संक्षेप में परमाणु ऊर्जा. रूस में परमाणु ऊर्जा अन्य उद्योगों के विकास के लिए एक लोकोमोटिव है

परमाणु ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने के लिए इसका उपयोग पहली बार हमारे देश में 1954 में किया गया था। 5000 किलोवाट की क्षमता वाला पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) ओबनिंस्क में परिचालन में लाया गया था। परमाणु रिएक्टर में जारी ऊर्जा का उपयोग पानी को भाप में बदलने के लिए किया जाता था, जो फिर एक जनरेटर से जुड़े टरबाइन को घुमाता था। परमाणु ऊर्जा का विकास. कमीशन किए गए नोवोवोरोनिश, लेनिनग्राद, कुर्स्क, कोला और अन्य परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं। इन स्टेशनों के रिएक्टरों की क्षमता 500-1000 मेगावाट है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र मुख्य रूप से देश के यूरोपीय भाग में बनाए जाते हैं। यह जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के फायदों के कारण है। परमाणु रिएक्टर दुर्लभ जैविक ईंधन का उपभोग नहीं करते हैं और कोयला परिवहन के साथ रेलवे परिवहन पर बोझ नहीं डालते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपभोग नहीं करते हैं और राख और दहन उत्पादों से पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं। हालाँकि, घनी आबादी वाले क्षेत्रों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थापित करना एक संभावित खतरा पैदा करता है। थर्मल (यानी धीमी) न्यूट्रॉन रिएक्टरों में, केवल 1-2% यूरेनियम का उपयोग किया जाता है। यूरेनियम का पूर्ण उपयोग तीव्र न्यूट्रॉन रिएक्टरों में किया जाता है, जो प्लूटोनियम के रूप में नए परमाणु ईंधन के पुनरुत्पादन को भी सुनिश्चित करता है। 1980 में, 600 मेगावाट की क्षमता वाला दुनिया का पहला तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर बेलोयार्स्क एनपीपी में लॉन्च किया गया था। परमाणु ऊर्जा, कई अन्य उद्योगों की तरह, हानिकारक या खतरनाक पर्यावरणीय प्रभाव डालती है। सबसे बड़ा संभावित खतरा रेडियोधर्मी संदूषण है। रेडियोधर्मी कचरे के निपटान और पुराने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को नष्ट करने में जटिल समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। उनकी सेवा का जीवन लगभग 20 वर्ष है, जिसके बाद संरचनात्मक सामग्रियों पर विकिरण के लंबे समय तक संपर्क के कारण स्टेशनों को पुनर्स्थापित करना असंभव है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र को संयंत्र कर्मियों और जनता की अधिकतम सुरक्षा को ध्यान में रखकर बनाया गया है। दुनिया भर में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के परिचालन अनुभव से पता चलता है कि सामान्य संचालन में जीवमंडल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के विकिरण प्रभावों से विश्वसनीय रूप से सुरक्षित है। हालाँकि, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में चौथे रिएक्टर के विस्फोट से पता चला कि रिएक्टरों के डिजाइन में कर्मियों की त्रुटियों और गलत अनुमानों के कारण रिएक्टर कोर के नष्ट होने का खतरा एक वास्तविकता बना हुआ है, इसलिए इस जोखिम को कम करने के लिए सख्त कदम उठाए जा रहे हैं। . परमाणु रिएक्टर परमाणु पनडुब्बियों और आइसब्रेकरों पर स्थापित किए जाते हैं। परमाणु हथियार। परमाणु बम में बड़े न्यूट्रॉन आवर्धन कारक के साथ एक अनियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया की जाती है। ऊर्जा की लगभग तात्कालिक रिहाई (विस्फोट) होने के लिए, प्रतिक्रिया को तेज न्यूट्रॉन (235 मॉडरेटर के उपयोग के बिना) के साथ आगे बढ़ना चाहिए। विस्फोटक शुद्ध यूरेनियम g2U या 239 प्लूटोनियम 94Pu है। विस्फोट होने के लिए, विखंडनीय सामग्री को एक महत्वपूर्ण आकार से अधिक होना चाहिए। इसे या तो विखंडनीय सामग्री के दो टुकड़ों को सबक्रिटिकल आयामों के साथ जल्दी से जोड़कर या एक टुकड़े को तेजी से ऐसे आकार में संपीड़ित करके प्राप्त किया जाता है, जिस पर सतह के माध्यम से न्यूट्रॉन का रिसाव इतना कम हो जाता है कि टुकड़े के आयाम सुपरक्रिटिकल हो जाते हैं। दोनों को पारंपरिक विस्फोटकों का उपयोग करके अंजाम दिया जाता है। जब कोई बम फटता है, तो तापमान लाखों केल्विन तक पहुंच जाता है। इस तापमान पर दबाव तेजी से बढ़ता है और एक शक्तिशाली विस्फोट तरंग बनती है। उसी समय, शक्तिशाली विकिरण उत्पन्न होता है। बम विस्फोट के श्रृंखला प्रतिक्रिया उत्पाद अत्यधिक रेडियोधर्मी होते हैं और जीवित जीवों के लिए खतरनाक होते हैं। द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा जापान के विरुद्ध परमाणु बमों का उपयोग किया गया था। 1945 में जापान के हिरोशिमा और नागासाकी शहरों पर परमाणु बम गिराये गये। एक थर्मोन्यूक्लियर (हाइड्रोजन) बम संलयन प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए थर्मोन्यूक्लियर बम के अंदर रखे परमाणु बम के विस्फोट का उपयोग करता है। एक गैर-तुच्छ समाधान यह निकला कि परमाणु बम के विस्फोट का उपयोग तापमान बढ़ाने के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि परमाणु बम के विस्फोट के दौरान उत्पन्न विकिरण द्वारा थर्मोन्यूक्लियर ईंधन को दृढ़ता से संपीड़ित करने के लिए किया जाता है। हमारे देश में, थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट बनाने के मुख्य विचार ए.डी. सखारोव द्वारा सामने रखे गए थे। परमाणु हथियारों के निर्माण से युद्ध जीतना असंभव हो गया। परमाणु युद्ध मानवता के विनाश का कारण बन सकता है, यही कारण है कि दुनिया भर के लोग परमाणु हथियारों पर प्रतिबंध लगाने के लिए लगातार संघर्ष कर रहे हैं।

"परमाणु ऊर्जा"

परिचय

ऊर्जा राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की सबसे महत्वपूर्ण शाखा है, जिसमें ऊर्जा संसाधन, उत्पादन, परिवर्तन, पारेषण और विभिन्न प्रकार की ऊर्जा का उपयोग शामिल है। यही राज्य की अर्थव्यवस्था का आधार है.

विश्व औद्योगीकरण की प्रक्रिया से गुजर रहा है, जिसके लिए सामग्रियों की अतिरिक्त खपत की आवश्यकता होती है, जिससे ऊर्जा लागत बढ़ जाती है। जनसंख्या वृद्धि के साथ, मिट्टी की खेती, कटाई, उर्वरक उत्पादन आदि के लिए ऊर्जा लागत में वृद्धि होती है।

वर्तमान में, ग्रह के कई प्राकृतिक, आसानी से सुलभ संसाधन समाप्त हो रहे हैं। कच्चे माल को बहुत गहराई पर या समुद्री तट पर निकालना पड़ता है। विश्व के सीमित तेल और गैस भंडार मानवता को ऊर्जा संकट की संभावना से अवगत कराते प्रतीत होंगे। हालाँकि, परमाणु ऊर्जा का उपयोग मानवता को इससे बचने का अवसर देता है, क्योंकि परमाणु नाभिक के भौतिकी में मौलिक शोध के परिणाम परमाणु नाभिक की कुछ प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग करके ऊर्जा संकट के खतरे को टालना संभव बनाते हैं। .

परमाणु ऊर्जा के विकास का इतिहास

1939 में पहली बार यूरेनियम परमाणु को विभाजित करना संभव हुआ। अगले 3 साल बीत गए और संयुक्त राज्य अमेरिका में नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया करने के लिए एक रिएक्टर बनाया गया। फिर, 1945 में, एक परमाणु बम का निर्माण और परीक्षण किया गया और 1954 में, दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र हमारे देश में चालू किया गया। इन सभी मामलों में, परमाणु नाभिक के क्षय की विशाल ऊर्जा का उपयोग किया गया था। परमाणु नाभिक के संलयन के परिणामस्वरूप और भी अधिक मात्रा में ऊर्जा निकलती है। 1953 में, यूएसएसआर में पहली बार थर्मोन्यूक्लियर बम का परीक्षण किया गया और मनुष्य ने सूर्य में होने वाली प्रक्रियाओं को पुन: उत्पन्न करना सीखा। अभी के लिए, परमाणु संलयन का उपयोग शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए नहीं किया जा सकता है, लेकिन यदि यह संभव हो जाता है, तो लोग अरबों वर्षों तक खुद को सस्ती ऊर्जा प्रदान करेंगे। यह समस्या पिछले 50 वर्षों में आधुनिक भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक रही है।

लगभग 1800 तक लकड़ी ही मुख्य ईंधन थी। लकड़ी की ऊर्जा पौधों में उनके जीवन के दौरान संग्रहीत सौर ऊर्जा से प्राप्त होती है। औद्योगिक क्रांति के बाद से, लोग कोयला और तेल जैसे खनिजों पर निर्भर रहे हैं, जिनकी ऊर्जा भी संग्रहीत सौर ऊर्जा से आती थी। जब कोयले जैसे ईंधन को जलाया जाता है, तो कोयले में मौजूद हाइड्रोजन और कार्बन परमाणु हवा के ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ मिल जाते हैं। जब हाइड्रोस या कार्बन डाइऑक्साइड होता है, तो एक उच्च तापमान निकलता है, जो लगभग 1.6 किलोवाट-घंटे प्रति किलोग्राम या लगभग 10 इलेक्ट्रॉन वोल्ट प्रति कार्बन परमाणु के बराबर होता है। ऊर्जा की यह मात्रा रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए विशिष्ट है जो परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना में परिवर्तन लाती है। ऊष्मा के रूप में निकलने वाली कुछ ऊर्जा प्रतिक्रिया को जारी रखने के लिए पर्याप्त है।

5 मेगावाट की क्षमता वाला दुनिया का पहला पायलट परमाणु ऊर्जा संयंत्र 27 जून, 1954 को ओबनिंस्क में यूएसएसआर में लॉन्च किया गया था। इससे पहले, परमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग मुख्य रूप से सैन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता था। पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के प्रक्षेपण ने ऊर्जा में एक नई दिशा की शुरुआत को चिह्नित किया, जिसे परमाणु ऊर्जा के शांतिपूर्ण उपयोग पर प्रथम अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी सम्मेलन (अगस्त 1955, जिनेवा) में मान्यता मिली।

1958 में, 100 मेगावाट की क्षमता वाले साइबेरियाई परमाणु ऊर्जा संयंत्र का पहला चरण परिचालन में लाया गया (कुल डिजाइन क्षमता 600 मेगावाट)। उसी वर्ष, बेलोयार्स्क औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू हुआ, और 26 अप्रैल, 1964 को, पहले चरण (100 मेगावाट इकाई) के जनरेटर ने 200 की क्षमता वाली दूसरी इकाई, सेवरडलोव्स्क ऊर्जा प्रणाली को करंट की आपूर्ति की। MW को अक्टूबर 1967 में परिचालन में लाया गया था। बेलोयार्स्क एनपीपी की एक विशिष्ट विशेषता सीधे परमाणु रिएक्टर में भाप का अधिक गर्म होना (आवश्यक पैरामीटर प्राप्त होने तक) है, जिससे इस पर लगभग बिना किसी संशोधन के पारंपरिक आधुनिक टर्बाइनों का उपयोग करना संभव हो गया है।

सितंबर 1964 में, 210 मेगावाट की क्षमता वाली नोवोवोरोनज़ एनपीपी की पहली इकाई लॉन्च की गई थी। इस परमाणु ऊर्जा संयंत्र में 1 किलोवाट बिजली की लागत (किसी भी बिजली संयंत्र के संचालन का सबसे महत्वपूर्ण आर्थिक संकेतक) व्यवस्थित रूप से कम हो गई: यह 1.24 कोपेक हो गई। 1965 में, 1.22 कोपेक। 1966 में, 1.18 कोपेक। 1967 में, 0.94 कोपेक। 1968 में। नोवोवोरोनिश एनपीपी की पहली इकाई न केवल औद्योगिक उपयोग के लिए बनाई गई थी, बल्कि परमाणु ऊर्जा की क्षमताओं और फायदों, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की विश्वसनीयता और सुरक्षा को प्रदर्शित करने के लिए एक प्रदर्शन सुविधा के रूप में भी बनाई गई थी। नवंबर 1965 में, उल्यानोवस्क क्षेत्र के मेलेकस शहर में, 50 मेगावाट की क्षमता वाले "उबलते" प्रकार के जल-जल रिएक्टर वाला एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र परिचालन में आया; रिएक्टर को एकल-सर्किट डिजाइन के अनुसार इकट्ठा किया गया था , स्टेशन के लेआउट को सुविधाजनक बनाना। दिसंबर 1969 में, नोवोवोरोनिश एनपीपी (350 मेगावाट) की दूसरी इकाई लॉन्च की गई।

विदेश में, 46 मेगावाट की क्षमता वाला पहला औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1956 में काल्डर हॉल (इंग्लैंड) में परिचालन में लाया गया था। एक साल बाद, शिपिंगपोर्ट (यूएसए) में 60 मेगावाट का परमाणु ऊर्जा संयंत्र परिचालन में आया।

परमाणु ऊर्जा मूल बातें

परमाणु नाभिकआवेश Ze, द्रव्यमान M, स्पिन J, चुंबकीय और विद्युत चतुर्भुज क्षण Q, एक निश्चित त्रिज्या R, समस्थानिक स्पिन T द्वारा विशेषता और इसमें न्यूक्लियॉन - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। सभी परमाणु नाभिक स्थिर और अस्थिर में विभाजित हैं। स्थिर नाभिक के गुण अनिश्चित काल तक अपरिवर्तित रहते हैं। अस्थिर नाभिक विभिन्न प्रकार के परिवर्तनों से गुजरते हैं।

रेडियोधर्मिता, या नाभिक के सहज क्षय की घटना की खोज 1896 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए. बेकरेल ने की थी। उन्होंने पाया कि यूरेनियम और इसके यौगिक किरणें या कण उत्सर्जित करते हैं जो अपारदर्शी निकायों में प्रवेश करते हैं और एक फोटोग्राफिक प्लेट को रोशन कर सकते हैं; बेकरेल ने स्थापित किया कि विकिरण की तीव्रता केवल यूरेनियम की सांद्रता के समानुपाती होती है और बाहरी स्थितियों (तापमान, दबाव) और इस बात पर निर्भर नहीं करती है कि यूरेनियम किसी रासायनिक यौगिक में है या नहीं।

अल्फ़ा क्षय

किसी नाभिक की बंधन ऊर्जा उसके घटक भागों में विघटन के प्रतिरोध को दर्शाती है। यदि किसी नाभिक की बंधन ऊर्जा उसके क्षय उत्पादों की बंधन ऊर्जा से कम है, तो इसका मतलब है कि नाभिक अनायास ही क्षय हो सकता है। अल्फा क्षय के दौरान, अल्फा कण लगभग सारी ऊर्जा ले जाते हैं, और इसका केवल 2% द्वितीयक नाभिक में जाता है। अल्फा क्षय के दौरान, द्रव्यमान संख्या में 4 इकाइयों और परमाणु संख्या में दो इकाइयों द्वारा परिवर्तन होता है।

एक अल्फा कण की प्रारंभिक ऊर्जा 4-10 MeV है। चूँकि अल्फा कणों का द्रव्यमान और आवेश बड़ा होता है, इसलिए हवा में उनका औसत मुक्त पथ छोटा होता है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम नाभिक द्वारा उत्सर्जित अल्फा कणों के लिए हवा में औसत मुक्त पथ 2.7 सेमी है, और रेडियम द्वारा उत्सर्जित कणों का औसत मुक्त पथ 3.3 सेमी है।

बीटा क्षय

यह द्रव्यमान संख्या में परिवर्तन किए बिना परमाणु क्रमांक में परिवर्तन के साथ एक परमाणु नाभिक के दूसरे नाभिक में परिवर्तन की प्रक्रिया है। बीटा क्षय तीन प्रकार के होते हैं: इलेक्ट्रॉन, पॉज़िट्रॉन, और परमाणु नाभिक द्वारा एक कक्षीय इलेक्ट्रॉन पर कब्ज़ा। अंतिम प्रकार का क्षय भी कहा जाता है को-कब्जा, क्योंकि इस मामले में नाभिक के निकटतम इलेक्ट्रॉन के अवशोषित होने की सबसे अधिक संभावना है कोसीपियाँ से इलेक्ट्रॉनों का अवशोषण एलऔर एमगोले भी संभव है, लेकिन इसकी संभावना कम है। बी-सक्रिय नाभिक का आधा जीवन बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है।

वर्तमान में ज्ञात बीटा-सक्रिय नाभिकों की संख्या लगभग डेढ़ हजार है, लेकिन उनमें से केवल 20 ही प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले बीटा-रेडियोधर्मी आइसोटोप हैं। अन्य सभी कृत्रिम रूप से प्राप्त किये गये हैं।

क्षय के दौरान उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा के निरंतर वितरण को इस तथ्य से समझाया जाता है कि, इलेक्ट्रॉन के साथ, एक एंटीन्यूट्रिनो भी उत्सर्जित होता है। यदि एंटीन्यूट्रिनो नहीं होते, तो इलेक्ट्रॉनों की एक सख्ती से परिभाषित गति होती, जो अवशिष्ट नाभिक की गति के बराबर होती। बीटा क्षय ऊर्जा के बराबर गतिज ऊर्जा मान पर स्पेक्ट्रम में तीव्र विराम देखा जाता है। इस स्थिति में, नाभिक और एंटीन्यूट्रिनो की गतिज ऊर्जा शून्य के बराबर होती है और इलेक्ट्रॉन प्रतिक्रिया के दौरान निकलने वाली सभी ऊर्जा को अपने साथ ले जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक क्षय के दौरान, द्रव्यमान संख्या को बनाए रखते हुए, अवशिष्ट नाभिक की क्रम संख्या मूल से अधिक होती है। इसका मतलब यह है कि अवशिष्ट नाभिक में प्रोटॉन की संख्या एक बढ़ गई, और इसके विपरीत, न्यूट्रॉन की संख्या छोटी हो गई: एन= ए– (जेड+1).

गामा क्षय

स्थिर नाभिक न्यूनतम ऊर्जा के अनुरूप अवस्था में होते हैं। इस अवस्था को मूल कहा जाता है। हालाँकि, विभिन्न कणों या उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन के साथ परमाणु नाभिक को विकिरणित करके, एक निश्चित ऊर्जा को उनमें स्थानांतरित किया जा सकता है और इसलिए, उच्च ऊर्जा के अनुरूप राज्यों में स्थानांतरित किया जा सकता है। कुछ समय के बाद उत्तेजित अवस्था से जमीनी अवस्था में संक्रमण करते हुए, परमाणु नाभिक या तो एक कण उत्सर्जित कर सकता है, यदि उत्तेजना ऊर्जा काफी अधिक है, या उच्च-ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण - एक गामा क्वांटम। चूँकि उत्तेजित नाभिक असतत ऊर्जा अवस्था में होता है, गामा विकिरण की विशेषता एक रेखा स्पेक्ट्रम होती है।

विखंडन प्रतिक्रिया का एक उल्लेखनीय और अत्यंत महत्वपूर्ण गुण यह है कि विखंडन से कई न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। यह परिस्थिति परमाणु विखंडन की स्थिर या विकासशील श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए स्थितियां बनाना संभव बनाती है। वास्तव में, यदि विखंडनीय नाभिक वाले माध्यम में एक न्यूट्रॉन विखंडन प्रतिक्रिया का कारण बनता है, तो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न न्यूट्रॉन एक निश्चित संभावना के साथ परमाणु विखंडन का कारण बन सकते हैं, जिससे उचित परिस्थितियों में, अनियंत्रित विखंडन प्रक्रिया का विकास हो सकता है।

परमाणु रिएक्टर

जब भारी नाभिक विखंडन होता है, तो कई मुक्त न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। इससे तथाकथित विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को व्यवस्थित करना संभव हो जाता है, जब न्यूट्रॉन, भारी तत्वों वाले माध्यम में फैलते हुए, नए मुक्त न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के साथ अपने विखंडन का कारण बन सकते हैं। यदि वातावरण ऐसा है कि नव निर्मित न्यूट्रॉन की संख्या बढ़ जाती है, तो विखंडन प्रक्रिया हिमस्खलन की तरह बढ़ जाती है। ऐसे मामले में जब बाद के विखंडन के दौरान न्यूट्रॉन की संख्या कम हो जाती है, तो परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया फीकी पड़ जाती है।

एक स्थिर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए, स्पष्ट रूप से ऐसी स्थितियाँ बनाना आवश्यक है कि प्रत्येक नाभिक जो न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, विखंडन पर, औसतन एक न्यूट्रॉन छोड़ता है, जो दूसरे भारी नाभिक के विखंडन की ओर जाता है।

परमाणु भट्टीएक उपकरण है जिसमें कुछ भारी नाभिकों के विखंडन की नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया को अंजाम दिया और बनाए रखा जाता है।

एक रिएक्टर में परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया केवल एक निश्चित संख्या में विखंडनीय नाभिक के साथ हो सकती है, जो किसी भी न्यूट्रॉन ऊर्जा पर विखंडन कर सकती है। विखंडनीय सामग्रियों में सबसे महत्वपूर्ण 235U आइसोटोप है, जिसका प्राकृतिक यूरेनियम में हिस्सा केवल 0.714% है।

यद्यपि 238U न्यूट्रॉन द्वारा विखंडनीय है जिनकी ऊर्जा 1.2 MeV से अधिक है, प्राकृतिक यूरेनियम में तेज़ न्यूट्रॉन पर एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया तेज़ न्यूट्रॉन के साथ 238U नाभिक की बेलोचदार बातचीत की उच्च संभावना के कारण संभव नहीं है। इस स्थिति में, न्यूट्रॉन ऊर्जा 238U नाभिक की दहलीज विखंडन ऊर्जा से कम हो जाती है।

मॉडरेटर के उपयोग से 238U में गुंजयमान अवशोषण में कमी आती है, क्योंकि एक न्यूट्रॉन मॉडरेटर नाभिक के साथ टकराव के परिणामस्वरूप गुंजयमान ऊर्जा के क्षेत्र से गुजर सकता है और नाभिक 235U, 239Pu, 233U, विखंडन क्रॉस सेक्शन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। जो न्यूट्रॉन ऊर्जा घटने के साथ काफी बढ़ जाती है। कम द्रव्यमान संख्या और छोटे अवशोषण क्रॉस सेक्शन (पानी, ग्रेफाइट, बेरिलियम, आदि) वाली सामग्रियों का उपयोग मॉडरेटर के रूप में किया जाता है।

पृष्ठ ब्रेक--

विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को चिह्नित करने के लिए, गुणन कारक नामक एक मात्रा का उपयोग किया जाता है को. यह एक निश्चित पीढ़ी के न्यूट्रॉन की संख्या और पिछली पीढ़ी के न्यूट्रॉन की संख्या का अनुपात है। एक स्थिर विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया के लिए को=1. एक प्रजनन प्रणाली (रिएक्टर) जिसमें को=1 को क्रिटिकल कहा जाता है. अगर को>1, सिस्टम में न्यूट्रॉन की संख्या बढ़ जाती है, और इस स्थिति में इसे सुपरक्रिटिकल कहा जाता है। पर को< 1 происходит уменьшение числа нейтронов и система называется подкритической. В стационарном состоянии реактора число вновь образующихся нейтронов равно числу нейтронов, покидающих реактор (нейтроны утечки) и поглощающихся в его пределах. В критическом реакторе присутствуют нейтроны всех энергий. Они образуют так называемый энергетический спектр нейтронов, который характеризует число нейтронов различных энергий в единице объема в любой точке реактора. Средняя энергия спектра нейтронов определяется долей замедлителя, делящихся ядер (ядра горючего) и других материалов, которые входят в состав активной зоны реактора. Если большая часть делений происходит при поглощении тепловых нейтронов, то такой реактор называется реактором на тепловых нейтронах. Энергия нейтронов в такой системе не превышает 0.2 эВ. Если большая часть делений в реакторе происходит при поглощении быстрых нейтронов, такой реактор называется реактором на быстрых нейтронах.

थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर के मूल में, परमाणु ईंधन के साथ, मॉडरेटर-पदार्थ का एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान होता है, जो एक बड़े बिखरने वाले क्रॉस सेक्शन और एक छोटे अवशोषण क्रॉस सेक्शन की विशेषता होती है।

एक रिएक्टर का सक्रिय क्षेत्र, विशेष रिएक्टरों के अपवाद के साथ, लगभग हमेशा एक परावर्तक से घिरा होता है जो एकाधिक प्रकीर्णन के कारण कुछ न्यूरॉन्स को सक्रिय क्षेत्र में लौटाता है। तेज़ न्यूरॉन रिएक्टरों में, सक्रिय क्षेत्र प्रजनन क्षेत्रों से घिरा होता है। वे विखंडनीय आइसोटोप जमा करते हैं। इसके अलावा, प्रजनन क्षेत्र एक परावर्तक के रूप में भी काम करते हैं। परमाणु रिएक्टर में विखंडन उत्पाद जमा हो जाते हैं, जिन्हें स्लैग कहते हैं। स्लैग की उपस्थिति से मुक्त न्यूट्रॉन की अतिरिक्त हानि होती है।

ईंधन और मॉडरेटर के सापेक्ष स्थान के आधार पर परमाणु रिएक्टरों को सजातीय और विषम में विभाजित किया जाता है। एक सजातीय रिएक्टर में, कोर एक समाधान, मिश्रण या पिघल के रूप में ईंधन, मॉडरेटर और शीतलक का एक सजातीय द्रव्यमान है। एक रिएक्टर जिसमें ब्लॉक या ईंधन असेंबलियों के रूप में ईंधन को एक मॉडरेटर में रखा जाता है, जिससे इसमें एक नियमित ज्यामितीय जाली बनती है, विषमांगी कहलाता है।

ताप स्रोत के रूप में परमाणु रिएक्टर की विशेषताएं

रिएक्टर के संचालन के दौरान, ईंधन तत्वों (ईंधन छड़ों) के साथ-साथ इसके सभी संरचनात्मक तत्वों में अलग-अलग मात्रा में गर्मी निकलती है। यह, सबसे पहले, विखंडन टुकड़ों की मंदी, उनके बीटा और गामा विकिरण, साथ ही न्यूट्रॉन के साथ बातचीत करने वाले नाभिक और अंत में, तेज न्यूट्रॉन की मंदी के कारण होता है। ईंधन कोर के विखंडन के टुकड़ों को सैकड़ों अरब डिग्री के तापमान के अनुरूप वेग के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

दरअसल, ई=एम यू 2= ​​​3RT, जहां E – टुकड़ों की गतिज ऊर्जा, MeV; आर = 1.38·10-23 जे/के - बोल्ट्जमान स्थिरांक। यह मानते हुए कि 1 MeV = 1.6 10-13 J, हमें 1.6 10-6 E = 2.07 10-16 T, T = 7.7 109E प्राप्त होता है। विखंडन टुकड़ों के लिए सबसे संभावित ऊर्जा मान हल्के टुकड़े के लिए 97 MeV और भारी टुकड़े के लिए 65 MeV हैं। फिर एक हल्के टुकड़े के लिए संबंधित तापमान 7.5 1011 K है, एक भारी टुकड़े के लिए 5 1011 K है। हालांकि परमाणु रिएक्टर में प्राप्त तापमान सैद्धांतिक रूप से लगभग असीमित है, व्यवहार में प्रतिबंध संरचनात्मक सामग्री और ईंधन के अधिकतम अनुमेय तापमान द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। तत्व.

परमाणु रिएक्टर की ख़ासियत यह है कि 94% विखंडन ऊर्जा तुरंत गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, अर्थात। उस समय के दौरान जब रिएक्टर की शक्ति या उसमें मौजूद सामग्रियों के घनत्व में उल्लेखनीय परिवर्तन होने का समय नहीं होता है। इसलिए, जब रिएक्टर की शक्ति बदलती है, तो गर्मी रिलीज बिना किसी देरी के ईंधन विखंडन प्रक्रिया का अनुसरण करती है। हालाँकि, जब रिएक्टर बंद कर दिया जाता है, जब विखंडन दर दस गुना से अधिक कम हो जाती है, तो विलंबित गर्मी रिलीज (विखंडन उत्पादों से गामा और बीटा विकिरण) के स्रोत इसमें बने रहते हैं, जो प्रबल हो जाते हैं।

परमाणु रिएक्टर की शक्ति उसमें न्यूरॉन्स के प्रवाह घनत्व के समानुपाती होती है, इसलिए कोई भी शक्ति सैद्धांतिक रूप से प्राप्त करने योग्य होती है। व्यवहार में, अधिकतम शक्ति रिएक्टर में जारी गर्मी निष्कासन की दर से निर्धारित होती है। आधुनिक बिजली रिएक्टरों में विशिष्ट ताप निष्कासन 102 - 103 मेगावाट/घन मीटर है, भंवर रिएक्टरों में - 104 - 105 मेगावाट/घन मीटर।

रिएक्टर के माध्यम से प्रसारित होने वाले शीतलक द्वारा गर्मी को रिएक्टर से हटा दिया जाता है। रिएक्टर की एक विशिष्ट विशेषता विखंडन प्रतिक्रिया बंद होने के बाद अवशिष्ट गर्मी का निकलना है, जिसके लिए रिएक्टर बंद होने के बाद लंबे समय तक गर्मी हटाने की आवश्यकता होती है। यद्यपि क्षय ताप शक्ति नाममात्र शक्ति से काफी कम है, रिएक्टर के माध्यम से शीतलक परिसंचरण को बहुत विश्वसनीय रूप से सुनिश्चित किया जाना चाहिए, क्योंकि क्षय ताप को नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। ईंधन तत्वों को अधिक गरम होने और क्षति से बचाने के लिए कुछ समय से चल रहे रिएक्टर से शीतलक निकालना सख्त वर्जित है।

विद्युत परमाणु रिएक्टरों का डिज़ाइन

परमाणु ऊर्जा रिएक्टर एक उपकरण है जिसमें भारी तत्वों के नाभिक के विखंडन की एक नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया की जाती है, और इस प्रक्रिया के दौरान निकलने वाली तापीय ऊर्जा को शीतलक द्वारा हटा दिया जाता है। परमाणु रिएक्टर का मुख्य तत्व कोर है। इसमें परमाणु ईंधन होता है और विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है। कोर एक निश्चित तरीके से रखे गए परमाणु ईंधन वाले ईंधन तत्वों का एक संग्रह है। थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर एक मॉडरेटर का उपयोग करते हैं। ईंधन तत्वों को ठंडा करने के लिए शीतलक को कोर के माध्यम से पंप किया जाता है। कुछ प्रकार के रिएक्टरों में मॉडरेटर और शीतलक की भूमिका एक ही पदार्थ द्वारा निभाई जाती है, उदाहरण के लिए साधारण या भारी पानी।

रिएक्टर के संचालन को नियंत्रित करने के लिए, बड़े न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन वाली सामग्रियों से बनी नियंत्रण छड़ें कोर में डाली जाती हैं। पावर रिएक्टरों का कोर एक न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टर से घिरा होता है - कोर से न्यूट्रॉन के रिसाव को कम करने के लिए मॉडरेटर सामग्री की एक परत। इसके अलावा, परावर्तक के लिए धन्यवाद, न्यूट्रॉन घनत्व और ऊर्जा रिलीज कोर की पूरी मात्रा में बराबर हो जाती है, जिससे किसी दिए गए क्षेत्र के आकार के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करना, अधिक समान ईंधन बर्नआउट प्राप्त करना, रिएक्टर के संचालन समय में वृद्धि करना संभव हो जाता है। ईंधन को ओवरलोड किए बिना, और गर्मी हटाने की प्रणाली को सरल बनाएं। परावर्तक को धीमा करने और न्यूट्रॉन और गामा क्वांटा को अवशोषित करने की ऊर्जा से गर्म किया जाता है, इसलिए इसकी शीतलन प्रदान की जाती है। कोर, रिफ्लेक्टर और अन्य तत्वों को एक सीलबंद आवास या आवरण में रखा जाता है, जो आमतौर पर जैविक परिरक्षण से घिरा होता है।

रिएक्टर वर्गीकरण

रिएक्टरों को विखंडन प्रतिक्रिया में शामिल न्यूट्रॉन के ऊर्जा स्तर, ईंधन और मॉडरेटर की नियुक्ति के सिद्धांत, इच्छित उद्देश्य, मॉडरेटर और शीतलक के प्रकार और उनकी भौतिक स्थिति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

ऊर्जावान न्यूट्रॉन के स्तर के अनुसार: रिएक्टर तेज न्यूट्रॉन, थर्मल और मध्यवर्ती (गुंजयमान) ऊर्जा के न्यूट्रॉन पर काम कर सकते हैं और, इसके अनुसार, थर्मल, तेज और मध्यवर्ती न्यूट्रॉन पर रेक्टर में विभाजित होते हैं (कभी-कभी संक्षिप्तता के लिए वे होते हैं) थर्मल, फास्ट और इंटरमीडिएट) कहा जाता है।

में थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरअधिकांश परमाणु विखंडन तब होता है जब विखंडनीय आइसोटोप के नाभिक थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करते हैं। जिन रिएक्टरों में परमाणु विखंडन मुख्य रूप से 0.5 MeV से अधिक ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन द्वारा किया जाता है, उन्हें तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर कहा जाता है। जिन रिएक्टरों में विखंडनीय समस्थानिकों के नाभिक द्वारा मध्यवर्ती न्यूट्रॉन के अवशोषण के परिणामस्वरूप अधिकांश विखंडन होते हैं, उन्हें मध्यवर्ती (गुंजयमान) न्यूट्रॉन रिएक्टर कहा जाता है।

वर्तमान में, थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर सबसे व्यापक हैं। थर्मल रिएक्टरों की विशेषता कोर में 1 से 100 किलोग्राम/घन मीटर तक 235U परमाणु ईंधन की सांद्रता और मॉडरेटर के बड़े द्रव्यमान की उपस्थिति है। एक तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर की विशेषता 1000 किलोग्राम/घन मीटर के क्रम के 235U या 239U परमाणु ईंधन की सांद्रता और कोर में एक मॉडरेटर की अनुपस्थिति है।

मध्यवर्ती न्यूट्रॉन रिएक्टरों में, कोर में बहुत कम मॉडरेटर होता है, और इसमें 235U परमाणु ईंधन की सांद्रता 100 से 1000 kg/m3 तक होती है।

थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों में, ईंधन नाभिक का विखंडन तब भी होता है जब तेज़ न्यूट्रॉन नाभिक द्वारा पकड़ लिए जाते हैं, लेकिन इस प्रक्रिया की संभावना नगण्य (1 - 3%) होती है। न्यूट्रॉन मॉडरेटर की आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि ईंधन नाभिक के प्रभावी विखंडन क्रॉस सेक्शन बड़े न्यूट्रॉन ऊर्जा की तुलना में कम न्यूट्रॉन ऊर्जा पर बहुत बड़े होते हैं।

थर्मल रिएक्टर के कोर में एक मॉडरेटर होना चाहिए - एक पदार्थ जिसके नाभिक की द्रव्यमान संख्या कम होती है। मॉडरेटर के रूप में ग्रेफाइट, भारी या हल्का पानी, बेरिलियम और कार्बनिक तरल पदार्थों का उपयोग किया जाता है। यदि मॉडरेटर भारी पानी या ग्रेफाइट है तो एक थर्मल रिएक्टर प्राकृतिक यूरेनियम पर भी काम कर सकता है। अन्य मॉडरेटरों को समृद्ध यूरेनियम के उपयोग की आवश्यकता होती है। रिएक्टर के आवश्यक महत्वपूर्ण आयाम ईंधन संवर्धन की डिग्री पर निर्भर करते हैं; जैसे-जैसे संवर्धन की डिग्री बढ़ती है, वे छोटे होते जाते हैं। थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों का एक महत्वपूर्ण नुकसान मॉडरेटर, शीतलक, संरचनात्मक सामग्री और विखंडन उत्पादों द्वारा उनके कब्जे के परिणामस्वरूप धीमी गति से न्यूट्रॉन का नुकसान है। इसलिए, ऐसे रिएक्टरों में मॉडरेटर, शीतलक और संरचनात्मक सामग्री के रूप में धीमी न्यूट्रॉन कैप्चर के लिए छोटे क्रॉस सेक्शन वाले पदार्थों का उपयोग करना आवश्यक है।

में मध्यवर्ती न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिसमें अधिकांश विखंडन घटनाएं थर्मल (1 ईवी से 100 केवी तक) से अधिक ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के कारण होती हैं, मॉडरेटर का द्रव्यमान थर्मल रिएक्टरों की तुलना में कम होता है। ऐसे रिएक्टर के संचालन की ख़ासियत यह है कि मध्यवर्ती क्षेत्र में बढ़ते न्यूट्रॉन विखंडन के साथ ईंधन विखंडन क्रॉस सेक्शन संरचनात्मक सामग्रियों और विखंडन उत्पादों के अवशोषण क्रॉस सेक्शन से कम हो जाता है। इस प्रकार, अवशोषण की घटनाओं की तुलना में विखंडन की घटनाओं की संभावना बढ़ जाती है। संरचनात्मक सामग्रियों की न्यूट्रॉन विशेषताओं की आवश्यकताएं कम कठोर हैं और उनकी सीमा व्यापक है। नतीजतन, एक मध्यवर्ती न्यूट्रॉन रिएक्टर का कोर अधिक टिकाऊ सामग्रियों से बनाया जा सकता है, जिससे रिएक्टर हीटिंग सतह से विशिष्ट गर्मी निष्कासन को बढ़ाना संभव हो जाता है। क्रॉस-सेक्शन में कमी के कारण मध्यवर्ती रिएक्टरों में विखंडनीय आइसोटोप के साथ ईंधन का संवर्धन थर्मल रिएक्टरों की तुलना में अधिक होना चाहिए। मध्यवर्ती न्यूट्रॉन रिएक्टरों में परमाणु ईंधन का पुनरुत्पादन थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर की तुलना में अधिक होता है।

वे पदार्थ जो कमजोर रूप से मध्यम न्यूट्रॉन होते हैं, मध्यवर्ती रिएक्टरों में शीतलक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, तरल धातुएँ। मॉडरेटर ग्रेफाइट, बेरिलियम आदि है।

तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर के कोर में अत्यधिक समृद्ध ईंधन वाली ईंधन छड़ें होती हैं। कोर एक प्रजनन क्षेत्र से घिरा हुआ है, जिसमें ईंधन कच्चे माल (घटते यूरेनियम, थोरियम) वाले ईंधन तत्व शामिल हैं। कोर से निकलने वाले न्यूट्रॉन ईंधन कच्चे माल के नाभिक द्वारा प्रजनन क्षेत्र में कैद हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप नए परमाणु ईंधन का निर्माण होता है। तेज़ रिएक्टरों का एक विशेष लाभ उनमें परमाणु ईंधन के विस्तारित पुनरुत्पादन को व्यवस्थित करने की संभावना है, अर्थात। ऊर्जा उत्पादन के साथ-साथ, जले हुए परमाणु ईंधन के स्थान पर नए परमाणु ईंधन का उत्पादन करें। तेज़ रिएक्टरों को मॉडरेटर की आवश्यकता नहीं होती है, और शीतलक को न्यूट्रॉन को धीमा करने की आवश्यकता नहीं होती है।

विस्तार
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कोर में ईंधन रखने की विधि के आधार पर, रिएक्टरों को सजातीय और विषम में विभाजित किया जाता है।

में सजातीय रिएक्टरपरमाणु ईंधन, शीतलक और मॉडरेटर (यदि कोई हो) पूरी तरह से मिश्रित होते हैं और एक ही भौतिक अवस्था में होते हैं, यानी। पूरी तरह से सजातीय रिएक्टर का मूल परमाणु ईंधन, शीतलक या मॉडरेटर का एक तरल, ठोस या गैसीय सजातीय मिश्रण है। सजातीय रिएक्टर या तो थर्मल या तेज़ न्यूट्रॉन हो सकते हैं। ऐसे रिएक्टर में, संपूर्ण सक्रिय क्षेत्र एक स्टील गोलाकार निकाय के अंदर स्थित होता है और एक समाधान या तरल मिश्र धातु के रूप में ईंधन और मॉडरेटर के एक तरल सजातीय मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है (उदाहरण के लिए, पानी में यूरेनिल सल्फेट का एक समाधान, एक समाधान) तरल बिस्मथ में यूरेनियम), जो एक साथ शीतलक के रूप में कार्य करता है।

परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया गोलाकार रिएक्टर पोत के अंदर ईंधन समाधान में होती है, जिसके परिणामस्वरूप समाधान के तापमान में वृद्धि होती है। रिएक्टर से ज्वलनशील घोल हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करता है, जहां यह गर्मी को द्वितीयक सर्किट के पानी में स्थानांतरित करता है, ठंडा किया जाता है और एक गोलाकार पंप द्वारा रिएक्टर में वापस भेजा जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि रिएक्टर के बाहर परमाणु प्रतिक्रिया न हो, सर्किट पाइपलाइनों, हीट एक्सचेंजर और पंप की मात्रा का चयन किया जाता है ताकि सर्किट के प्रत्येक खंड में स्थित ईंधन की मात्रा महत्वपूर्ण से बहुत कम हो। सजातीय रिएक्टरों के विषमांगी रिएक्टरों की तुलना में कई फायदे हैं। यह कोर और उसके न्यूनतम आयामों का एक सरल डिजाइन है, रिएक्टर को बंद किए बिना ऑपरेशन के दौरान विखंडन उत्पादों को लगातार हटाने और ताजा परमाणु ईंधन जोड़ने की क्षमता, ईंधन तैयार करने में आसानी, और यह तथ्य भी कि रिएक्टर को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है परमाणु ईंधन की सांद्रता.

हालाँकि, सजातीय रिएक्टरों के गंभीर नुकसान भी हैं। सर्किट के माध्यम से घूमने वाला सजातीय मिश्रण मजबूत रेडियोधर्मी विकिरण उत्सर्जित करता है, जिसके लिए अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता होती है और रिएक्टर नियंत्रण जटिल हो जाता है। ईंधन का केवल एक हिस्सा रिएक्टर में होता है और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि दूसरा हिस्सा बाहरी पाइपलाइनों, हीट एक्सचेंजर्स और पंपों में होता है। परिसंचारी मिश्रण रिएक्टर और सर्किट सिस्टम और उपकरणों के गंभीर क्षरण और क्षरण का कारण बनता है। पानी के रेडियोलिसिस के परिणामस्वरूप एक सजातीय रिएक्टर में विस्फोटक विस्फोटक मिश्रण के निर्माण के लिए इसके जलने के लिए उपकरणों की आवश्यकता होती है। यह सब इस तथ्य को जन्म देता है कि सजातीय रिएक्टरों का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

में विषमांगी रिएक्टरब्लॉक के रूप में ईंधन को मॉडरेटर में रखा जाता है, अर्थात। ईंधन और मॉडरेटर को स्थानिक रूप से अलग किया जाता है।

वर्तमान में, केवल विषम रिएक्टर ही ऊर्जा उद्देश्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ऐसे रिएक्टर में परमाणु ईंधन का उपयोग गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में किया जा सकता है। हालाँकि, अब विषम रिएक्टर केवल ठोस ईंधन पर काम करते हैं।

मॉडरेटिंग पदार्थ के आधार पर, विषम रिएक्टरों को ग्रेफाइट, हल्के पानी, भारी पानी और कार्बनिक में विभाजित किया जाता है। शीतलक के प्रकार के अनुसार, विषमांगी रिएक्टर हल्के पानी, भारी पानी, गैस और तरल धातु हैं। रिएक्टर के अंदर तरल शीतलक एकल-चरण और दो-चरण अवस्था में हो सकते हैं। पहले मामले में, रिएक्टर के अंदर शीतलक उबलता नहीं है, लेकिन दूसरे में, यह उबलता है।

जिन रिएक्टरों के अंदर तरल शीतलक का तापमान क्वथनांक से नीचे होता है उन्हें दबावयुक्त जल रिएक्टर कहा जाता है, और जिन रिएक्टरों के अंदर शीतलक उबलता है उन्हें उबलते जल रिएक्टर कहा जाता है।

उपयोग किए गए मॉडरेटर और शीतलक के आधार पर, विषम रिएक्टरों को विभिन्न डिज़ाइनों के अनुसार डिज़ाइन किया गया है। रूस में, मुख्य प्रकार के परमाणु ऊर्जा रिएक्टर जल-ठंडा और जल-ग्रेफाइट हैं।

उनके डिज़ाइन के आधार पर, रिएक्टरों को पोत और चैनल रिएक्टरों में विभाजित किया जाता है। में पोत रिएक्टरशीतलक दबाव आवास द्वारा वहन किया जाता है। रिएक्टर पोत के अंदर एक सामान्य शीतलक प्रवाह बहता है। में चैनल रिएक्टरप्रत्येक चैनल को ईंधन असेंबली के साथ अलग से शीतलक की आपूर्ति की जाती है। रिएक्टर पोत शीतलक दबाव से भरा नहीं है; यह दबाव प्रत्येक व्यक्तिगत चैनल द्वारा वहन किया जाता है।

अपने उद्देश्य के आधार पर, परमाणु रिएक्टर बिजली रिएक्टर, कनवर्टर और प्रजनक, अनुसंधान और बहुउद्देशीय, परिवहन और औद्योगिक हो सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा रिएक्टरपरमाणु ऊर्जा संयंत्रों, जहाज बिजली संयंत्रों, परमाणु संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों (सीएचपी) के साथ-साथ परमाणु ताप आपूर्ति संयंत्रों (एचटी) में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्राकृतिक यूरेनियम और थोरियम से द्वितीयक परमाणु ईंधन का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किए गए रिएक्टर कहलाते हैं कन्वर्टर्सया प्रजनक. कनवर्टर रिएक्टर में, द्वितीयक परमाणु ईंधन शुरू में खपत की तुलना में कम उत्पादन करता है। ब्रीडर रिएक्टर में, परमाणु ईंधन का विस्तारित पुनरुत्पादन किया जाता है, अर्थात। यह खर्च से अधिक निकला।

अनुसंधान रिएक्टरपदार्थ के साथ न्यूट्रॉन की परस्पर क्रिया की प्रक्रियाओं का अध्ययन करने, न्यूट्रॉन और गामा विकिरण के गहन क्षेत्रों में रिएक्टर सामग्रियों के व्यवहार का अध्ययन करने, रेडियोकेमिकल और जैविक अनुसंधान, आइसोटोप के उत्पादन, परमाणु रिएक्टरों के भौतिकी के प्रयोगात्मक अनुसंधान के लिए सेवा प्रदान करते हैं। रिएक्टरों की अलग-अलग शक्तियाँ, स्थिर या स्पंदित ऑपरेटिंग मोड होते हैं। समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करने वाले दबावयुक्त जल अनुसंधान रिएक्टर सबसे व्यापक हैं। अनुसंधान रिएक्टरों की तापीय शक्ति एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है और कई हजार किलोवाट तक पहुंचती है।

बहुउद्देश्यीयऐसे रिएक्टर जो कई उद्देश्यों को पूरा करते हैं, जैसे ऊर्जा उत्पन्न करना और परमाणु ईंधन का उत्पादन करना, रिएक्टर कहलाते हैं।

परमाणु ऊर्जा: पक्ष और विपक्ष

विद्युत ऊर्जा के बिना आधुनिक सभ्यता की कल्पना भी नहीं की जा सकती। बिजली का उत्पादन और उपयोग हर साल बढ़ रहा है, लेकिन जीवाश्म ईंधन भंडार की कमी और बिजली प्राप्त करते समय बढ़ते पर्यावरणीय नुकसान के कारण भविष्य में ऊर्जा अकाल का खतरा मानवता के सामने पहले से ही मंडरा रहा है।
परमाणु प्रतिक्रियाओं में जारी ऊर्जा पारंपरिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, दहन प्रतिक्रियाओं) द्वारा उत्पन्न ऊर्जा से लाखों गुना अधिक है, इसलिए परमाणु ईंधन का कैलोरी मान पारंपरिक ईंधन की तुलना में बहुत अधिक है। बिजली पैदा करने के लिए परमाणु ईंधन का उपयोग करना एक बेहद आकर्षक विचार है।
थर्मल पावर प्लांट (सीएचपी) और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट (एचपीपी) की तुलना में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (एनपीपी) के फायदे स्पष्ट हैं: कोई अपशिष्ट नहीं है, कोई गैस उत्सर्जन नहीं है, भारी मात्रा में निर्माण करने, बांध बनाने की कोई आवश्यकता नहीं है। उपजाऊ भूमि को जलाशयों के तल पर दबा दें। शायद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में पर्यावरण के लिए अधिक अनुकूल एकमात्र ऐसे बिजली संयंत्र हैं जो सौर या पवन ऊर्जा का उपयोग करते हैं। लेकिन पवन टरबाइन और सौर ऊर्जा स्टेशन दोनों अभी भी कम बिजली वाले हैं और लोगों की सस्ती बिजली की जरूरतों को पूरा नहीं कर सकते हैं - और यह जरूरत तेजी से बढ़ रही है। और फिर भी, पर्यावरण और मनुष्यों पर रेडियोधर्मी पदार्थों के हानिकारक प्रभावों के कारण परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण और संचालन की व्यवहार्यता पर अक्सर सवाल उठाए जाते हैं।

परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए विश्व अनुभव और संभावनाएं

IAEA के अनुसार, वर्तमान में दुनिया की 18% से अधिक बिजली परमाणु रिएक्टरों द्वारा उत्पादित की जाती है, जो, इसके अलावा, जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले बिजली संयंत्रों के विपरीत, वातावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं। परमाणु ऊर्जा का एक निर्विवाद लाभ इसकी लागत है, जो अधिकांश अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों की तुलना में कम है। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, दुनिया में 365 हजार मेगावाट से अधिक की कुल क्षमता वाले लगभग 440 परमाणु रिएक्टर हैं, जो 30 से अधिक देशों में स्थित हैं। वर्तमान में, 12 देशों में लगभग 25 हजार मेगावाट की कुल क्षमता वाले 29 रिएक्टर बनाए जा रहे हैं।

IAEA विशेषज्ञों के अनुसार, 2030 तक विश्व की ऊर्जा ज़रूरतें कम से कम 50-60% बढ़ जाएंगी। ऊर्जा खपत में वृद्धि के साथ-साथ, सबसे आसानी से सुलभ और सुविधाजनक जैविक ऊर्जा वाहक - गैस और तेल - की भयावह रूप से तेजी से कमी हो रही है। पूर्वानुमान गणना के अनुसार, जैसा कि राज्य के प्रमुख के प्रशासन के तहत सूचना और विश्लेषणात्मक केंद्र द्वारा नोट किया गया है, उनके भंडार का जीवनकाल 50-100 वर्ष है। ऊर्जा संसाधनों की बढ़ती मांग अनिवार्य रूप से उनकी कीमतों में उत्तरोत्तर वृद्धि की ओर ले जाती है।

परमाणु ऊर्जा विश्व की ऊर्जा आपूर्ति के प्रमुख स्रोतों में से एक है। वही अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, केवल 2000-2005 में। 30 नये रिएक्टर चालू किये गये। मुख्य उत्पादन क्षमताएँ पश्चिमी यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में केंद्रित हैं।

2020 तक की अवधि के लिए रूस की ऊर्जा रणनीति, 28 अगस्त, 2003 संख्या 1234-आर के रूसी संघ की सरकार के डिक्री द्वारा अनुमोदित, ईंधन और ऊर्जा संतुलन के विकास के लिए लक्ष्य, उद्देश्य, मुख्य दिशाएं और पैरामीटर स्थापित करती है। , विशेष रूप से परमाणु और पनबिजली संयंत्रों में बिजली उत्पादन में वृद्धि (10.8 से 12 तक) के कारण, ईंधन और ऊर्जा संसाधनों की कुल खपत में इसकी हिस्सेदारी में कमी के साथ घरेलू ऊर्जा बाजार पर हावी होने की प्राकृतिक गैस की प्रवृत्ति पर काबू पाने के लिए प्रदान करना। %).

ईंधन और ऊर्जा संतुलन के अनुकूलन के परिणामस्वरूप, उत्पादन क्षमता के क्षेत्रीय स्थान के लिए प्राथमिकताएं स्थापित की गई हैं: रूस के यूरोपीय भाग में, मौजूदा थर्मल पावर के तकनीकी पुन: उपकरण के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उद्योग विकसित करने की सलाह दी जाती है। संयंत्र, संयुक्त-चक्र बिजली संयंत्रों का निर्माण और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का अधिकतम विकास, जो काफी हद तक इस क्षेत्र की बिजली की बढ़ती जरूरतों को पूरा करेगा।

आर्थिक विकास के आशावादी परिदृश्य मेंएनपीपी ऊर्जा उत्पादन 2010 में 200 बिलियन kWh (1.4 गुना) और 2020 में 300 बिलियन kWh (2 गुना) तक बढ़ना चाहिए। इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा स्रोतों से तापीय ऊर्जा का उत्पादन प्रति वर्ष 30 मिलियन Gcal तक विकसित करने की योजना है।

आर्थिक विकास के एक मध्यम संस्करण के साथपरमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली उत्पादन की आवश्यकता 2020 में 230 बिलियन kWh तक पहुंच सकती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऊर्जा उत्पादन को 270 अरब किलोवाट तक बढ़ाने की संभावना परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण से जुड़ी है - पंप भंडारण बिजली संयंत्र, उन क्षेत्रों में थर्मल ऊर्जा के उत्पादन और खपत की मात्रा में वृद्धि जहां मौजूदा और नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र और परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थित हैं (प्रति वर्ष 30 मिलियन Gcal तक), साथ ही गैस पंपिंग स्टेशनों के हस्तांतरण के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से विद्युत ड्राइव के लिए मुख्य पाइपलाइन, ऊर्जा-गहन उद्योगों (एल्यूमीनियम, तरलीकृत गैस, सिंथेटिक तरल ईंधन) का विकास , वगैरह।)।

रूस के यूरोपीय हिस्से में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली उत्पादन की हिस्सेदारी 2020 तक बढ़कर 32% हो जाएगी।

रूस में प्रति वर्ष 2% से अधिक बिजली उत्पादन की वृद्धि दर के साथ, परमाणु ऊर्जा 8 अरब किलोवाट और गर्मी के उत्पादन में वृद्धि की दर के साथ 4% से अधिक ऊर्जा उत्पादन में वार्षिक वृद्धि सुनिश्चित करने के मिशन पर है। प्रति वर्ष 1.5 मिलियन Gcal तक।

रूसी परमाणु ऊर्जा परिसर में 2020 तक की अवधि के लिए रूसी ऊर्जा रणनीति द्वारा स्थापित मापदंडों के अनुसार गतिशील विकास की क्षमता है।

20वीं सदी के 80 के दशक में यूएसएसआर की राज्य योजना ने 21वीं सदी की शुरुआत में रूस में 50 गीगावॉट तक के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण को प्रति वर्ष 2 गीगावॉट तक की वृद्धि दर और 40 मिलियन तक ताप उत्पादन के साथ निर्धारित किया। प्रति वर्ष Gcal. इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्र-भंडारण पंप भंडारण बिजली संयंत्रों (पीक पावर के 10 गीगावॉट तक) के निर्माण की परिकल्पना की गई थी। वास्तव में, नियोजित परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता का लगभग आधा हिस्सा परिचालन में लाया जा चुका है (वास्तविक वृद्धि दर प्रति वर्ष 1 गीगावॉट तक है)। वर्तमान में, लगभग 20 गीगावॉट की कुल क्षमता वाली दो दर्जन से अधिक परमाणु ऊर्जा इकाइयाँ अधूरे निर्माण के विभिन्न चरणों में हैं (इन क्षमताओं के निर्माण के लिए निवेश की राशि $2.5 बिलियन से अधिक है, या कुल पूंजीगत लागत का लगभग 15%)।

अधिकतम मांग परिदृश्य में बिजली और गर्मी की खपत के अनुमानित स्तर को सुनिश्चित करने के लिए, चालू दशक में 6 गीगावॉट तक की क्षमता वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्र (कलिनिन एनपीपी की बिजली इकाई 3, कुर्स्क की बिजली इकाई 5) को चालू करना आवश्यक है। एनपीपी, वोल्गोडोंस्क एनपीपी की बिजली इकाई 2, बालाकोवो एनपीपी की बिजली इकाई 5 और 6, बेलोयार्स्क एनपीपी की बिजली इकाई 4) और 2020 तक कम से कम 15 गीगावॉट (पहली पीढ़ी की बिजली इकाइयों के पुनरुत्पादन को ध्यान में रखते हुए - 5.7 गीगावॉट ), साथ ही 2 गीगावॉट तक के परमाणु ऊर्जा संयंत्र। परिणामस्वरूप, रूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की कुल स्थापित क्षमता लगभग 85% (विकसित परमाणु ऊर्जा वाले अग्रणी देशों का स्तर) के औसत क्षमता कारक के साथ 40 गीगावॉट तक बढ़नी चाहिए।

विस्तार
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इसके अनुसार परमाणु ऊर्जा के विकास के मुख्य उद्देश्य हैं:

मौजूदा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की बिजली इकाइयों के परिचालन जीवन का आधुनिकीकरण और विस्तार 10-20 वर्षों तक;

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के ऊर्जा उत्पादन और ऊर्जा उपयोग की दक्षता बढ़ाना;

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से रेडियोधर्मी कचरे के प्रसंस्करण के लिए परिसरों का निर्माण और विकिरणित परमाणु ईंधन को संभालने के लिए एक प्रणाली;

सेवानिवृत्त पहली पीढ़ी की बिजली इकाइयों का पुनरुत्पादन, जिसमें उनकी विस्तारित सेवा जीवन (भंडार के समय पर निर्माण के साथ) के पूरा होने के बाद नवीकरण शामिल है;

विस्तारित क्षमता पुनरुत्पादन (औसत विकास दर - लगभग 1 गीगावॉट प्रति वर्ष) और भविष्य की अवधि के लिए निर्माण भंडार;

संबंधित ईंधन आधार के विकास के साथ आशाजनक रिएक्टर प्रौद्योगिकियों (बीएन-800, वीवीईआर-1500, एटीपीपी, आदि) में महारत हासिल करना।

इन समस्याओं को हल करने के लिए निर्माण और स्थापना परिसर और परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग के विकास (प्रति वर्ष क्षमता कमीशनिंग की दर 0.2 से 1.5 गीगावॉट तक बढ़ाने के लिए) के साथ-साथ मानव संसाधनों में वृद्धि की आवश्यकता है।

परमाणु ऊर्जा के विकास में सबसे महत्वपूर्ण कारक उत्पादन की इकाई लागत (आंतरिक भंडार) को कम करके और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (बाहरी क्षमता) से ऊर्जा की बिक्री के लिए बाजारों का विस्तार करके परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऊर्जा उत्पादन की दक्षता में वृद्धि करना है।

को परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का आंतरिक भंडार(ऊर्जा उत्पादन का लगभग 20%) में शामिल हैं:

कम मरम्मत समय और टर्नअराउंड अवधि में वृद्धि, ईंधन चक्र को लंबा करने, इसके आधुनिकीकरण और नवीकरण के दौरान उपकरण विफलताओं की संख्या को कम करने के कारण प्रति वर्ष औसतन 2% तक की वृद्धि दर के साथ NIUM को 85% तक बढ़ाना, जो सुनिश्चित करेगा प्रति वर्ष लगभग 20 बिलियन किलोवाट के ऑपरेटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में अतिरिक्त बिजली उत्पादन (150 डॉलर प्रति किलोवाट तक की विशिष्ट पूंजी लागत पर 3 गीगावॉट तक स्थापित क्षमता के कमीशन के बराबर);

प्रति वर्ष 7 बिलियन किलोवाट से अधिक के मौजूदा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में अतिरिक्त उत्पादन के साथ परिचालन विशेषताओं और तरीकों में सुधार करके बिजली इकाइयों की दक्षता बढ़ाना (लगभग 200 डॉलर प्रति किलोवाट की विशिष्ट पूंजी लागत के साथ 1 गीगावॉट बिजली चालू करने के बराबर);

उत्पादन लागत में कमी, जिसमें स्वयं की जरूरतों के लिए ऊर्जा की खपत को कम करना (लगभग 6% के डिजाइन मूल्यों के लिए) और कर्मियों की विशिष्ट संख्या को कम करना शामिल है।

बाहरी क्षमता- परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की ऊर्जा और बिजली के उपयोग के लिए मौजूदा का विस्तार और नए बाजारों का निर्माण (ऊर्जा उत्पादन का 20% से अधिक):

तापीय ऊर्जा उत्पादन और ताप आपूर्ति का विकास (परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण सहित), बड़े शहरों में ताप आपूर्ति के लिए विद्युत ताप संचय, अपशिष्ट निम्न-श्रेणी ताप का उपयोग;

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से 3 गीगावॉट से अधिक की कुल क्षमता वाले गैस ट्रांसमिशन सिस्टम के कंप्रेसर स्टेशनों को इलेक्ट्रिक ड्राइव में परिवर्तित करना, जो प्रति वर्ष 7 बिलियन एम 3 से अधिक की गैस बचत सुनिश्चित करेगा;

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के ऊर्जा परिसरों का निर्माण करके दैनिक लोड शेड्यूल की असमानता को कवर करने में भागीदारी - पंप किए गए भंडारण बिजली संयंत्र - 5 गीगावॉट तक की चरम शक्ति;

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करके एल्यूमीनियम, तरलीकृत गैस, सिंथेटिक तरल ईंधन, हाइड्रोजन के ऊर्जा-गहन उत्पादन का विकास।

परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए नियोजित पैरामीटर 2015 तक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से बिजली के उत्पादन के लिए टैरिफ में 2.4 सेंट प्रति 1 किलोवाट तक मध्यम वृद्धि निर्धारित करते हैं। टीपीपी टैरिफ का परिचालन घटक (लगभग 3 सेंट/(किलोवाट) - मुख्य रूप से ईंधन लागत) परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के टैरिफ से अधिक होने का अनुमान है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की प्रतिस्पर्धात्मकता का औसत मार्जिन 1.5 सेंट/(kWh), या लगभग 30% से अधिक होगा। अनुमान बताते हैं कि 2020 तक परमाणु ऊर्जा का अधिकतम विकास उपभोक्ताओं के लिए बिक्री शुल्क का स्थिरीकरण सुनिश्चित करेगा और परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकास के निलंबन की स्थिति में इसे 10% तक बढ़ने से रोकेगा।

रूस में परमाणु ऊर्जा के रणनीतिक विकास के लिए स्थापित मापदंडों को प्राप्त करने में निम्नलिखित का कार्यान्वयन शामिल है:

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता को अधिकतम करने, परमाणु ऊर्जा संयंत्र की क्षमताओं के पुनरुत्पादन (नवीनीकरण) और विकास की क्षमता;

अर्थव्यवस्था के राज्य परमाणु ऊर्जा क्षेत्र में दीर्घकालिक निवेश नीति;

पर्याप्त और समय पर निवेश के लिए प्रभावी स्रोत और तंत्र।

रूस में परमाणु ऊर्जा के भविष्य के विकास के लिए संभावित अवसर, बुनियादी सिद्धांत और दिशा-निर्देश, ईंधन आधार की क्षमताओं को ध्यान में रखते हुए, 21वीं सदी के पूर्वार्ध में रूस में परमाणु ऊर्जा के विकास की रणनीति द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, जिसे मंजूरी दी गई है। 2000 में रूसी संघ की सरकार द्वारा।

प्राकृतिक यूरेनियम के खोजे गए और संभावित भंडार, यूरेनियम और प्लूटोनियम के संचित भंडार, आर्थिक रूप से मजबूत निवेश और निर्यात-आयात नीति के साथ मौजूदा परमाणु ईंधन चक्र क्षमताएं खुले परमाणु ईंधन चक्र में मुख्य रूप से वीवीईआर-प्रकार के रिएक्टरों का उपयोग करके 2030 तक परमाणु ऊर्जा का अधिकतम विकास सुनिश्चित करती हैं। .

परमाणु ऊर्जा के दीर्घकालिक विकास की संभावनाएं परमाणु ऊर्जा की प्रतिस्पर्धात्मकता और सुरक्षा को खोए बिना परमाणु ईंधन संसाधनों के नवीकरण और पुनर्जनन की वास्तविक संभावना से जुड़ी हैं। उद्योग प्रौद्योगिकी नीति 2010-2030 में बंद परमाणु ईंधन चक्र और यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन के साथ तेज रिएक्टरों पर नई चौथी पीढ़ी की परमाणु ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकासवादी परिचय का प्रावधान करती है, जो निकट भविष्य के लिए ईंधन कच्चे माल पर प्रतिबंध हटा देती है।

परमाणु ऊर्जा का विकास ईंधन और ऊर्जा संसाधनों के संतुलन को अनुकूलित करेगा, उपभोक्ताओं के लिए विद्युत और थर्मल ऊर्जा की लागत में वृद्धि पर अंकुश लगाएगा, और प्रभावी आर्थिक और सकल घरेलू उत्पाद विकास में भी योगदान देगा, जिससे दीर्घकालिक ऊर्जा विकास आधारित तकनीकी क्षमता में वृद्धि होगी। सुरक्षित और लागत प्रभावी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर।

परिस्थितिकी

भले ही एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र पूरी तरह से और थोड़ी सी भी विफलता के बिना संचालित होता है, इसके संचालन से अनिवार्य रूप से रेडियोधर्मी पदार्थों का संचय होता है। इसलिए लोगों को एक बहुत ही गंभीर समस्या का समाधान करना है, जिसका नाम है सुरक्षित कचरा भंडारण।

विशाल पैमाने पर ऊर्जा उत्पादन, विभिन्न उत्पादों और सामग्रियों वाले किसी भी उद्योग से निकलने वाला अपशिष्ट एक बड़ी समस्या पैदा करता है। हमारे ग्रह के कई क्षेत्रों में पर्यावरण और वायुमंडलीय प्रदूषण चिंता और चिंता का कारण बन रहा है। हम वनस्पतियों और जीवों को उनके मूल रूप में नहीं, बल्कि कम से कम न्यूनतम पर्यावरणीय मानकों की सीमा के भीतर संरक्षित करने की संभावना के बारे में बात कर रहे हैं।

रेडियोधर्मी कचरा परमाणु चक्र के लगभग सभी चरणों में उत्पन्न होता है। वे गतिविधि और एकाग्रता के विभिन्न स्तरों के साथ तरल, ठोस और गैसीय पदार्थों के रूप में जमा होते हैं। अधिकांश अपशिष्ट निम्न-स्तर के होते हैं: रिएक्टर गैसों और सतहों, दस्ताने और जूते, दूषित उपकरण और रेडियोधर्मी कमरों से जले हुए प्रकाश बल्ब, बेकार उपकरण, धूल, गैस फिल्टर और बहुत कुछ साफ करने के लिए उपयोग किया जाने वाला पानी।

गैसों और दूषित पानी को विशेष फिल्टर के माध्यम से पारित किया जाता है जब तक कि वे वायुमंडलीय हवा और पीने के पानी की शुद्धता तक नहीं पहुंच जाते। जो फिल्टर रेडियोधर्मी हो गए हैं उन्हें ठोस अपशिष्ट के साथ पुनर्चक्रित किया जाता है। इन्हें सीमेंट के साथ मिलाकर ब्लॉकों में बदल दिया जाता है या गर्म कोलतार के साथ स्टील के कंटेनरों में डाल दिया जाता है।

दीर्घकालिक भंडारण के लिए तैयारी करने में सबसे कठिन चीज़ उच्च-स्तरीय अपशिष्ट है। ऐसे "कचरे" को कांच और चीनी मिट्टी की चीज़ें में बदलना सबसे अच्छा है। ऐसा करने के लिए, कचरे को शांत किया जाता है और उन पदार्थों के साथ जोड़ा जाता है जो ग्लास-सिरेमिक द्रव्यमान बनाते हैं। यह गणना की गई है कि इतने द्रव्यमान की सतह परत के 1 मिमी को पानी में घुलने में कम से कम 100 साल लगेंगे।

कई रासायनिक कचरे के विपरीत, रेडियोधर्मी कचरे के खतरे समय के साथ कम हो जाते हैं। अधिकांश रेडियोधर्मी आइसोटोप का आधा जीवन लगभग 30 वर्षों का होता है, इसलिए 300 वर्षों के भीतर वे लगभग पूरी तरह से गायब हो जाएंगे। इसलिए, रेडियोधर्मी कचरे के अंतिम निपटान के लिए, ऐसी दीर्घकालिक भंडारण सुविधाओं का निर्माण करना आवश्यक है जो रेडियोन्यूक्लाइड के पूर्ण क्षय तक कचरे को पर्यावरण में इसके प्रवेश से विश्वसनीय रूप से अलग कर देगा। ऐसी भंडारण सुविधाओं को कब्रिस्तान कहा जाता है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उच्च-स्तरीय कचरा लंबे समय तक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी उत्पन्न करता है। इसलिए, अक्सर उन्हें पृथ्वी की पपड़ी के गहरे क्षेत्रों में हटा दिया जाता है। भंडारण सुविधा के आसपास एक नियंत्रित क्षेत्र स्थापित किया जाता है, जिसमें ड्रिलिंग और खनन सहित मानवीय गतिविधियों पर प्रतिबंध लगाया जाता है।

रेडियोधर्मी कचरे की समस्या को हल करने का एक और तरीका प्रस्तावित किया गया - इसे अंतरिक्ष में भेजना। दरअसल, कचरे की मात्रा छोटी है, इसलिए इसे अंतरिक्ष कक्षाओं में हटाया जा सकता है जो पृथ्वी की कक्षा से नहीं जुड़ती हैं, और रेडियोधर्मी संदूषण हमेशा के लिए समाप्त हो जाएगा। हालाँकि, किसी भी समस्या की स्थिति में लॉन्च वाहन के अप्रत्याशित रूप से पृथ्वी पर लौटने के जोखिम के कारण इस मार्ग को अस्वीकार कर दिया गया था।

कुछ देश ठोस रेडियोधर्मी कचरे को महासागरों के गहरे पानी में दबाने की विधि पर गंभीरता से विचार कर रहे हैं। यह विधि अपनी सरलता और लागत-प्रभावशीलता से प्रभावित करती है। हालाँकि, यह विधि समुद्री जल के संक्षारक गुणों के आधार पर गंभीर आपत्तियाँ उठाती है। ऐसी चिंताएँ हैं कि संक्षारण कंटेनरों की अखंडता को जल्दी से नष्ट कर देगा, और रेडियोधर्मी पदार्थ पानी में मिल जाएंगे, और समुद्री धाराएँ गतिविधि को पूरे समुद्र में फैला देंगी।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन से न केवल विकिरण संदूषण का खतरा होता है, बल्कि अन्य प्रकार के पर्यावरणीय प्रभाव भी होते हैं। मुख्य प्रभाव थर्मल प्रभाव है. यह थर्मल पावर प्लांटों की तुलना में डेढ़ से दो गुना अधिक है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन के दौरान अपशिष्ट जल वाष्प को ठंडा करने की आवश्यकता होती है। सबसे आसान तरीका नदी, झील, समुद्र या विशेष रूप से निर्मित पूल के पानी से ठंडा करना है। 5-15 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया गया पानी उसी स्रोत पर लौट आता है। लेकिन यह विधि अपने साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के स्थानों पर जलीय पर्यावरण में पर्यावरणीय स्थिति बिगड़ने का खतरा भी रखती है।

कूलिंग टावरों का उपयोग करने वाली जल आपूर्ति प्रणाली का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें आंशिक वाष्पीकरण और शीतलन के कारण पानी को ठंडा किया जाता है।

ताजे पानी की निरंतर पुनःपूर्ति से छोटी-छोटी हानियों की पूर्ति हो जाती है। ऐसी शीतलन प्रणाली से, भारी मात्रा में जलवाष्प और बूंदों की नमी वायुमंडल में छोड़ी जाती है। इससे वर्षा की मात्रा, कोहरे बनने की आवृत्ति और बादल छाने की संभावना बढ़ सकती है।

हाल के वर्षों में, जल वाष्प के लिए वायु-शीतलन प्रणाली का उपयोग शुरू हो गया है। इस मामले में, पानी की कोई हानि नहीं होती है, और यह पर्यावरण के लिए सबसे अनुकूल है। हालाँकि, ऐसी प्रणाली उच्च औसत परिवेश तापमान पर काम नहीं करती है। इसके अलावा, बिजली की लागत भी काफी बढ़ जाती है।

निष्कर्ष

ऊर्जा समस्या सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक है जिसे आज मानवता को हल करना है। त्वरित संचार, तेज़ परिवहन और अंतरिक्ष अन्वेषण जैसी विज्ञान और प्रौद्योगिकी की उपलब्धियाँ पहले से ही आम हो गई हैं। लेकिन इन सबके लिए भारी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ऊर्जा उत्पादन और खपत में तेज वृद्धि ने पर्यावरण प्रदूषण की एक नई विकट समस्या को सामने ला दिया है, जो मानवता के लिए गंभीर खतरा पैदा करती है।

आने वाले दशकों में विश्व की ऊर्जा जरूरतें तेजी से बढ़ेंगी। कोई भी एक ऊर्जा स्रोत उन्हें प्रदान करने में सक्षम नहीं होगा, इसलिए सभी ऊर्जा स्रोतों को विकसित करना और ऊर्जा संसाधनों का कुशलतापूर्वक उपयोग करना आवश्यक है।

ऊर्जा विकास के अगले चरण (21वीं सदी के पहले दशक) में, थर्मल और तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों के साथ कोयला ऊर्जा और परमाणु ऊर्जा सबसे आशाजनक बनी रहेगी। हालाँकि, हम आशा कर सकते हैं कि मानवता लगातार बढ़ती मात्रा में ऊर्जा की खपत से जुड़ी प्रगति के पथ पर नहीं रुकेगी।

ग्रन्थसूची

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बीसवीं सदी को परमाणुओं के नाभिक में निहित एक नई प्रकार की ऊर्जा के विकास द्वारा चिह्नित किया गया था, और यह परमाणु भौतिकी की सदी बन गई। यह ऊर्जा पूरे इतिहास में मानवता द्वारा उपयोग की जाने वाली ईंधन ऊर्जा से कई गुना अधिक है।

1939 के मध्य तक, दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने परमाणु भौतिकी के क्षेत्र में महत्वपूर्ण सैद्धांतिक और प्रायोगिक खोजें कीं, जिससे इस दिशा में एक व्यापक शोध कार्यक्रम को आगे बढ़ाना संभव हो गया। इससे पता चला कि यूरेनियम परमाणु को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है। इससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। इसके अलावा, विखंडन प्रक्रिया से न्यूट्रॉन निकलते हैं, जो बदले में अन्य यूरेनियम परमाणुओं को विभाजित कर सकते हैं और परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का कारण बन सकते हैं। यूरेनियम की परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया बहुत प्रभावी है और सबसे हिंसक रासायनिक प्रतिक्रियाओं से कहीं अधिक है। आइए यूरेनियम के एक परमाणु और एक विस्फोटक - ट्रिनिट्रोटोलुइन (टीएनटी) के एक अणु की तुलना करें। टीएनटी अणु के क्षय से 10 इलेक्ट्रॉन वोल्ट ऊर्जा निकलती है, और यूरेनियम नाभिक के क्षय से 200 मिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट यानी 20 मिलियन गुना अधिक ऊर्जा निकलती है।

इन खोजों ने वैज्ञानिक दुनिया में सनसनी पैदा कर दी: मानव जाति के इतिहास में दुनिया में परमाणु के प्रवेश और उसकी ऊर्जा पर कब्ज़ा करने की तुलना में इसके परिणामों में अधिक महत्वपूर्ण कोई वैज्ञानिक घटना नहीं थी। वैज्ञानिकों ने समझा कि इसका मुख्य उद्देश्य बिजली का उत्पादन करना और अन्य शांतिपूर्ण क्षेत्रों में इसका उपयोग करना था। 1954 में यूएसएसआर में ओबनिंस्क में 5 मेगावाट की क्षमता वाले दुनिया के पहले औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के चालू होने के साथ, परमाणु ऊर्जा का युग शुरू हुआ। विद्युत उत्पादन का स्रोत यूरेनियम नाभिक का विखंडन था।

पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के परिचालन अनुभव ने औद्योगिक बिजली उत्पादन के लिए परमाणु ऊर्जा प्रौद्योगिकी की वास्तविकता और विश्वसनीयता को दिखाया। विकसित औद्योगिक देशों ने विभिन्न प्रकार के रिएक्टरों के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का डिजाइन और निर्माण शुरू कर दिया है। 1964 तक विश्व में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की कुल क्षमता बढ़कर 5 मिलियन किलोवाट हो गई।

उस समय से, परमाणु ऊर्जा का तेजी से विकास शुरू हो गया है, जो दुनिया में बिजली के कुल उत्पादन में तेजी से महत्वपूर्ण योगदान देकर एक नया आशाजनक ऊर्जा विकल्प बन गया है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के ऑर्डर में तेजी संयुक्त राज्य अमेरिका और बाद में पश्चिमी यूरोप, जापान और यूएसएसआर में शुरू हुई। परमाणु ऊर्जा की विकास दर लगभग 30% प्रति वर्ष तक पहुँच गयी है। पहले से ही 1986 तक, 253 मिलियन किलोवाट की कुल स्थापित क्षमता वाली 365 बिजली इकाइयाँ दुनिया में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में काम कर रही थीं। लगभग 20 वर्षों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की शक्ति 50 गुना बढ़ गई है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण 30 देशों में किया गया (चित्र 1.1)।

उस समय तक, विश्व प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के एक आधिकारिक समुदाय, क्लब ऑफ़ रोम का शोध व्यापक रूप से जाना जाने लगा था। अध्ययन के लेखकों के निष्कर्ष वैश्विक अर्थव्यवस्था की कुंजी, तेल सहित जैविक ऊर्जा संसाधनों के प्राकृतिक भंडार की काफी करीबी कमी और निकट भविष्य में उनकी कीमत में तेज वृद्धि की अनिवार्यता पर आधारित थे। इसे ध्यान में रखते हुए, परमाणु ऊर्जा इससे बेहतर समय पर नहीं आ सकती थी। लंबी अवधि के लिए संभावित परमाणु ईंधन भंडार (2 8 यू, 2 5 यू, 2 2 थ) ने परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए विभिन्न परिदृश्यों के तहत ईंधन आपूर्ति की महत्वपूर्ण समस्या को हल किया।

परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए स्थितियाँ बेहद अनुकूल थीं, और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के आर्थिक संकेतकों ने भी आशावाद को प्रेरित किया; परमाणु ऊर्जा संयंत्र पहले से ही थर्मल ऊर्जा संयंत्रों के साथ सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा कर सकते थे।

परमाणु ऊर्जा ने जीवाश्म ईंधन की खपत को कम करना और ताप विद्युत संयंत्रों से पर्यावरण में प्रदूषकों के उत्सर्जन को तेजी से कम करना संभव बना दिया है।

परमाणु ऊर्जा का विकास सैन्य-औद्योगिक परिसर के स्थापित ऊर्जा क्षेत्र पर आधारित था - इन उद्देश्यों के लिए पहले से ही बनाए गए परमाणु ईंधन चक्र (एनएफसी) का उपयोग करके पनडुब्बियों के लिए काफी अच्छी तरह से विकसित औद्योगिक रिएक्टर और रिएक्टर, अर्जित ज्ञान और महत्वपूर्ण अनुभव। परमाणु ऊर्जा, जिसे भारी सरकारी समर्थन प्राप्त था, इस प्रणाली में निहित नियमों और आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, मौजूदा ऊर्जा प्रणाली में सफलतापूर्वक फिट हो गई।

ऊर्जा सुरक्षा की समस्या, जो बीसवीं सदी के 70 के दशक में विकराल हो गई। तेल की कीमतों में तेज वृद्धि के कारण उत्पन्न ऊर्जा संकट के संबंध में, राजनीतिक स्थिति पर इसकी आपूर्ति की निर्भरता ने कई देशों को अपने ऊर्जा कार्यक्रमों पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर किया। परमाणु ऊर्जा का विकास, जीवाश्म ईंधन की खपत को कम करके, उन देशों की ऊर्जा निर्भरता को कम करता है जिनके पास अपना ईंधन और ऊर्जा नहीं है या सीमित है

इनके आयात से संसाधनों का विकास होता है और इन देशों की ऊर्जा सुरक्षा मजबूत होती है।

परमाणु ऊर्जा के तेजी से विकास की प्रक्रिया में, दो मुख्य प्रकार के परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों - थर्मल और तेज़ न्यूट्रॉन - थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर दुनिया में सबसे व्यापक हो गए हैं।

विभिन्न देशों द्वारा विकसित विभिन्न मॉडरेटर और शीतलक वाले रिएक्टरों के प्रकार और डिज़ाइन राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा का आधार बन गए हैं। इस प्रकार, संयुक्त राज्य अमेरिका में, दबावयुक्त पानी रिएक्टर और उबलते पानी रिएक्टर मुख्य बन गए, कनाडा में - प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करने वाले भारी पानी रिएक्टर, पूर्व यूएसएसआर में - दबावयुक्त पानी रिएक्टर (वीवीईआर) और यूरेनोग्राफ़ाइट उबलते पानी रिएक्टर (आरबीएमके), इकाई रिएक्टरों की शक्ति बढ़ी. इस प्रकार, 1000 मेगावाट की विद्युत शक्ति वाला RBMK-1000 रिएक्टर 1973 में लेनिनग्राद परमाणु ऊर्जा संयंत्र में स्थापित किया गया था। बड़े परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की शक्ति, उदाहरण के लिए ज़ापोरोज़े परमाणु ऊर्जा संयंत्र (यूक्रेन), 6000 मेगावाट तक पहुंच गई।

यह ध्यान में रखते हुए कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र इकाइयाँ लगभग निरंतर शक्ति के साथ संचालित होती हैं, कवरिंग

थ्री माइल आइलैंड परमाणु ऊर्जा संयंत्र (यूएसए)

एकीकृत ऊर्जा प्रणालियों के दैनिक लोड शेड्यूल का मूल हिस्सा; परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के समानांतर, शेड्यूल के परिवर्तनशील भाग को कवर करने और लोड शेड्यूल में रात के अंतराल को बंद करने के लिए दुनिया भर में अत्यधिक पैंतरेबाज़ी पंप भंडारण बिजली संयंत्र बनाए गए थे।

परमाणु ऊर्जा के विकास की उच्च गति इसकी सुरक्षा के स्तर के अनुरूप नहीं थी। परमाणु ऊर्जा सुविधाओं के संचालन के अनुभव, प्रक्रियाओं और संभावित परिणामों की बढ़ती वैज्ञानिक और तकनीकी समझ के आधार पर, तकनीकी आवश्यकताओं को संशोधित करने की आवश्यकता थी, जिससे पूंजी निवेश और परिचालन लागत में वृद्धि हुई।

1979 में संयुक्त राज्य अमेरिका में थ्री माइल आइलैंड परमाणु ऊर्जा संयंत्र के साथ-साथ कई अन्य सुविधाओं में एक गंभीर दुर्घटना से परमाणु ऊर्जा के विकास को एक गंभीर झटका लगा, जिसके कारण सुरक्षा आवश्यकताओं में आमूल-चूल संशोधन करना पड़ा। मौजूदा नियमों और दुनिया भर में परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकास कार्यक्रमों के संशोधन ने परमाणु ऊर्जा उद्योग को भारी नैतिक और भौतिक क्षति पहुंचाई। संयुक्त राज्य अमेरिका में, जो परमाणु ऊर्जा में अग्रणी था, 1979 में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के आदेश बंद हो गये और अन्य देशों में भी इनका निर्माण कम हो गया।

1986 में यूक्रेन में चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में हुई भीषण दुर्घटना, परमाणु घटनाओं के अंतर्राष्ट्रीय पैमाने पर उच्चतम सातवें स्तर की दुर्घटना के रूप में योग्य थी और एक विशाल क्षेत्र में पर्यावरणीय आपदा, जीवन की हानि, सैकड़ों हजारों का विस्थापन का कारण बनी। लोगों ने, परमाणु ऊर्जा में विश्व समुदाय के विश्वास को कम कर दिया।

“चेर्नोबिल में त्रासदी एक चेतावनी है। और न केवल परमाणु ऊर्जा में,'' शिक्षाविद् वी.ए. ने कहा। लेगासोव, सरकारी आयोग के सदस्य, प्रथम उप शिक्षाविद् ए.पी. अलेक्जेंड्रोव, जिन्होंने आई.वी. के नाम पर परमाणु ऊर्जा संस्थान का नेतृत्व किया। कुरचटोवा।

कई देशों में, परमाणु ऊर्जा विकास कार्यक्रमों को निलंबित कर दिया गया था, और कई देशों में, इसके विकास के लिए पूर्व नियोजित योजनाओं को पूरी तरह से छोड़ दिया गया था।

इसके बावजूद, 2000 तक, 37 देशों में संचालित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों ने वैश्विक बिजली उत्पादन का 16% उत्पादन किया।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन की सुरक्षा सुनिश्चित करने के अभूतपूर्व प्रयासों ने 21वीं सदी की शुरुआत में इसे संभव बनाया। परमाणु ऊर्जा में जनता का विश्वास बहाल करें। इसके विकास में "पुनर्जागरण" का समय आ रहा है।

उच्च आर्थिक दक्षता और प्रतिस्पर्धात्मकता, ईंधन संसाधनों की उपलब्धता, विश्वसनीयता और सुरक्षा के अलावा, महत्वपूर्ण कारकों में से एक यह है कि परमाणु ऊर्जा बिजली के सबसे पर्यावरण अनुकूल स्रोतों में से एक है, हालांकि खर्च किए गए ईंधन निपटान की समस्या बनी हुई है।

परमाणु ईंधन के पुनरुत्पादन (प्रजनन) की आवश्यकता स्पष्ट हो गई है, अर्थात्। तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों (ब्रीडर्स) का निर्माण, परिणामी ईंधन के प्रसंस्करण की शुरूआत। इस क्षेत्र के विकास में गंभीर आर्थिक प्रोत्साहन और संभावनाएं थीं और इसे कई देशों में किया गया था।

यूएसएसआर में, फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टरों के औद्योगिक उपयोग पर पहला प्रायोगिक कार्य शुरू हुआ

1949, और 1950 के दशक के मध्य से प्रायोगिक रिएक्टरों बीआर-1, बीआर-5, बीओआर-60 की एक श्रृंखला की कमीशनिंग शुरू हुई (1969), 1973 में बिजली उत्पादन के लिए 350 मेगावाट की रिएक्टर क्षमता वाला एक दोहरे उद्देश्य वाला परमाणु ऊर्जा संयंत्र और समुद्री जल अलवणीकरण; 1980 में, 600 मेगावाट की क्षमता वाला बीएन-600 औद्योगिक रिएक्टर लॉन्च किया गया था।

इस क्षेत्र में एक व्यापक विकास कार्यक्रम संयुक्त राज्य अमेरिका में लागू किया गया था। 1966-1972 में प्रायोगिक रिएक्टर एनरिको फर्मी एल का निर्माण किया गया था, और 1980 में दुनिया के सबसे बड़े अनुसंधान रिएक्टर, 400 मेगावाट की क्षमता वाले एफएफटीएफ को परिचालन में लाया गया था। जर्मनी में, पहले रिएक्टर का संचालन 1974 में शुरू हुआ, लेकिन निर्मित उच्च-शक्ति रिएक्टर एसएनआर-2 को कभी भी संचालन में नहीं लाया गया। फ्रांस में, 250 मेगावाट की क्षमता वाला फेनिक्स रिएक्टर 1973 में लॉन्च किया गया था, और 1986 में 1242 मेगावाट की क्षमता वाला सुपरफेनिक्स रिएक्टर लॉन्च किया गया था। जापान ने 1977 में प्रायोगिक जॉयो रिएक्टर और 1994 में 280 मेगावाट मोनजू रिएक्टर चालू किया।

जिस पर्यावरणीय संकट के साथ विश्व समुदाय ने 21वीं सदी में प्रवेश किया, उसके संदर्भ में परमाणु ऊर्जा विश्वसनीय बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करने और पर्यावरण में ग्रीनहाउस गैसों और प्रदूषकों के उत्सर्जन को कम करने में महत्वपूर्ण योगदान दे सकती है।

परमाणु ऊर्जा सतत विकास के अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकृत सिद्धांतों को सर्वोत्तम रूप से पूरा करती है, जिसकी सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक दीर्घकालिक में स्थिर खपत के साथ पर्याप्त ईंधन और ऊर्जा संसाधनों की उपलब्धता है।

21वीं सदी में समाज और विश्व अर्थव्यवस्था के विकास की गणना और मॉडलिंग पर आधारित पूर्वानुमानों के अनुसार, विद्युत ऊर्जा उद्योग की प्रमुख भूमिका बनी रहेगी। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के पूर्वानुमान के अनुसार, 2030 तक वैश्विक बिजली उत्पादन दोगुना से अधिक और 30 ट्रिलियन से अधिक हो जाएगा। kWh, और अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी (IAEA) के पूर्वानुमानों के अनुसार, परमाणु ऊर्जा के "पुनर्जागरण" के संदर्भ में, वैश्विक बिजली उत्पादन में इसकी हिस्सेदारी बढ़कर 25% हो जाएगी, और 100 से अधिक नए रिएक्टर बनाए जाएंगे। अगले 15 वर्षों में दुनिया भर में, और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की बिजली 2006 में 370 मिलियन किलोवाट से बढ़कर 2030 में 679 मिलियन किलोवाट हो जाएगी।

वर्तमान में, उत्पन्न बिजली की कुल मात्रा में बड़ी हिस्सेदारी वाले देश सक्रिय रूप से परमाणु ऊर्जा विकसित कर रहे हैं, जिनमें संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान, दक्षिण कोरिया और फिनलैंड शामिल हैं। फ्रांस ने देश के विद्युत ऊर्जा उद्योग को परमाणु ऊर्जा की ओर पुनः उन्मुख करके और इसका विकास जारी रखते हुए कई दशकों तक ऊर्जा समस्या को सफलतापूर्वक हल किया। इस देश में बिजली उत्पादन में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की हिस्सेदारी 80% तक पहुँच जाती है। परमाणु ऊर्जा उत्पादन में अभी भी नगण्य हिस्सेदारी वाले विकासशील देश उच्च दर पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण कर रहे हैं। इस प्रकार, भारत ने लंबी अवधि में 40 मिलियन किलोवाट की क्षमता वाला परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की अपनी मंशा की घोषणा की, और चीन ने - 100 मिलियन किलोवाट से अधिक।

2006 में निर्माणाधीन 29 परमाणु ऊर्जा संयंत्र इकाइयों में से 15 एशिया में स्थित थीं। तुर्की, मिस्र, जॉर्डन, चिली, थाईलैंड, वियतनाम, अजरबैजान, पोलैंड, जॉर्जिया, बेलारूस और अन्य देश पहली बार परमाणु ऊर्जा संयंत्र चालू करने की योजना बना रहे हैं।

रूस द्वारा परमाणु ऊर्जा के और विकास की योजना बनाई गई है, जिसमें 2030 तक 40 मिलियन किलोवाट की क्षमता वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण की परिकल्पना की गई है। यूक्रेन में, 2030 तक की अवधि के लिए यूक्रेन की ऊर्जा रणनीति के अनुसार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र उत्पादन को 219 बिलियन kWh तक बढ़ाने, इसे कुल उत्पादन के 50% के स्तर पर बनाए रखने और परमाणु ऊर्जा संयंत्र की क्षमता बढ़ाने की योजना है। लगभग 2 बार, इसे 85% की स्थापित क्षमता उपयोग कारक (आईयूआर) के साथ 29.5 मिलियन किलोवाट तक लाया गया, जिसमें 1-1.5 मिलियन किलोवाट की क्षमता वाली नई इकाइयों को चालू करना और मौजूदा परमाणु ऊर्जा के परिचालन जीवन का विस्तार शामिल है। संयंत्र इकाइयाँ (2006 में यूक्रेन में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की क्षमता 90.2 अरब kWh बिजली के उत्पादन के साथ 13.8 मिलियन किलोवाट थी, या कुल उत्पादन का लगभग 48.7%)।

थर्मल और तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों को और बेहतर बनाने के लिए कई देशों में चल रहे काम से उनकी विश्वसनीयता, आर्थिक दक्षता और पर्यावरणीय सुरक्षा में और सुधार होगा। इस संबंध में अंतर्राष्ट्रीय सहयोग महत्वपूर्ण हो जाता है। इस प्रकार, भविष्य में अंतर्राष्ट्रीय परियोजना जीटी एमएसआर (गैस टरबाइन मॉड्यूलर सोलर-कूल्ड रिएक्टर) के कार्यान्वयन के साथ, जो उच्च स्तर की सुरक्षा और प्रतिस्पर्धात्मकता, रेडियोधर्मी कचरे को कम करने की विशेषता है, दक्षता में वृद्धि हो सकती है। 50 तक%।

भविष्य में परमाणु ऊर्जा की दो-घटक संरचना का व्यापक उपयोग, जिसमें थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्र और परमाणु ईंधन का पुनरुत्पादन करने वाले तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर शामिल हैं, प्राकृतिक यूरेनियम के उपयोग की दक्षता में वृद्धि करेगा और संचय के स्तर को कम करेगा। रेडियोधर्मी कचरे।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परमाणु ऊर्जा के विकास में परमाणु ईंधन चक्र (एनएफसी) की सबसे महत्वपूर्ण भूमिका है, जो वास्तव में इसका सिस्टम-निर्माण कारक है। यह निम्नलिखित परिस्थितियों के कारण होता है:

• परमाणु ईंधन चक्र को सुरक्षित और कुशल संचालन के लिए सभी आवश्यक संरचनात्मक, तकनीकी और डिज़ाइन समाधान प्रदान किए जाने चाहिए;
• परमाणु ईंधन चक्र परमाणु ऊर्जा की सामाजिक स्वीकार्यता और आर्थिक दक्षता और इसके व्यापक उपयोग के लिए एक शर्त है;
• परमाणु ईंधन चक्र के विकास से बिजली पैदा करने वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा के आवश्यक स्तर को सुनिश्चित करने और यूरेनियम खनन, परिवहन, खर्च किए गए पुनर्प्रसंस्करण सहित परमाणु ईंधन के उत्पादन से जुड़े जोखिमों को कम करने के कार्यों को संयोजित करने की आवश्यकता होगी। परमाणु ईंधन (एसएनएफ) और रेडियोधर्मी कचरे का निपटान (सुरक्षा आवश्यकताओं की एक एकीकृत प्रणाली);
• यूरेनियम के उत्पादन और उपयोग में तेज वृद्धि (परमाणु ईंधन चक्र का प्रारंभिक चरण) से प्राकृतिक लंबे समय तक रहने वाले रेडियोन्यूक्लाइड के पर्यावरण में प्रवेश करने का खतरा बढ़ जाता है, जिसके लिए ईंधन के उपयोग की दक्षता बढ़ाने, मात्रा कम करने की आवश्यकता होती है। अपशिष्ट और ईंधन चक्र को बंद करना।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र की आर्थिक दक्षता सीधे ईंधन चक्र पर निर्भर करती है, जिसमें ईंधन भरने के समय को कम करना और ईंधन असेंबलियों (एफए) की प्रदर्शन विशेषताओं को बढ़ाना शामिल है। इसलिए, परमाणु ईंधन की उच्च उपयोग दर और कम अपशिष्ट वाले बंद ईंधन चक्र के निर्माण के साथ परमाणु ईंधन चक्र को और विकसित करना और सुधारना महत्वपूर्ण है।

यूक्रेन की ऊर्जा रणनीति राष्ट्रीय ईंधन चक्र के विकास का प्रावधान करती है। इस प्रकार, 2030 में यूरेनियम उत्पादन 0.8 हजार टन से बढ़कर 6.4 हजार टन हो जाना चाहिए, जिरकोनियम, जिरकोनियम मिश्र धातुओं और ईंधन असेंबलियों के घटकों का घरेलू उत्पादन और विकसित किया जाएगा, और भविष्य में एक बंद ईंधन चक्र का निर्माण, साथ ही भागीदारी भी होगी। परमाणु ईंधन के उत्पादन के लिए अंतर्राष्ट्रीय सहयोग में। वीवीईआर रिएक्टरों के लिए ईंधन असेंबलियों के उत्पादन के लिए सुविधाओं के निर्माण और रूस में यूरेनियम संवर्धन के लिए अंतर्राष्ट्रीय केंद्र के निर्माण और संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा प्रस्तावित अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ईंधन बैंक में यूक्रेन के प्रवेश में यूक्रेन की कॉर्पोरेट भागीदारी की परिकल्पना की गई है।

परमाणु ऊर्जा के विकास की संभावनाओं के लिए ईंधन की आपूर्ति अत्यंत महत्वपूर्ण है। दुनिया में प्राकृतिक यूरेनियम की वर्तमान मांग लगभग 60 हजार टन है, जिसका कुल भंडार लगभग 16 मिलियन टन है।

21 वीं सदी में अधिक उन्नत प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके दुनिया में बिजली के बढ़ते उत्पादन को सुनिश्चित करने में परमाणु ऊर्जा की भूमिका तेजी से बढ़ेगी। दीर्घावधि में परमाणु ऊर्जा का अभी तक कोई गंभीर प्रतिस्पर्धी नहीं है। बड़े पैमाने पर इसके विकास को साकार करने के लिए, जैसा कि पहले ही संकेत दिया गया है, इसमें निम्नलिखित गुण होने चाहिए: उच्च दक्षता, संसाधनों की उपलब्धता, ऊर्जा अतिरेक, सुरक्षा, स्वीकार्य पर्यावरणीय प्रभाव। पहली तीन आवश्यकताओं को परमाणु ऊर्जा की दो-घटक संरचना का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है, जिसमें थर्मल और तेज़ रिएक्टर शामिल हैं। ऐसी संरचना के साथ, प्राकृतिक यूरेनियम के उपयोग की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करना, इसके उत्पादन को कम करना और जीवमंडल में रेडॉन के प्रवेश के स्तर को सीमित करना संभव है। दोनों प्रकार के रिएक्टरों के लिए सुरक्षा के आवश्यक स्तर को प्राप्त करने और पूंजीगत लागत को कम करने के तरीके पहले से ही ज्ञात हैं; उन्हें लागू करने के लिए समय और धन की आवश्यकता होती है। जब तक समाज को परमाणु ऊर्जा के और अधिक विकास की आवश्यकता का एहसास होगा, तब तक दो-घटक संरचना की तकनीक वास्तव में तैयार हो जाएगी, हालांकि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ईंधन सहित उद्योग की संरचना को अनुकूलित करने के मामले में अभी भी बहुत कुछ किया जाना बाकी है। साइकिल उद्यम.

पर्यावरणीय प्रभाव का स्तर मुख्य रूप से ईंधन चक्र (यूरेनियम, प्लूटोनियम) और भंडारण सुविधाओं (एनपी, एएम, सीएम, विखंडन उत्पाद) में रेडियोन्यूक्लाइड की मात्रा से निर्धारित होता है।

अल्पकालिक आइसोटोप, उदाहरण के लिए 1 1 I और 9 0 Sr, l 7 Cs के संपर्क से होने वाले जोखिम को परमाणु ऊर्जा संयंत्रों, भंडारण सुविधाओं और ईंधन चक्र उद्यमों की सुरक्षा बढ़ाकर स्वीकार्य स्तर तक कम किया जा सकता है। ऐसे जोखिम की स्वीकार्यता व्यवहार में सिद्ध की जा सकती है। लेकिन लाखों वर्षों तक लंबे समय तक जीवित रहने वाले एक्टिनाइड्स और विखंडन उत्पादों के निपटान की विश्वसनीयता को साबित करना मुश्किल और असंभव है।

निस्संदेह, हम रेडियोधर्मी कचरे के विश्वसनीय निपटान के तरीकों की खोज को नहीं छोड़ सकते हैं, लेकिन ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए एक्टिनाइड्स का उपयोग करने की संभावना विकसित करना आवश्यक है, अर्थात। न केवल यूरेनियम और प्लूटोनियम के लिए, बल्कि एक्टिनाइड्स (एनपी, एएम, सेमी, आदि) के लिए भी ईंधन चक्र को बंद करना। थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों की एक प्रणाली में खतरनाक दीर्घकालिक विखंडन उत्पादों का रूपांतरण परमाणु ईंधन के उत्पादन और प्रसंस्करण के लिए अतिरिक्त तकनीकी प्रक्रियाओं के कारण परमाणु ऊर्जा की संरचना को जटिल बना देगा या परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के प्रकारों की संख्या में वृद्धि करेगा। रिएक्टर ईंधन में एनपी, एएम, सीएम, अन्य एक्टिनाइड्स और विखंडन उत्पादों की शुरूआत उनके डिजाइन को जटिल बनाएगी, नए प्रकार के परमाणु ईंधन के विकास की आवश्यकता होगी, और सुरक्षा पर नकारात्मक प्रभाव डालेगी।

इस संबंध में, परमाणु ऊर्जा की तीन-घटक संरचना बनाने की संभावना पर विचार किया जा रहा है, जिसमें थर्मल और तेज़ रिएक्टर और एनपी, एएम, सीएम और अन्य एक्टिनाइड्स को जलाने और कुछ विखंडन उत्पादों के रूपांतरण के लिए रिएक्टर शामिल हैं।

सबसे महत्वपूर्ण समस्या रेडियोधर्मी कचरे का प्रसंस्करण और निपटान है, जिसे परमाणु ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।

21वीं सदी के पूर्वार्ध में, मानवता को नए प्रकार की ऊर्जा के विकास की दिशा में वैज्ञानिक और तकनीकी सफलता हासिल करनी होगी, जिसमें चार्ज किए गए कण त्वरक का उपयोग करके इलेक्ट्रोन्यूक्लियर और भविष्य में थर्मोन्यूक्लियर शामिल है, जिसके लिए संयुक्त बलों और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग की आवश्यकता है।

चीन में वर्तमान में निर्माणाधीन सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली इकाइयों की इकाई क्षमता के मामले में तियानवान एनपीपी सबसे बड़ा है। इसका मास्टर प्लान 1000 मेगावाट की क्षमता वाली चार बिजली इकाइयों के निर्माण की संभावना प्रदान करता है। यह स्टेशन बीजिंग और शंघाई के बीच पीले सागर के तट पर स्थित है। साइट पर निर्माण कार्य 1998 में शुरू हुआ। वाटर-कूल्ड वॉटर रिएक्टर VVER-1000/428 और K-1000-60/3000 टरबाइन के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र की पहली बिजली इकाई, मई 2006 में लॉन्च की गई, 2 जून 2007 को चालू की गई, और दूसरी उसी प्रकार की इकाई 12 सितंबर 2007 को चालू की गई थी। वर्तमान में, परमाणु संयंत्र की दोनों बिजली इकाइयाँ 100% बिजली पर स्थिर रूप से काम करती हैं और चीनी प्रांत जियांग्सू को बिजली की आपूर्ति करती हैं। तियानवान एनपीपी की तीसरी और चौथी बिजली इकाइयों के निर्माण की योजना बनाई गई है।

वे। उन औद्योगिक देशों में जहां प्राकृतिक ऊर्जा संसाधन अपर्याप्त हैं। ये देश अपनी एक चौथाई से आधी बिजली का उत्पादन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से करते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका अपनी बिजली का केवल आठवां हिस्सा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से पैदा करता है, लेकिन यह वैश्विक उत्पादन का लगभग पांचवां हिस्सा है।

परमाणु ऊर्जा गहन बहस का विषय बनी हुई है। परमाणु ऊर्जा के समर्थकों और विरोधियों में इसकी सुरक्षा, विश्वसनीयता और आर्थिक दक्षता के आकलन में बहुत भिन्नता है। इसके अलावा, बिजली उत्पादन से परमाणु ईंधन के संभावित रिसाव और परमाणु हथियारों के उत्पादन के लिए इसके उपयोग के बारे में व्यापक अटकलें हैं।

परमाणु ईंधन चक्र.

परमाणु ऊर्जा एक जटिल उद्योग है जिसमें कई औद्योगिक प्रक्रियाएं शामिल हैं जो मिलकर ईंधन चक्र बनाती हैं। रिएक्टर के प्रकार और चक्र का अंतिम चरण कैसे होता है, इसके आधार पर विभिन्न प्रकार के ईंधन चक्र होते हैं।

आमतौर पर ईंधन चक्र में निम्नलिखित प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं। खदानों में यूरेनियम अयस्क का खनन किया जाता है। यूरेनियम डाइऑक्साइड को अलग करने के लिए अयस्क को कुचल दिया जाता है, और रेडियोधर्मी कचरे का निपटान कर दिया जाता है। परिणामस्वरूप यूरेनियम ऑक्साइड (येलोकेक) यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड, एक गैसीय यौगिक में परिवर्तित हो जाता है। यूरेनियम-235 की सांद्रता बढ़ाने के लिए, आइसोटोप पृथक्करण संयंत्रों में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड को समृद्ध किया जाता है। समृद्ध यूरेनियम को फिर ठोस यूरेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग ईंधन छर्रों को बनाने के लिए किया जाता है। ईंधन तत्व (ईंधन तत्व) छर्रों से एकत्र किए जाते हैं, जिन्हें परमाणु ऊर्जा संयंत्र के परमाणु रिएक्टर के मूल में डालने के लिए असेंबली में संयोजित किया जाता है। रिएक्टर से निकाले गए खर्च किए गए ईंधन में उच्च स्तर का विकिरण होता है और, बिजली संयंत्र के क्षेत्र में ठंडा होने के बाद, एक विशेष भंडारण सुविधा में भेजा जाता है। संयंत्र के संचालन और रखरखाव के दौरान जमा होने वाले निम्न-स्तरीय विकिरण कचरे को हटाने का भी प्रावधान किया गया है। अपने सेवा जीवन के अंत में, रिएक्टर को स्वयं विघटित किया जाना चाहिए (रिएक्टर घटकों के परिशोधन और निपटान के साथ)। लोगों की सुरक्षा और पर्यावरण की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ईंधन चक्र के प्रत्येक चरण को विनियमित किया जाता है।

परमाणु रिएक्टर।

औद्योगिक परमाणु रिएक्टर प्रारंभ में केवल परमाणु हथियार वाले देशों में विकसित किए गए थे। संयुक्त राज्य अमेरिका, यूएसएसआर, ग्रेट ब्रिटेन और फ्रांस सक्रिय रूप से परमाणु रिएक्टरों के लिए विभिन्न विकल्प तलाश रहे थे। हालाँकि, बाद में, तीन मुख्य प्रकार के रिएक्टर परमाणु ऊर्जा उद्योग पर हावी हो गए, जो मुख्य रूप से ईंधन, वांछित कोर तापमान को बनाए रखने के लिए उपयोग किए जाने वाले शीतलक और क्षय प्रक्रिया के दौरान जारी न्यूट्रॉन की गति को कम करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉडरेटर में भिन्न थे। श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए.

उनमें से, पहला (और सबसे आम) प्रकार एक समृद्ध यूरेनियम रिएक्टर है, जिसमें साधारण या "हल्का" पानी शीतलक और मॉडरेटर (हल्का पानी रिएक्टर) दोनों है। प्रकाश जल रिएक्टर के दो मुख्य प्रकार हैं: एक रिएक्टर जिसमें टरबाइनों को घुमाने वाली भाप सीधे कोर (उबलते पानी रिएक्टर) में उत्पन्न होती है, और एक रिएक्टर जिसमें भाप एक बाहरी, या दूसरे, जुड़े सर्किट में उत्पन्न होती है हीट एक्सचेंजर्स और स्टीम जनरेटर (जल-जल विद्युत रिएक्टर - वीवीईआर) द्वारा प्राथमिक सर्किट तक। अमेरिकी सशस्त्र बलों के कार्यक्रमों के तहत एक हल्के जल रिएक्टर का विकास शुरू हुआ। इस प्रकार, 1950 के दशक में, जनरल इलेक्ट्रिक और वेस्टिंगहाउस ने अमेरिकी नौसेना की पनडुब्बियों और विमान वाहक के लिए हल्के जल रिएक्टर विकसित किए। ये कंपनियाँ परमाणु ईंधन के पुनर्जनन और संवर्धन के लिए प्रौद्योगिकी विकसित करने के सैन्य कार्यक्रमों में भी शामिल थीं। उसी दशक में, सोवियत संघ ने ग्रेफाइट-संचालित उबलते पानी रिएक्टर विकसित किया।

दूसरे प्रकार का रिएक्टर जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोग मिला है वह गैस-कूल्ड रिएक्टर (ग्रेफाइट मॉडरेटर के साथ) है। इसका निर्माण प्रारंभिक परमाणु हथियार कार्यक्रमों से भी निकटता से जुड़ा था। 1940 के दशक के अंत और 1950 के दशक की शुरुआत में, ग्रेट ब्रिटेन और फ्रांस ने, अपने स्वयं के परमाणु बम बनाने की मांग करते हुए, गैस-कूल्ड रिएक्टर विकसित करने पर ध्यान केंद्रित किया जो काफी कुशलता से हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम का उत्पादन करते हैं और प्राकृतिक यूरेनियम पर भी चल सकते हैं।

तीसरे प्रकार का रिएक्टर जिसे व्यावसायिक सफलता मिली है वह रिएक्टर है जिसमें शीतलक और मॉडरेटर दोनों भारी पानी हैं, और ईंधन भी प्राकृतिक यूरेनियम है। परमाणु युग की शुरुआत में, कई देशों में भारी जल रिएक्टर के संभावित लाभों की खोज की गई। हालाँकि, ऐसे रिएक्टरों का उत्पादन तब मुख्य रूप से कनाडा में केंद्रित था, आंशिक रूप से इसके विशाल यूरेनियम भंडार के कारण।

परमाणु उद्योग का विकास.

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद से, दुनिया भर में बिजली क्षेत्र में अरबों डॉलर का निवेश किया गया है। बिजली की तेजी से बढ़ती मांग, जनसंख्या से कहीं आगे निकल जाने और राष्ट्रीय आय में वृद्धि के कारण भवन निर्माण में यह उछाल आया। मुख्य जोर कोयला जलाने वाले थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) और कुछ हद तक तेल और गैस के साथ-साथ जलविद्युत पावर प्लांटों पर था। 1969 से पहले कोई औद्योगिक प्रकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्र नहीं थे। 1973 तक, लगभग सभी औद्योगिक देशों ने बड़े पैमाने पर जलविद्युत के संसाधनों को समाप्त कर दिया था। 1973 के बाद ऊर्जा की कीमतों में वृद्धि, बिजली की मांग में तेजी से वृद्धि, और राष्ट्रीय ऊर्जा स्वतंत्रता के नुकसान के बारे में बढ़ती चिंता ने परमाणु ऊर्जा को निकट भविष्य के लिए ऊर्जा के एकमात्र व्यवहार्य वैकल्पिक स्रोत के रूप में देखने में योगदान दिया। 1973-1974 के अरब तेल प्रतिबंध ने परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए आदेशों और आशावादी पूर्वानुमानों की एक अतिरिक्त लहर उत्पन्न की।

लेकिन प्रत्येक अगले वर्ष ने इन पूर्वानुमानों में अपना समायोजन किया। एक ओर, परमाणु ऊर्जा के समर्थक सरकारें, यूरेनियम उद्योग, अनुसंधान प्रयोगशालाएँ और प्रभावशाली ऊर्जा कंपनियाँ थीं। दूसरी ओर, जनसंख्या के हितों, पर्यावरण की स्वच्छता और उपभोक्ता अधिकारों की रक्षा करने वाले समूहों को एकजुट करते हुए एक मजबूत विपक्ष पैदा हुआ। बहस, जो आज भी जारी है, मुख्य रूप से पर्यावरण पर ईंधन चक्र के विभिन्न चरणों के हानिकारक प्रभावों, रिएक्टर दुर्घटनाओं की संभावना और उनके संभावित परिणामों, रिएक्टरों के निर्माण और संचालन के संगठन, स्वीकार्य विकल्पों पर केंद्रित है। परमाणु कचरे का निपटान, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में तोड़फोड़ और आतंकवादी हमलों की संभावना, साथ ही परमाणु हथियारों के अप्रसार के क्षेत्र में राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय प्रयासों को बढ़ाने के मुद्दे।

सुरक्षा समस्याएं।

1970 और 1980 के दशक में चेरनोबिल आपदा और अन्य परमाणु रिएक्टर दुर्घटनाओं ने, अन्य बातों के अलावा, यह स्पष्ट कर दिया कि ऐसी दुर्घटनाएँ अक्सर अप्रत्याशित होती हैं। उदाहरण के लिए, चेरनोबिल में, निर्धारित शटडाउन के दौरान हुई तेज बिजली वृद्धि के परिणामस्वरूप चौथी बिजली इकाई का रिएक्टर गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो गया था। रिएक्टर एक कंक्रीट खोल में समाहित था और एक आपातकालीन शीतलन प्रणाली और अन्य आधुनिक सुरक्षा प्रणालियों से सुसज्जित था। लेकिन यह कभी किसी ने नहीं सोचा था कि जब रिएक्टर बंद कर दिया जाएगा, तो बिजली में तेज उछाल आ सकता है और इस तरह के उछाल के बाद रिएक्टर में बनी हाइड्रोजन गैस, हवा के साथ मिलकर विस्फोट करेगी, जिससे रिएक्टर की इमारत नष्ट हो जाएगी। दुर्घटना के परिणामस्वरूप, 30 से अधिक लोग मारे गए, कीव और पड़ोसी क्षेत्रों में 200,000 से अधिक लोगों को विकिरण की बड़ी खुराक मिली, और कीव की जल आपूर्ति दूषित हो गई। आपदा स्थल के उत्तर में - सीधे विकिरण बादल के रास्ते में - विशाल पिपरियात दलदल हैं, जो बेलारूस, यूक्रेन और पश्चिमी रूस की पारिस्थितिकी के लिए महत्वपूर्ण हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, परमाणु रिएक्टरों के निर्माण और संचालन की सुविधाओं को भी कई सुरक्षा मुद्दों का सामना करना पड़ा है, जिससे निर्माण धीमा हो गया है, डिजाइन और संचालन मानकों में कई बदलाव हुए हैं, और लागत और ऊर्जा लागत में वृद्धि हुई है। ऐसा प्रतीत होता है कि इन कठिनाइयों के दो मुख्य स्रोत रहे हैं। उनमें से एक इस नए ऊर्जा क्षेत्र में ज्ञान और अनुभव की कमी है। दूसरा परमाणु रिएक्टर प्रौद्योगिकी का विकास है, जो नई समस्याएं पैदा करता है। लेकिन पुराने भी बचे हैं, जैसे भाप जनरेटर पाइपों का क्षरण और उबलते पानी रिएक्टर पाइपलाइनों का टूटना। अन्य सुरक्षा मुद्दों का पूरी तरह से समाधान नहीं किया गया है, जैसे शीतलक प्रवाह में अचानक परिवर्तन के कारण होने वाली क्षति।

परमाणु ऊर्जा का अर्थशास्त्र.

परमाणु ऊर्जा में निवेश, बिजली उत्पादन के अन्य क्षेत्रों में निवेश की तरह, आर्थिक रूप से उचित है यदि दो शर्तें पूरी होती हैं: प्रति किलोवाट-घंटा लागत सबसे सस्ती वैकल्पिक उत्पादन विधि से अधिक नहीं है, और बिजली की अपेक्षित मांग इतनी अधिक है कि उत्पादित ऊर्जा को उसकी लागत से अधिक कीमत पर बेचा जा सकता है। 1970 के दशक की शुरुआत में, वैश्विक आर्थिक संभावनाएं परमाणु ऊर्जा के लिए बहुत अनुकूल दिख रही थीं: बिजली की मांग और मुख्य ईंधन, कोयला और तेल की कीमतें दोनों तेजी से बढ़ रही थीं। जहाँ तक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण की लागत का सवाल है, लगभग सभी विशेषज्ञ आश्वस्त थे कि यह स्थिर होगा या गिरना भी शुरू हो जाएगा। हालाँकि, 1980 के दशक की शुरुआत में, यह स्पष्ट हो गया कि ये अनुमान गलत थे: बिजली की मांग में वृद्धि रुक ​​गई, प्राकृतिक ईंधन की कीमतें न केवल बढ़ीं, बल्कि घटने भी लगीं और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण बहुत अधिक हो गया। सबसे निराशावादी पूर्वानुमान में अपेक्षा से अधिक महंगा। परिणामस्वरूप, हर जगह परमाणु ऊर्जा गंभीर आर्थिक कठिनाइयों के दौर में प्रवेश कर गई, और वे उस देश में सबसे गंभीर थे जहां इसकी उत्पत्ति हुई और सबसे अधिक तीव्रता से विकसित हुई - संयुक्त राज्य अमेरिका में।

यदि हम संयुक्त राज्य अमेरिका में परमाणु ऊर्जा के अर्थशास्त्र का तुलनात्मक विश्लेषण करें, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि इस उद्योग ने अपनी प्रतिस्पर्धात्मकता क्यों खो दी है। 1970 के दशक की शुरुआत से, परमाणु ऊर्जा संयंत्र की लागत तेजी से बढ़ी है। एक पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट की लागत में प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष पूंजी निवेश, ईंधन लागत, परिचालन लागत और रखरखाव लागत शामिल होती है। कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के सेवा जीवन में, ईंधन की लागत सभी लागतों का औसतन 50-60% होती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के मामले में, पूंजी निवेश हावी है, जो सभी लागतों का लगभग 70% है। नए परमाणु रिएक्टरों की पूंजीगत लागत औसतन उनके पूरे सेवा जीवन के दौरान कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की ईंधन लागत से काफी अधिक होती है, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के मामले में ईंधन बचत के लाभ को नकार देती है।

परमाणु ऊर्जा की संभावनाएँ.

जो लोग परमाणु ऊर्जा विकसित करने के लिए सुरक्षित और लागत प्रभावी तरीकों की खोज जारी रखने की आवश्यकता पर जोर देते हैं, उनमें दो मुख्य दिशाओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। पूर्व के समर्थकों का मानना ​​है कि सभी प्रयास परमाणु प्रौद्योगिकी की सुरक्षा में सार्वजनिक अविश्वास को खत्म करने पर केंद्रित होने चाहिए। ऐसा करने के लिए, नए रिएक्टर विकसित करना आवश्यक है जो मौजूदा हल्के पानी वाले रिएक्टरों की तुलना में अधिक सुरक्षित हों। यहां रुचि के दो प्रकार के रिएक्टर हैं: "तकनीकी रूप से बेहद सुरक्षित" रिएक्टर और "मॉड्यूलर" उच्च तापमान वाले गैस-कूल्ड रिएक्टर।

मॉड्यूलर गैस-कूल्ड रिएक्टर का एक प्रोटोटाइप जर्मनी, साथ ही संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में विकसित किया गया था। हल्के जल रिएक्टर के विपरीत, मॉड्यूलर गैस-कूल्ड रिएक्टर का डिज़ाइन ऐसा होता है कि इसके संचालन की सुरक्षा निष्क्रिय रूप से सुनिश्चित की जाती है - ऑपरेटरों या विद्युत या यांत्रिक सुरक्षा प्रणालियों की प्रत्यक्ष कार्रवाई के बिना। तकनीकी रूप से बेहद सुरक्षित रिएक्टर एक निष्क्रिय सुरक्षा प्रणाली का भी उपयोग करते हैं। ऐसा रिएक्टर, जिसका विचार स्वीडन में प्रस्तावित किया गया था, जाहिर तौर पर डिजाइन चरण से आगे नहीं बढ़ पाया। लेकिन इसे अमेरिका में उन लोगों के बीच मजबूत समर्थन मिला है जो मॉड्यूलर गैस-कूल्ड रिएक्टरों पर संभावित लाभ देखते हैं। लेकिन दोनों विकल्पों का भविष्य उनकी अनिश्चित लागतों, विकास कठिनाइयों और परमाणु ऊर्जा के विवादास्पद भविष्य के कारण अनिश्चित है।

अन्य विचारधारा के समर्थकों का मानना ​​है कि विकसित देशों को नए बिजली संयंत्रों की आवश्यकता होने से पहले नई रिएक्टर प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए बहुत कम समय बचा है। उनकी राय में पहली प्राथमिकता परमाणु ऊर्जा में निवेश को प्रोत्साहित करना है।

लेकिन परमाणु ऊर्जा के विकास के लिए इन दो संभावनाओं के अलावा, एक बिल्कुल अलग दृष्टिकोण सामने आया है। वह आपूर्ति की गई ऊर्जा, नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों (सौर पैनल, आदि) और ऊर्जा संरक्षण के अधिक पूर्ण उपयोग पर आशा रखती है। इस दृष्टिकोण के समर्थकों के अनुसार, यदि उन्नत देश अधिक किफायती प्रकाश स्रोतों, घरेलू विद्युत उपकरणों, हीटिंग उपकरण और एयर कंडीशनर के विकास पर स्विच करते हैं, तो बचाई गई बिजली सभी मौजूदा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के बिना काम करने के लिए पर्याप्त होगी। बिजली की खपत में देखी गई उल्लेखनीय कमी से पता चलता है कि बिजली की मांग को सीमित करने में दक्षता एक महत्वपूर्ण कारक हो सकती है।

इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा अभी तक दक्षता, सुरक्षा और सार्वजनिक सद्भावना की कसौटी पर खरी नहीं उतरी है। इसका भविष्य अब इस बात पर निर्भर करता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण और संचालन पर कितना प्रभावी और विश्वसनीय नियंत्रण किया जाएगा, साथ ही रेडियोधर्मी अपशिष्ट निपटान की समस्या जैसी कई अन्य समस्याओं का सफलतापूर्वक समाधान कैसे किया जाएगा। परमाणु ऊर्जा का भविष्य इसके मजबूत प्रतिस्पर्धियों - कोयला आधारित थर्मल पावर प्लांट, नई ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों और नवीकरणीय ऊर्जा संसाधनों की व्यवहार्यता और विस्तार पर भी निर्भर करता है।

परमाणु प्रतिक्रिया की ऊर्जा परमाणु के नाभिक में केंद्रित होती है। परमाणु एक छोटा कण है जो ब्रह्मांड में सभी पदार्थों का निर्माण करता है।

परमाणु विखंडन से ऊर्जा की मात्रा बहुत अधिक है और इसका उपयोग बिजली बनाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन इसे पहले परमाणु से मुक्त किया जाना चाहिए।

ऊर्जा मिल रही है

परमाणु प्रतिक्रिया से ऊर्जा का दोहन उन उपकरणों के माध्यम से होता है जो बिजली उत्पादन के लिए परमाणु विखंडन को नियंत्रित कर सकते हैं।

रिएक्टरों और ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किया जाने वाला ईंधन अक्सर यूरेनियम तत्व के छर्रे होते हैं। परमाणु रिएक्टर में, यूरेनियम परमाणुओं को टूटने के लिए मजबूर किया जाता है। जब वे विभाजित होते हैं, तो परमाणु छोटे कण छोड़ते हैं जिन्हें विखंडन उत्पाद कहा जाता है। विखंडन उत्पाद अलग होने के लिए अन्य यूरेनियम परमाणुओं पर कार्य करते हैं - एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस श्रृंखला प्रतिक्रिया से निकलने वाली परमाणु ऊर्जा गर्मी पैदा करती है। परमाणु रिएक्टर से निकलने वाली गर्मी इसे बहुत गर्म बना देती है, इसलिए इसे ठंडा करने की आवश्यकता होती है।

तकनीकी रूप से सबसे अच्छा शीतलक आमतौर पर पानी होता है, लेकिन कुछ परमाणु रिएक्टर तरल धातु या पिघले हुए नमक का उपयोग करते हैं। कोर से गर्म किया गया शीतलक भाप पैदा करता है। भाप भाप टरबाइन पर कार्य करती है, उसे घुमाती है। टरबाइन एक यांत्रिक ट्रांसमिशन के माध्यम से एक जनरेटर से जुड़ा होता है, जो बिजली पैदा करता है।
रिएक्टरों को नियंत्रण छड़ों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है जिन्हें उत्पन्न गर्मी की मात्रा के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। परमाणु विखंडन द्वारा निर्मित कुछ उत्पादों को अवशोषित करने के लिए नियंत्रण छड़ें कैडमियम, हेफ़नियम या बोरान जैसी सामग्री से बनाई जाती हैं। श्रृंखला प्रतिक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया को नियंत्रित करने के लिए छड़ें मौजूद होती हैं। छड़ों को हटाने से श्रृंखला प्रतिक्रिया को और अधिक विकसित करने और अधिक बिजली बनाने की अनुमति मिलेगी।

विश्व की लगभग 15 प्रतिशत बिजली परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में 100 से अधिक रिएक्टर हैं, हालाँकि अमेरिका अपनी अधिकांश बिजली जीवाश्म ईंधन और जलविद्युत ऊर्जा से उत्पन्न करता है।

रूस में 10 परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में 33 बिजली इकाइयाँ हैं - देश के ऊर्जा संतुलन का 15%।

लिथुआनिया, फ़्रांस और स्लोवाकिया अपनी अधिकांश बिजली परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से उपभोग करते हैं।

ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए परमाणु ईंधन का उपयोग किया जाता है

यूरेनियम परमाणु प्रतिक्रिया ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला ईंधन है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यूरेनियम परमाणु अपेक्षाकृत आसानी से टूट जाते हैं। उत्पादित विशिष्ट प्रकार का यूरेनियम, जिसे यू-235 कहा जाता है, दुर्लभ है। यू-235 विश्व के एक प्रतिशत से भी कम यूरेनियम का निर्माण करता है।

यूरेनियम का खनन ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, कजाकिस्तान, रूस, उज्बेकिस्तान में किया जाता है और इसका उपयोग करने से पहले इसे संसाधित किया जाना चाहिए।

चूंकि परमाणु ईंधन का उपयोग हथियार बनाने के लिए किया जा सकता है, यूरेनियम या प्लूटोनियम या अन्य परमाणु ईंधन के आयात के लिए उत्पादन अप्रसार संधि के अधीन है। यह संधि ईंधन के शांतिपूर्ण उपयोग को बढ़ावा देती है, साथ ही इस प्रकार के हथियार के प्रसार को सीमित करती है।

परमाणु ऊर्जा और लोग

परमाणु परमाणु ऊर्जा बिजली पैदा करती है जिसका उपयोग घरों, स्कूलों, व्यवसायों और अस्पतालों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।

बिजली पैदा करने के लिए पहला रिएक्टर संयुक्त राज्य अमेरिका के इडाहो में बनाया गया था और प्रायोगिक तौर पर 1951 में खुद ही बिजली देना शुरू कर दिया गया था।

1954 में, रूस के ओबनिंस्क में पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया गया, जिसे लोगों को ऊर्जा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

परमाणु प्रतिक्रिया ऊर्जा निकालने के लिए रिएक्टरों के निर्माण के लिए उच्च स्तर की तकनीक की आवश्यकता होती है और केवल वे देश जिन्होंने अप्रसार संधि पर हस्ताक्षर किए हैं वे आवश्यक यूरेनियम या प्लूटोनियम प्राप्त कर सकते हैं। इन्हीं कारणों से, अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र दुनिया के विकसित देशों में स्थित हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र नवीकरणीय, पर्यावरण के अनुकूल संसाधनों का उत्पादन करते हैं। वे हवा को प्रदूषित नहीं करते हैं या ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन नहीं करते हैं। इन्हें शहरी या ग्रामीण क्षेत्रों में बनाया जा सकता है और इससे उनके आस-पास के वातावरण में मौलिक परिवर्तन नहीं होता है।

बिजली संयंत्रों से रेडियोधर्मी सामग्री

पी में रेडियोधर्मी सामग्रीरिएक्टर सुरक्षित है क्योंकि इसे एक अलग संरचना में ठंडा किया जाता है जिसे कूलिंग टॉवर कहा जाता है। भाप वापस पानी में बदल जाती है और इसका उपयोग बिजली उत्पादन के लिए फिर से किया जा सकता है। अतिरिक्त भाप को आसानी से वायुमंडल में पुनर्चक्रित किया जाता है, जहां यह शुद्ध पानी की तरह हानिकारक नहीं होती है।

हालाँकि, परमाणु प्रतिक्रिया से ऊर्जा का रेडियोधर्मी पदार्थ के रूप में एक उप-उत्पाद होता है। रेडियोधर्मी पदार्थ अस्थिर नाभिकों का एक संग्रह है। ये नाभिक अपनी ऊर्जा खो देते हैं और जीवित जीवों और पर्यावरण सहित अपने आसपास की कई सामग्रियों को प्रभावित कर सकते हैं। रेडियोधर्मी पदार्थ अत्यंत विषैला हो सकता है, जिससे बीमारी हो सकती है, कैंसर, रक्त विकार और हड्डियों के क्षय का खतरा बढ़ सकता है।

रेडियोधर्मी कचरा वह है जो परमाणु रिएक्टर के संचालन से बच जाता है।

रेडियोधर्मी कचरे में श्रमिकों द्वारा पहने जाने वाले सुरक्षात्मक कपड़े, उपकरण और कपड़े शामिल होते हैं जो रेडियोधर्मी धूल के संपर्क में थे। रेडियोधर्मी कचरा लंबे समय तक चलने वाला होता है। कपड़े और उपकरण जैसी सामग्रियां हजारों वर्षों तक रेडियोधर्मी रह सकती हैं। सरकार यह नियंत्रित करती है कि इन सामग्रियों का निपटान कैसे किया जाए ताकि वे किसी अन्य चीज़ को दूषित न करें।

इस्तेमाल किया गया ईंधन और छड़ें बेहद रेडियोधर्मी हैं। उपयोग किए गए यूरेनियम छर्रों को विशेष कंटेनरों में संग्रहित किया जाना चाहिए जो बड़े स्विमिंग पूल की तरह दिखते हैं। कुछ पौधे अपने द्वारा उपयोग किए जाने वाले ईंधन को जमीन के ऊपर सूखे भंडारण टैंकों में संग्रहीत करते हैं।

ईंधन को ठंडा करने वाला पानी रेडियोधर्मिता के संपर्क में नहीं आता है और इसलिए सुरक्षित है।

ऐसे भी ज्ञात हैं जिनका संचालन सिद्धांत थोड़ा अलग है।

परमाणु ऊर्जा का उपयोग और विकिरण सुरक्षा

परमाणु प्रतिक्रिया ऊर्जा के उपयोग के आलोचकों को चिंता है कि रेडियोधर्मी अपशिष्ट भंडारण सुविधाएं लीक, दरार या ध्वस्त हो जाएंगी। रेडियोधर्मी सामग्री तब साइट के पास की मिट्टी और भूजल को दूषित कर सकती है। इससे क्षेत्र में लोगों और जीवित जीवों के लिए गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं पैदा हो सकती हैं। सभी लोगों को खाली करना होगा.

1986 में यूक्रेन के चेर्नोबिल में यही हुआ था। चौथे परमाणु रिएक्टर के एक बिजली संयंत्र में भाप विस्फोट से यह नष्ट हो गया और आग लग गई। रेडियोधर्मी कणों का एक बादल बन गया, जो जमीन पर गिर गया या हवा के साथ बह गया, और कण बारिश के रूप में प्रकृति में जल चक्र में प्रवेश कर गए। सबसे अधिक रेडियोधर्मी प्रभाव बेलारूस में पड़ा।

चेरनोबिल आपदा के पर्यावरणीय परिणाम तुरंत घटित हुए। साइट के चारों ओर किलोमीटर दूर, देवदार के जंगल सूख गए हैं, और मृत देवदार के लाल रंग के कारण इस क्षेत्र को लाल वन का उपनाम मिला है। पास की पिपरियात नदी की मछलियाँ रेडियोधर्मी हो गई हैं और लोग अब इसे नहीं खा पाएंगे। मवेशी और घोड़े मर गये। आपदा के बाद 100,000 से अधिक लोगों को निकाला गया, लेकिन चेरनोबिल से मानव हताहतों की संख्या निर्धारित करना मुश्किल है।

विकिरण विषाक्तता का प्रभाव कई वर्षों के बाद ही दिखाई देता है। कैंसर जैसी बीमारियों के लिए स्रोत का निर्धारण करना कठिन है।

परमाणु ऊर्जा का भविष्य

रिएक्टर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए परमाणुओं के विखंडन या विभाजन का उपयोग करते हैं।

परमाणु प्रतिक्रिया ऊर्जा को परमाणुओं के संलयन या एक साथ जुड़ने से भी उत्पन्न किया जा सकता है। उत्पादन में। उदाहरण के लिए, सूर्य हीलियम बनाने के लिए लगातार हाइड्रोजन परमाणुओं के परमाणु संलयन से गुजरता है। चूँकि हमारे ग्रह पर जीवन सूर्य पर निर्भर है, इसलिए हम कह सकते हैं कि विखंडन पृथ्वी पर जीवन को संभव बनाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में अभी तक परमाणु संलयन (संलयन) के माध्यम से सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से ऊर्जा का उत्पादन करने की क्षमता नहीं है, लेकिन वैज्ञानिक परमाणु संलयन की खोज कर रहे हैं क्योंकि ऊर्जा के वैकल्पिक रूप के रूप में यह प्रक्रिया सुरक्षित और अधिक लागत प्रभावी होने की संभावना है।

परमाणु प्रतिक्रिया की ऊर्जा बहुत अधिक होती है और इसका उपयोग लोगों को अवश्य करना चाहिए। इस ऊर्जा को प्राप्त करने की चुनौती डिज़ाइन पावर आउटपुट की एक श्रृंखला के अलावा, विभिन्न रेफ्रिजरेंट, ऑपरेटिंग तापमान और शीतलक दबाव, मॉडरेटर इत्यादि के साथ कई प्रतिस्पर्धी डिज़ाइन हैं। इस प्रकार, विनिर्माण और परिचालन अनुभव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।