂട്ടിയിടിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജം, അല്ലെങ്കിൽ ചേരുന്ന കണത്തിന്റെ ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം.

ഊർജ്ജ പ്രകാശനത്തിന്റെ മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് സ്കെയിൽ നാം മനസ്സിൽ സൂക്ഷിക്കുകയാണെങ്കിൽ, എല്ലാ അല്ലെങ്കിൽ തുടക്കത്തിൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ കണികകളുടെ ഒരു ഭാഗമെങ്കിലും പ്രതികരണങ്ങളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഗതികോർജ്ജം ഉണ്ടായിരിക്കണം. താപ ചലനത്തിന്റെ ഊർജ്ജം പ്രക്രിയയുടെ ഗതിയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഊർജ്ജ പരിധിയെ സമീപിക്കുന്ന ഒരു മൂല്യത്തിലേക്ക് മീഡിയത്തിന്റെ താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ മാത്രമേ ഇത് നേടാനാകൂ. തന്മാത്രാ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, അതായത് രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ, അത്തരം വർദ്ധനവ് സാധാരണയായി നൂറുകണക്കിന് കെൽവിനുകളാണ്, എന്നാൽ ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ ഇത് കുറഞ്ഞത് 10 7 ആണ്. ഉയർന്ന ഉയരംകൂട്ടിമുട്ടുന്ന ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ കൂലോംബ് തടസ്സങ്ങൾ. ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ താപ ഉത്തേജനം പ്രായോഗികമായി നടത്തുന്നത് ഭാരം കുറഞ്ഞ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സമന്വയ സമയത്ത് മാത്രമാണ്, അതിൽ കൂലോംബ് തടസ്സങ്ങൾ വളരെ കുറവാണ് (തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ).

കണികകൾ ചേരുന്നതിലൂടെയുള്ള ആവേശത്തിന് വലിയ ഗതികോർജ്ജം ആവശ്യമില്ല, അതിനാൽ, മാധ്യമത്തിന്റെ താപനിലയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, കാരണം ഇത് കണങ്ങളുടെ ആകർഷകമായ ശക്തികളിൽ അന്തർലീനമായ ഉപയോഗിക്കാത്ത ബോണ്ടുകൾ മൂലമാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. എന്നാൽ പ്രതികരണങ്ങളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന്, കണങ്ങൾ തന്നെ ആവശ്യമാണ്. ഞങ്ങൾ വീണ്ടും അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഒരു പ്രത്യേക പ്രതികരണ പ്രവർത്തനമല്ല, മറിച്ച് ഒരു മാക്രോസ്കോപ്പിക് സ്കെയിലിൽ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഉൽപാദനമാണ്, ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണം സംഭവിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ ഇത് സാധ്യമാകൂ. പ്രതികരണത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന കണികകൾ എക്സോഎനർജറ്റിക് പ്രതികരണത്തിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി വീണ്ടും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുമ്പോൾ രണ്ടാമത്തേത് സംഭവിക്കുന്നു.

ഡിസൈൻ

ഏതൊരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറും ഇനിപ്പറയുന്ന ഭാഗങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു:

ആണവ ഇന്ധനവും മോഡറേറ്ററും ഉള്ള കോർ;
കാമ്പിനെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള ന്യൂട്രോൺ റിഫ്ലക്ടർ;
അടിയന്തര സംരക്ഷണം ഉൾപ്പെടെയുള്ള ചെയിൻ പ്രതികരണ നിയന്ത്രണ സംവിധാനം;
റേഡിയേഷൻ സംരക്ഷണം;
റിമോട്ട് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റം.

പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഭൗതിക തത്വങ്ങൾ

പ്രധാന ലേഖനങ്ങളും കാണുക:

നിലവിലുള്ള അവസ്ഥ ആണവ നിലയംഫലപ്രദമായ ന്യൂട്രോൺ ഗുണന ഘടകം കൊണ്ട് വിശേഷിപ്പിക്കാം കെഅല്ലെങ്കിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം ρ , അവ ഇനിപ്പറയുന്ന ബന്ധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു:

ഇനിപ്പറയുന്ന മൂല്യങ്ങൾ ഈ അളവുകൾക്ക് സാധാരണമാണ്:

കെ> 1 - ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ കാലക്രമേണ വർദ്ധിക്കുന്നു, റിയാക്ടർ അകത്താണ് സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽഅവസ്ഥ, അതിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം ρ > 0;
കെ < 1 - реакция затухает, реактор - സബ്ക്രിറ്റിക്കൽ, ρ < 0;
കെ = 1, ρ = 0 - ആണവ വിഘടനങ്ങളുടെ എണ്ണം സ്ഥിരമാണ്, റിയാക്ടർ ഒരു സ്ഥിരതയിലാണ് വിമർശനാത്മകംഅവസ്ഥ.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ ഗുരുതരമായ അവസ്ഥ:

, എവിടെ

ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഗുണനവും അവയുടെ നഷ്ടവും സന്തുലിതമാക്കുന്നതിലൂടെയാണ് ഗുണന ഘടകം ഏകത്വത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നത്. നഷ്ടത്തിന് യഥാർത്ഥത്തിൽ രണ്ട് കാരണങ്ങളുണ്ട്: വിഘടനം കൂടാതെ പിടിച്ചെടുക്കൽ, ബ്രീഡിംഗ് മീഡിയത്തിന് പുറത്ത് ന്യൂട്രോണുകളുടെ ചോർച്ച.

കെ എന്ന് വ്യക്തം< k 0 , поскольку в конечном объёме вследствие утечки потери нейтронов обязательно больше, чем в бесконечном. Поэтому, если в веществе данного состава k 0 < 1, то цепная самоподдерживающаяся реакция невозможна как в бесконечном, так и в любом конечном объёме. Таким образом, k 0 определяет принципиальную способность среды размножать нейтроны.

"4 ഘടകങ്ങളുടെ ഫോർമുല" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന താപ റിയാക്ടറുകൾക്കുള്ള k 0 നിർണ്ണയിക്കാനാകും:

, എവിടെ

രണ്ട് ആഗിരണങ്ങൾക്കുള്ള ന്യൂട്രോൺ വിളവാണ് η.

ആധുനിക പവർ റിയാക്ടറുകളുടെ അളവ് നൂറുകണക്കിന് m³ ൽ എത്താൻ കഴിയും, അവ പ്രധാനമായും നിർണ്ണായക സാഹചര്യങ്ങളല്ല, മറിച്ച് താപം നീക്കം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

ക്രിട്ടിക്കൽ വോള്യംന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ - ഒരു നിർണായക അവസ്ഥയിലുള്ള റിയാക്ടർ കോറിന്റെ അളവ്. ഗുരുതരമായ പിണ്ഡം- റിയാക്ടറിന്റെ വിള്ളൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ പിണ്ഡം, അത് ഗുരുതരമായ അവസ്ഥയിലാണ്.

വാട്ടർ ന്യൂട്രോൺ റിഫ്ലക്ടറുള്ള ശുദ്ധമായ ഫിസൈൽ ഐസോടോപ്പുകളുടെ ലവണങ്ങളുടെ ജലീയ ലായനിയാണ് ഇന്ധനമായ റിയാക്ടറുകൾക്ക് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ നിർണായക പിണ്ഡമുള്ളത്. 235 U ന് ഈ പിണ്ഡം 0.8 കിലോ, 239 Pu - 0.5 കിലോ. എന്നിരുന്നാലും, ഐസോടോപ്പ് 235-ന്റെ സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിന്റെ അളവ് അൽപ്പം കൂടുതലാണെങ്കിലും, ബെറിലിയം ഓക്സൈഡ് റിഫ്ലക്ടറുള്ള LOPO റിയാക്ടറിന്റെ (ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ സമ്പുഷ്ട യുറേനിയം റിയാക്ടർ) നിർണായക പിണ്ഡം 0.565 കിലോഗ്രാം ആയിരുന്നുവെന്ന് പരക്കെ അറിയപ്പെടുന്നു. 14% ൽ കൂടുതൽ. സൈദ്ധാന്തികമായി, ഇതിന് ഏറ്റവും ചെറിയ നിർണായക പിണ്ഡമുണ്ട്, ഇതിന് ഈ മൂല്യം 10 ഗ്രാം മാത്രമാണ്.

ന്യൂട്രോൺ ചോർച്ച കുറയ്ക്കുന്നതിന്, കാമ്പിന് ഒരു ഗോളാകൃതി അല്ലെങ്കിൽ ഗോളാകൃതിയോട് അടുത്ത് നൽകിയിരിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ചെറിയ സിലിണ്ടർ അല്ലെങ്കിൽ ക്യൂബ്, കാരണം ഈ കണക്കുകൾക്ക് വോളിയം അനുപാതത്തിന് ഏറ്റവും ചെറിയ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്.

മൂല്യം (e - 1) സാധാരണയായി ചെറുതാണെങ്കിലും, വലിയ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾക്ക് (K ∞ - 1) ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ ബ്രീഡിംഗിന്റെ പങ്ക് വളരെ വലുതാണ്.<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

ഒരു ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നതിന്, യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സ്വതസിദ്ധമായ വിഘടന സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ സാധാരണയായി മതിയാകും. റിയാക്ടർ ആരംഭിക്കാൻ ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഒരു ബാഹ്യ ഉറവിടം ഉപയോഗിക്കാനും സാധിക്കും, ഉദാഹരണത്തിന്, കൂടാതെ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് പദാർത്ഥങ്ങളുടെ മിശ്രിതം.

അയോഡിൻ കുഴി

പ്രധാന ലേഖനം: അയോഡിൻ കുഴി

അയോഡിൻ കുഴി - ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ അവസ്ഥ, അത് ഓഫാക്കിയതിനുശേഷം, ഹ്രസ്വകാല ഐസോടോപ്പ് സെനോണിന്റെ ശേഖരണത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്. ഈ പ്രക്രിയ ഗണ്യമായ നെഗറ്റീവ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ താൽക്കാലിക രൂപത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു നിശ്ചിത കാലയളവിനുള്ളിൽ (ഏകദേശം 1-2 ദിവസം) റിയാക്ടറിനെ അതിന്റെ ഡിസൈൻ ശേഷിയിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നത് അസാധ്യമാക്കുന്നു.

വർഗ്ഗീകരണം

ഉദ്ദേശ്യമനുസരിച്ച്

അവയുടെ ഉപയോഗത്തിന്റെ സ്വഭാവമനുസരിച്ച്, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:

പവർ റിയാക്ടറുകൾഊർജ മേഖലയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുത, താപ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും സമുദ്രജലത്തിന്റെ ഡീസാലിനേഷൻ ചെയ്യുന്നതിനും (ഡീസാലിനേഷൻ റിയാക്ടറുകളെ വ്യാവസായികമായി തരംതിരിച്ചിട്ടുണ്ട്). ആണവ നിലയങ്ങളിലാണ് ഇത്തരം റിയാക്ടറുകൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ആധുനിക പവർ റിയാക്ടറുകളുടെ താപവൈദ്യുതി 5 GW എത്തുന്നു. ഒരു പ്രത്യേക ഗ്രൂപ്പിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
- ഗതാഗത റിയാക്ടറുകൾ, വാഹന എഞ്ചിനുകൾക്ക് ഊർജ്ജം നൽകാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. അന്തർവാഹിനികളിലും വിവിധ ഉപരിതല പാത്രങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന മറൈൻ ട്രാൻസ്പോർട്ട് റിയാക്ടറുകളും ബഹിരാകാശ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകളുമാണ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശാലമായ ഗ്രൂപ്പുകൾ.
പരീക്ഷണാത്മക റിയാക്ടറുകൾന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും പ്രവർത്തനത്തിനും ആവശ്യമായ വിവിധ ഭൌതിക അളവുകൾ പഠിക്കാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതാണ്; അത്തരം റിയാക്ടറുകളുടെ ശക്തി നിരവധി kW കവിയരുത്.
ഗവേഷണ റിയാക്ടറുകൾ, ന്യൂട്രോണുകളുടെയും ഗാമാ ക്വാണ്ടയുടെയും ഫ്‌ളക്‌സുകൾ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്‌സ്, സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ഫിസിക്‌സ്, റേഡിയേഷൻ കെമിസ്ട്രി, ബയോളജി എന്നീ മേഖലകളിലെ ഗവേഷണത്തിനായി തീവ്രമായ ന്യൂട്രോൺ ഫ്‌ളക്‌സുകളിൽ (ഭാഗങ്ങൾ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടെ) പ്രവർത്തിക്കാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ള പരീക്ഷണ സാമഗ്രികൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഐസോടോപ്പുകളുടെ ഉത്പാദനം. ഗവേഷണ റിയാക്ടറുകളുടെ ശക്തി 100 മെഗാവാട്ട് കവിയരുത്. പുറത്തുവിട്ട ഊർജ്ജം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കാറില്ല.
വ്യാവസായിക (ആയുധങ്ങൾ, ഐസോടോപ്പ്) റിയാക്ടറുകൾ, വിവിധ മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഐസോടോപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 239 Pu പോലെയുള്ള ആണവായുധങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സമുദ്രജലത്തിന്റെ ഉപ്പുവെള്ളം നീക്കം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകളെ വ്യാവസായികമായി തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

രണ്ടോ അതിലധികമോ വ്യത്യസ്ത പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ പലപ്പോഴും റിയാക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ അവയെ വിളിക്കുന്നു വിവിധോദ്ദേശ്യങ്ങൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, ചില പവർ റിയാക്ടറുകൾ, പ്രത്യേകിച്ച് ആണവോർജ്ജത്തിന്റെ ആദ്യകാലങ്ങളിൽ, പ്രാഥമികമായി പരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്. ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടറുകൾക്ക് ഒരേസമയം ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാനും ഐസോടോപ്പുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും കഴിയും. വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകൾ, അവയുടെ പ്രധാന ചുമതല കൂടാതെ, പലപ്പോഴും വൈദ്യുത, താപ ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ന്യൂട്രോൺ സ്പെക്ട്രം അനുസരിച്ച്

താപ (സ്ലോ) ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ ("താപ റിയാക്ടർ")
ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോൺ റിയാക്ടർ ("ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടർ")

ഇന്ധനം സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ

വൈവിധ്യമാർന്ന റിയാക്ടറുകൾ, ഇന്ധനം ബ്ലോക്കുകളുടെ രൂപത്തിൽ കാമ്പിൽ വ്യതിരിക്തമായി സ്ഥാപിക്കുന്നു, അവയ്ക്കിടയിൽ ഒരു മോഡറേറ്റർ ഉണ്ട്;
ഏകതാനമായ റിയാക്ടറുകൾ, അവിടെ ഇന്ധനവും മോഡറേറ്ററും ഒരു ഏകീകൃത മിശ്രിതമാണ് (ഏകരൂപത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം).

ഒരു വൈവിധ്യമാർന്ന റിയാക്ടറിൽ, ഇന്ധനവും മോഡറേറ്ററും സ്ഥലപരമായി വേർതിരിക്കാനാകും, പ്രത്യേകിച്ചും, ഒരു അറയിൽ റിയാക്ടറിൽ, മോഡറേറ്റർ-റിഫ്ലെക്റ്റർ ഒരു മോഡറേറ്റർ അടങ്ങിയിട്ടില്ലാത്ത ഇന്ധനമുള്ള ഒരു അറയെ ചുറ്റുന്നു. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്കൽ വീക്ഷണകോണിൽ, ഏകതാനത/വൈവിധ്യത്തിന്റെ മാനദണ്ഡം ഡിസൈനല്ല, ഒരു നിശ്ചിത മോഡറേറ്ററിൽ ന്യൂട്രോൺ മോഡറേഷൻ ദൈർഘ്യത്തേക്കാൾ അകലത്തിൽ ഇന്ധന ബ്ലോക്കുകൾ സ്ഥാപിക്കുന്നതാണ്. അതിനാൽ, "ക്ലോസ് ലാറ്റിസ്" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന റിയാക്ടറുകൾ ഏകതാനമായാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, എന്നിരുന്നാലും അവയിൽ ഇന്ധനം സാധാരണയായി മോഡറേറ്ററിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു.

വൈവിധ്യമാർന്ന റിയാക്ടറിലെ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യുവൽ ബ്ലോക്കുകളെ ഫ്യുവൽ അസംബ്ലികൾ (എഫ്‌എ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അവ ഒരു സാധാരണ ലാറ്റിസിന്റെ നോഡുകളിൽ കാമ്പിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു. കോശങ്ങൾ.

ഇന്ധന തരം അനുസരിച്ച്

യുറേനിയം ഐസോടോപ്പുകൾ 235, 238, 233 (235 U, 238 U, 233 U)
പ്ലൂട്ടോണിയം ഐസോടോപ്പ് 239 (239 Pu), കൂടാതെ 238 U (MOX ഇന്ധനം) ഉള്ള മിശ്രിതത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ 239-242 Pu ഐസോടോപ്പുകൾ
തോറിയം ഐസോടോപ്പ് 232 (232 th) (233 U ലേക്ക് പരിവർത്തനം വഴി)

സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിന്റെ അളവ് അനുസരിച്ച്:

സ്വാഭാവിക യുറേനിയം
ദുർബലമായി സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം
വളരെ സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം

രാസഘടന പ്രകാരം:

മെറ്റൽ യു
യുസി (യുറേനിയം കാർബൈഡ്) മുതലായവ.

ശീതീകരണ തരം അനുസരിച്ച്

ഗ്യാസ്, (ഗ്രാഫൈറ്റ്-ഗ്യാസ് റിയാക്ടർ കാണുക)
D 2 O (കനത്ത വെള്ളം, ഹെവി വാട്ടർ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ, CANDU കാണുക)

മോഡറേറ്റർ തരം അനുസരിച്ച്

സി (ഗ്രാഫൈറ്റ്, ഗ്രാഫൈറ്റ്-ഗ്യാസ് റിയാക്ടർ, ഗ്രാഫൈറ്റ്-വാട്ടർ റിയാക്ടർ കാണുക)
H2O (വെള്ളം, ലൈറ്റ് വാട്ടർ റിയാക്ടർ, വാട്ടർ-കൂൾഡ് റിയാക്ടർ, VVER കാണുക)
D 2 O (കനത്ത വെള്ളം, ഹെവി വാട്ടർ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ, CANDU കാണുക)
മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ
മോഡറേറ്റർ ഇല്ലാതെ (ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടർ കാണുക)

രൂപകൽപ്പന പ്രകാരം

സ്റ്റീം ജനറേഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച്

ബാഹ്യ നീരാവി ജനറേറ്ററുള്ള റിയാക്ടർ (വാട്ടർ-വാട്ടർ റിയാക്ടർ, VVER കാണുക)

IAEA വർഗ്ഗീകരണം

PWR (മർദ്ദമുള്ള ജല റിയാക്ടറുകൾ) - ജല-ജല റിയാക്ടർ (മർദ്ദം ഉള്ള ജല റിയാക്ടർ);
BWR (തിളക്കുന്ന വെള്ളം റിയാക്ടർ) - തിളയ്ക്കുന്ന വെള്ളം റിയാക്ടർ;
FBR (ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ) - ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ;
GCR (ഗ്യാസ്-കൂൾഡ് റിയാക്ടർ) - ഗ്യാസ്-കൂൾഡ് റിയാക്ടർ;
LWGR (ലൈറ്റ് വാട്ടർ ഗ്രാഫൈറ്റ് റിയാക്ടർ) - ഗ്രാഫൈറ്റ്-വാട്ടർ റിയാക്ടർ
PHWR (മർദ്ദമുള്ള കനത്ത ജല റിയാക്ടർ) - കനത്ത ജല റിയാക്ടർ

ലോകത്ത് ഏറ്റവും സാധാരണമായത് സമ്മർദ്ദമുള്ള വെള്ളവും (ഏകദേശം 62%) ചുട്ടുതിളക്കുന്ന വെള്ളവും (20%) റിയാക്ടറുകളുമാണ്.

റിയാക്ടർ മെറ്റീരിയലുകൾ

ന്യൂട്രോണുകൾ, γ ക്വാണ്ട, ഫിഷൻ ശകലങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഫീൽഡിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ റിയാക്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അതിനാൽ, സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മറ്റ് ശാഖകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന എല്ലാ വസ്തുക്കളും റിയാക്ടർ നിർമ്മാണത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല. റിയാക്ടർ മെറ്റീരിയലുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, അവയുടെ റേഡിയേഷൻ പ്രതിരോധം, രാസ നിഷ്ക്രിയത്വം, ആഗിരണം ക്രോസ് സെക്ഷൻ, മറ്റ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കുന്നു.

വസ്തുക്കളുടെ റേഡിയേഷൻ അസ്ഥിരത ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ കുറവ് സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ആറ്റങ്ങളുടെ ചലനാത്മകത വളരെ വലുതായിത്തീരുന്നു, ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൽ നിന്ന് ആറ്റങ്ങൾ അവയുടെ സ്ഥാനത്തേക്ക് മടങ്ങാനുള്ള സാധ്യത അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ഒരു ജല തന്മാത്രയിലേക്ക് വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കാനുള്ള സാധ്യത ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഊർജ്ജം തിളപ്പിക്കാത്ത റിയാക്ടറുകളിൽ (ഉദാഹരണത്തിന്, VVER) ജലത്തിന്റെ റേഡിയോലൈസിസ് അപ്രധാനമാണ്, അതേസമയം ശക്തമായ ഗവേഷണ റിയാക്ടറുകളിൽ ഗണ്യമായ അളവിൽ സ്ഫോടനാത്മക മിശ്രിതം പുറത്തുവിടുന്നു. റിയാക്ടറുകൾ കത്തിക്കാൻ പ്രത്യേക സംവിധാനങ്ങളുണ്ട്.

റിയാക്ടർ സാമഗ്രികൾ പരസ്പരം സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു (കൂളന്റും ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനവുമുള്ള ഇന്ധന ഷെൽ, കൂളന്റും മോഡറേറ്ററും ഉള്ള ഇന്ധന കാസറ്റുകൾ മുതലായവ). സ്വാഭാവികമായും, ബന്ധപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കൾ രാസപരമായി നിഷ്ക്രിയമായിരിക്കണം (അനുയോജ്യമായത്). പൊരുത്തക്കേടിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം യുറേനിയവും ചൂടുവെള്ളവും ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നതാണ്.

മിക്ക മെറ്റീരിയലുകൾക്കും, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ശക്തി ഗുണങ്ങൾ കുത്തനെ വഷളാകുന്നു. പവർ റിയാക്ടറുകളിൽ, ഘടനാപരമായ വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇത് നിർമ്മാണ സാമഗ്രികളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന മർദ്ദം നേരിടേണ്ട പവർ റിയാക്ടറിന്റെ ഭാഗങ്ങൾക്ക്.

ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ ബേൺഔട്ടും പുനരുൽപാദനവും

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത്, ഇന്ധനത്തിൽ പിളർപ്പ് ശകലങ്ങൾ അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് കാരണം, അതിന്റെ ഐസോടോപ്പിക്, കെമിക്കൽ കോമ്പോസിഷൻ മാറ്റങ്ങൾ, ട്രാൻസ്യുറോണിക് ഘടകങ്ങൾ, പ്രധാനമായും ഐസോടോപ്പുകൾ എന്നിവ രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയിൽ വിഘടന ശകലങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തെ വിളിക്കുന്നു വിഷബാധ(റേഡിയോ ആക്ടീവ് ശകലങ്ങൾക്ക്) കൂടാതെ സ്ലാഗിംഗ്(സ്ഥിരമായ ഐസോടോപ്പുകൾക്കായി).

ഏറ്റവും വലിയ ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം ക്രോസ് സെക്ഷൻ (2.6·10 6 കളപ്പുര) ഉള്ളതാണ് റിയാക്ടർ വിഷബാധയ്ക്കുള്ള പ്രധാന കാരണം. 135 Xe-ന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് ടി 1/2 = 9.2 മണിക്കൂർ; വിഭജന സമയത്ത് വിളവ് 6-7% ആണ്. 135 Xe യുടെ ഭൂരിഭാഗവും ക്ഷയത്തിന്റെ ഫലമായി രൂപം കൊള്ളുന്നു ( ടി 1/2 = 6.8 മണിക്കൂർ). വിഷബാധയുണ്ടെങ്കിൽ, കെഫ് 1-3% മാറുന്നു. 135 Xe ന്റെ വലിയ ആഗിരണ ക്രോസ് സെക്ഷനും ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഐസോടോപ്പ് 135 I യുടെ സാന്നിധ്യവും രണ്ട് പ്രധാന പ്രതിഭാസങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു:

135 Xe യുടെ സാന്ദ്രതയിലെ വർദ്ധനവ്, തൽഫലമായി, റിയാക്റ്റർ നിർത്തുകയോ അല്ലെങ്കിൽ പവർ കുറയുകയോ ചെയ്തതിന് ശേഷമുള്ള റിയാക്‌റ്റിവിറ്റി കുറയുന്നതിന് ("അയോഡിൻ കുഴി"), ഇത് ഹ്രസ്വകാല സ്റ്റോപ്പുകളും ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും അസാധ്യമാക്കുന്നു. . റെഗുലേറ്ററി ബോഡികളിൽ ഒരു റിയാക്റ്റിവിറ്റി റിസർവ് അവതരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ ഈ പ്രഭാവം മറികടക്കുന്നു. അയഡിൻ കിണറിന്റെ ആഴവും ദൈർഘ്യവും ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്‌സിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു Ф: Ф = 5·10 18 ന്യൂട്രോൺ/(cm²·sec) അയഡിൻ കിണറിന്റെ ദൈർഘ്യം ˜ 30 മണിക്കൂറാണ്, ആഴം നിശ്ചലമായതിനേക്കാൾ 2 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. 135 Xe വിഷബാധമൂലം കെഫിലെ മാറ്റം.
വിഷബാധമൂലം, ന്യൂട്രോൺ ഫ്ളക്സ് എഫിൽ സ്പേഷ്യോ ടെമ്പറൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും, തൽഫലമായി, റിയാക്റ്റർ ശക്തിയിലും സംഭവിക്കാം. ഈ ആന്ദോളനങ്ങൾ Ф > 10 18 ന്യൂട്രോണുകൾ/(cm²·sec) ലും വലിയ റിയാക്റ്റർ വലിപ്പത്തിലും സംഭവിക്കുന്നു. ആന്ദോളന കാലഘട്ടങ്ങൾ ˜ 10 മണിക്കൂർ.

ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ സംഭവിക്കുമ്പോൾ വലിയ സംഖ്യഫിസൈൽ ഐസോടോപ്പിന്റെ അബ്സോർപ്ഷൻ ക്രോസ് സെക്ഷനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ആഗിരണ ക്രോസ് സെക്ഷനുകളിൽ വ്യത്യാസമുള്ള സ്ഥിരതയുള്ള ശകലങ്ങൾ. കൂടെ ശകലങ്ങളുടെ ഏകാഗ്രത വലിയ മൂല്യംറിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ആദ്യ ദിവസങ്ങളിൽ ആഗിരണം ക്രോസ് സെക്ഷൻ സാച്ചുറേഷൻ എത്തുന്നു. ഇവ പ്രധാനമായും വ്യത്യസ്ത "പ്രായത്തിലുള്ള" ഇന്ധന വടികളാണ്.

പൂർണ്ണമായ ഇന്ധന മാറ്റത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, റിയാക്ടറിന് അധിക റിയാക്‌റ്റിവിറ്റി ഉണ്ട്, അത് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകേണ്ടതുണ്ട്, രണ്ടാമത്തെ കേസിൽ റിയാക്ടർ ആദ്യം ആരംഭിക്കുമ്പോൾ മാത്രം നഷ്ടപരിഹാരം ആവശ്യമാണ്. തുടർച്ചയായ ഓവർലോഡിംഗ് ബേൺഅപ്പ് ഡെപ്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, കാരണം റിയാക്ടറിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഫിസൈൽ ഐസോടോപ്പുകളുടെ ശരാശരി സാന്ദ്രതയാണ്.

റിലീസ് ചെയ്ത ഊർജ്ജത്തിന്റെ "ഭാരം" കാരണം ലോഡ് ചെയ്ത ഇന്ധനത്തിന്റെ പിണ്ഡം അൺലോഡ് ചെയ്ത ഇന്ധനത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തെ കവിയുന്നു. റിയാക്ടർ അടച്ചുപൂട്ടിയ ശേഷം, ആദ്യം പ്രധാനമായും കാലതാമസമുള്ള ന്യൂട്രോണുകളുടെ വിഘടനം മൂലവും പിന്നീട് 1-2 മിനിറ്റിനുശേഷം, വിഘടന ശകലങ്ങളുടെയും ട്രാൻസ്യുറേനിയം മൂലകങ്ങളുടെയും β-, γ- വികിരണം കാരണം, ഇന്ധനത്തിലെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനം തുടരുന്നു. റിയാക്ടർ നിർത്തുന്നതിന് മുമ്പ് വളരെക്കാലം പ്രവർത്തിച്ചാൽ, നിർത്തിയതിന് 2 മിനിറ്റിനുശേഷം, ഊർജ്ജം റിലീസ് ഏകദേശം 3% ആണ്, 1 മണിക്കൂറിന് ശേഷം - 1%, ഒരു ദിവസത്തിന് ശേഷം - 0.4%, ഒരു വർഷത്തിന് ശേഷം - പ്രാരംഭ ശക്തിയുടെ 0.05%.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ഫിസൈൽ Pu ഐസോടോപ്പുകളുടെ എണ്ണവും കത്തിച്ച 235 U യുടെ അളവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തെ വിളിക്കുന്നു പരിവർത്തന നിരക്ക്കെ കെ. സമ്പുഷ്ടീകരണവും പൊള്ളലും കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് കെ കെയുടെ മൂല്യം വർദ്ധിക്കുന്നു. പ്രകൃതിദത്തമായ യുറേനിയം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഒരു കനത്ത ജല റിയാക്ടറിന്, 10 GW ദിവസം/ടി K K = 0.55 ബേൺഅപ്പ്, ചെറിയ ബേൺഅപ്പുകൾ (ഈ സാഹചര്യത്തിൽ K K എന്ന് വിളിക്കുന്നു. പ്രാരംഭ പ്ലൂട്ടോണിയം ഗുണകം) കെ കെ = 0.8. ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ കത്തിച്ച് അതേ ഐസോടോപ്പുകൾ (ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ) ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, പുനരുൽപാദന നിരക്കും ബേൺഅപ്പ് നിരക്കും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തെ വിളിക്കുന്നു. പുനരുൽപാദന നിരക്ക്കെ വി. താപ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളിൽ കെ വി< 1, а для реакторов на быстрых нейтронах К В может достигать 1,4-1,5. Рост К В для реакторов на быстрых нейтронах объясняется главным образом тем, что, особенно в случае 239 Pu, для быстрых нейтронов ജിവളരുന്നു ഒപ്പം എവീഴുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ നിയന്ത്രണം

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ നിയന്ത്രണം സാധ്യമാകുന്നത് വിഘടന സമയത്ത്, ചില ന്യൂട്രോണുകൾ ശകലങ്ങളിൽ നിന്ന് കാലതാമസത്തോടെ പറക്കുന്നു, ഇത് നിരവധി മില്ലിസെക്കൻഡ് മുതൽ നിരവധി മിനിറ്റ് വരെയാകാം.

റിയാക്ടറിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്, ന്യൂട്രോണുകളെ (പ്രധാനമായും മറ്റു ചിലത്) ശക്തമായി ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ച അബ്സോർബർ വടികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ / അല്ലെങ്കിൽ ബോറിക് ആസിഡിന്റെ ഒരു ലായനി, ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രതയിൽ (ബോറോൺ നിയന്ത്രണം) ശീതീകരണത്തിലേക്ക് ചേർക്കുന്നു. . തണ്ടുകളുടെ ചലനം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് പ്രത്യേക മെക്കാനിസങ്ങൾ, ഡ്രൈവുകൾ, ഓപ്പറേറ്ററിൽ നിന്നുള്ള സിഗ്നലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ന്യൂട്രോൺ ഫ്ളക്സിന്റെ യാന്ത്രിക നിയന്ത്രണത്തിനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ അനുസരിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

വിവിധ അടിയന്തിര സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഓരോ റിയാക്ടറിനും ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിന്റെ അടിയന്തിര അവസാനിപ്പിക്കൽ നൽകിയിട്ടുണ്ട്, എല്ലാ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വടികളും കാമ്പിലേക്ക് ഇറക്കിക്കൊണ്ടാണ് ഇത് നടപ്പിലാക്കുന്നത് - ഒരു അടിയന്തര സംരക്ഷണ സംവിധാനം.

ശേഷിക്കുന്ന ചൂട്

ആണവ സുരക്ഷയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നം ശോഷണ ചൂട് ആണ്. ഈ പ്രത്യേക സവിശേഷതന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനം, വിഘടന ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനം അവസാനിച്ചതിനുശേഷവും ഏതൊരു ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സിനും സാധാരണ താപ ജഡത്വവും റിയാക്ടറിലെ താപത്തിന്റെ പ്രകാശനം തുടരുന്നു. ദീർഘനാളായി, ഇത് സാങ്കേതികമായി സങ്കീർണ്ണമായ നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഇന്ധനത്തിൽ അടിഞ്ഞുകൂടിയ വിഘടന ഉൽപന്നങ്ങളുടെ β-, γ-ക്ഷയത്തിന്റെ അനന്തരഫലമാണ് ശേഷിക്കുന്ന ചൂട്. വിഘടന ഉൽപന്ന അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ, ക്ഷയം മൂലം, ഗണ്യമായ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നതോടെ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതോ പൂർണ്ണമായും സ്ഥിരതയുള്ളതോ ആയ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നു.

സ്ഥിരമായ മൂല്യങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ശോഷണ ഹീറ്റ് റിലീസ് നിരക്ക് ചെറിയ മൂല്യങ്ങളിലേക്ക് കുറയുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഉയർന്ന പവർ പവർ റിയാക്ടറുകളിൽ ഇത് കേവലമായ പദങ്ങളിൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു. ഇക്കാരണത്താൽ, ശേഷിക്കുന്ന താപ ഉൽപാദനം ആവശ്യമാണ് നീണ്ട കാലംഷട്ട്ഡൗണിന് ശേഷം റിയാക്ടർ കോറിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ഉറപ്പാക്കുക. വിശ്വസനീയമായ പവർ സപ്ലൈ ഉള്ള കൂളിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കാൻ ഈ ടാസ്ക്കിന് റിയാക്റ്റർ ഇൻസ്റ്റാളേഷന്റെ രൂപകൽപ്പന ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ പ്രത്യേക താപനില വ്യവസ്ഥയുള്ള സംഭരണ സൗകര്യങ്ങളിൽ ചെലവഴിച്ച ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനത്തിന്റെ ദീർഘകാല (3-4 വർഷം) സംഭരണം ആവശ്യമാണ് - കൂളിംഗ് പൂളുകൾ, അവ സാധാരണയായി റിയാക്ടറിന് അടുത്താണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.

ഇതും കാണുക

സോവിയറ്റ് യൂണിയനിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത് നിർമ്മിച്ച ആണവ റിയാക്ടറുകളുടെ പട്ടിക

സാഹിത്യം

ലെവിൻ വി.ഇ. ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സും ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളും.നാലാം പതിപ്പ്. - എം.: ആറ്റോമിസ്ഡാറ്റ്, 1979.
ഷുകോള്യൂക്കോവ് എ. യു. "യുറേനിയം. സ്വാഭാവിക ആണവ റിയാക്ടർ." "രസതന്ത്രവും ജീവിതവും" നമ്പർ 6, 1980, പേ. 20-24

കുറിപ്പുകൾ

"ZEEP - കാനഡയിലെ ആദ്യത്തെ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ", കാനഡ സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജി മ്യൂസിയം.
ഗ്രെഷിലോവ് എ. എ., എഗുപോവ് എൻ. ഡി., മതുഷ്ചെങ്കോ എ.എം.ആണവ കവചം. - എം.: ലോഗോസ്, 2008. - 438 പേ. -

ഒരു ചെറിയ ആറ്റത്തിന്റെ അപാരമായ ഊർജ്ജം

“നല്ല ശാസ്ത്രം - ഭൗതികശാസ്ത്രം! ജീവിതം മാത്രമാണ് ഹ്രസ്വമായത്." ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ അമ്പരപ്പിക്കുന്ന ഒരു നേട്ടം കൈവരിച്ച ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞന്റേതാണ് ഈ വാക്കുകൾ. ഒരിക്കൽ ഒരു അക്കാദമിഷ്യൻ പറഞ്ഞു ഇഗോർ വാസിലിവിച്ച് കുർചാറ്റോവ്, ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ആണവ നിലയത്തിന്റെ സ്രഷ്ടാവ്.

1954 ജൂൺ 27 ന് ഈ അദ്വിതീയ വൈദ്യുത നിലയം പ്രവർത്തനക്ഷമമായി. മനുഷ്യരാശിക്ക് ഇപ്പോൾ മറ്റൊരു ശക്തമായ വൈദ്യുതി ഉറവിടമുണ്ട്.

ആറ്റത്തിന്റെ ഊർജ്ജം പ്രാവീണ്യം നേടുന്നതിനുള്ള പാത ദീർഘവും ദുഷ്‌കരവുമായിരുന്നു. 20-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യ ദശകങ്ങളിൽ ക്യൂറികൾ പ്രകൃതിദത്ത റേഡിയോ ആക്ടിവിറ്റി കണ്ടെത്തി, ബോറിന്റെ പോസ്റ്റുലേറ്റുകൾ, റഥർഫോർഡിന്റെ ആറ്റത്തിന്റെ ഗ്രഹ മാതൃക, ഇപ്പോൾ ഒരു വ്യക്തമായ വസ്തുതയായി തോന്നുന്നതിന്റെ തെളിവ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് ആരംഭിച്ചു - ഏതൊരു ആറ്റത്തിന്റെയും ന്യൂക്ലിയസ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രൽ ന്യൂട്രോണുകളും.

1934-ൽ, ഫ്രെഡറിക്, ഐറിൻ ജോലിയറ്റ്-ക്യൂറി ദമ്പതികൾ (മേരി സ്കോഡോവ്സ്ക-ക്യൂറിയുടെയും പിയറി ക്യൂറിയുടെയും മകൾ) ആൽഫ കണികകൾ (ഹീലിയം ആറ്റങ്ങളുടെ ന്യൂക്ലിയസ്) ഉപയോഗിച്ച് ബോംബെറിയുന്നത് സാധാരണ രാസ മൂലകങ്ങളെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. എന്നാണ് പുതിയ പ്രതിഭാസം കൃത്രിമ റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റി.

I.V. Kurchatov (വലത്), A.I. അലിഖനോവ് (മധ്യത്തിൽ) അവരുടെ അധ്യാപകൻ A.F. Ioffe എന്നിവർക്കൊപ്പം. (30-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ.)

വളരെ വേഗമേറിയതും ഭാരമേറിയതുമായ കണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് അത്തരം ബോംബിംഗ് നടത്തുകയാണെങ്കിൽ, രാസ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു കാസ്കേഡ് ആരംഭിക്കുന്നു. കൃത്രിമ റേഡിയോ ആക്ടിവിറ്റി ഉള്ള മൂലകങ്ങൾ ക്രമേണ സ്ഥിരമായ മൂലകങ്ങൾക്ക് വഴിമാറും, അത് ഇനി ജീർണിക്കും.

വികിരണത്തിന്റെയോ ബോംബാക്രമണത്തിന്റെയോ സഹായത്തോടെ, ആൽക്കെമിസ്റ്റുകളുടെ സ്വപ്നം യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ് - മറ്റ് രാസ ഘടകങ്ങളിൽ നിന്ന് സ്വർണ്ണം ഉണ്ടാക്കുക. അത്തരമൊരു പരിവർത്തനത്തിന്റെ വില മാത്രമേ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സ്വർണ്ണത്തിന്റെ വിലയെക്കാൾ ഗണ്യമായി കവിയുകയുള്ളൂ.

യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ

ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും രസതന്ത്രജ്ഞരും ചേർന്ന് 1938-1939 ൽ കണ്ടെത്തിയത് മനുഷ്യരാശിക്ക് കൂടുതൽ പ്രയോജനം (നിർഭാഗ്യവശാൽ, ഉത്കണ്ഠ) കൊണ്ടുവന്നു. യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വിഘടനം. ന്യൂട്രോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, കനത്ത യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയുകൾ മെൻഡലീവിന്റെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ മധ്യഭാഗത്തുള്ള ഭാരം കുറഞ്ഞ രാസ മൂലകങ്ങളായി ക്ഷയിക്കുകയും നിരവധി ന്യൂട്രോണുകൾ പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രകാശ മൂലകങ്ങളുടെ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്ക്, ഈ ന്യൂട്രോണുകൾ അമിതമായി മാറുന്നു... യുറേനിയം അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ "പിളരുമ്പോൾ" ഒരു ശൃംഖല പ്രതികരണം ആരംഭിക്കാം: തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന രണ്ടോ മൂന്നോ ന്യൂട്രോണുകളിൽ ഓരോന്നിനും നിരവധി ന്യൂട്രോണുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, വീഴുന്നു. ഒരു അയൽ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക്.

ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണക്കാക്കിയതുപോലെ, അത്തരമൊരു ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ആകെ പിണ്ഡം യഥാർത്ഥ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ പിണ്ഡത്തേക്കാൾ കുറവാണ് - യുറേനിയം.

പിണ്ഡത്തെ ഊർജവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തുന്ന ഐൻസ്റ്റീന്റെ സമവാക്യം അനുസരിച്ച്, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ ഭീമാകാരമായ ഊർജ്ജം പുറത്തുവരണമെന്ന് ഒരാൾക്ക് എളുപ്പത്തിൽ നിർണ്ണയിക്കാനാകും! ഇത് വളരെ ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ സംഭവിക്കും. തീർച്ചയായും, ചെയിൻ പ്രതികരണം അനിയന്ത്രിതമാവുകയും അവസാനം വരെ പോകുകയും ചെയ്താൽ...

കോൺഫറൻസ് കഴിഞ്ഞ് നടക്കുമ്പോൾ, ഇ. ഫെർമി (വലത്) തന്റെ വിദ്യാർത്ഥിയായ ബി. പോണ്ടെകോർവോയ്‌ക്കൊപ്പം. (ബേസൽ, 1949)

യുറേനിയം വിഘടന പ്രക്രിയയിൽ മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഭീമാകാരമായ ഭൗതികവും സാങ്കേതികവുമായ കഴിവുകളെ ആദ്യമായി അഭിനന്ദിച്ചവരിൽ ഒരാളാണ് അദ്ദേഹം. എൻറിക്കോ ഫെർമി, നമ്മുടെ നൂറ്റാണ്ടിലെ ആ വിദൂര മുപ്പതുകളിൽ, ഇപ്പോഴും വളരെ ചെറുപ്പമാണ്, എന്നാൽ ഇതിനകം തന്നെ ഇറ്റാലിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിദ്യാലയത്തിന്റെ തലവനായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു. രണ്ടാം ലോകമഹായുദ്ധത്തിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ, അദ്ദേഹവും കഴിവുള്ള ഒരു കൂട്ടം സഹകാരികളും ന്യൂട്രോൺ വികിരണത്തിന് കീഴിലുള്ള വിവിധ വസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുകയും ന്യൂട്രോണുകളുടെ ചലനം മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നതിലൂടെ യുറേനിയം വിഘടന പ്രക്രിയയുടെ കാര്യക്ഷമത ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുകയും ചെയ്തു. ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ തോന്നിയേക്കാവുന്ന വിചിത്രമാണ്, ന്യൂട്രോണുകളുടെ വേഗത കുറയുമ്പോൾ, യുറേനിയം അണുകേന്ദ്രങ്ങളാൽ പിടിച്ചെടുക്കാനുള്ള സാധ്യത വർദ്ധിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഫലപ്രദമായ "മോഡറേറ്റർമാർ" തികച്ചും ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളാണ്: പാരഫിൻ, കാർബൺ, വെള്ളം ...

അമേരിക്കയിലേക്ക് മാറിയതിന് ശേഷം അവിടെ നടത്തിയ ആണവ ഗവേഷണത്തിന്റെ തലച്ചോറും ഹൃദയവുമായി ഫെർമി തുടർന്നു. ഫെർമിയിൽ സാധാരണയായി പരസ്പരവിരുദ്ധമായ രണ്ട് കഴിവുകൾ സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു: ഒരു മികച്ച സൈദ്ധാന്തികനും മികച്ച പരീക്ഷണക്കാരനും. 1954-ൽ 53-ആം വയസ്സിൽ മാരകമായ ട്യൂമർ ബാധിച്ച് ഫെർമിയുടെ അകാല മരണത്തിന് ശേഷം പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡബ്ല്യു.സിൻ എഴുതി, "അവന്റെ തുല്യനെ നമുക്ക് കാണാൻ ഇനിയും ഒരുപാട് സമയമെടുക്കും.

രണ്ടാം ലോകമഹായുദ്ധസമയത്ത് ഫെർമിക്ക് ചുറ്റും അണിനിരന്ന ഒരു സംഘം ശാസ്ത്രജ്ഞർ യുറേനിയം വിഘടനത്തിന്റെ ശൃംഖല പ്രതികരണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അഭൂതപൂർവമായ വിനാശകരമായ ശക്തിയുടെ ആയുധം സൃഷ്ടിക്കാൻ തീരുമാനിച്ചു - ആണവ ബോംബ്. ശാസ്ത്രജ്ഞർ തിരക്കിലായിരുന്നു: നാസി ജർമ്മനി മറ്റാർക്കും മുമ്പായി പുതിയ ആയുധങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുകയും മറ്റ് ആളുകളെ അടിമകളാക്കാനുള്ള മനുഷ്യത്വരഹിതമായ അന്വേഷണത്തിൽ അവ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്താലോ?

നമ്മുടെ രാജ്യത്ത് ഒരു ആണവ റിയാക്ടറിന്റെ നിർമ്മാണം

ഇതിനകം 1942 ൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇത് ചിക്കാഗോ യൂണിവേഴ്സിറ്റി സ്റ്റേഡിയത്തിന്റെ പ്രദേശത്ത് കൂട്ടിച്ചേർക്കാനും വിക്ഷേപിക്കാനും കഴിഞ്ഞു. ആദ്യം ആറ്റോമിക് റിയാക്ടർ . റിയാക്ടറിലെ യുറേനിയം തണ്ടുകൾ കാർബൺ "ഇഷ്ടികകൾ" - മോഡറേറ്റർമാരുമായി വിഭജിച്ചു, ശൃംഖല പ്രതികരണം ഇപ്പോഴും വളരെ അക്രമാസക്തമായാൽ, യുറേനിയം തണ്ടുകളെ വേർപെടുത്തി ന്യൂട്രോണുകളെ പൂർണ്ണമായും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന റിയാക്ടറിലേക്ക് കാഡ്മിയം പ്ലേറ്റുകൾ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഇത് വേഗത്തിൽ നിർത്താനാകും.

ഗവേഷകർ തങ്ങൾ കൊണ്ടുവന്ന ലളിതമായ റിയാക്ടർ അഡാപ്റ്റേഷനുകളിൽ വളരെ അഭിമാനിച്ചു, അത് ഇപ്പോൾ നമ്മെ പുഞ്ചിരിപ്പിക്കുന്നു. ചിക്കാഗോയിലെ ഫെർമിയുടെ സഹകാരികളിലൊരാളായ പ്രശസ്ത ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജി. ആൻഡേഴ്സൺ, കാഡ്മിയം ടിൻ ഒരു തടി കട്ടയിൽ തറച്ചിരുന്നുവെന്ന് ഓർക്കുന്നു, അത് ആവശ്യമെങ്കിൽ, സ്വന്തം ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ തൽക്ഷണം ബോയിലറിലേക്ക് വീണു, അതാണ് അത് നൽകാനുള്ള കാരണം. പേര് "തൽക്ഷണം". ജി. ആൻഡേഴ്സൺ എഴുതുന്നു: “ബോയിലർ ആരംഭിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഈ വടി മുകളിലേക്ക് വലിച്ച് ഒരു കയർ ഉപയോഗിച്ച് ഉറപ്പിക്കണം. ഒരു അപകടമുണ്ടായാൽ, കയർ മുറിക്കാനും ബോയിലറിനുള്ളിൽ "നിമിഷം" സ്ഥാനം പിടിക്കാനും കഴിയും.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിൽ നിയന്ത്രിത ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ നേടുകയും സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളും പ്രവചനങ്ങളും പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു. റിയാക്ടറിൽ രാസ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖല സംഭവിച്ചു, അതിന്റെ ഫലമായി പുതിയത് രാസ മൂലകം- പ്ലൂട്ടോണിയം. യുറേനിയം പോലെ, ഒരു അണുബോംബ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.

യുറേനിയത്തിന്റെയോ പ്ലൂട്ടോണിയത്തിന്റെയോ "നിർണ്ണായക പിണ്ഡം" ഉണ്ടെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ നിർണ്ണയിച്ചു. ആവശ്യത്തിന് വലിയ അളവിൽ ആറ്റോമിക് പദാർത്ഥം ഉണ്ടെങ്കിൽ, ചെയിൻ പ്രതികരണം ഒരു സ്ഫോടനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു; അത് ചെറുതാണെങ്കിൽ, "നിർണായക പിണ്ഡത്തേക്കാൾ" കുറവാണെങ്കിൽ, ചൂട് പുറത്തുവിടുന്നു.

ഒരു ആണവ നിലയത്തിന്റെ നിർമ്മാണം

ഏറ്റവും ലളിതമായ രൂപകൽപ്പനയിലുള്ള ഒരു അണുബോംബിൽ, യുറേനിയം അല്ലെങ്കിൽ പ്ലൂട്ടോണിയം എന്നിവയുടെ രണ്ട് കഷണങ്ങൾ അടുത്തടുത്തായി സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, ഓരോന്നിന്റെയും പിണ്ഡം നിർണായകത്തേക്കാൾ അല്പം കുറവാണ്. ശരിയായ നിമിഷത്തിൽ, ഒരു പരമ്പരാഗത സ്ഫോടകവസ്തുവിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ഫ്യൂസ് കഷണങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, ആറ്റോമിക് ഇന്ധനത്തിന്റെ പിണ്ഡം ഒരു നിർണായക മൂല്യം കവിയുന്നു - കൂടാതെ ഭീകരമായ ശക്തിയുടെ വിനാശകരമായ ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനം തൽക്ഷണം സംഭവിക്കുന്നു ...

1945-ൽ അമേരിക്കൻ അണുബോംബുകൾ പൊട്ടിത്തെറിച്ചതിന് ശേഷം, മിന്നുന്ന പ്രകാശ വികിരണം, അതിന്റെ പാതയിലെ എല്ലാറ്റിനെയും തുടച്ചുനീക്കിയ ഒരു ഷോക്ക് തരംഗം, തുളച്ചുകയറുന്ന റേഡിയോ ആക്ടീവ് വികിരണം രണ്ട് ജാപ്പനീസ് നഗരങ്ങളിലെ - ഹിരോഷിമ, നാഗസാക്കി - നിവാസികളെ ബാധിച്ചു. അണുബോംബുകളുടെ ഉപയോഗത്തിന്റെ ഭീകരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ.

I.V. കുർചാറ്റോവിന്റെ ഏകീകൃത ശാസ്ത്ര നേതൃത്വത്തിന് കീഴിൽ, സോവിയറ്റ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ആറ്റോമിക് ആയുധങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

എന്നാൽ ഈ കൃതികളുടെ നേതാവ് ആണവോർജത്തിന്റെ സമാധാനപരമായ ഉപയോഗത്തെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുന്നത് നിർത്തിയില്ല. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്റ്റർ തീവ്രമായി തണുപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതിനാൽ എന്തുകൊണ്ട് ഈ ചൂട് ഒരു നീരാവി അല്ലെങ്കിൽ ഗ്യാസ് ടർബൈനിന് "നൽകുക" അല്ലെങ്കിൽ വീടുകൾ ചൂടാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുക?

ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ലോ-ദ്രവീകരണ ലോഹം അടങ്ങിയ ട്യൂബുകൾ ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിലൂടെ കടത്തിവിട്ടു. ചൂടാക്കിയ ലോഹം ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിൽ പ്രവേശിച്ചു, അവിടെ ചൂട് വെള്ളത്തിലേക്ക് മാറ്റി. വെള്ളം സൂപ്പർഹീറ്റഡ് ആവിയായി മാറി, ടർബൈൻ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി. റിയാക്ടറിന് ചുറ്റും ഒരു മെറ്റൽ ഫില്ലർ ഉപയോഗിച്ച് കോൺക്രീറ്റ് കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു സംരക്ഷിത ഷെൽ ഉണ്ടായിരുന്നു: റേഡിയോ ആക്ടീവ് വികിരണം പുറത്തേക്ക് പോകരുത്.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ ഒരു ആണവ നിലയമായി മാറിയിരിക്കുന്നു, ആളുകൾക്ക് ശാന്തമായ വെളിച്ചവും ഊഷ്മളമായ ഊഷ്മളതയും ആഗ്രഹിക്കുന്ന സമാധാനവും നൽകുന്നു.

വേണ്ടി സാധാരണ വ്യക്തിആധുനിക ഹൈടെക് ഉപകരണങ്ങൾ വളരെ നിഗൂഢവും നിഗൂഢവുമാണ്, പൂർവ്വികർ മിന്നലിനെ ആരാധിച്ചിരുന്നതുപോലെ അവയെ ആരാധിക്കാൻ കഴിയും. സ്കൂൾ പാഠങ്ങൾഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ, ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ കൊണ്ട് നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു, പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നില്ല. എന്നാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനെക്കുറിച്ച് രസകരമായ ഒരു കഥ പോലും പറയാൻ കഴിയും, അതിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഒരു കൗമാരക്കാരന് പോലും വ്യക്തമാണ്.

ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഈ ഹൈടെക് ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഇപ്രകാരമാണ്:

ഒരു ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ആണവ ഇന്ധനം (മിക്കപ്പോഴും ഇത് യുറേനിയം-235അഥവാ പ്ലൂട്ടോണിയം-239) ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിന്റെ വിഘടനം സംഭവിക്കുന്നു;
ഗതികോർജ്ജം, ഗാമാ വികിരണം, സ്വതന്ത്ര ന്യൂട്രോണുകൾ എന്നിവ പുറത്തുവരുന്നു;
ഗതികോർജ്ജം താപ ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ ചുറ്റുമുള്ള ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ), ഗാമാ വികിരണം റിയാക്ടർ തന്നെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും താപമായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു;
ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ചില ന്യൂട്രോണുകൾ ഇന്ധന ആറ്റങ്ങളാൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇത് നിയന്ത്രിക്കാൻ, ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബറുകളും മോഡറേറ്ററുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു;
ഒരു ശീതീകരണത്തിന്റെ (വെള്ളം, വാതകം അല്ലെങ്കിൽ ദ്രാവക സോഡിയം) സഹായത്തോടെ, പ്രതികരണ സൈറ്റിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കംചെയ്യുന്നു;
സ്റ്റീം ടർബൈനുകൾ ഓടിക്കാൻ ചൂടായ വെള്ളത്തിൽ നിന്നുള്ള സമ്മർദ്ദമുള്ള നീരാവി ഉപയോഗിക്കുന്നു;
ഒരു ജനറേറ്ററിന്റെ സഹായത്തോടെ, ടർബൈൻ 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 എനർജി, ചില ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ മാത്രം വ്യാപകമാണ്);
ശീതീകരണത്തിലൂടെ. ബഹുഭൂരിപക്ഷം കേസുകളിലും, ഈ ആവശ്യത്തിനായി വെള്ളം (തിളയ്ക്കുന്നതോ കനത്തതോ ആയ) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതര പരിഹാരങ്ങൾ ചിലപ്പോൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്: ദ്രാവക ലോഹം (സോഡിയം, ലെഡ്-ബിസ്മത്ത്, മെർക്കുറി), വാതകം (ഹീലിയം, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ നൈട്രജൻ), ഉരുകിയ ഉപ്പ് (ഫ്ലൂറൈഡ് ലവണങ്ങൾ);
തലമുറ പ്രകാരം.ആദ്യത്തേത് വാണിജ്യപരമായ അർത്ഥമില്ലാത്ത ആദ്യകാല പ്രോട്ടോടൈപ്പുകളായിരുന്നു. രണ്ടാമതായി, നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആണവ നിലയങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും 1996 ന് മുമ്പ് നിർമ്മിച്ചവയാണ്. മൂന്നാം തലമുറ മുമ്പത്തേതിൽ നിന്ന് ചെറിയ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളിൽ മാത്രം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നാലാം തലമുറയുടെ പണി ഇപ്പോഴും നടക്കുന്നു;
സംയോജനത്തിന്റെ അവസ്ഥ പ്രകാരംഇന്ധനം (ഗ്യാസ് ഇന്ധനം നിലവിൽ കടലാസിൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കുന്നുള്ളൂ);
ഉപയോഗത്തിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം അനുസരിച്ച്(വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം, എഞ്ചിൻ ആരംഭിക്കൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം, ഡീസാലിനേഷൻ, മൂലക പരിവർത്തനം, ന്യൂറൽ റേഡിയേഷൻ നേടൽ, സൈദ്ധാന്തികവും അന്വേഷണപരവുമായ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി).

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ ഘടന

മിക്ക പവർ പ്ലാന്റുകളിലെയും റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഇവയാണ്:

പവർ ടർബൈനുകൾക്ക് (സാധാരണയായി കുറഞ്ഞ സമ്പുഷ്ടമായ യുറേനിയം) താപം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഒരു വസ്തുവാണ് ആണവ ഇന്ധനം;
ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ കോർ ആണ് ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ഷൻ നടക്കുന്നത്;
ന്യൂട്രോൺ മോഡറേറ്റർ - ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകളുടെ വേഗത കുറയ്ക്കുന്നു, അവയെ താപ ന്യൂട്രോണുകളാക്കി മാറ്റുന്നു;
ന്യൂട്രോൺ ഉറവിടം ആരംഭിക്കുന്നു - ഒരു ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ വിശ്വസനീയവും സുസ്ഥിരവുമായ ആരംഭത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു;
ന്യൂട്രോൺ അബ്സോർബർ - പുതിയ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഉയർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ചില പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ ലഭ്യമാണ്;
ന്യൂട്രോൺ ഹോവിറ്റ്സർ - ഷട്ട്ഡൗൺ കഴിഞ്ഞ് ഒരു പ്രതികരണം പുനരാരംഭിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
കൂളന്റ് (ശുദ്ധീകരിച്ച വെള്ളം);
നിയന്ത്രണ തണ്ടുകൾ - യുറേനിയം അല്ലെങ്കിൽ പ്ലൂട്ടോണിയം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വിഘടനത്തിന്റെ തോത് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്;
വാട്ടർ പമ്പ് - നീരാവി ബോയിലറിലേക്ക് വെള്ളം പമ്പ് ചെയ്യുന്നു;
സ്റ്റീം ടർബൈൻ - നീരാവിയുടെ താപ ഊർജ്ജത്തെ ഭ്രമണ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്നു;
കൂളിംഗ് ടവർ - അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് അധിക ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉപകരണം;
റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യ സ്വീകരണവും സംഭരണ സംവിധാനവും;
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 ഘടനയും വികസന ഘട്ടത്തിലാണ്. ആധുനിക ഡാറ്റ അനുസരിച്ച്, ഈ പരിഷ്കാരങ്ങൾ നിലവിലുള്ള മോഡലുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും നേട്ടങ്ങൾ:

ദ്രുത വാതക തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം. ശീതീകരണമായി ഹീലിയം ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ഇതനുസരിച്ച് പ്രോജക്റ്റ് ഡോക്യുമെന്റേഷൻ, ഈ രീതിയിൽ 850 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയുള്ള റിയാക്ടറുകളെ തണുപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും. അത്തരം ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ, നിർദ്ദിഷ്ട അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമായി വരും: സംയുക്ത സെറാമിക് വസ്തുക്കളും ആക്ടിനൈഡ് സംയുക്തങ്ങളും;
പ്രാഥമിക ശീതീകരണമായി ലെഡ് അല്ലെങ്കിൽ ലെഡ്-ബിസ്മത്ത് അലോയ് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് ന്യൂട്രോൺ ആഗിരണം നിരക്ക് കുറവാണ്, താരതമ്യേന ഇവയാണ് കുറഞ്ഞ താപനിലഉരുകുന്നത്;
കൂടാതെ, ഉരുകിയ ലവണങ്ങളുടെ മിശ്രിതം പ്രധാന ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കാം. ഇതിലും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കും ആധുനിക അനലോഗുകൾവെള്ളം തണുപ്പിക്കൽ കൂടെ.

പ്രകൃതിയിലെ സ്വാഭാവിക അനലോഗുകൾ

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്റ്റർ കാണപ്പെടുന്നു പൊതുബോധംഒരു ഉൽപ്പന്നമായി മാത്രം ഉയർന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ. എന്നിരുന്നാലും, വാസ്തവത്തിൽ, അത്തരത്തിലുള്ള ആദ്യത്തേത് ഉപകരണം സ്വാഭാവിക ഉത്ഭവമാണ്. മധ്യ ആഫ്രിക്കൻ സംസ്ഥാനമായ ഗാബോണിലെ ഒക്ലോ 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 തിളച്ചുമറിയുകയും പ്രതികരണം നിർത്തുകയും ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ, മനുഷ്യരാശി ഒരു പുതിയ പ്രകൃതിദുരന്തത്തെ അഭിമുഖീകരിക്കുമായിരുന്നു;
ഏകദേശം ഒന്നര ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ഈ റിയാക്ടറിൽ സ്വയം സുസ്ഥിര ആണവ വിഘടനം ആരംഭിച്ചു. ഈ സമയത്ത്, ഏകദേശം 0.1 ദശലക്ഷം വാട്ട് വൈദ്യുതി ഉൽപാദനം നൽകി;
ഭൂമിയിലെ അത്തരമൊരു അത്ഭുതം അറിയപ്പെടുന്നത് മാത്രമാണ്. പുതിയവയുടെ ആവിർഭാവം അസാധ്യമാണ്: പ്രകൃതിദത്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ യുറേനിയം -235 ന്റെ പങ്ക് ഒരു ചെയിൻ പ്രതികരണം നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ നിലയേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിൽ എത്ര ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട്?

പാവം നാ പ്രകൃതി വിഭവങ്ങൾ, എന്നാൽ വ്യാവസായികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടതും ജനസാന്ദ്രതയുള്ളതുമായ റിപ്പബ്ലിക്ക് ഓഫ് കൊറിയയ്ക്ക് ഊർജ്ജത്തിന്റെ അസാധാരണമായ ആവശ്യമുണ്ട്. സമാധാനപരമായ ആറ്റം ഉപയോഗിക്കാൻ ജർമ്മനി വിസമ്മതിച്ച പശ്ചാത്തലത്തിൽ, ആണവ സാങ്കേതികവിദ്യ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ ഈ രാജ്യത്തിന് വലിയ പ്രതീക്ഷയുണ്ട്:

2035 ഓടെ ആണവ നിലയങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ പങ്ക് 60% ആകുമെന്നും മൊത്തം ഉൽപ്പാദനം 40 ജിഗാവാട്ടിൽ കൂടുതലാകുമെന്നും ആസൂത്രണം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്;
രാജ്യത്ത് ആണവായുധങ്ങളൊന്നുമില്ല, പക്ഷേ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിൽ ഗവേഷണം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ആധുനിക റിയാക്ടറുകൾക്കായി കൊറിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡിസൈനുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്: മോഡുലാർ, ഹൈഡ്രജൻ, ലിക്വിഡ് ലോഹം മുതലായവ.
പ്രാദേശിക ഗവേഷകരുടെ വിജയങ്ങൾ വിദേശത്ത് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വിൽക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. അടുത്ത 15-20 വർഷത്തിനുള്ളിൽ രാജ്യം ഇത്തരത്തിലുള്ള 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 ബോംബെറിയുമ്പോൾ, ആണവ ഇന്ധനം ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷനിലേക്ക് പോകുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി വലിയ അളവിൽ താപം ഉണ്ടാകുന്നു. സിസ്റ്റത്തിലെ വെള്ളം ഈ ചൂട് എടുത്ത് നീരാവിയായി മാറുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ടർബൈനുകളായി മാറുന്നു. ഇവിടെ ലളിതമായ സർക്യൂട്ട്ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനം.

വീഡിയോ: ആണവ റിയാക്ടറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകളിൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതെങ്ങനെയെന്നും അവയുടെ വിശദമായ ഘടനയെക്കുറിച്ചും ഈ വീഡിയോയിൽ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിഷ്യൻ വ്ലാഡിമിർ ചൈക്കിൻ നിങ്ങളോട് പറയും:

ഷിക്കാഗോ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഫുട്ബോൾ ഫീൽഡിന്റെ വെസ്റ്റ് ബ്ലീച്ചറുകൾക്ക് കീഴിൽ നിർമ്മിച്ച്, 1942 ഡിസംബർ 2-ന്, ചിക്കാഗോ പൈൽ-1 (CP-1) ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടർ ആയിരുന്നു. അതിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ്, യുറേനിയം ബ്ലോക്കുകൾ അടങ്ങിയിരുന്നു, കൂടാതെ കാഡ്മിയം, ഇൻഡിയം, സിൽവർ കൺട്രോൾ വടികളും ഉണ്ടായിരുന്നു, എന്നാൽ റേഡിയേഷൻ സംരക്ഷണമോ തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനമോ ഇല്ലായിരുന്നു. പദ്ധതിയുടെ സയന്റിഫിക് ഡയറക്ടർ, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ എൻറിക്കോ ഫെർമി, CP-1 നെ "കറുത്ത ഇഷ്ടികകളുടെയും മരത്തടികളുടെയും നനഞ്ഞ കൂമ്പാരം" എന്നാണ് വിശേഷിപ്പിച്ചത്.

1942 നവംബർ 16-ന് റിയാക്ടറിന്റെ പണി ആരംഭിച്ചു. ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള ജോലികൾ ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും സർവ്വകലാശാല ജീവനക്കാരും രാപ്പകൽ പ്രവർത്തിച്ചു. ഗ്രാഫൈറ്റ് ബ്ലോക്കുകളിൽ പതിഞ്ഞ യുറേനിയം ഓക്സൈഡിന്റെയും യുറേനിയം ഇൻഗോട്ടുകളുടെയും 57 പാളികളുള്ള ഒരു ലാറ്റിസ് അവർ നിർമ്മിച്ചു. ഒരു തടി ഫ്രെയിം ഘടനയെ പിന്തുണച്ചു. ഫെർമിയുടെ പ്രോട്ടേജ്, ലിയോണ വുഡ്സ് - പ്രോജക്റ്റിലെ ഏക സ്ത്രീ - കൂമ്പാരം വളർന്നപ്പോൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം അളവുകൾ എടുത്തു.

1942 ഡിസംബർ 2-ന് റിയാക്ടർ പരീക്ഷണത്തിന് തയ്യാറായി. അതിൽ 22,000 യുറേനിയം കട്ടികളും 380 ടൺ ഗ്രാഫൈറ്റും 40 ടൺ യുറേനിയം ഓക്സൈഡും ആറ് ടൺ യുറേനിയം ലോഹവും ഉപയോഗിച്ചു. റിയാക്ടർ നിർമ്മിക്കാൻ 2.7 മില്യൺ ഡോളർ വേണ്ടിവന്നു. 09:45 ന് പരീക്ഷണം ആരംഭിച്ചു. അതിൽ 49 പേർ പങ്കെടുത്തു: ഫെർമി, കോംപ്ടൺ, സിലാർഡ്, സിൻ, ഹെബെറി, വുഡ്സ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് ബ്ലോക്കുകളും കാഡ്മിയം വടികളും നിർമ്മിച്ച ഒരു യുവ ആശാരി, ഡോക്ടർമാർ, സാധാരണ വിദ്യാർത്ഥികൾ, മറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ.

മൂന്ന് പേർ "ആത്മഹത്യ സ്ക്വാഡ്" ഉണ്ടാക്കി - അവർ സുരക്ഷാ സംവിധാനത്തിന്റെ ഭാഗമായിരുന്നു. എന്തെങ്കിലും കുഴപ്പം സംഭവിച്ചാൽ തീ കെടുത്തുക എന്നതായിരുന്നു അവരുടെ ജോലി. നിയന്ത്രണവും ഉണ്ടായിരുന്നു: സ്വമേധയാ നിയന്ത്രിക്കുന്ന കൺട്രോൾ വടികളും റിയാക്ടറിന് മുകളിലുള്ള ബാൽക്കണിയിലെ റെയിലിംഗിൽ കെട്ടിയിരിക്കുന്ന ഒരു എമർജൻസി വടിയും. അടിയന്തരസാഹചര്യത്തിൽ, ബാൽക്കണിയിൽ പ്രത്യേകമായി ഡ്യൂട്ടിയിലുള്ള ഒരാൾക്ക് കയർ മുറിക്കേണ്ടിവന്നു, വടി പ്രതികരണത്തെ കെടുത്തിക്കളയും.

15:53 ന്, ചരിത്രത്തിലാദ്യമായി, ഒരു സ്വയം-സുസ്ഥിര ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ പ്രതികരണം ആരംഭിച്ചു. പരീക്ഷണം വിജയമായിരുന്നു. റിയാക്ടർ 28 മിനിറ്റ് പ്രവർത്തിച്ചു.

ആണവ റിയാക്ടർ സുഗമമായും കാര്യക്ഷമമായും പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അല്ലെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്കറിയാവുന്നതുപോലെ, കുഴപ്പങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. എന്നാൽ ഉള്ളിൽ എന്താണ് നടക്കുന്നത്? ഒരു ന്യൂക്ലിയർ (ന്യൂക്ലിയർ) റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം ഹ്രസ്വമായി, വ്യക്തമായി, സ്റ്റോപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് രൂപപ്പെടുത്താൻ ശ്രമിക്കാം.

സാരാംശത്തിൽ, ഒരു ആണവ സ്ഫോടന സമയത്ത് സംഭവിക്കുന്ന അതേ പ്രക്രിയയാണ് അവിടെ നടക്കുന്നത്. സ്ഫോടനം മാത്രം വളരെ വേഗത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു, പക്ഷേ റിയാക്ടറിൽ ഇതെല്ലാം വളരെക്കാലം നീണ്ടുനിൽക്കുന്നു. തൽഫലമായി, എല്ലാം സുരക്ഷിതവും സുസ്ഥിരവുമായി തുടരുന്നു, നമുക്ക് ഊർജ്ജം ലഭിക്കുന്നു. ചുറ്റുമുള്ളതെല്ലാം ഒറ്റയടിക്ക് നശിപ്പിക്കപ്പെടുമെന്നല്ല, നഗരത്തിന് വൈദ്യുതി നൽകാൻ പര്യാപ്തമാണ്.

ഒരു റിയാക്ടർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?ആണവ നിലയത്തിന്റെ തണുപ്പിക്കൽ ടവറുകൾ
നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനം എങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, പൊതുവെ ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ഷൻ എന്താണെന്ന് നിങ്ങൾ അറിയേണ്ടതുണ്ട്.

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾ പ്രാഥമിക കണങ്ങളുമായും ഗാമാ കിരണങ്ങളുമായും ഇടപഴകുമ്പോൾ അവയുടെ പരിവർത്തന പ്രക്രിയയാണ് ന്യൂക്ലിയർ പ്രതികരണം.

ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോഴും പുറത്തുവിടുമ്പോഴും ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. റിയാക്ടർ രണ്ടാമത്തെ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ എന്നത് ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനത്തോടൊപ്പം ഒരു നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനം നിലനിർത്താൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ള ഒരു ഉപകരണമാണ്.

പലപ്പോഴും ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനെ ആറ്റോമിക് റിയാക്ടർ എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഇവിടെ അടിസ്ഥാനപരമായ വ്യത്യാസമൊന്നുമില്ലെന്ന് നമുക്ക് ശ്രദ്ധിക്കാം, എന്നാൽ ശാസ്ത്രത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് "ന്യൂക്ലിയർ" എന്ന വാക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നത് കൂടുതൽ ശരിയാണ്. ഇപ്പോൾ പല തരത്തിലുള്ള ആണവ റിയാക്ടറുകൾ ഉണ്ട്. പവർ പ്ലാന്റുകളിൽ ഊർജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത വൻകിട വ്യാവസായിക റിയാക്ടറുകൾ, അന്തർവാഹിനികളുടെ ആണവ റിയാക്ടറുകൾ, ചെറിയ പരീക്ഷണാത്മക റിയാക്ടറുകൾ എന്നിവയാണ് ഇവ. ശാസ്ത്രീയ പരീക്ഷണങ്ങൾ. കടൽജലം ശുദ്ധീകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകൾ വരെയുണ്ട്.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ സൃഷ്ടിയുടെ ചരിത്രം

1942-ലാണ് ആദ്യത്തെ ആണവ റിയാക്ടർ വിക്ഷേപിച്ചത്. ഫെർമിയുടെ നേതൃത്വത്തിലാണ് അമേരിക്കയിൽ ഇത് സംഭവിച്ചത്. ഈ റിയാക്ടറിനെ ചിക്കാഗോ വുഡ്പൈൽ എന്നാണ് വിളിച്ചിരുന്നത്.

1946-ൽ കുർചാറ്റോവിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ വിക്ഷേപിച്ച ആദ്യത്തെ സോവിയറ്റ് റിയാക്ടർ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഈ റിയാക്ടറിന്റെ ബോഡി ഏഴ് മീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു പന്തായിരുന്നു. ആദ്യത്തെ റിയാക്ടറുകൾക്ക് തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം ഇല്ലായിരുന്നു, അവയുടെ ശക്തി വളരെ കുറവായിരുന്നു. വഴിയിൽ, സോവിയറ്റ് റിയാക്ടറിന് ശരാശരി 20 വാട്ട് പവർ ഉണ്ടായിരുന്നു, അമേരിക്കൻ ഒന്ന് - 1 വാട്ട് മാത്രം. താരതമ്യത്തിന്: ആധുനിക പവർ റിയാക്ടറുകളുടെ ശരാശരി ശക്തി 5 ജിഗാവാട്ട് ആണ്. ആദ്യത്തെ റിയാക്ടർ ആരംഭിച്ച് പത്ത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ, ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ വ്യാവസായിക ആണവ നിലയം ഒബ്നിൻസ്ക് നഗരത്തിൽ തുറന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ (ന്യൂക്ലിയർ) റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

ഏതൊരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനും നിരവധി ഭാഗങ്ങളുണ്ട്: ഇന്ധനവും മോഡറേറ്ററും ഉള്ള ഒരു കോർ, ഒരു ന്യൂട്രോൺ റിഫ്ലക്ടർ, ഒരു കൂളന്റ്, ഒരു നിയന്ത്രണ, സംരക്ഷണ സംവിധാനം. യുറേനിയം (235, 238, 233), പ്ലൂട്ടോണിയം (239), തോറിയം (232) എന്നിവയുടെ ഐസോടോപ്പുകൾ റിയാക്ടറുകളിൽ ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. സാധാരണ വെള്ളം (കൂളന്റ്) ഒഴുകുന്ന ഒരു ബോയിലറാണ് കോർ. മറ്റ് ശീതീകരണങ്ങളിൽ, "ഹെവി വാട്ടർ", ലിക്വിഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്നിവ കുറവാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ആണവ നിലയങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ സംസാരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, താപം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മറ്റ് തരത്തിലുള്ള വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിലെ അതേ രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത് - നീരാവി ഒരു ടർബൈൻ കറങ്ങുന്നു, ചലനത്തിന്റെ ഊർജ്ജം വൈദ്യുതോർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഒരു ഡയഗ്രം ചുവടെയുണ്ട്.

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഡയഗ്രം ഒരു ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്ലാന്റിലെ ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിന്റെ രേഖാചിത്രം

നമ്മൾ ഇതിനകം പറഞ്ഞതുപോലെ, കനത്ത യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ക്ഷയം ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങളും നിരവധി ന്യൂട്രോണുകളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ മറ്റ് ന്യൂക്ലിയസുകളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു, അവ വിഘടനത്തിനും കാരണമാകുന്നു. അതേ സമയം, ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം ഒരു ഹിമപാതം പോലെ വളരുന്നു.

ഇവിടെ നമ്മൾ ന്യൂട്രോൺ ഗുണന ഘടകം സൂചിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, ഈ ഗുണകം ഒന്നിന് തുല്യമായ മൂല്യം കവിയുന്നുവെങ്കിൽ, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ സ്ഫോടനം സംഭവിക്കുന്നു. മൂല്യം ഒന്നിൽ കുറവാണെങ്കിൽ, വളരെ കുറച്ച് ന്യൂട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകുകയും പ്രതികരണം മരിക്കുകയും ചെയ്യും. എന്നാൽ നിങ്ങൾ ഗുണകത്തിന്റെ മൂല്യം ഒന്നിന് തുല്യമായി നിലനിർത്തുകയാണെങ്കിൽ, പ്രതികരണം ദീർഘവും സ്ഥിരതയോടെയും തുടരും.

ഇത് എങ്ങനെ ചെയ്യാം എന്നതാണ് ചോദ്യം? റിയാക്ടറിൽ, ഇന്ധന ഘടകങ്ങൾ (ഇന്ധന ഘടകങ്ങൾ) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവയിൽ ഇന്ധനം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ചെറിയ ഗുളികകളുടെ രൂപത്തിൽ ആണവ ഇന്ധനം അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന തണ്ടുകളാണിവ. ഇന്ധന തണ്ടുകൾ ഷഡ്ഭുജാകൃതിയിലുള്ള കാസറ്റുകളിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അവയിൽ ഒരു റിയാക്ടറിൽ നൂറുകണക്കിന് ഉണ്ടാകും. ഇന്ധന വടികളുള്ള കാസറ്റുകൾ ലംബമായി ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ഇന്ധന വടിയിലും കാമ്പിൽ മുക്കുന്നതിന്റെ ആഴം ക്രമീകരിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു സംവിധാനമുണ്ട്. കാസറ്റുകൾക്ക് പുറമേ, അവയിൽ കൺട്രോൾ വടികളും എമർജൻസി പ്രൊട്ടക്ഷൻ വടികളും ഉണ്ട്. ന്യൂട്രോണുകളെ നന്നായി ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന പദാർത്ഥം കൊണ്ടാണ് തണ്ടുകൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അങ്ങനെ, നിയന്ത്രണ തണ്ടുകൾ കാമ്പിലെ വ്യത്യസ്ത ആഴങ്ങളിലേക്ക് താഴ്ത്താനും അതുവഴി ന്യൂട്രോൺ ഗുണന ഘടകം ക്രമീകരിക്കാനും കഴിയും. അടിയന്തര ഘട്ടങ്ങളിൽ റിയാക്ടർ അടച്ചുപൂട്ടുന്നതിനാണ് എമർജൻസി വടി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.

എങ്ങനെയാണ് ഒരു ആണവ റിയാക്ടർ ആരംഭിക്കുന്നത്?

ഞങ്ങൾ പ്രവർത്തന തത്വം തന്നെ കണ്ടെത്തി, എന്നാൽ റിയാക്ടർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കാം? ഏകദേശം പറഞ്ഞാൽ, ഇതാ - യുറേനിയത്തിന്റെ ഒരു കഷണം, പക്ഷേ ചെയിൻ പ്രതികരണം അതിൽ സ്വന്തമായി ആരംഭിക്കുന്നില്ല. ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിൽ ക്രിട്ടിക്കൽ മാസ് എന്ന ആശയം ഉണ്ട് എന്നതാണ് വസ്തുത.

ആണവ ഇന്ധനം ആണവ ഇന്ധനം

ഒരു ന്യൂക്ലിയർ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ ആരംഭിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഫിസൈൽ മെറ്റീരിയലിന്റെ പിണ്ഡമാണ് ക്രിട്ടിക്കൽ മാസ്.

ഇന്ധന വടികളുടെയും നിയന്ത്രണ വടികളുടെയും സഹായത്തോടെ, ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒരു നിർണായക പിണ്ഡം ആദ്യം റിയാക്ടറിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, തുടർന്ന് റിയാക്ടർ പല ഘട്ടങ്ങളിലായി ഒപ്റ്റിമൽ പവർ ലെവലിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു.

നിങ്ങൾക്ക് ഇഷ്‌ടപ്പെടും: ഹ്യുമാനിറ്റീസ് വിദ്യാർത്ഥികൾക്കുള്ള ഗണിത തന്ത്രങ്ങൾ, അത്രയല്ല (ഭാഗം 1)
ഈ ലേഖനത്തിൽ, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ (ന്യൂക്ലിയർ) റിയാക്ടറിന്റെ ഘടനയെയും പ്രവർത്തന തത്വത്തെയും കുറിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ഒരു പൊതു ആശയം നൽകാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു. വിഷയത്തിൽ നിങ്ങൾക്ക് എന്തെങ്കിലും ചോദ്യങ്ങളുണ്ടെങ്കിലോ സർവ്വകലാശാലയിലെ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിൽ എന്തെങ്കിലും പ്രശ്നം ചോദിച്ചാലോ, ഞങ്ങളുടെ കമ്പനിയുടെ സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകളെ ബന്ധപ്പെടുക. പതിവുപോലെ, നിങ്ങളുടെ പഠനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഏത് പ്രശ്‌നവും പരിഹരിക്കാൻ നിങ്ങളെ സഹായിക്കാൻ ഞങ്ങൾ തയ്യാറാണ്. ഞങ്ങൾ ഇതിലായിരിക്കുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ ശ്രദ്ധയ്‌ക്കായി മറ്റൊരു വിദ്യാഭ്യാസ വീഡിയോ ഇതാ!

blog/kak-rabotaet-yadernyj-reaktor/

വിഭാഗത്തിൽ ജനപ്രിയമായത്: