अणुऊर्जा थोडक्यात. रशियामधील अणुऊर्जा इतर उद्योगांच्या विकासासाठी लोकोमोटिव्ह आहे

अणुऊर्जेचा विजेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी वापर प्रथम 1954 मध्ये आपल्या देशात करण्यात आला. 5000 kW क्षमतेचा पहिला अणुऊर्जा प्रकल्प (NPP) ओबनिंस्क येथे कार्यान्वित करण्यात आला. आण्विक अणुभट्टीमध्ये सोडलेली उर्जा पाण्याचे वाफेत रूपांतर करण्यासाठी वापरली गेली, जी नंतर जनरेटरला जोडलेली टर्बाइन फिरवली. अणुऊर्जेचा विकास. नियुक्त नोवोव्होरोनेझ, लेनिनग्राड, कुर्स्क, कोला आणि इतर अणुऊर्जा प्रकल्प त्याच तत्त्वावर कार्य करतात. या स्थानकांच्या अणुभट्ट्यांची क्षमता 500-1000 मेगावॅट आहे. अणुऊर्जा प्रकल्प प्रामुख्याने देशाच्या युरोपीय भागात बांधले जातात. हे जीवाश्म इंधनावर चालणाऱ्या थर्मल पॉवर प्लांटच्या तुलनेत अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या फायद्यांमुळे आहे. अणुभट्ट्या दुर्मिळ सेंद्रिय इंधन वापरत नाहीत आणि कोळशाच्या वाहतुकीसह रेल्वे वाहतुकीवर भार टाकत नाहीत. अणुऊर्जा प्रकल्प वातावरणातील ऑक्सिजन वापरत नाहीत आणि राख आणि ज्वलन उत्पादनांसह पर्यावरण प्रदूषित करत नाहीत. तथापि, दाट लोकवस्तीच्या भागात अणुऊर्जा प्रकल्प शोधणे संभाव्य धोका आहे. थर्मल (म्हणजे स्लो) न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांमध्ये, फक्त 1-2% युरेनियम वापरला जातो. वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांमध्ये युरेनियमचा पूर्ण वापर केला जातो, ज्यामुळे प्लुटोनियमच्या रूपात नवीन आण्विक इंधनाचे पुनरुत्पादन देखील सुनिश्चित होते. 1980 मध्ये, बेलोयार्स्क एनपीपी येथे 600 मेगावॅट क्षमतेची जगातील पहिली वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्टी सुरू करण्यात आली. अणुऊर्जा, इतर अनेक उद्योगांप्रमाणेच, पर्यावरणावर हानिकारक किंवा धोकादायक प्रभाव टाकते. सर्वात मोठा संभाव्य धोका म्हणजे किरणोत्सर्गी दूषित होणे. किरणोत्सर्गी कचऱ्याची विल्हेवाट लावणे आणि जुने अणुऊर्जा प्रकल्प नष्ट करणे यासह जटिल समस्या उद्भवतात. त्यांचे सेवा आयुष्य सुमारे 20 वर्षे आहे, त्यानंतर स्ट्रक्चरल सामग्रीवरील रेडिएशनच्या दीर्घकालीन प्रदर्शनामुळे स्टेशन पुनर्संचयित करणे अशक्य आहे. अणुऊर्जा प्रकल्पाची रचना प्लांटमधील कर्मचारी आणि जनतेची जास्तीत जास्त सुरक्षितता लक्षात घेऊन करण्यात आली आहे. जगभरातील अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या ऑपरेटिंग अनुभवावरून असे दिसून येते की सामान्य ऑपरेशनमध्ये अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या किरणोत्सर्गाच्या प्रभावापासून बायोस्फीअर विश्वसनीयरित्या संरक्षित आहे. तथापि, चेरनोबिल अणुऊर्जा प्रकल्पातील चौथ्या अणुभट्टीच्या स्फोटाने असे दिसून आले की अणुभट्ट्यांच्या डिझाइनमधील कर्मचार्‍यांच्या चुका आणि चुकीच्या गणनेमुळे अणुभट्टीचा कोर नष्ट होण्याचा धोका एक वास्तविकता आहे, म्हणून हा धोका कमी करण्यासाठी कठोर उपाययोजना केल्या जात आहेत. . आण्विक पाणबुड्या आणि आइसब्रेकरवर अणुभट्ट्या बसवल्या जातात. आण्विक शस्त्र. अणुबॉम्बमध्ये मोठ्या न्यूट्रॉन मॅग्निफिकेशन फॅक्टरसह अनियंत्रित साखळी प्रतिक्रिया केली जाते. जवळजवळ तात्काळ ऊर्जा (स्फोट) सोडण्यासाठी, प्रतिक्रिया वेगवान न्यूट्रॉनसह (२३५ नियंत्रकांचा वापर न करता) पुढे जाणे आवश्यक आहे. स्फोटक शुद्ध युरेनियम g2U किंवा 239 प्लुटोनियम 94Pu आहे. स्फोट होण्यासाठी, विखंडन सामग्री गंभीर आकारापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. हे एकतर विखंडन सामग्रीचे दोन तुकडे सबक्रिटिकल आयामांसह द्रुतपणे एकत्र करून किंवा एका तुकड्याला अशा आकारात तीव्रपणे संकुचित करून साध्य केले जाते ज्यामध्ये पृष्ठभागावरुन न्यूट्रॉनची गळती इतकी कमी होते की तुकड्याची परिमाणे सुपरक्रिटिकल असतात. दोन्ही पारंपारिक स्फोटकांचा वापर करून केले जातात. जेव्हा बॉम्बचा स्फोट होतो तेव्हा तापमान लाखो केल्विनपर्यंत पोहोचते. या तापमानात, दाब झपाट्याने वाढतो आणि एक शक्तिशाली स्फोट लहर तयार होते. त्याच वेळी, शक्तिशाली विकिरण उद्भवते. बॉम्ब स्फोटाची साखळी प्रतिक्रिया उत्पादने अत्यंत किरणोत्सर्गी आणि सजीवांसाठी धोकादायक असतात. जपानविरुद्ध दुसऱ्या महायुद्धाच्या शेवटी अमेरिकेने अणुबॉम्बचा वापर केला होता. 1945 मध्ये हिरोशिमा आणि नागासाकी या जपानी शहरांवर अणुबॉम्ब टाकण्यात आले. थर्मोन्यूक्लियर (हायड्रोजन) बॉम्ब फ्यूजन प्रतिक्रिया सुरू करण्यासाठी थर्मोन्यूक्लियर बॉम्बच्या आत ठेवलेल्या अणुबॉम्बचा स्फोट वापरतो. एक क्षुल्लक उपाय असा निघाला की अणुबॉम्बचा स्फोट तापमान वाढवण्यासाठी नाही तर अणुबॉम्बच्या स्फोटादरम्यान निर्माण झालेल्या किरणोत्सर्गाद्वारे थर्मोन्यूक्लियर इंधन मजबूतपणे संकुचित करण्यासाठी वापरला जातो. आपल्या देशात, थर्मोन्यूक्लियर स्फोट तयार करण्याच्या मुख्य कल्पना एडी सखारोव्ह यांनी मांडल्या होत्या. अण्वस्त्रांच्या निर्मितीमुळे युद्ध जिंकणे अशक्य झाले. आण्विक युद्धामुळे मानवतेचा नाश होऊ शकतो, म्हणूनच जगभरातील लोक अण्वस्त्रांवर बंदी घालण्यासाठी सतत लढत आहेत.

"अणुऊर्जा"

परिचय

ऊर्जा ही राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेची सर्वात महत्त्वाची शाखा आहे, ज्यामध्ये ऊर्जा संसाधने, उत्पादन, परिवर्तन, प्रसार आणि विविध प्रकारच्या ऊर्जेचा वापर समाविष्ट आहे. हा राज्याच्या अर्थव्यवस्थेचा आधार आहे.

जग औद्योगिकीकरणाच्या प्रक्रियेतून जात आहे, ज्यासाठी सामग्रीचा अतिरिक्त वापर आवश्यक आहे, ज्यामुळे ऊर्जा खर्च वाढतो. लोकसंख्येच्या वाढीसह, मातीची मशागत, कापणी, खत निर्मिती इत्यादीसाठी ऊर्जा खर्च वाढतो.

सध्या, ग्रहावरील अनेक नैसर्गिक, सहज उपलब्ध असलेली संसाधने कमी होत आहेत. कच्चा माल खूप खोलवर किंवा समुद्राच्या शेल्फवर काढावा लागतो. जगातील मर्यादित तेल आणि वायू साठ्यांमुळे मानवतेला ऊर्जा संकटाची शक्यता आहे. तथापि, अणुऊर्जेचा वापर मानवतेला हे टाळण्याची संधी देतो, कारण अणु केंद्रकांच्या भौतिकशास्त्रातील मूलभूत संशोधनाच्या परिणामांमुळे अणू केंद्रकांच्या विशिष्ट प्रतिक्रियांदरम्यान सोडलेल्या उर्जेचा वापर करून ऊर्जा संकटाचा धोका टाळणे शक्य होते. .

अणुऊर्जेच्या विकासाचा इतिहास

1939 मध्ये पहिल्यांदा युरेनियमच्या अणूचे विभाजन करणे शक्य झाले. आणखी 3 वर्षे गेली, आणि नियंत्रित आण्विक प्रतिक्रिया पार पाडण्यासाठी यूएसएमध्ये एक अणुभट्टी तयार केली गेली. त्यानंतर, 1945 मध्ये, अणुबॉम्बची निर्मिती आणि चाचणी झाली आणि 1954 मध्ये, जगातील पहिला अणुऊर्जा प्रकल्प आपल्या देशात कार्यान्वित झाला. या सर्व प्रकरणांमध्ये, अणू केंद्रकांच्या क्षयची प्रचंड ऊर्जा वापरली गेली. अणु केंद्रकांच्या संमिश्रणामुळे आणखी जास्त प्रमाणात ऊर्जा सोडली जाते. 1953 मध्ये, यूएसएसआरमध्ये प्रथमच थर्मोन्यूक्लियर बॉम्बची चाचणी घेण्यात आली आणि मनुष्याने सूर्यप्रकाशातील प्रक्रियांचे पुनरुत्पादन करण्यास शिकले. सध्या, शांततापूर्ण हेतूंसाठी आण्विक फ्यूजनचा वापर केला जाऊ शकत नाही, परंतु हे शक्य झाल्यास, लोक अब्जावधी वर्षांसाठी स्वस्त ऊर्जा प्रदान करतील. ही समस्या गेल्या 50 वर्षांत आधुनिक भौतिकशास्त्रातील सर्वात महत्त्वाच्या क्षेत्रांपैकी एक आहे.

1800 पर्यंत लाकूड हे मुख्य इंधन होते. लाकूड ऊर्जा त्यांच्या जीवनादरम्यान वनस्पतींमध्ये साठवलेल्या सौर ऊर्जेतून मिळते. औद्योगिक क्रांतीपासून, लोक कोळसा आणि तेल यांसारख्या खनिजांवर अवलंबून आहेत, ज्यांची ऊर्जा देखील साठवलेल्या सौर ऊर्जेतून येते. जेव्हा कोळशासारखे इंधन जाळले जाते, तेव्हा कोळशात असलेले हायड्रोजन आणि कार्बनचे अणू हवेतील ऑक्सिजनच्या अणूंसोबत एकत्र होतात. जेव्हा हायड्रॉस किंवा कार्बन डाय ऑक्साईड होतो, तेव्हा उच्च तापमान सोडले जाते, जे प्रति किलोग्रॅम अंदाजे 1.6 किलोवॅट-तास किंवा प्रति कार्बन अणू अंदाजे 10 इलेक्ट्रॉन व्होल्ट्स इतके असते. ही ऊर्जा रासायनिक अभिक्रियांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे ज्यामुळे अणूंच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेत बदल होतात. उष्णतेच्या स्वरूपात सोडलेली काही ऊर्जा ही प्रतिक्रिया चालू ठेवण्यासाठी पुरेशी असते.

5 मेगावॅट क्षमतेचा जगातील पहिला पायलट अणुऊर्जा प्रकल्प यूएसएसआरमध्ये 27 जून 1954 रोजी ओबनिंस्क येथे सुरू करण्यात आला. याआधी, अणु केंद्रकांची उर्जा प्रामुख्याने लष्करी उद्देशांसाठी वापरली जात असे. पहिल्या अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या प्रक्षेपणाने उर्जेची एक नवीन दिशा उघडली, ज्याला अणुऊर्जेच्या शांततापूर्ण वापरावरील पहिल्या आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक आणि तांत्रिक परिषदेत (ऑगस्ट 1955, जिनिव्हा) मान्यता मिळाली.

1958 मध्ये, 100 मेगावॅट क्षमतेच्या सायबेरियन न्यूक्लियर पॉवर प्लांटचा पहिला टप्पा कार्यान्वित करण्यात आला (एकूण डिझाइन क्षमता 600 मेगावॅट). त्याच वर्षी, बेलोयार्स्क औद्योगिक अणुऊर्जा प्रकल्पाचे बांधकाम सुरू झाले आणि 26 एप्रिल, 1964 रोजी, पहिल्या टप्प्याच्या जनरेटरने (100 मेगावॅट युनिट) स्वेरडलोव्हस्क ऊर्जा प्रणालीला विद्युत पुरवठा केला, 200 क्षमतेचे दुसरे युनिट. मेगावॅट ऑक्टोबर 1967 मध्ये कार्यान्वित करण्यात आले. बेलोयार्स्क एनपीपीचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे थेट अणुभट्टीमध्ये वाफेचे जास्त गरम होणे (आवश्यक मापदंड प्राप्त होईपर्यंत), ज्यामुळे जवळजवळ कोणत्याही बदलाशिवाय पारंपारिक आधुनिक टर्बाइन वापरणे शक्य झाले.

सप्टेंबर 1964 मध्ये, 210 मेगावॅट क्षमतेचे नोवोव्होरोनेझ एनपीपीचे पहिले युनिट लॉन्च केले गेले. या अणुऊर्जा प्रकल्पात 1 kWh विजेची किंमत (कोणत्याही पॉवर प्लांटच्या ऑपरेशनचे सर्वात महत्वाचे आर्थिक सूचक) पद्धतशीरपणे कमी झाली: ते 1.24 कोपेक्स इतके होते. 1965 मध्ये, 1.22 कोपेक्स. 1966 मध्ये, 1.18 कोपेक्स. 1967 मध्ये, 0.94 कोपेक्स. 1968 मध्ये. नोवोव्होरोनेझ एनपीपीचे पहिले युनिट केवळ औद्योगिक वापरासाठीच नव्हे तर अणुऊर्जेच्या क्षमता आणि फायदे, अणुऊर्जा प्रकल्पांची विश्वसनीयता आणि सुरक्षितता दर्शवण्यासाठी एक प्रात्यक्षिक सुविधा म्हणूनही बांधले गेले. नोव्हेंबर 1965 मध्ये, मेलेकेस शहरात, उल्यानोव्स्क प्रदेशात, 50 मेगावॅट क्षमतेसह "उकळत्या" प्रकारच्या वॉटर-वॉटर अणुभट्टीसह अणुऊर्जा प्रकल्प कार्यान्वित झाला; अणुभट्टी सिंगल-सर्किट डिझाइननुसार एकत्र केली गेली. , स्टेशनचे लेआउट सुलभ करणे. डिसेंबर 1969 मध्ये, नोवोव्होरोनेझ एनपीपी (350 मेगावॅट) चे दुसरे युनिट सुरू करण्यात आले.

परदेशात, 46 मेगावॅट क्षमतेचा पहिला औद्योगिक अणुऊर्जा प्रकल्प 1956 मध्ये कॅल्डर हॉल (इंग्लंड) मध्ये कार्यान्वित करण्यात आला. एका वर्षानंतर, शिपिंगपोर्ट (यूएसए) मध्ये 60 मेगावॅटचा अणुऊर्जा प्रकल्प कार्यान्वित झाला.

अणुऊर्जा मूलतत्त्वे

अणू केंद्रकचार्ज Ze, वस्तुमान M, स्पिन J, चुंबकीय आणि इलेक्ट्रिक क्वाड्रपोल मोमेंट Q, विशिष्ट त्रिज्या R, समस्थानिक स्पिन T द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आणि त्यात न्यूक्लिओन्स - प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असतात. सर्व अणू केंद्रक स्थिर आणि अस्थिर मध्ये विभागलेले आहेत. स्थिर केंद्रकांचे गुणधर्म अनिश्चित काळासाठी अपरिवर्तित राहतात. अस्थिर केंद्रक विविध प्रकारचे परिवर्तन घडवून आणतात.

किरणोत्सर्गीतेची घटना, किंवा केंद्रकांचा उत्स्फूर्त क्षय, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ ए. बेकरेल यांनी १८९६ मध्ये शोधून काढले. युरेनियम आणि त्याची संयुगे अपारदर्शक शरीरांतून आत प्रवेश करणारे किरण किंवा कण उत्सर्जित करतात आणि छायाचित्रणाच्या प्लेटला प्रकाश देऊ शकतात, असा शोध त्यांनी लावला; किरणोत्सर्गाची तीव्रता केवळ एकाग्रता युरेनियमच्या प्रमाणात असते आणि ती बाह्य परिस्थितीवर (तापमान, दाब) आणि युरेनियम कोणत्याही रासायनिक संयुगांमध्ये आहे की नाही यावर अवलंबून नसते.

अल्फा क्षय

न्यूक्लियसची बंधनकारक ऊर्जा त्याच्या घटक भागांमध्ये विघटन होण्याच्या प्रतिकाराचे वैशिष्ट्य दर्शवते. जर न्यूक्लियसची बंधनकारक ऊर्जा त्याच्या क्षय उत्पादनांच्या बंधनकारक उर्जेपेक्षा कमी असेल तर याचा अर्थ असा की केंद्रक उत्स्फूर्तपणे क्षय होऊ शकतो. अल्फा क्षय दरम्यान, अल्फा कण जवळजवळ सर्व ऊर्जा वाहून नेतात आणि त्यातील फक्त 2% दुय्यम केंद्रकांकडे जाते. अल्फा क्षय दरम्यान, वस्तुमान संख्या 4 एककांनी आणि अणुक्रमांक दोन एककांनी बदलते.

अल्फा कणाची प्रारंभिक ऊर्जा 4-10 MeV असते. अल्फा कणांमध्ये मोठे वस्तुमान आणि चार्ज असल्याने, हवेतील त्यांचा मध्यम मुक्त मार्ग लहान असतो. उदाहरणार्थ, युरेनियम न्यूक्लियसद्वारे उत्सर्जित अल्फा कणांसाठी हवेतील मध्यम मुक्त मार्ग 2.7 सेमी आहे आणि रेडियमद्वारे उत्सर्जित केलेला 3.3 सेमी आहे.

बीटा क्षय

ही वस्तुमान संख्या न बदलता अणुक्रमांकात बदल करून अणु केंद्रकाचे दुसर्‍या केंद्रकात रूपांतर करण्याची प्रक्रिया आहे. बीटा क्षयचे तीन प्रकार आहेत: इलेक्ट्रॉन, पॉझिट्रॉन आणि अणु केंद्रकाद्वारे ऑर्बिटल इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करणे. शेवटच्या प्रकारचा क्षय देखील म्हणतात TO-कॅप्चर, कारण या प्रकरणात न्यूक्लियसच्या सर्वात जवळचे इलेक्ट्रॉन शोषले जाण्याची शक्यता असते TOटरफले पासून इलेक्ट्रॉन्सचे शोषण एलआणि एमशेल देखील शक्य आहे, परंतु कमी शक्यता आहे. बी-सक्रिय केंद्रकांचे अर्ध-जीवन खूप विस्तृत श्रेणीत बदलते.

सध्या ज्ञात असलेल्या बीटा-सक्रिय केंद्रकांची संख्या सुमारे दीड हजार आहे, परंतु त्यापैकी फक्त 20 नैसर्गिकरित्या बीटा-किरणोत्सर्गी समस्थानिक आहेत. इतर सर्व कृत्रिमरित्या प्राप्त केले जातात.

क्षय दरम्यान उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनच्या गतिज उर्जेचे सतत वितरण हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले जाते की, इलेक्ट्रॉनसह, एक प्रतिन्यूट्रिनो देखील उत्सर्जित केला जातो. जर अँटीन्यूट्रिनो नसतील, तर इलेक्ट्रॉनला काटेकोरपणे परिभाषित संवेग असेल, जो अवशिष्ट केंद्रकांच्या संवेगाइतका असेल. बीटा क्षय उर्जेच्या बरोबरीच्या गतिज ऊर्जा मूल्यावर स्पेक्ट्रममध्ये तीव्र ब्रेक दिसून येतो. या प्रकरणात, न्यूक्लियस आणि अँटीन्यूट्रिनोची गतिज उर्जा शून्याच्या समान असते आणि इलेक्ट्रॉन प्रतिक्रिया दरम्यान सोडलेली सर्व ऊर्जा वाहून नेतो.

इलेक्ट्रॉनिक क्षय दरम्यान, वस्तुमान संख्या कायम ठेवताना, अवशिष्ट न्यूक्लियसचा ऑर्डर क्रमांक एक मूळपेक्षा मोठा असतो. याचा अर्थ असा की अवशिष्ट न्यूक्लियसमध्ये प्रोटॉनची संख्या एकने वाढली आणि त्याउलट न्यूट्रॉनची संख्या कमी झाली: एन= ए– (झेड+1).

गामा क्षय

स्थिर केंद्रके सर्वात कमी उर्जेशी संबंधित स्थितीत असतात. या अवस्थेला मूलभूत म्हणतात. तथापि, विविध कण किंवा उच्च-ऊर्जा प्रोटॉनसह अणू केंद्रकांचे विकिरण करून, एक विशिष्ट ऊर्जा त्यांच्याकडे हस्तांतरित केली जाऊ शकते आणि म्हणूनच, उच्च उर्जेशी संबंधित राज्यांमध्ये हस्तांतरित केली जाऊ शकते. उत्तेजित अवस्थेपासून जमिनीच्या अवस्थेत काही काळानंतर संक्रमण झाल्यावर, अणु केंद्रक एकतर कण उत्सर्जित करू शकतो, जर उत्तेजित ऊर्जा पुरेशी जास्त असेल किंवा उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन - एक गॅमा क्वांटम. उत्तेजित केंद्रक वेगळ्या ऊर्जा अवस्थेत असल्याने, गॅमा विकिरण रेषा वर्णपटाद्वारे दर्शविले जाते.

विखंडन प्रतिक्रियेचा एक उल्लेखनीय आणि अत्यंत महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे विखंडन अनेक न्यूट्रॉन तयार करते. ही परिस्थिती आण्विक विखंडनची स्थिर किंवा विकसनशील साखळी प्रतिक्रिया राखण्यासाठी परिस्थिती निर्माण करणे शक्य करते. खरंच, जर विखंडन केंद्रक असलेल्या माध्यमात एक न्यूट्रॉन विखंडन प्रतिक्रिया घडवून आणत असेल, तर प्रतिक्रियेमुळे निर्माण होणारे न्यूट्रॉन विशिष्ट संभाव्यतेसह अणुविखंडन घडवून आणू शकतात, ज्यामुळे, योग्य परिस्थितीत, अनियंत्रित विखंडन प्रक्रियेचा विकास होऊ शकतो.

अणुभट्ट्या

जेव्हा हेवी न्यूक्ली विखंडन होते तेव्हा अनेक मुक्त न्यूट्रॉन तयार होतात. हे तथाकथित विखंडन साखळी प्रतिक्रिया आयोजित करणे शक्य करते, जेव्हा न्यूट्रॉन, जड घटक असलेल्या माध्यमात प्रसारित होतात, नवीन मुक्त न्यूट्रॉनच्या उत्सर्जनासह त्यांचे विखंडन होऊ शकतात. जर वातावरण असे असेल की नव्याने निर्माण झालेल्या न्यूट्रॉनची संख्या वाढते, तर विखंडन प्रक्रिया हिमस्खलनासारखी वाढते. त्यानंतरच्या विखंडनादरम्यान जेव्हा न्यूट्रॉनची संख्या कमी होते, तेव्हा विभक्त शृंखला प्रतिक्रिया कमी होते.

स्थिर आण्विक शृंखला अभिक्रिया प्राप्त करण्यासाठी, अशा परिस्थिती निर्माण करणे आवश्यक आहे की प्रत्येक न्यूक्लियस जो न्यूट्रॉन शोषून घेतो, विखंडन झाल्यावर, सरासरी एक न्यूट्रॉन सोडतो, जो दुसऱ्या जड न्यूक्लियसच्या विखंडनाकडे जातो.

अणुभट्टीहे असे उपकरण आहे ज्यामध्ये विशिष्ट जड केंद्रकांच्या विखंडनाची नियंत्रित साखळी प्रतिक्रिया चालते आणि राखली जाते.

अणुभट्टीमध्ये आण्विक शृंखला प्रतिक्रिया केवळ विशिष्ट संख्येच्या विखंडन केंद्रकांसह होऊ शकते, जी कोणत्याही न्यूट्रॉन उर्जेवर विखंडन करू शकते. विखंडनीय पदार्थांपैकी, सर्वात महत्वाचे म्हणजे 235U समस्थानिक, ज्याचा नैसर्गिक युरेनियममध्ये वाटा फक्त 0.714% आहे.

जरी 238U न्यूट्रॉनद्वारे विखंडित आहे ज्याची उर्जा 1.2 MeV पेक्षा जास्त आहे, नैसर्गिक युरेनियममधील वेगवान न्यूट्रॉनवर एक स्वयं-टिकाऊ शृंखला प्रतिक्रिया वेगवान न्यूट्रॉनसह 238U न्यूक्लीयच्या लवचिक परस्परसंवादाच्या उच्च संभाव्यतेमुळे शक्य नाही. या प्रकरणात, न्यूट्रॉन ऊर्जा 238U केंद्रकांच्या थ्रेशोल्ड विखंडन उर्जेच्या खाली होते.

मॉडरेटरच्या वापरामुळे 238U मधील रेझोनंट शोषण कमी होते, कारण न्यूट्रॉन रेझोनंट एनर्जीच्या क्षेत्रातून मॉडरेटर न्यूक्लीशी टक्कर होऊ शकतो आणि न्यूक्ली 235U, 239Pu, 233U, विखंडन क्रॉस सेक्शनद्वारे शोषला जाऊ शकतो. जे न्यूट्रॉन उर्जा कमी झाल्यामुळे लक्षणीय वाढते. कमी वस्तुमान संख्या आणि लहान शोषण क्रॉस सेक्शन (पाणी, ग्रेफाइट, बेरिलियम इ.) असलेली सामग्री नियंत्रक म्हणून वापरली जाते.

पृष्ठ खंड--

विखंडन साखळी अभिक्रिया वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी, गुणाकार घटक नावाचे प्रमाण वापरले जाते TO. हे एका विशिष्ट पिढीतील न्यूट्रॉनच्या संख्येचे मागील पिढीतील न्यूट्रॉनच्या संख्येचे गुणोत्तर आहे. स्थिर विखंडन साखळी अभिक्रियासाठी TO=1. एक प्रजनन प्रणाली (अणुभट्टी) ज्यामध्ये TO=1 ला गंभीर म्हणतात. तर TO>1, प्रणालीतील न्यूट्रॉनची संख्या वाढते आणि या प्रकरणात त्याला सुपरक्रिटिकल म्हणतात. येथे TO< 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 अणुभट्टीच्या गाभ्यामध्ये, अणुइंधनासह, मॉडरेटर-पदार्थाचे महत्त्वपूर्ण वस्तुमान असते, ज्याचे वैशिष्ट्य मोठे विखुरलेले क्रॉस सेक्शन आणि लहान शोषण क्रॉस सेक्शन असते.

अणुभट्टीचा सक्रिय झोन जवळजवळ नेहमीच असतो, विशेष अणुभट्ट्यांचा अपवाद वगळता, एका परावर्तकाने वेढलेला असतो जो एकाधिक विखुरल्यामुळे काही न्यूरॉन्स सक्रिय झोनमध्ये परत करतो. वेगवान न्यूरॉन रिअॅक्टर्समध्ये, सक्रिय क्षेत्र पुनरुत्पादन झोनने वेढलेले असते. ते फिसिल समस्थानिक जमा करतात. याव्यतिरिक्त, पुनरुत्पादन झोन देखील परावर्तक म्हणून काम करतात. आण्विक अणुभट्टीमध्ये, विखंडन उत्पादने जमा होतात, ज्याला स्लॅग म्हणतात. स्लॅग्सच्या उपस्थितीमुळे फ्री न्यूट्रॉनचे अतिरिक्त नुकसान होते.

अणुभट्ट्या, इंधन आणि मॉडरेटरच्या सापेक्ष प्लेसमेंटवर अवलंबून, एकसंध आणि विषम मध्ये विभागल्या जातात. एकसंध अणुभट्टीमध्ये, गाभा हा द्रावण, मिश्रण किंवा वितळण्याच्या स्वरूपात इंधन, नियंत्रक आणि कूलंटचा एकसंध वस्तुमान असतो. एक अणुभट्टी ज्यामध्ये ब्लॉक्स किंवा इंधन असेंब्लीच्या स्वरूपात इंधन एका मॉडरेटरमध्ये ठेवले जाते, त्यात नियमित भौमितिक जाळी तयार होते, त्याला विषम म्हणतात.

उष्णता स्त्रोत म्हणून आण्विक अणुभट्टीची वैशिष्ट्ये

रिअॅक्टरच्या ऑपरेशन दरम्यान, इंधन घटकांमध्ये (इंधन रॉड्स) तसेच त्याच्या सर्व संरचनात्मक घटकांमध्ये उष्णता वेगवेगळ्या प्रमाणात सोडली जाते. हे सर्व प्रथम, विखंडन तुकड्यांच्या क्षीणतेमुळे, त्यांचे बीटा आणि गॅमा किरणोत्सर्ग, तसेच न्यूट्रॉनशी संवाद साधणारे केंद्रक आणि शेवटी, वेगवान न्यूट्रॉनच्या क्षीणतेमुळे होते. इंधन कोरच्या विखंडनातील तुकड्यांचे शेकडो अब्ज अंशांच्या तापमानाशी संबंधित वेगानुसार वर्गीकरण केले जाते.

खरंच, E= m u 2= ​​3RT, जेथे E - तुकड्यांची गतिज ऊर्जा, MeV; R = 1.38·10-23 J/K – बोल्ट्झमनचा स्थिरांक. 1 MeV = 1.6 10-13 J लक्षात घेता, आपल्याला 1.6 10-6 E = 2.07 10-16 T, T = 7.7 109E मिळतो. फिशन तुकड्यांसाठी सर्वात संभाव्य ऊर्जा मूल्ये हलक्या तुकड्यासाठी 97 MeV आणि जड भागासाठी 65 MeV आहेत. नंतर हलक्या तुकड्यासाठी तपमान 7.5 1011 K आहे, जड तुकड्यासाठी 5 1011 K. जरी अणुभट्टीमध्ये साध्य करता येणारे तापमान सैद्धांतिकदृष्ट्या जवळजवळ अमर्यादित असले तरी, व्यवहारात निर्बंध हे संरचनात्मक साहित्य आणि इंधनाच्या कमाल अनुज्ञेय तापमानाद्वारे निर्धारित केले जातात. घटक.

अणुभट्टीचे वैशिष्ठ्य म्हणजे 94% विखंडन उर्जेचे उष्णतेमध्ये त्वरित रूपांतर होते, म्हणजे. ज्या काळात अणुभट्टीची शक्ती किंवा त्यातील सामग्रीची घनता लक्षणीयपणे बदलण्यास वेळ नाही. म्हणून, जेव्हा अणुभट्टीची शक्ती बदलते, तेव्हा उष्णता सोडणे विलंब न करता इंधन विखंडन प्रक्रियेचे अनुसरण करते. तथापि, जेव्हा अणुभट्टी बंद केली जाते, जेव्हा विखंडन दर दहापट पेक्षा जास्त वेळा कमी होतो, तेव्हा विलंबित उष्णता सोडण्याचे स्त्रोत (विखंडन उत्पादनांमधून गामा आणि बीटा रेडिएशन) त्यात राहतात, जे प्रबळ होतात.

अणुभट्टीची शक्ती त्यातील न्यूरॉन्सच्या फ्लक्स घनतेच्या प्रमाणात असते, त्यामुळे कोणतीही शक्ती सैद्धांतिकदृष्ट्या साध्य करता येते. सराव मध्ये, अणुभट्टीमध्ये सोडल्या जाणार्‍या उष्णता काढण्याच्या दराने जास्तीत जास्त शक्ती निर्धारित केली जाते. आधुनिक उर्जा अणुभट्ट्यांमध्ये विशिष्ट उष्णता काढून टाकण्याची क्षमता 102 – 103 MW/m3 आहे, vortex reactors मध्ये – 104 – 105 MW/m3.

अणुभट्टीतून उष्णता त्यामधून फिरणाऱ्या शीतलकाने काढून टाकली जाते. अणुभट्टीचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे विखंडन प्रतिक्रिया थांबल्यानंतर अवशिष्ट उष्णता सोडणे, ज्यासाठी अणुभट्टी बंद झाल्यानंतर बराच काळ उष्णता काढून टाकणे आवश्यक आहे. क्षय उष्णतेची शक्ती नाममात्र शक्तीपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असली तरी, अणुभट्टीद्वारे शीतलक अभिसरण अत्यंत विश्वासार्हपणे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे, कारण क्षय उष्णता नियंत्रित करणे शक्य नाही. काही काळ कार्यरत असलेल्या अणुभट्टीमधून शीतलक काढून टाकणे आणि इंधन घटकांचे अतिउष्णता टाळण्यासाठी आणि नुकसान टाळण्यासाठी कठोरपणे प्रतिबंधित आहे.

पॉवर अणुभट्ट्यांची रचना

अणुऊर्जा अणुभट्टी हे एक साधन आहे ज्यामध्ये जड घटकांच्या केंद्रकांच्या विखंडनाची नियंत्रित साखळी प्रतिक्रिया केली जाते आणि या प्रक्रियेदरम्यान सोडलेली थर्मल ऊर्जा शीतलकाने काढून टाकली जाते. अणुभट्टीचा मुख्य घटक म्हणजे गाभा. त्यात अणुइंधन असते आणि विखंडन साखळी प्रतिक्रिया होते. गाभा हा विशिष्ट प्रकारे ठेवलेल्या अणुइंधन असलेल्या इंधन घटकांचा संग्रह आहे. थर्मल न्यूट्रॉन रिअॅक्टर्स मॉडरेटर वापरतात. इंधन घटक थंड करण्यासाठी कूलंट कोरमधून पंप केला जातो. काही प्रकारच्या अणुभट्ट्यांमध्ये, नियंत्रक आणि कूलंटची भूमिका समान पदार्थाद्वारे केली जाते, उदाहरणार्थ सामान्य किंवा जड पाणी.

अणुभट्टीचे ऑपरेशन नियंत्रित करण्यासाठी, मोठ्या न्यूट्रॉन शोषण क्रॉस सेक्शनसह सामग्रीपासून बनवलेल्या कंट्रोल रॉड्स कोरमध्ये आणल्या जातात. पॉवर रिअॅक्टर्सचा गाभा न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टरने वेढलेला असतो - गाभ्यापासून न्यूट्रॉनची गळती कमी करण्यासाठी मॉडरेटर सामग्रीचा एक थर. याव्यतिरिक्त, रिफ्लेक्टरचे आभार, न्यूट्रॉन घनता आणि उर्जा सोडणे कोरच्या संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये समान केले जाते, ज्यामुळे दिलेल्या झोनच्या आकारासाठी जास्त उर्जा मिळविणे शक्य होते, अधिक एकसमान इंधन बर्नआउट प्राप्त करणे, अणुभट्टीचा ऑपरेटिंग वेळ वाढवणे शक्य होते. इंधन ओव्हरलोड न करता, आणि उष्णता काढण्याची प्रणाली सुलभ करा. परावर्तक न्यूट्रॉन आणि गॅमा क्वांटाची गती कमी होण्याच्या आणि शोषलेल्या उर्जेने गरम केला जातो, म्हणून त्याला थंड करण्याची सुविधा दिली जाते. कोर, परावर्तक आणि इतर घटक सीलबंद घरांमध्ये किंवा केसिंगमध्ये ठेवलेले असतात, सहसा जैविक संरक्षणाने वेढलेले असतात.

अणुभट्टी वर्गीकरण

अणुभट्ट्यांचे वर्गीकरण विखंडन प्रतिक्रियेत सामील असलेल्या न्यूट्रॉनच्या उर्जेच्या पातळीनुसार, इंधन आणि नियंत्रक, हेतू हेतू, नियंत्रक आणि कूलंटचा प्रकार आणि त्यांच्या भौतिक स्थितीनुसार केले जाते.

ऊर्जावान न्यूट्रॉनच्या पातळीनुसार: अणुभट्ट्या वेगवान न्यूट्रॉनवर, थर्मल आणि इंटरमीडिएट (रेझोनंट) उर्जेच्या न्यूट्रॉनवर कार्य करू शकतात आणि त्यानुसार, थर्मल, वेगवान आणि मध्यवर्ती न्यूट्रॉनवर रेक्टरमध्ये विभागले जातात (कधीकधी संक्षिप्ततेसाठी ते असतात. थर्मल, फास्ट आणि इंटरमीडिएट म्हणतात).

IN थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्टीजेव्हा विखंडन समस्थानिकांचे केंद्रक थर्मल न्यूट्रॉन शोषून घेतात तेव्हा बहुतेक परमाणु विखंडन होते. ज्या अणुभट्ट्यांमध्ये 0.5 MeV पेक्षा जास्त ऊर्जा असलेल्या न्यूट्रॉनद्वारे अणुविखंडन प्रामुख्याने केले जाते त्यांना वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या म्हणतात. ज्या अणुभट्ट्यांमध्ये विखंडन समस्थानिकांच्या केंद्रकाद्वारे मध्यवर्ती न्यूट्रॉनचे शोषण झाल्यामुळे बहुतेक विखंडन होतात त्यांना मध्यवर्ती (रेझोनंट) न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या म्हणतात.

सध्या, थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या सर्वात व्यापक आहेत. औष्णिक अणुभट्ट्या 1 ते 100 kg/m3 च्या गाभ्यामध्ये 235U अणुइंधनाच्या एकाग्रतेने आणि मॉडरेटरच्या मोठ्या वस्तुमानाच्या उपस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत. वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्टी 1000 kg/m3 च्या ऑर्डरच्या 235U किंवा 239U अणुइंधनाची सांद्रता आणि कोरमध्ये नियंत्रक नसल्यामुळे वैशिष्ट्यीकृत आहे.

इंटरमीडिएट न्यूट्रॉन रिअॅक्टर्समध्ये, गाभ्यामध्ये फारच कमी मॉडरेटर असतो आणि त्यामध्ये 235U अणुइंधनाची एकाग्रता 100 ते 1000 kg/m3 असते.

थर्मल न्यूट्रॉन रिअॅक्टर्समध्ये, जेव्हा वेगवान न्यूट्रॉन न्यूक्लियसद्वारे पकडले जातात तेव्हा इंधन केंद्रकांचे विखंडन देखील होते, परंतु या प्रक्रियेची संभाव्यता नगण्य असते (1 - 3%). न्यूट्रॉन मॉडरेटरची गरज या वस्तुस्थितीमुळे आहे की इंधन केंद्रकांचे प्रभावी विखंडन क्रॉस सेक्शन कमी न्यूट्रॉन एनर्जीमध्ये मोठ्या भागांपेक्षा खूप मोठे असतात.

थर्मल रिअॅक्टरच्या गाभ्यामध्ये एक नियंत्रक असणे आवश्यक आहे - एक पदार्थ ज्याच्या केंद्रकांची वस्तुमान संख्या कमी आहे. ग्रेफाइट, जड किंवा हलके पाणी, बेरीलियम आणि सेंद्रिय द्रव हे नियंत्रक म्हणून वापरले जातात. औष्णिक अणुभट्टी नैसर्गिक युरेनियमवर देखील कार्य करू शकते जर नियंत्रक हेवी वॉटर किंवा ग्रेफाइट असेल. इतर नियंत्रकांना समृद्ध युरेनियम वापरणे आवश्यक आहे. अणुभट्टीची आवश्यक गंभीर परिमाणे इंधनाच्या संवर्धनाच्या डिग्रीवर अवलंबून असतात; जसजशी संवर्धनाची डिग्री वाढते तसतसे ते लहान होतात. थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांचा एक महत्त्वाचा तोटा म्हणजे मॉडरेटर, शीतलक, स्ट्रक्चरल मटेरियल आणि विखंडन उत्पादनांद्वारे कॅप्चर केल्यामुळे स्लो न्यूट्रॉनचे नुकसान. त्यामुळे अशा अणुभट्ट्यांमध्ये मॉडरेटर, कूलंट आणि स्ट्रक्चरल मटेरियल म्हणून स्लो न्यूट्रॉन कॅप्चरसाठी लहान क्रॉस सेक्शन असलेले पदार्थ वापरणे आवश्यक आहे.

IN मध्यवर्ती न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या, ज्यामध्ये बहुतेक विखंडन घटना थर्मल (1 eV ते 100 keV पर्यंत) वरील ऊर्जा असलेल्या न्यूट्रॉनमुळे होतात, नियंत्रक वस्तुमान थर्मल अणुभट्ट्यांपेक्षा कमी असते. अशा अणुभट्टीच्या ऑपरेशनचे वैशिष्ठ्य म्हणजे मध्यवर्ती प्रदेशात वाढत्या न्यूट्रॉन विखंडनासह इंधन विखंडन क्रॉस सेक्शन संरचनात्मक सामग्री आणि विखंडन उत्पादनांच्या शोषण क्रॉस सेक्शनपेक्षा कमी कमी होते. अशा प्रकारे, शोषण घटनांच्या तुलनेत विखंडन घटनांची संभाव्यता वाढते. स्ट्रक्चरल सामग्रीच्या न्यूट्रॉन वैशिष्ट्यांसाठी आवश्यकता कमी कठोर आहेत आणि त्यांची श्रेणी विस्तृत आहे. परिणामी, इंटरमीडिएट न्यूट्रॉन अणुभट्टीचा गाभा अधिक टिकाऊ सामग्रीचा बनवला जाऊ शकतो, ज्यामुळे अणुभट्टीच्या गरम पृष्ठभागावरून विशिष्ट उष्णता काढून टाकणे शक्य होते. क्रॉस-सेक्शन कमी झाल्यामुळे इंटरमीडिएट रिअॅक्टर्समध्ये फिसिल आइसोटोपसह इंधनाचे संवर्धन थर्मल अणुभट्ट्यांपेक्षा जास्त असावे. मध्यवर्ती न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांमध्ये आण्विक इंधनाचे पुनरुत्पादन थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्टीपेक्षा जास्त असते.

मध्यवर्ती अणुभट्ट्यांमध्ये कमकुवतपणे मध्यम न्यूट्रॉन असलेले पदार्थ शीतलक म्हणून वापरले जातात. उदाहरणार्थ, द्रव धातू. नियंत्रक ग्रेफाइट, बेरिलियम इ.

वेगवान न्यूट्रॉन रिअॅक्टरच्या गाभ्यामध्ये अत्यंत समृद्ध इंधनासह इंधन रॉड्स असतात. गाभा प्रजनन क्षेत्राने वेढलेला आहे, ज्यामध्ये इंधन कच्चा माल (खराब झालेले युरेनियम, थोरियम) असलेले इंधन घटक असतात. गाभ्यातून बाहेर पडणारे न्यूट्रॉन प्रजनन क्षेत्रात इंधन कच्च्या मालाच्या केंद्रकाद्वारे पकडले जातात, परिणामी नवीन आण्विक इंधन तयार होते. वेगवान अणुभट्ट्यांचा एक विशेष फायदा म्हणजे त्यांच्यामध्ये आण्विक इंधनाचे विस्तारित पुनरुत्पादन आयोजित करण्याची शक्यता, म्हणजे. ऊर्जानिर्मितीबरोबरच, जळलेल्या अणुइंधनाऐवजी नवीन आण्विक इंधन तयार करा. वेगवान अणुभट्ट्यांना नियंत्रकाची आवश्यकता नसते आणि शीतलकांना न्यूट्रॉनचा वेग कमी करण्याची आवश्यकता नसते.

सातत्य
--पृष्ठ खंड--

गाभ्यामध्ये इंधन ठेवण्याच्या पद्धतीनुसार, अणुभट्ट्या एकसंध आणि विषममध्ये विभागल्या जातात.

IN एकसंध अणुभट्टीआण्विक इंधन, शीतलक आणि नियंत्रक (असल्यास) पूर्णपणे मिसळलेले आहेत आणि त्याच भौतिक स्थितीत आहेत, उदा. पूर्णपणे एकसंध अणुभट्टीचा गाभा हा अणुइंधन, शीतलक किंवा नियंत्रक यांचे द्रव, घन किंवा वायूचे एकसंध मिश्रण आहे. एकसंध अणुभट्ट्या थर्मल किंवा वेगवान न्यूट्रॉन असू शकतात. अशा अणुभट्टीमध्ये, संपूर्ण सक्रिय क्षेत्र स्टीलच्या गोलाकार शरीराच्या आत स्थित असतो आणि द्रावण किंवा द्रव मिश्र धातुच्या स्वरूपात इंधन आणि नियंत्रक यांचे द्रव एकसंध मिश्रण दर्शवते (उदाहरणार्थ, पाण्यात युरेनिल सल्फेटचे द्रावण, द्रव बिस्मथमध्ये युरेनियम), जे एकाच वेळी शीतलक म्हणून काम करते.

गोलाकार अणुभट्टीतील इंधनाच्या द्रावणात आण्विक विखंडन प्रतिक्रिया घडते, परिणामी द्रावणाचे तापमान वाढते. अणुभट्टीतील ज्वलनशील द्रावण हीट एक्सचेंजरमध्ये प्रवेश करते, जेथे ते दुय्यम सर्किटच्या पाण्यात उष्णता हस्तांतरित करते, थंड केले जाते आणि गोलाकार पंपद्वारे अणुभट्टीकडे परत पाठवले जाते. अणुभट्टीच्या बाहेर आण्विक प्रतिक्रिया होऊ नये याची खात्री करण्यासाठी, सर्किट पाइपलाइन, हीट एक्सचेंजर आणि पंप यांचे खंड निवडले जातात जेणेकरून सर्किटच्या प्रत्येक विभागात असलेल्या इंधनाचे प्रमाण गंभीर भागापेक्षा खूपच कमी असेल. विषम अणुभट्ट्यांपेक्षा एकसंध अणुभट्ट्यांचे अनेक फायदे आहेत. ही कोरची साधी रचना आणि त्याची किमान परिमाणे, विखंडन उत्पादने सतत काढून टाकण्याची आणि अणुभट्टी न थांबवता ऑपरेशन दरम्यान ताजे अणुइंधन जोडण्याची क्षमता, इंधन तयार करण्याची सुलभता आणि अणुभट्टी बदलून नियंत्रित केली जाऊ शकते ही वस्तुस्थिती आहे. आण्विक इंधनाची एकाग्रता.

तथापि, एकसंध अणुभट्ट्यांचेही गंभीर तोटे आहेत. सर्किटमधून फिरणारे एकसंध मिश्रण मजबूत किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग उत्सर्जित करते, ज्याला अतिरिक्त संरक्षणाची आवश्यकता असते आणि अणुभट्टी नियंत्रण गुंतागुंतीचे होते. इंधनाचा फक्त काही भाग रिअॅक्टरमध्ये असतो आणि त्याचा उपयोग ऊर्जा निर्मितीसाठी होतो, तर दुसरा भाग बाह्य पाइपलाइन, हीट एक्सचेंजर्स आणि पंपांमध्ये असतो. परिचालित मिश्रणामुळे अणुभट्टी आणि सर्किट सिस्टम आणि उपकरणांची तीव्र गंज आणि क्षरण होते. पाण्याच्या रेडिओलिसिसच्या परिणामी एकसंध अणुभट्टीमध्ये स्फोटक स्फोटक मिश्रण तयार करण्यासाठी त्याच्या आफ्टरबर्निंगसाठी उपकरणांची आवश्यकता असते. या सर्व गोष्टींमुळे एकसंध अणुभट्ट्या मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जात नाहीत.

IN विषम अणुभट्टीब्लॉक्सच्या स्वरूपात इंधन मॉडरेटरमध्ये ठेवले जाते, म्हणजे. इंधन आणि नियंत्रक अवकाशीयपणे वेगळे केले जातात.

सध्या, केवळ विषम अणुभट्ट्या ऊर्जेच्या उद्देशाने तयार केल्या आहेत. अशा अणुभट्टीतील अणुइंधन वायू, द्रव आणि घन अवस्थेत वापरता येते. तथापि, आता विषम अणुभट्ट्या केवळ घन इंधनावर चालतात.

मध्यम पदार्थाच्या आधारावर, विषम अणुभट्ट्या ग्रेफाइट, हलके पाणी, जड पाणी आणि सेंद्रिय मध्ये विभागल्या जातात. कूलंटच्या प्रकारानुसार, विषम अणुभट्ट्या म्हणजे हलके पाणी, जड पाणी, वायू आणि द्रव धातू. अणुभट्टीतील द्रव शीतलक सिंगल-फेज आणि टू-फेज स्थितीत असू शकतात. पहिल्या प्रकरणात, अणुभट्टीतील शीतलक उकळत नाही, परंतु दुसर्‍या प्रकरणात, ते उकळते.

ज्या अणुभट्ट्यांमध्ये द्रव शीतलकाचे तापमान उकळत्या बिंदूच्या खाली असते त्यांना दाबयुक्त पाण्याच्या अणुभट्ट्या म्हणतात आणि ज्या अणुभट्ट्यांमध्ये शीतलक आत उकळते त्यांना उकळत्या पाण्याच्या अणुभट्ट्या म्हणतात.

वापरलेल्या मॉडरेटर आणि कूलंटच्या आधारावर, विषम अणुभट्ट्या वेगवेगळ्या डिझाइननुसार तयार केल्या जातात. रशियामध्ये, अणुऊर्जा अणुभट्ट्यांचे मुख्य प्रकार म्हणजे वॉटर-कूल्ड आणि वॉटर-ग्रेफाइट.

त्यांच्या डिझाइनच्या आधारे, अणुभट्ट्या जहाज आणि चॅनेल रिअॅक्टर्समध्ये विभागल्या जातात. IN जहाज अणुभट्ट्याशीतलक दाब हाऊसिंगद्वारे वाहून नेला जातो. अणुभट्टीच्या भांड्यात एक सामान्य शीतलक प्रवाह वाहतो. IN चॅनेल अणुभट्ट्याकूलंट प्रत्येक चॅनेलला इंधन असेंब्लीसह स्वतंत्रपणे पुरवले जाते. अणुभट्टीचे जहाज शीतलक दाबाने लोड केलेले नाही; हा दाब प्रत्येक स्वतंत्र वाहिनीद्वारे वाहून नेला जातो.

त्यांच्या उद्देशानुसार, अणुभट्ट्या पॉवर रिअॅक्टर्स, कन्व्हर्टर्स आणि ब्रीडर, संशोधन आणि बहुउद्देशीय, वाहतूक आणि औद्योगिक असू शकतात.

अणुऊर्जा अणुभट्ट्याअणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये, जहाज उर्जा प्रकल्पांमध्ये, आण्विक एकत्रित उष्णता आणि उर्जा प्रकल्पांमध्ये (CHPs), तसेच आण्विक उष्णता पुरवठा संयंत्रांमध्ये (HTs) वीज निर्माण करण्यासाठी वापरली जातात.

नैसर्गिक युरेनियम आणि थोरियमपासून दुय्यम आण्विक इंधन तयार करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या अणुभट्ट्यांना म्हणतात कन्व्हर्टर्सकिंवा breeders. कन्व्हर्टर रिअॅक्टरमध्ये, दुय्यम आण्विक इंधन सुरुवातीला वापरल्या गेलेल्यापेक्षा कमी उत्पादन करते. ब्रीडर अणुभट्टीमध्ये, आण्विक इंधनाचे विस्तारित पुनरुत्पादन केले जाते, म्हणजे. तो खर्च करण्यात आला पेक्षा अधिक बाहेर वळते.

संशोधन अणुभट्ट्यापदार्थासह न्यूट्रॉनच्या परस्परसंवादाच्या प्रक्रियेचा अभ्यास करणे, न्यूट्रॉन आणि गॅमा रेडिएशनच्या तीव्र क्षेत्रातील अणुभट्टी सामग्रीच्या वर्तनाचा अभ्यास करणे, रेडिओकेमिकल आणि जैविक संशोधन, समस्थानिकांचे उत्पादन, आण्विक अणुभट्ट्यांच्या भौतिकशास्त्राचे प्रायोगिक संशोधन. अणुभट्ट्यांमध्ये भिन्न शक्ती, स्थिर किंवा स्पंदित ऑपरेटिंग मोड असतात. संवर्धित युरेनियम वापरून दबावयुक्त जल संशोधन अणुभट्ट्या सर्वात व्यापक आहेत. संशोधन अणुभट्ट्यांची थर्मल पॉवर विविध श्रेणींमध्ये बदलते आणि अनेक हजार किलोवॅटपर्यंत पोहोचते.

बहुउद्देशीयऊर्जा निर्माण करणे आणि अणुइंधन निर्माण करणे यासारखे अनेक उद्देश पूर्ण करणाऱ्या अणुभट्ट्यांना अणुभट्ट्या म्हणतात.

अणुऊर्जा: साधक आणि बाधक

विद्युत उर्जेशिवाय आधुनिक सभ्यता अकल्पनीय आहे. विजेचे उत्पादन आणि वापर दरवर्षी वाढत आहे, परंतु जीवाश्म इंधनाचे साठे कमी झाल्यामुळे आणि वीज मिळवताना वाढत्या पर्यावरणीय हानीमुळे भविष्यातील ऊर्जेच्या दुर्भिक्षाची भीती मानवजातीसमोर आधीच दिसत आहे.
आण्विक अभिक्रियांमध्ये सोडलेली ऊर्जा ही पारंपारिक रासायनिक अभिक्रियांद्वारे (उदाहरणार्थ, ज्वलन प्रतिक्रिया) निर्माण केलेल्या ऊर्जापेक्षा लाखो पटींनी जास्त असते, ज्यामुळे आण्विक इंधनाचे उष्मांक मूल्य पारंपारिक इंधनापेक्षा जास्त असते. वीज निर्मितीसाठी अणुइंधन वापरणे ही अत्यंत मोहक कल्पना आहे.
थर्मल पॉवर प्लांट्स (सीएचपी) आणि हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर प्लांट्स (एचपीपी) पेक्षा अणुऊर्जा प्रकल्पांचे (एनपीपी) फायदे स्पष्ट आहेत: तेथे कचरा नाही, वायू उत्सर्जन नाही, मोठ्या प्रमाणात बांधकाम करण्याची गरज नाही, धरणे बांधणे आणि जलाशयांच्या तळाशी सुपीक जमीन दफन करा. कदाचित अणुऊर्जा प्रकल्पांपेक्षा पर्यावरणास अनुकूल असे एकमेव ऊर्जा प्रकल्प आहेत जे सौर किंवा पवन ऊर्जा वापरतात. पण दोन्ही पवन टर्बाइन आणि सौर ऊर्जा केंद्रे अजूनही कमी-शक्तीची आहेत आणि स्वस्त विजेसाठी लोकांच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाहीत - आणि ही गरज अधिक वेगाने वाढत आहे. आणि तरीही, पर्यावरण आणि मानवांवर किरणोत्सर्गी पदार्थांच्या हानिकारक प्रभावांमुळे अणुऊर्जा प्रकल्प बांधणे आणि चालविण्याच्या व्यवहार्यतेवर अनेकदा प्रश्नचिन्ह उपस्थित केले जाते.

अणुऊर्जेच्या विकासासाठी जागतिक अनुभव आणि संभावना

IAEA च्या मते, सध्या जगातील 18% पेक्षा जास्त वीज आण्विक अणुभट्ट्यांद्वारे उत्पादित केली जाते, जी जीवाश्म इंधनावर चालणार्‍या उर्जा संयंत्रांप्रमाणेच, वातावरण प्रदूषित करत नाही. अणुऊर्जेचा एक निर्विवाद फायदा म्हणजे त्याची किंमत, जी इतर प्रकारच्या उर्जा प्रकल्पांपेक्षा कमी आहे. विविध अंदाजानुसार, जगात 365 हजार मेगावॅटपेक्षा जास्त क्षमतेचे सुमारे 440 अणुभट्ट्या आहेत, जे 30 पेक्षा जास्त देशांमध्ये आहेत. सध्या 12 देशांमध्ये सुमारे 25 हजार मेगावॅट क्षमतेच्या 29 अणुभट्ट्या बांधल्या जात आहेत.

IAEA तज्ञांच्या मते, 2030 पर्यंत जागतिक उर्जेची गरज किमान 50-60% ने वाढेल. ऊर्जेच्या वापरातील वाढीबरोबरच, सर्वात सहज उपलब्ध आणि सोयीस्कर सेंद्रिय ऊर्जा वाहक - गॅस आणि तेल यांचा विनाशकारी वेगाने ऱ्हास होत आहे. अंदाज गणनेनुसार, राज्याच्या प्रमुखाच्या प्रशासनाखालील माहिती आणि विश्लेषणात्मक केंद्राने नमूद केल्याप्रमाणे, त्यांच्या साठ्याचे आयुष्य 50-100 वर्षे आहे. ऊर्जा संसाधनांची वाढती मागणी अनिवार्यपणे त्यांच्या किमतीत उत्तरोत्तर वाढ करते.

अणुऊर्जा हा जगातील ऊर्जा पुरवठ्याच्या मुख्य स्त्रोतांपैकी एक आहे. त्याच आंतरराष्ट्रीय अणुऊर्जा एजन्सीच्या मते, फक्त 2000-2005 मध्ये. 30 नवीन अणुभट्ट्या कार्यान्वित करण्यात आल्या. मुख्य निर्मिती क्षमता पश्चिम युरोप आणि यूएसए मध्ये केंद्रित आहेत.

2020 पर्यंतच्या कालावधीसाठी रशियाची ऊर्जा धोरण, 28 ऑगस्ट 2003 क्रमांक 1234-r च्या रशियन फेडरेशनच्या सरकारच्या डिक्रीद्वारे मंजूर, इंधन आणि ऊर्जा संतुलनाच्या विकासासाठी उद्दिष्टे, उद्दिष्टे, मुख्य दिशानिर्देश आणि मापदंड स्थापित करते. , देशांतर्गत ऊर्जा बाजारपेठेवर वर्चस्व गाजवण्याच्या नैसर्गिक वायूच्या प्रवृत्तीवर मात करण्यासाठी इंधन आणि ऊर्जा संसाधनांच्या एकूण वापरामध्ये त्याचा वाटा कमी करून, विशेषत: अणु आणि जलविद्युत प्रकल्पांमध्ये वीज निर्मितीमध्ये वाढ झाल्यामुळे (10.8 ते 12 पर्यंत). %).

इंधन आणि उर्जा संतुलनाच्या ऑप्टिमायझेशनच्या परिणामी, क्षमता निर्माण करण्याच्या प्रादेशिक स्थानासाठी प्राधान्ये स्थापित केली गेली आहेत: रशियाच्या युरोपियन भागात, विद्यमान थर्मल पॉवरच्या तांत्रिक री-इक्विपमेंटद्वारे इलेक्ट्रिक पॉवर उद्योग विकसित करण्याचा सल्ला दिला जातो. वनस्पती, एकत्रित-सायकल पॉवर प्लांट्सची निर्मिती आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांचा जास्तीत जास्त विकास, जे मोठ्या प्रमाणात या प्रदेशाच्या विजेच्या वाढीव गरजा पूर्ण करेल.

आर्थिक विकासाच्या आशावादी परिस्थितीत NPP ऊर्जा उत्पादन 2010 मध्ये 200 अब्ज kWh पर्यंत (1.4 पट) आणि 2020 मध्ये (2 पट) 300 अब्ज kWh पर्यंत वाढले पाहिजे. याव्यतिरिक्त, अणुऊर्जा स्त्रोतांपासून औष्णिक उर्जेचे उत्पादन प्रति वर्ष 30 दशलक्ष Gcal पर्यंत विकसित करण्याची योजना आहे.

आर्थिक विकासाच्या मध्यम आवृत्तीसह 2020 मध्ये अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वीज उत्पादनाची गरज 230 अब्ज kWh पर्यंत पोहोचू शकते. अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये उर्जा उत्पादन 270 अब्ज kWh पर्यंत वाढवण्याची शक्यता अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या निर्मितीशी संबंधित आहे - पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांट, ज्या भागात विद्यमान आणि नवीन अणुऊर्जा प्रकल्प आणि औष्णिक उर्जेचे उत्पादन आणि वापर वाढवणे. अणुऊर्जा प्रकल्प स्थित आहेत (दर वर्षी 30 दशलक्ष Gcal पर्यंत), तसेच गॅस पंपिंग स्टेशन्सच्या हस्तांतरणासह अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून इलेक्ट्रिक ड्राइव्हसाठी मुख्य पाइपलाइन, ऊर्जा-केंद्रित उद्योगांचा विकास (अॅल्युमिनियम, द्रवीभूत वायू, कृत्रिम द्रव इंधन). , इ.).

2020 पर्यंत रशियाच्या युरोपियन भागातील अणुऊर्जा प्रकल्पातील वीज उत्पादनाचा वाटा 32% पर्यंत वाढेल.

रशियामध्ये प्रतिवर्षी 2% पेक्षा जास्त वीज उत्पादनाच्या वाढीसह, अणुऊर्जा उर्जा उत्पादनात वार्षिक 4% पेक्षा जास्त वाढ सुनिश्चित करण्याच्या मोहिमेवर आहे आणि वीज उत्पादनात 8 अब्ज kWh आणि उष्णता वाढेल. प्रति वर्ष 1.5 दशलक्ष Gcal.

रशियन अणुऊर्जा संकुलात 2020 पर्यंतच्या कालावधीसाठी रशियन ऊर्जा धोरणाद्वारे स्थापित केलेल्या पॅरामीटर्सनुसार गतिमान विकासाची क्षमता आहे.

20 व्या शतकाच्या 80 च्या दशकात यूएसएसआरचे राज्य नियोजन 21 व्या शतकाच्या सुरूवातीस रशियामध्ये 50 GW पर्यंत अणुऊर्जा प्रकल्पांची निर्मिती दर वर्षी 2 GW पर्यंत वाढीचा दर आणि 40 दशलक्ष पर्यंत उष्णता उत्पादन निश्चित करते. दर वर्षी Gcal. याशिवाय, अणुऊर्जा प्रकल्प-स्टोरेज पंप्ड स्टोरेज पॉवर प्लांट्स (पीक पॉवर 10 GW पर्यंत) बांधण्याची कल्पना करण्यात आली होती. खरं तर, नियोजित अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या क्षमतेपैकी निम्मी क्षमता कार्यान्वित झाली आहे (साक्षात्कृत वाढ दर प्रति वर्ष 1 GW पर्यंत आहे). सध्या, सुमारे 20 GW क्षमतेच्या दोन डझनहून अधिक अणुऊर्जा युनिट्स अपूर्ण बांधकामाच्या विविध टप्प्यांवर आहेत (गुंतवणुकीची रक्कम $2.5 बिलियन पेक्षा जास्त आहे, किंवा या क्षमतांच्या निर्मितीसाठी एकूण भांडवली खर्चाच्या सुमारे 15%).

जास्तीत जास्त मागणीच्या परिस्थितीत वीज आणि उष्णतेच्या वापराची अंदाजित पातळी सुनिश्चित करण्यासाठी, चालू दशकात 6 GW पर्यंतची क्षमता निर्माण करणार्‍या अणुऊर्जा प्रकल्पाला कार्यान्वित करणे आवश्यक आहे (कॅलिनिन एनपीपीचे पॉवर युनिट 3, कुर्स्कचे पॉवर युनिट 5 एनपीपी, व्होल्गोडोन्स्क एनपीपीचे पॉवर युनिट 2, बालाकोव्हो एनपीपीचे पॉवर युनिट 5 आणि 6, बेलोयार्स्क एनपीपीचे पॉवर युनिट 4 ) आणि 2020 पर्यंत किमान 15 GW (पहिल्या पिढीच्या पॉवर युनिट्सचे पुनरुत्पादन लक्षात घेऊन - 5.7 GW) ), तसेच 2 GW पर्यंत अणुऊर्जा प्रकल्प. परिणामी, रशियामधील अणुऊर्जा प्रकल्पांची एकूण स्थापित क्षमता सुमारे 85% (विकसित आण्विक ऊर्जा असलेल्या आघाडीच्या देशांची पातळी) च्या सरासरी क्षमतेच्या घटकासह 40 GW पर्यंत वाढली पाहिजे.

सातत्य
--पृष्ठ खंड--

या अनुषंगाने, अणुऊर्जेच्या विकासाची मुख्य उद्दिष्टे आहेत:

विद्यमान अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या उर्जा युनिट्सचे आधुनिकीकरण आणि कार्यकाल 10-20 वर्षांनी वाढवणे;

ऊर्जा उत्पादन आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या ऊर्जेच्या वापराची कार्यक्षमता वाढवणे;

अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून किरणोत्सर्गी कचऱ्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी कॉम्प्लेक्सची निर्मिती आणि विकिरणित आण्विक इंधन हाताळण्यासाठी एक प्रणाली;

सेवानिवृत्त झालेल्या पहिल्या पिढीच्या पॉवर युनिट्सचे पुनरुत्पादन, त्यांचे विस्तारित सेवा आयुष्य पूर्ण झाल्यानंतर नूतनीकरणासह (साठा वेळेवर तयार करणे);

विस्तारित क्षमता पुनरुत्पादन (सरासरी वाढीचा दर - अंदाजे 1 GW प्रति वर्ष) आणि भविष्यातील कालावधीसाठी बांधकाम साठा;

संबंधित इंधन बेसच्या विकासासह आशादायक अणुभट्टी तंत्रज्ञान (BN-800, VVER-1500, ATPP, इ.) मध्ये प्रभुत्व मिळवणे.

या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी बांधकाम आणि स्थापना कॉम्प्लेक्स आणि अणुऊर्जा अभियांत्रिकीचा विकास आवश्यक आहे (प्रति वर्ष 0.2 ते 1.5 GW क्षमतेच्या कमिशनिंगचा दर वाढवणे), तसेच मानवी संसाधनांमध्ये वाढ करणे आवश्यक आहे.

अणुऊर्जेच्या विकासातील सर्वात महत्त्वाचे घटक म्हणजे अणुऊर्जा प्रकल्पातील उत्पादन खर्च (अंतर्गत साठा) कमी करून आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून (बाह्य क्षमता) ऊर्जेच्या विक्रीसाठी बाजारपेठेचा विस्तार करून अणुऊर्जा प्रकल्पातील ऊर्जा उत्पादनाची कार्यक्षमता वाढवणे.

TO अणुऊर्जा प्रकल्पांचे अंतर्गत साठे(ऊर्जा उत्पादनाच्या सुमारे 20%) मध्ये हे समाविष्ट आहे:

कमी दुरुस्तीचा कालावधी आणि टर्नअराउंड कालावधीत झालेली वाढ, इंधन चक्र वाढवणे, उपकरणांचे आधुनिकीकरण आणि नूतनीकरणादरम्यान बिघाड होण्याचे प्रमाण कमी करणे, यामुळे NIUM 85% पर्यंत वाढणे सरासरी दर वर्षी 2% पर्यंत वाढणे, जे सुनिश्चित करेल सुमारे 20 अब्ज kWh प्रति वर्ष कार्यरत अणुऊर्जा प्रकल्पांवर अतिरिक्त वीज उत्पादन ($150/kW पर्यंत विशिष्ट भांडवली खर्चावर 3 GW पर्यंत स्थापित क्षमतेच्या कार्यान्वित करण्याइतके);

सध्याच्या 7 अब्ज kWh पेक्षा जास्त प्रतिवर्षी (सुमारे $200/kW च्या विशिष्ट भांडवली खर्चासह 1 GW वीज सुरू करण्याइतकी) अतिरिक्त निर्मितीसह ऑपरेशनल वैशिष्ट्ये आणि मोड सुधारून पॉवर युनिट्सची कार्यक्षमता वाढवणे;

स्वतःच्या गरजेसाठी (सुमारे 6% मूल्ये डिझाइन करण्यासाठी) आणि कर्मचार्‍यांची विशिष्ट संख्या कमी करून ऊर्जेचा वापर कमी करून उत्पादन खर्च कमी केला.

बाह्य क्षमता- अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या ऊर्जा आणि उर्जेच्या वापरासाठी विद्यमान विस्तार आणि नवीन बाजारपेठांची निर्मिती (ऊर्जा उत्पादनाच्या 20% पेक्षा जास्त):

थर्मल ऊर्जा उत्पादन आणि उष्णता पुरवठा (अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या निर्मितीसह) विकास, मोठ्या शहरांना उष्णता पुरवठ्यासाठी विद्युत उष्णता जमा करणे, कचरा कमी-दर्जाच्या उष्णतेचा वापर;

एकूण 3 GW पेक्षा जास्त क्षमतेच्या गॅस ट्रान्समिशन सिस्टमच्या कंप्रेसर स्टेशनचे अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून इलेक्ट्रिक ड्राइव्हमध्ये रूपांतर करणे, जे प्रति वर्ष 7 अब्ज m3 पेक्षा जास्त गॅस बचत सुनिश्चित करेल;

अणुऊर्जा प्रकल्पांचे ऊर्जा संकुल तयार करून दैनंदिन लोड शेड्यूलची असमानता कव्हर करण्यात सहभाग - पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांट - 5 GW पर्यंत पीक पॉवर;

अणुऊर्जा प्रकल्प वापरून अॅल्युमिनियम, द्रवीभूत वायू, कृत्रिम द्रव इंधन, हायड्रोजनच्या ऊर्जा-केंद्रित उत्पादनाचा विकास.

अणुऊर्जेच्या विकासासाठी नियोजित पॅरामीटर्स 2015 पर्यंत अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून वीज उत्पादनासाठी 2.4 सेंट प्रति 1 kWh पर्यंत दरांमध्ये मध्यम वाढ निर्धारित करतात. TPP टॅरिफचा ऑपरेटिंग घटक (सुमारे 3 सेंट/(kWh) - प्रामुख्याने इंधन खर्च) अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या दरापेक्षा जास्त असण्याचा अंदाज आहे. अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या स्पर्धात्मकतेचे सरासरी मार्जिन 1.5 सेंट/(kWh) किंवा सुमारे 30% पेक्षा जास्त असेल. अंदाज दर्शविते की 2020 पर्यंत अणुऊर्जेचा जास्तीत जास्त विकास ग्राहकांसाठी विक्री दर स्थिरीकरण सुनिश्चित करेल आणि अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या विकासास स्थगिती दिल्यास 10% पर्यंत वाढण्यास प्रतिबंध करेल.

रशियामध्ये अणुऊर्जेच्या धोरणात्मक विकासासाठी स्थापित पॅरामीटर्स साध्य करण्यासाठी खालील गोष्टींची अंमलबजावणी समाविष्ट आहे:

अणुऊर्जा प्रकल्पांची कार्यक्षमता, पुनरुत्पादन (नूतनीकरण) आणि अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या क्षमतेच्या विकासासाठी क्षमता वाढवणे;

अर्थव्यवस्थेच्या राज्य अणुऊर्जा क्षेत्रातील दीर्घकालीन गुंतवणूक धोरण;

पुरेशी आणि वेळेवर गुंतवणुकीसाठी प्रभावी स्रोत आणि यंत्रणा.

रशियामधील अणुऊर्जेच्या भविष्यातील विकासासाठी संभाव्य संधी, मूलभूत तत्त्वे आणि दिशानिर्देश, इंधन तळाची क्षमता विचारात घेऊन, 21 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात रशियामधील अणुऊर्जेच्या विकासाच्या धोरणाद्वारे निर्धारित केले जाते, मंजूर. रशियन फेडरेशनच्या सरकारने 2000 मध्ये.

नैसर्गिक युरेनियमचे अन्वेषण आणि संभाव्य साठे, युरेनियम आणि प्लुटोनियमचे संचयित साठे, आर्थिकदृष्ट्या चांगली गुंतवणूक आणि निर्यात-आयात धोरणासह विद्यमान आण्विक इंधन चक्र क्षमता खुल्या आण्विक इंधन सायकलमध्ये प्रामुख्याने VVER-प्रकारच्या अणुभट्ट्या वापरून 2030 पर्यंत अणुऊर्जेचा जास्तीत जास्त विकास सुनिश्चित करतात. .

आण्विक उर्जेच्या दीर्घकालीन विकासाची शक्यता अणुऊर्जेची स्पर्धात्मकता आणि सुरक्षितता न गमावता आण्विक इंधन संसाधनांचे नूतनीकरण आणि पुनरुत्पादन करण्याच्या वास्तविक संभाव्यतेशी संबंधित आहे. उद्योग तंत्रज्ञान धोरण 2010-2030 मध्ये नवीन चौथ्या-पिढीच्या अणुऊर्जा तंत्रज्ञानाच्या उत्क्रांतीच्या परिचयाची तरतूद करते ज्यात बंद आण्विक इंधन चक्र आणि युरेनियम-प्लुटोनियम इंधन असलेल्या जलद अणुभट्ट्या आहेत, जे नजीकच्या भविष्यासाठी इंधन कच्च्या मालावरील निर्बंध काढून टाकतात.

अणुऊर्जेच्या विकासामुळे इंधन आणि उर्जा संसाधनांचा समतोल साधला जाईल, ग्राहकांसाठी विद्युत आणि औष्णिक ऊर्जेच्या किमतीत होणारी वाढ रोखली जाईल आणि प्रभावी आर्थिक आणि जीडीपी वाढीस देखील हातभार लागेल, दीर्घकालीन ऊर्जा विकासासाठी तांत्रिक क्षमता वाढेल. सुरक्षित आणि किफायतशीर अणुऊर्जा प्रकल्पांवर.

इकोलॉजी

जरी अणुऊर्जा प्रकल्प उत्तम प्रकारे आणि अगदी कमी अपयशाशिवाय कार्य करत असला तरीही, त्याच्या ऑपरेशनमुळे अपरिहार्यपणे किरणोत्सर्गी पदार्थांचे संचय होते. त्यामुळे लोकांना एक अतिशय गंभीर समस्या सोडवावी लागेल, ज्याचे नाव आहे सुरक्षित कचरा साठवण.

मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा निर्मिती, विविध उत्पादने आणि साहित्य असलेल्या कोणत्याही उद्योगातील कचरा एक मोठी समस्या निर्माण करतो. आपल्या ग्रहाच्या अनेक भागात पर्यावरणीय आणि वातावरणीय प्रदूषण चिंता आणि चिंतेचे कारण आहे. आम्ही वनस्पती आणि प्राणी जतन करण्याच्या शक्यतेबद्दल बोलत आहोत त्यांच्या मूळ स्वरूपात नाही, परंतु किमान पर्यावरणीय मानकांच्या मर्यादेत.

किरणोत्सर्गी कचरा आण्विक चक्राच्या जवळजवळ सर्व टप्प्यांवर तयार होतो. ते द्रव, घन आणि वायूच्या स्वरूपात विविध स्तरांच्या क्रियाकलाप आणि एकाग्रतेसह जमा होतात. बहुतेक कचरा हा निम्न-स्तरीय असतो: अणुभट्टीचे वायू आणि पृष्ठभाग, हातमोजे आणि शूज, दूषित साधने आणि रेडिओएक्टिव्ह खोल्यांमधून जळलेले दिवे, खर्च केलेली उपकरणे, धूळ, गॅस फिल्टर आणि बरेच काही स्वच्छ करण्यासाठी वापरलेले पाणी.

वायू आणि दूषित पाणी वातावरणातील हवा आणि पिण्याच्या पाण्याच्या शुद्धतेपर्यंत पोहोचेपर्यंत ते विशेष फिल्टरमधून जातात. किरणोत्सर्गी बनलेले फिल्टर घनकचऱ्यासह पुनर्वापर केले जातात. ते सिमेंटमध्ये मिसळले जातात आणि ब्लॉकमध्ये बदलतात किंवा गरम बिटुमेनसह स्टीलच्या कंटेनरमध्ये ओतले जातात.

दीर्घकालीन स्टोरेजसाठी तयार करणे सर्वात कठीण गोष्ट म्हणजे उच्च-स्तरीय कचरा. अशा "कचरा" ला काच आणि सिरेमिकमध्ये बदलणे चांगले. हे करण्यासाठी, कचरा कॅलक्लाइंड केला जातो आणि काच-सिरेमिक वस्तुमान बनवणार्या पदार्थांसह मिसळला जातो. अशा वस्तुमानाच्या पृष्ठभागावरील 1 मिमी पाण्यात विरघळण्यासाठी किमान 100 वर्षे लागतील अशी गणना केली जाते.

अनेक रासायनिक कचऱ्याच्या विपरीत, किरणोत्सर्गी कचऱ्याचे धोके कालांतराने कमी होतात. बहुतेक किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचे अर्धे आयुष्य सुमारे 30 वर्षे असते, म्हणून 300 वर्षांच्या आत ते जवळजवळ पूर्णपणे अदृश्य होतील. म्हणून, किरणोत्सर्गी कचऱ्याच्या अंतिम विल्हेवाटीसाठी, अशा दीर्घकालीन साठवण सुविधा तयार करणे आवश्यक आहे जे वातावरणात त्याच्या प्रवेशापासून रेडिओन्यूक्लाइड्सचा संपूर्ण क्षय होईपर्यंत कचरा विश्वसनीयपणे विलग करेल. अशा साठवण सुविधांना दफनभूमी म्हणतात.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की उच्च-स्तरीय कचरा दीर्घ काळासाठी लक्षणीय प्रमाणात उष्णता निर्माण करतो. म्हणून, बहुतेकदा ते पृथ्वीच्या कवचाच्या खोल झोनमध्ये काढले जातात. स्टोरेज सुविधेभोवती एक नियंत्रित झोन स्थापित केला जातो, ज्यामध्ये ड्रिलिंग आणि खाणकामासह मानवी क्रियाकलापांवर निर्बंध लादले जातात.

किरणोत्सर्गी कचऱ्याची समस्या सोडवण्याचा आणखी एक मार्ग प्रस्तावित होता - तो अंतराळात पाठवणे. खरंच, कचर्‍याचे प्रमाण लहान आहे, म्हणून ते पृथ्वीच्या कक्षेला छेदत नसलेल्या अंतराळ कक्षामध्ये काढले जाऊ शकते आणि किरणोत्सर्गी दूषितता कायमची काढून टाकली जाईल. तथापि, कोणत्याही समस्या उद्भवल्यास प्रक्षेपण वाहन अनपेक्षितपणे पृथ्वीवर परत येण्याच्या जोखमीमुळे हा मार्ग नाकारण्यात आला.

काही देश महासागरांच्या खोल पाण्यात घन किरणोत्सर्गी कचरा पुरण्याच्या पद्धतीवर गांभीर्याने विचार करत आहेत. ही पद्धत त्याच्या साधेपणा आणि खर्च-प्रभावीपणाने प्रभावित करते. तथापि, समुद्राच्या पाण्याच्या संक्षारक गुणधर्मांवर आधारित या पद्धतीवर गंभीर आक्षेप घेतला जातो. अशी चिंता आहे की गंज त्वरीत कंटेनरची अखंडता नष्ट करेल आणि किरणोत्सर्गी पदार्थ पाण्यात जातील आणि समुद्राच्या प्रवाहामुळे ही क्रिया संपूर्ण समुद्रात पसरेल.

अणुऊर्जा प्रकल्पांचे ऑपरेशन केवळ रेडिएशन दूषित होण्याच्या धोक्यासहच नाही तर इतर प्रकारचे पर्यावरणीय प्रभाव देखील आहे. मुख्य प्रभाव थर्मल प्रभाव आहे. औष्णिक वीज प्रकल्पांच्या तुलनेत ते दीड ते दोन पट जास्त आहे.

अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या ऑपरेशन दरम्यान, कचरा पाण्याची वाफ थंड करण्याची गरज आहे. सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे नदी, तलाव, समुद्र किंवा खास तयार केलेल्या तलावांच्या पाण्याने थंड करणे. 5-15 डिग्री सेल्सिअसने गरम केलेले पाणी त्याच स्त्रोताकडे परत येते. परंतु ही पद्धत अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या ठिकाणी असलेल्या जलीय वातावरणात पर्यावरणीय परिस्थिती बिघडवण्याचा धोका घेऊन जाते.

कूलिंग टॉवर्स वापरून पाणी पुरवठा प्रणाली अधिक व्यापकपणे वापरली जाते, ज्यामध्ये पाणी आंशिक बाष्पीभवन आणि थंड झाल्यामुळे थंड केले जाते.

ताजे पाण्याच्या सतत भरपाईने लहान नुकसान भरून काढले जाते. अशा शीतकरण प्रणालीमुळे, पाण्याची वाफ आणि थेंबातील आर्द्रता मोठ्या प्रमाणात वातावरणात सोडली जाते. यामुळे पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण, धुके तयार होण्याची वारंवारता आणि ढगाळपणा वाढू शकतो.

अलिकडच्या वर्षांत, पाण्याच्या वाफेसाठी एअर-कूलिंग सिस्टम वापरण्यास सुरुवात झाली आहे. या प्रकरणात, पाण्याचे कोणतेही नुकसान होत नाही आणि ते सर्वात पर्यावरणास अनुकूल आहे. तथापि, अशी प्रणाली उच्च सरासरी सभोवतालच्या तापमानात कार्य करत नाही. याव्यतिरिक्त, विजेची किंमत लक्षणीय वाढते.

निष्कर्ष

ऊर्जा समस्या ही आज मानवतेला सोडवण्याची सर्वात महत्त्वाची समस्या आहे. झटपट दळणवळण, जलद वाहतूक आणि अवकाश संशोधन यांसारख्या विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाची उपलब्धी आता सामान्य झाली आहे. पण या सगळ्यासाठी प्रचंड ऊर्जा लागते. ऊर्जा उत्पादन आणि वापरामध्ये तीव्र वाढ झाल्यामुळे पर्यावरणीय प्रदूषणाची एक नवीन गंभीर समस्या पुढे आली आहे, जी मानवतेसाठी गंभीर धोका आहे.

येत्या काही दशकांत जागतिक ऊर्जेची गरज झपाट्याने वाढणार आहे. कोणताही एक उर्जा स्त्रोत त्यांना प्रदान करण्यास सक्षम होणार नाही, म्हणून सर्व ऊर्जा स्त्रोत विकसित करणे आणि ऊर्जा संसाधनांचा कार्यक्षमतेने वापर करणे आवश्यक आहे.

ऊर्जा विकासाच्या पुढील टप्प्यावर (21 व्या शतकातील पहिले दशके), कोळसा ऊर्जा आणि थर्मल आणि वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांसह अणुऊर्जा सर्वात आशादायक राहतील. तथापि, आम्ही आशा करू शकतो की मानवता सतत वाढत्या प्रमाणात उर्जेच्या वापराशी संबंधित प्रगतीच्या मार्गावर थांबणार नाही.

संदर्भग्रंथ

1) केसलर "न्यूक्लियर एनर्जी" मॉस्को: एनर्जोइझडॅट, 1986.

2) के.एच. मार्गुलोवा “आज आणि उद्या अणुऊर्जा” मॉस्को: हायर स्कूल, 1989

3) जे. कोलियर, जे. हेविट “इंट्रोडक्शन टू न्यूक्लियर एनर्जी” मॉस्को: एनरगोआटोमिझडॅट, 1989

विसावे शतक हे अणूंच्या केंद्रकांमध्ये असलेल्या नवीन प्रकारच्या उर्जेच्या विकासाद्वारे चिन्हांकित केले गेले आणि ते अणु भौतिकशास्त्राचे शतक बनले. ही ऊर्जा मानवतेने त्याच्या संपूर्ण इतिहासात वापरलेल्या इंधन उर्जेपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त आहे.

आधीच 1939 च्या मध्यापर्यंत, जगभरातील शास्त्रज्ञांनी आण्विक भौतिकशास्त्राच्या क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण सैद्धांतिक आणि प्रायोगिक शोध लावले होते, ज्यामुळे या दिशेने एक विस्तृत संशोधन कार्यक्रम पुढे आणणे शक्य झाले. असे दिसून आले की युरेनियम अणूचे दोन भाग केले जाऊ शकतात. हे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडते. याव्यतिरिक्त, विखंडन प्रक्रिया न्यूट्रॉन सोडते, ज्यामुळे इतर युरेनियम अणूंचे विभाजन होऊ शकते आणि आण्विक साखळी प्रतिक्रिया होऊ शकते. युरेनियमची आण्विक विखंडन प्रतिक्रिया खूप प्रभावी आहे आणि सर्वात हिंसक रासायनिक अभिक्रियांपेक्षा जास्त आहे. चला युरेनियमचा एक अणू आणि स्फोटक - ट्रायनिट्रोटोल्यूएन (TNT) च्या रेणूची तुलना करूया. टीएनटी रेणूचा क्षय 10 इलेक्ट्रॉन व्होल्ट ऊर्जा सोडतो आणि युरेनियम न्यूक्लियसचा क्षय 200 दशलक्ष इलेक्ट्रॉन व्होल्ट सोडतो, म्हणजे 20 दशलक्ष पट अधिक.

या शोधांमुळे वैज्ञानिक जगात खळबळ उडाली: मानवजातीच्या इतिहासात अणूच्या जगात प्रवेश करणे आणि त्याच्या उर्जेवर प्रभुत्व मिळवण्यापेक्षा त्याच्या परिणामांमध्ये कोणतीही वैज्ञानिक घटना घडली नाही. शास्त्रज्ञांना समजले की त्याचा मुख्य उद्देश वीज निर्मिती आणि इतर शांततापूर्ण भागात वापरणे आहे. ओबनिंस्क येथे 1954 मध्ये यूएसएसआरमध्ये 5 मेगावॅट क्षमतेचा जगातील पहिला औद्योगिक अणुऊर्जा प्रकल्प सुरू झाल्यानंतर, अणुऊर्जेचे युग सुरू झाले. युरेनियम न्यूक्लीचे विखंडन हे वीज उत्पादनाचे स्त्रोत होते.

पहिल्या अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या ऑपरेटिंग अनुभवाने औद्योगिक वीज उत्पादनासाठी आण्विक ऊर्जा तंत्रज्ञानाची वास्तविकता आणि विश्वासार्हता दर्शविली. विकसित औद्योगिक देशांनी विविध प्रकारच्या अणुभट्ट्यांसह अणुऊर्जा प्रकल्पांची रचना आणि निर्मिती करण्यास सुरुवात केली आहे. 1964 पर्यंत, जगातील अणुऊर्जा प्रकल्पांची एकूण क्षमता 5 दशलक्ष किलोवॅटपर्यंत वाढली.

तेव्हापासून, अणुऊर्जेचा वेगवान विकास सुरू झाला आहे, ज्याने जगातील एकूण विजेच्या उत्पादनात वाढत्या प्रमाणात महत्त्वपूर्ण योगदान दिले आहे, हा एक नवीन आशादायक ऊर्जा पर्याय बनला आहे. यूएसए आणि नंतर पश्चिम युरोप, जपान आणि यूएसएसआरमध्ये अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या बांधकामाच्या ऑर्डरची भरभराट सुरू झाली. अणुऊर्जेचा विकास दर दरवर्षी सुमारे 30% पर्यंत पोहोचला आहे. आधीच 1986 पर्यंत, 253 दशलक्ष किलोवॅट क्षमतेची 365 पॉवर युनिट्स जगातील अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये कार्यरत होती. जवळपास 20 वर्षात अणुऊर्जा प्रकल्पांची शक्ती 50 पटीने वाढली आहे. अणुऊर्जा प्रकल्पांचे बांधकाम 30 देशांमध्ये करण्यात आले (चित्र 1.1).

तोपर्यंत, क्लब ऑफ रोमचे संशोधन, जगप्रसिद्ध शास्त्रज्ञांचे अधिकृत समुदाय, व्यापकपणे प्रसिद्ध झाले होते. अभ्यासाच्या लेखकांचे निष्कर्ष तेलासह, जागतिक अर्थव्यवस्थेची गुरुकिल्ली आणि नजीकच्या भविष्यात त्यांच्या किमतीत होणारी तीव्र वाढ यासह सेंद्रिय ऊर्जा संसाधनांच्या नैसर्गिक साठ्याच्या अगदी जवळून कमी होण्याच्या अपरिहार्यतेवर उकडले. हे लक्षात घेऊन अणुऊर्जा यापेक्षा चांगली वेळ येऊ शकली नसती. दीर्घकालीन संभाव्य आण्विक इंधन साठ्याने (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) आण्विक उर्जेच्या विकासासाठी विविध परिस्थितींमध्ये इंधन पुरवठ्याची महत्त्वाची समस्या सोडवली.

अणुऊर्जेच्या विकासासाठी परिस्थिती अत्यंत अनुकूल होती आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या आर्थिक निर्देशकांनीही आशावाद प्रेरित केला; अणुऊर्जा प्रकल्प आधीच थर्मल पॉवर प्लांटशी यशस्वीपणे स्पर्धा करू शकतात.

अणुऊर्जेमुळे जीवाश्म इंधनाचा वापर कमी करणे आणि थर्मल पॉवर प्लांट्समधून वातावरणातील प्रदूषकांचे उत्सर्जन झपाट्याने कमी करणे शक्य झाले.

अणुऊर्जेचा विकास लष्करी-औद्योगिक संकुलाच्या स्थापित ऊर्जा क्षेत्रावर आधारित होता - या उद्देशांसाठी आधीच तयार केलेले अणु इंधन चक्र (एनएफसी) वापरून पाणबुड्यांसाठी बऱ्यापैकी विकसित औद्योगिक अणुभट्ट्या आणि अणुभट्ट्या, ज्ञान आणि महत्त्वपूर्ण अनुभव प्राप्त केला. अणुऊर्जा, ज्याला प्रचंड सरकारी पाठिंबा होता, या प्रणालीमध्ये अंतर्निहित नियम आणि आवश्यकता लक्षात घेऊन, विद्यमान ऊर्जा प्रणालीमध्ये यशस्वीरित्या फिट झाली.

ऊर्जा सुरक्षेची समस्या, जी विसाव्या शतकाच्या 70 च्या दशकात तीव्र झाली. तेलाच्या किमतीत तीव्र वाढ झाल्यामुळे उद्भवलेल्या ऊर्जा संकटाच्या संबंधात, राजकीय परिस्थितीवर त्याच्या पुरवठ्याचे अवलंबित्व अनेक देशांना त्यांच्या ऊर्जा कार्यक्रमांवर पुनर्विचार करण्यास भाग पाडले. अणुऊर्जेचा विकास, जीवाश्म इंधनाचा वापर कमी करून, ज्या देशांकडे स्वतःचे इंधन आणि ऊर्जा नाही किंवा मर्यादित नाही अशा देशांची ऊर्जा अवलंबित्व कमी होते.

त्यांच्या आयातीतून टिकेल संसाधने आणि या देशांची ऊर्जा सुरक्षा मजबूत करते.

अणुऊर्जेच्या जलद विकासाच्या प्रक्रियेत, दोन मुख्य प्रकारच्या अणुऊर्जा अणुभट्ट्यांपैकी - थर्मल आणि वेगवान न्यूट्रॉन - थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या जगातील सर्वात व्यापक बनल्या आहेत.

वेगवेगळ्या देशांनी विकसित केलेले वेगवेगळे नियंत्रक आणि शीतलक असलेल्या अणुभट्ट्यांचे प्रकार आणि डिझाइन राष्ट्रीय अणुऊर्जेचा आधार बनले आहेत. अशाप्रकारे, यूएसएमध्ये, दबावयुक्त पाण्याच्या अणुभट्ट्या आणि उकळत्या पाण्याच्या अणुभट्ट्या मुख्य बनल्या, कॅनडामध्ये - नैसर्गिक युरेनियम वापरून जड पाण्याच्या अणुभट्ट्या, पूर्वीच्या यूएसएसआरमध्ये - दाबयुक्त पाण्याच्या अणुभट्ट्या (VVER) आणि युरोग्राफाइट उकळत्या पाण्याच्या अणुभट्ट्या (RBMK), युनिट. अणुभट्ट्यांची शक्ती वाढली. अशा प्रकारे, 1973 मध्ये लेनिनग्राड न्यूक्लियर पॉवर प्लांटमध्ये 1000 मेगावॅटची विद्युत उर्जा असलेली आरबीएमके-1000 अणुभट्टी स्थापित केली गेली. मोठ्या अणुऊर्जा प्रकल्पांची उर्जा, उदाहरणार्थ झापोरोझे न्यूक्लियर पॉवर प्लांट (युक्रेन) 6000 मेगावॅटवर पोहोचली.

लक्षात घेता अणुऊर्जा प्रकल्प युनिट जवळजवळ स्थिर उर्जा, आवरणासह कार्य करतात

थ्री माईल आयलंड न्यूक्लियर पॉवर प्लांट (यूएसए)

एकात्मिक ऊर्जा प्रणालीच्या दैनंदिन लोड शेड्यूलचा मूलभूत भाग; अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या समांतर, शेड्यूलचा बदलणारा भाग कव्हर करण्यासाठी आणि लोड शेड्यूलमधील रात्रीचे अंतर बंद करण्यासाठी जगभरात अत्यंत कुशल पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांट तयार केले गेले.

अणुऊर्जेच्या विकासाची उच्च गती त्याच्या सुरक्षिततेच्या पातळीशी सुसंगत नव्हती. अणुऊर्जा सुविधा चालवण्याच्या अनुभवाच्या आधारे, प्रक्रियेची वैज्ञानिक आणि तांत्रिक समज वाढवणे आणि संभाव्य परिणाम, तांत्रिक आवश्यकतांमध्ये सुधारणा करणे आवश्यक होते, ज्यामुळे भांडवली गुंतवणूक आणि ऑपरेटिंग खर्चात वाढ झाली.

1979 मध्ये यूएसए मधील थ्री माईल आयलंड अणुऊर्जा प्रकल्पात तसेच इतर अनेक सुविधांवर झालेल्या भीषण अपघातामुळे अणुऊर्जेच्या विकासाला मोठा धक्का बसला, ज्यामुळे सुरक्षा आवश्यकतांमध्ये आमूलाग्र सुधारणा झाली, घट्ट करण्यात आले. सध्याचे नियम आणि जगभरातील अणुऊर्जा प्रकल्प विकास कार्यक्रमांच्या पुनरावृत्तीमुळे अणुऊर्जा उद्योगाचे प्रचंड नैतिक आणि भौतिक नुकसान झाले. अणुऊर्जेमध्ये अग्रेसर असलेल्या युनायटेड स्टेट्समध्ये १९७९ मध्ये अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या उभारणीचे आदेश थांबले आणि इतर देशांतील त्यांचे बांधकामही कमी झाले.

1986 मध्ये युक्रेनमधील चेरनोबिल अणुऊर्जा प्रकल्पात घडलेली भीषण दुर्घटना, आंतरराष्ट्रीय स्तरावर आण्विक घटनांच्या सर्वोच्च सातव्या स्तरावरील अपघात म्हणून पात्र ठरली आणि त्यामुळे एका विशाल भूभागावर पर्यावरणीय आपत्ती, जीवितहानी, लाखो लोकांचे विस्थापन. लोकांनी, अणुऊर्जेवरील जागतिक समुदायाचा विश्वास कमी केला.

“चेरनोबिलमधील शोकांतिका ही एक चेतावणी आहे. आणि केवळ अणुऊर्जेमध्येच नाही,” असे शिक्षणतज्ज्ञ व्ही.ए. लेगासोव्ह, सरकारी आयोगाचे सदस्य, प्रथम उपशिक्षणतज्ज्ञ ए.पी. अलेक्झांड्रोव्ह, ज्यांनी अणुऊर्जा संस्थेचे प्रमुख म्हणून नाव दिले. कुर्चाटोवा.

बर्‍याच देशांमध्ये, अणुऊर्जा विकास कार्यक्रम निलंबित केले गेले आणि अनेक देशांमध्ये, त्याच्या विकासासाठी पूर्वी नियोजित योजना पूर्णपणे सोडून देण्यात आल्या.

असे असूनही, 2000 पर्यंत, 37 देशांमध्ये कार्यरत असलेल्या अणुऊर्जा प्रकल्पांनी जागतिक वीज उत्पादनाच्या 16% उत्पादन केले.

21 व्या शतकाच्या सुरूवातीस अणुऊर्जा प्रकल्प चालवण्याच्या सुरक्षिततेची खात्री करण्यासाठी अभूतपूर्व प्रयत्नांमुळे हे शक्य झाले. अणुऊर्जेवर जनतेचा विश्वास पुनर्संचयित करा. त्याच्या विकासात "पुनर्जागरण" होण्याची वेळ येत आहे.

उच्च आर्थिक कार्यक्षमता आणि स्पर्धात्मकता, इंधन संसाधनांची उपलब्धता, विश्वासार्हता आणि सुरक्षितता या व्यतिरिक्त, एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे अणुऊर्जा हा विजेचा सर्वात पर्यावरणास अनुकूल स्त्रोत आहे, तरीही खर्च केलेल्या इंधनाच्या विल्हेवाटीची समस्या कायम आहे.

आण्विक इंधनाच्या पुनरुत्पादनाची (प्रजनन) गरज स्पष्ट झाली आहे, म्हणजे. वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या (ब्रीडर) बांधणे, परिणामी इंधनाच्या प्रक्रियेचा परिचय. या क्षेत्राच्या विकासाला गंभीर आर्थिक प्रोत्साहन आणि संभावना होत्या आणि अनेक देशांमध्ये ते केले गेले.

यूएसएसआरमध्ये, वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांच्या औद्योगिक वापरावर प्रथम प्रायोगिक काम सुरू झाले

1949, आणि 1950 च्या दशकाच्या मध्यापासून BR-1, BR-5, BOR-60 प्रायोगिक अणुभट्ट्यांची मालिका सुरू झाली (1969), 1973 मध्ये वीज उत्पादनासाठी 350 मेगावॅट क्षमतेच्या अणुभट्टीसह दुहेरी-उद्देशीय अणुऊर्जा प्रकल्प. आणि समुद्रातील पाण्याचे विलवणीकरण; 1980 मध्ये, 600 मेगावॅट क्षमतेची BN-600 औद्योगिक अणुभट्टी सुरू करण्यात आली.

या क्षेत्रातील एक व्यापक विकास कार्यक्रम यूएसए मध्ये लागू करण्यात आला. 1966-1972 मध्ये एनरिको फर्मी एल ही प्रायोगिक अणुभट्टी बांधली गेली आणि 1980 मध्ये जगातील सर्वात मोठी संशोधन अणुभट्टी, 400 मेगावॅट क्षमतेची FFTF कार्यान्वित झाली. जर्मनीमध्ये, पहिला अणुभट्टी 1974 मध्ये कार्य करण्यास सुरुवात झाली, परंतु उच्च-शक्तीची अणुभट्टी SNR-2, जी बांधली गेली, ती कधीही कार्यान्वित झाली नाही. फ्रान्समध्ये 1973 मध्ये 250 मेगावॅट क्षमतेची फिनिक्स अणुभट्टी सुरू करण्यात आली आणि 1986 मध्ये 1242 मेगावॅट क्षमतेची सुपरफेनिक्स अणुभट्टी सुरू करण्यात आली. जपानने 1977 मध्ये प्रायोगिक जोयो अणुभट्टी आणि 1994 मध्ये 280 मेगावॅटची मोंजू अणुभट्टी सुरू केली.

जागतिक समुदायाने 21 व्या शतकात प्रवेश केलेल्या पर्यावरणीय संकटाच्या संदर्भात, अणुऊर्जा विश्वसनीय वीज पुरवठा सुनिश्चित करण्यासाठी आणि पर्यावरणातील हरितगृह वायू आणि प्रदूषकांचे उत्सर्जन कमी करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण योगदान देऊ शकते.

अणुऊर्जा शाश्वत विकासाच्या आंतरराष्ट्रीय स्तरावर स्वीकृत तत्त्वांची पूर्तता करते, त्यातील एक महत्त्वाची आवश्यकता म्हणजे पुरेशा प्रमाणात इंधन आणि दीर्घकालीन वापरासह ऊर्जा संसाधनांची उपलब्धता.

21 व्या शतकातील समाज आणि जागतिक अर्थव्यवस्थेच्या विकासाची गणना आणि मॉडेलिंगवर आधारित अंदाजानुसार, विद्युत ऊर्जा उद्योगाची प्रमुख भूमिका राहील. 2030 पर्यंत, इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी (IEA) च्या अंदाजानुसार, जागतिक वीज उत्पादन दुप्पट आणि 30 ट्रिलियन पेक्षा जास्त होईल. kWh, आणि आंतरराष्ट्रीय अणुऊर्जा एजन्सी (IAEA) च्या अंदाजानुसार, अणुऊर्जेच्या "पुनर्जागरण" संदर्भात, त्याचा वाटा जागतिक वीज उत्पादनात 25% पर्यंत वाढेल आणि 100 हून अधिक नवीन अणुभट्ट्या बांधल्या जातील. पुढील 15 वर्षांत जग, आणि उर्जा अणुऊर्जा प्रकल्प 2006 मधील 370 दशलक्ष किलोवॅटवरून 2030 मध्ये 679 दशलक्ष किलोवॅटपर्यंत वाढतील.

सध्या, एकूण वीजनिर्मितीचा मोठा वाटा असलेले देश यूएसए, जपान, दक्षिण कोरिया आणि फिनलंडसह सक्रियपणे अणुऊर्जा विकसित करत आहेत. फ्रान्सने देशाच्या विद्युत उर्जा उद्योगाला अणुऊर्जेकडे वळवून आणि त्याचा विकास करत राहून, अनेक दशकांपासून ऊर्जेची समस्या यशस्वीपणे सोडवली. या देशातील वीज उत्पादनात अणुऊर्जा प्रकल्पांचा वाटा 80% पर्यंत पोहोचला आहे. अणुऊर्जा निर्मितीत अजूनही नगण्य वाटा असलेले विकसनशील देश उच्च दराने अणुऊर्जा प्रकल्प उभारत आहेत. अशा प्रकारे, भारताने 40 दशलक्ष किलोवॅट क्षमतेसह आणि चीन - 100 दशलक्ष किलोवॅटपेक्षा जास्त क्षमतेचा अणुऊर्जा प्रकल्प उभारण्याचा दीर्घकालीन आपला हेतू जाहीर केला.

2006 मध्ये निर्माणाधीन 29 अणुऊर्जा प्रकल्पांपैकी 15 आशिया खंडात आहेत. तुर्की, इजिप्त, जॉर्डन, चिली, थायलंड, व्हिएतनाम, अझरबैजान, पोलंड, जॉर्जिया, बेलारूस आणि इतर देश प्रथमच अणुऊर्जा प्रकल्प सुरू करण्याची योजना आखत आहेत.

रशियाने अणुऊर्जेच्या पुढील विकासाची योजना आखली आहे, ज्यामध्ये 2030 पर्यंत 40 दशलक्ष किलोवॅट क्षमतेचा अणुऊर्जा प्रकल्प उभारण्याची कल्पना आहे. युक्रेनमध्ये, 2030 पर्यंतच्या कालावधीसाठी युक्रेनच्या ऊर्जा धोरणानुसार, अणुऊर्जा प्रकल्पाचे उत्पादन 219 अब्ज kWh पर्यंत वाढवण्याचे, एकूण उत्पादनाच्या 50% च्या पातळीवर ते राखून आणि अणुऊर्जा प्रकल्पाची क्षमता वाढवण्याची योजना आहे. जवळजवळ 2 वेळा, ते 29.5 दशलक्ष किलोवॅटवर आणले, 85% स्थापित क्षमता वापर घटक (IUR) सह, 1-1.5 दशलक्ष किलोवॅट क्षमतेसह नवीन युनिट्सचे कार्यान्वित करणे आणि विद्यमान अणुऊर्जेच्या कार्यकाळाचा विस्तार यासह. प्लांट युनिट्स (2006 मध्ये युक्रेनमध्ये, अणुऊर्जा प्रकल्पांची क्षमता 13.8 दशलक्ष किलोवॅट इतकी होती ज्यात 90.2 अब्ज किलोवॅट वीज उत्पादन होते, किंवा एकूण उत्पादनाच्या सुमारे 48.7%).

थर्मल आणि वेगवान न्यूट्रॉन अणुभट्ट्या आणखी सुधारण्यासाठी अनेक देशांमध्ये सुरू असलेले काम त्यांची विश्वासार्हता, आर्थिक कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय सुरक्षितता आणखी सुधारेल. या संदर्भात आंतरराष्ट्रीय सहकार्य महत्त्वाचे ठरते. अशा प्रकारे, जीटी एमएसआर (गॅस टर्बाइन मॉड्यूलर सोलर-कूल्ड अणुभट्टी) या आंतरराष्ट्रीय प्रकल्पाच्या भविष्यात अंमलबजावणीसह, ज्याची उच्च पातळीची सुरक्षा आणि स्पर्धात्मकता, किरणोत्सर्गी कचरा कमी करणे, कार्यक्षमता वाढू शकते. 50% पर्यंत.

थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांसह अणुऊर्जा प्रकल्प आणि अणुइंधनाचे पुनरुत्पादन करणाऱ्या जलद न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांसह अणुऊर्जेच्या दोन-घटकांच्या संरचनेचा भविष्यात व्यापक वापर, नैसर्गिक युरेनियमच्या वापराची कार्यक्षमता वाढवेल आणि त्याच्या संचयनाची पातळी कमी करेल. किरणोत्सर्गी कचरा.

आण्विक इंधन सायकल (एनएफसी) च्या अणुऊर्जेच्या विकासामध्ये सर्वात महत्वाची भूमिका लक्षात घेतली पाहिजे, जी प्रत्यक्षात त्याचे सिस्टम-फॉर्मिंग घटक आहे. हे खालील परिस्थितीमुळे होते:

• आण्विक इंधन चक्र सुरक्षित आणि कार्यक्षम ऑपरेशनसाठी सर्व आवश्यक संरचनात्मक, तांत्रिक आणि डिझाइन उपायांसह प्रदान केले जाणे आवश्यक आहे;
• आण्विक इंधन चक्र ही अणुऊर्जेची सामाजिक स्वीकारार्हता आणि आर्थिक कार्यक्षमतेची आणि तिच्या व्यापक वापरासाठी एक अट आहे;
• आण्विक इंधन चक्राच्या विकासामुळे वीज निर्मिती करणाऱ्या अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या सुरक्षिततेची आवश्यक पातळी सुनिश्चित करणे आणि युरेनियम खाण, वाहतूक, खर्च केलेल्या पुनर्प्रक्रिया यासह अणुइंधनाच्या उत्पादनाशी संबंधित जोखीम कमी करणे ही कामे एकत्रित करण्याची गरज निर्माण होईल. आण्विक इंधन (SNF) आणि किरणोत्सर्गी कचऱ्याची विल्हेवाट (सुरक्षा आवश्यकतांची एक एकीकृत प्रणाली);
• युरेनियमचे उत्पादन आणि वापर (अणुइंधन चक्राचा प्रारंभिक टप्पा) मध्ये तीव्र वाढ झाल्यामुळे पर्यावरणात नैसर्गिक दीर्घकालीन रेडिओन्युक्लाइड्सचा प्रवेश होण्याचा धोका वाढतो, ज्यासाठी इंधन वापराची कार्यक्षमता वाढवणे आणि त्याचे प्रमाण कमी करणे आवश्यक आहे. वाया घालवणे आणि इंधन चक्र बंद करणे.

अणुऊर्जा प्रकल्पाची आर्थिक कार्यक्षमता थेट इंधन चक्रावर अवलंबून असते, ज्यामध्ये इंधन भरण्यासाठी लागणारा वेळ कमी करणे आणि इंधन असेंब्ली (FA) ची कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये वाढवणे समाविष्ट आहे. म्हणून, आण्विक इंधनाच्या उच्च वापर दरासह आणि कमी-कचरा बंद इंधन चक्राची निर्मिती करून आण्विक इंधन चक्र अधिक विकसित करणे आणि सुधारणे महत्वाचे आहे.

युक्रेनची ऊर्जा धोरण राष्ट्रीय इंधन चक्राच्या विकासासाठी प्रदान करते. अशा प्रकारे, युरेनियमचे उत्पादन 2030 मध्ये 0.8 हजार टनांवरून 6.4 हजार टनांपर्यंत वाढले पाहिजे, झिरकोनियम, झिरकोनियम मिश्र धातु आणि इंधन असेंब्लीसाठी घटकांचे देशांतर्गत उत्पादन अधिक विकसित केले जाईल आणि भविष्यात बंद इंधन चक्राची निर्मिती, तसेच सहभाग. आण्विक इंधनाच्या उत्पादनासाठी आंतरराष्ट्रीय सहकार्यामध्ये. युक्रेनच्या कॉर्पोरेट सहभागाची कल्पना VVER अणुभट्ट्यांसाठी इंधन असेंब्लींच्या निर्मितीसाठी आणि रशियामध्ये युरेनियम संवर्धनासाठी आंतरराष्ट्रीय केंद्राच्या निर्मितीमध्ये आणि युनायटेड स्टेट्सने प्रस्तावित केलेल्या आंतरराष्ट्रीय अणु इंधन बँकेत युक्रेनच्या प्रवेशासाठी केली आहे.

त्याच्या विकासाच्या संभाव्यतेसाठी अणुऊर्जेला इंधनाचा पुरवठा अत्यंत महत्त्वाचा आहे. जगातील नैसर्गिक युरेनियमची सध्याची मागणी सुमारे 60 हजार टन आहे, एकूण साठा सुमारे 16 दशलक्ष टन आहे.

21 व्या शतकात अधिक प्रगत तंत्रज्ञानाचा वापर करून जगात विजेचे वाढते उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी अणुऊर्जेची भूमिका झपाट्याने वाढेल. दीर्घकाळात अणुऊर्जेला अजून गंभीर प्रतिस्पर्धी नाही. त्याचा विकास मोठ्या प्रमाणावर होण्यासाठी, आधीच सूचित केल्याप्रमाणे, त्यात खालील गुणधर्म असणे आवश्यक आहे: उच्च कार्यक्षमता, संसाधनांची उपलब्धता, उर्जा रिडंडंसी, सुरक्षितता, स्वीकार्य पर्यावरणीय प्रभाव. पहिल्या तीन गरजा अणुऊर्जेच्या दोन-घटकांच्या संरचनेचा वापर करून पूर्ण केल्या जाऊ शकतात, ज्यामध्ये थर्मल आणि वेगवान अणुभट्ट्या असतात. अशा संरचनेसह, नैसर्गिक युरेनियम वापरण्याची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या वाढवणे, त्याचे उत्पादन कमी करणे आणि बायोस्फीअरमध्ये रेडॉनच्या प्रवेशाची पातळी मर्यादित करणे शक्य आहे. दोन्ही प्रकारच्या अणुभट्ट्यांसाठी आवश्यक सुरक्षा पातळी गाठण्याचे आणि भांडवली खर्च कमी करण्याचे मार्ग आधीच ज्ञात आहेत; त्यांची अंमलबजावणी करण्यासाठी वेळ आणि पैसा आवश्यक आहे. समाजाला अणुऊर्जेच्या पुढील विकासाची गरज लक्षात येईपर्यंत, दोन-घटकांच्या संरचनेचे तंत्रज्ञान प्रत्यक्षात तयार केले जाईल, जरी अणुऊर्जा प्रकल्प आणि इंधनासह उद्योगाची संरचना इष्टतम करण्याच्या दृष्टीने अद्याप बरेच काही करणे आवश्यक आहे. सायकल उपक्रम.

पर्यावरणीय प्रभावाची पातळी प्रामुख्याने इंधन चक्र (युरेनियम, प्लुटोनियम) आणि साठवण सुविधांमध्ये (Np, Am, Cm, विखंडन उत्पादने) रेडिओन्यूक्लाइड्सच्या प्रमाणात निर्धारित केली जाते.

अल्पायुषी समस्थानिकांच्या संपर्कात येण्याचा धोका, उदाहरणार्थ 1 1 I आणि 9 0 Sr, l 7 Cs, अणुऊर्जा प्रकल्प, साठवण सुविधा आणि इंधन सायकल उपक्रमांची सुरक्षितता वाढवून स्वीकार्य पातळीवर कमी केले जाऊ शकते. अशा जोखमीची स्वीकार्यता सरावाने सिद्ध केली जाऊ शकते. परंतु लाखो वर्षांपासून दीर्घकाळ टिकणाऱ्या ऍक्टिनाइड्स आणि विखंडन उत्पादनांच्या विल्हेवाटीची विश्वासार्हता सिद्ध करणे कठीण आणि अशक्य आहे.

निःसंशयपणे, आम्ही किरणोत्सर्गी कचऱ्याची विश्वसनीयरित्या विल्हेवाट लावण्याच्या मार्गांचा शोध सोडू शकत नाही, परंतु ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी ऍक्टिनाइड्स वापरण्याची शक्यता विकसित करणे आवश्यक आहे, म्हणजे. केवळ युरेनियम आणि प्लुटोनियमसाठीच नव्हे तर ऍक्टिनाइड्स (Np, Am, Cm, इ.) साठी देखील इंधन चक्र बंद करणे. थर्मल न्यूट्रॉन अणुभट्ट्यांच्या प्रणालीमध्ये धोकादायक दीर्घकालीन विखंडन उत्पादनांचे परिवर्तन आण्विक इंधनाच्या उत्पादनासाठी आणि प्रक्रियेसाठी अतिरिक्त तांत्रिक प्रक्रियेमुळे अणुऊर्जेची रचना गुंतागुंतीत करेल किंवा अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या प्रकारांची संख्या वाढवेल. Np, Am, Cm, इतर ऍक्टिनाइड्स आणि विखंडन उत्पादनांचा अणुभट्टीच्या इंधनात समावेश केल्याने त्यांची रचना गुंतागुंतीची होईल, नवीन प्रकारच्या आण्विक इंधनाच्या विकासाची आवश्यकता असेल आणि सुरक्षिततेवर नकारात्मक परिणाम होईल.

या संदर्भात, थर्मल आणि वेगवान अणुभट्ट्या आणि Np, Am, Cm आणि इतर ऍक्टिनाइड्स आणि काही विखंडन उत्पादनांचे परिवर्तन करण्यासाठी अणुभट्ट्यांचा समावेश असलेली अणुऊर्जेची तीन-घटक रचना तयार करण्याच्या शक्यतेचा विचार केला जात आहे.

सर्वात महत्त्वाच्या समस्या म्हणजे किरणोत्सर्गी कचऱ्याची प्रक्रिया आणि विल्हेवाट लावणे, ज्याचे रूपांतर आण्विक इंधनात होऊ शकते.

21 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात, मानवतेला नवीन प्रकारच्या उर्जेच्या विकासाच्या दिशेने वैज्ञानिक आणि तांत्रिक प्रगती करावी लागेल, ज्यामध्ये चार्ज केलेले कण प्रवेगक वापरून इलेक्ट्रोन्यूक्लियरचा समावेश आहे आणि भविष्यात थर्मोन्यूक्लियर, ज्यासाठी सैन्यात सामील होणे आणि आंतरराष्ट्रीय सहकार्य आवश्यक आहे.

चीनमध्ये सध्या निर्माणाधीन असलेल्या सर्व अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये तियानवान एनपीपी ऊर्जा युनिटच्या युनिट क्षमतेच्या दृष्टीने सर्वात मोठे आहे. त्याच्या मास्टर प्लॅनमध्ये प्रत्येकी 1000 मेगावॅट क्षमतेची चार पॉवर युनिट्स बांधण्याची शक्यता आहे. हे स्टेशन बीजिंग आणि शांघाय दरम्यान पिवळ्या समुद्राच्या किनाऱ्यावर आहे. 1998 मध्ये साइटवर बांधकाम सुरू झाले. वॉटर-कूल्ड वॉटर रिअॅक्टर VVER-1000/428 आणि K-1000-60/3000 टर्बाइनसह अणुऊर्जा प्रकल्पाचे पहिले पॉवर युनिट, मे 2006 मध्ये लॉन्च केले गेले, 2 जून 2007 रोजी कार्यान्वित करण्यात आले आणि दुसरे त्याच प्रकारचे युनिट 12 सप्टेंबर 2007 रोजी कार्यान्वित झाले. सध्या, अणु प्रकल्पातील दोन्ही ऊर्जा युनिट 100% उर्जेवर स्थिरपणे कार्य करतात आणि चीनच्या जिआंगसू प्रांताला वीज पुरवठा करतात. तियानवान एनपीपीचे तिसरे आणि चौथे पॉवर युनिट तयार करण्याचे नियोजित आहे.

त्या. त्या औद्योगिक देशांमध्ये जेथे नैसर्गिक ऊर्जा संसाधने अपुरी आहेत. हे देश अणुऊर्जा प्रकल्पांतून त्यांच्या दीड ते अर्धी वीज तयार करतात. युनायटेड स्टेट्स अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून केवळ अष्टमांश विजेचे उत्पादन करते, परंतु ते जागतिक उत्पादनाच्या सुमारे एक पंचमांश आहे.

अणुऊर्जा हा तीव्र चर्चेचा विषय राहिला आहे. अणुऊर्जेचे समर्थक आणि विरोधक त्यांच्या सुरक्षितता, विश्वासार्हता आणि आर्थिक कार्यक्षमतेच्या मूल्यांकनात तीव्रपणे भिन्न आहेत. याशिवाय, वीजनिर्मितीतून आण्विक इंधनाची संभाव्य गळती आणि अण्वस्त्रांच्या निर्मितीसाठी त्याचा वापर याविषयी व्यापक अटकळ आहे.

आण्विक इंधन चक्र.

अणुऊर्जा हा एक जटिल उद्योग आहे ज्यामध्ये अनेक औद्योगिक प्रक्रियांचा समावेश होतो ज्या एकत्रितपणे इंधन चक्र तयार करतात. अणुभट्टीच्या प्रकारावर आणि सायकलचा अंतिम टप्पा कसा येतो यावर अवलंबून विविध प्रकारचे इंधन चक्र आहेत.

सामान्यतः इंधन चक्रात खालील प्रक्रियांचा समावेश असतो. खाणींमध्ये युरेनियम धातूचे उत्खनन केले जाते. युरेनियम डायऑक्साइड वेगळे करण्यासाठी धातूचा चुरा केला जातो आणि किरणोत्सर्गी कचऱ्याची विल्हेवाट लावली जाते. परिणामी युरेनियम ऑक्साईड (यलोकेक) युरेनियम हेक्साफ्लोराइड, वायूयुक्त संयुगात रूपांतरित होते. युरेनियम-235 ची एकाग्रता वाढवण्यासाठी, समस्थानिक विभक्त वनस्पतींमध्ये युरेनियम हेक्साफ्लोराइड समृद्ध केले जाते. समृद्ध युरेनियम नंतर घन युरेनियम डायऑक्साइडमध्ये रूपांतरित केले जाते, ज्याचा वापर इंधन गोळ्या तयार करण्यासाठी केला जातो. इंधन घटक (इंधन घटक) गोळ्यांमधून गोळा केले जातात, जे अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या आण्विक अणुभट्टीच्या कोरमध्ये घालण्यासाठी असेंब्लीमध्ये एकत्र केले जातात. रिअॅक्टरमधून काढलेल्या खर्च केलेल्या इंधनात उच्च पातळीचे रेडिएशन असते आणि पॉवर प्लांटच्या प्रदेशात थंड झाल्यानंतर ते एका विशेष स्टोरेज सुविधेकडे पाठवले जाते. प्लांटच्या ऑपरेशन आणि देखभाल दरम्यान जमा होणारा निम्न-स्तरीय रेडिएशन कचरा काढून टाकण्यासाठी तरतूद केली जाते. त्याच्या सेवा आयुष्याच्या शेवटी, अणुभट्टी स्वतःच रद्द करणे आवश्यक आहे (अणुभट्टीचे घटक निर्जंतुकीकरण आणि विल्हेवाट लावणे). इंधन चक्राचा प्रत्येक टप्पा लोकांच्या सुरक्षिततेसाठी आणि पर्यावरणाच्या संरक्षणासाठी नियंत्रित केला जातो.

अणुभट्ट्या.

औद्योगिक आण्विक अणुभट्ट्या सुरुवातीला केवळ अण्वस्त्रे असलेल्या देशांमध्ये विकसित केल्या गेल्या. यूएसए, यूएसएसआर, ग्रेट ब्रिटन आणि फ्रान्स सक्रियपणे आण्विक अणुभट्ट्यांसाठी विविध पर्याय शोधत होते. तथापि, त्यानंतर, अणुऊर्जा उद्योगावर तीन मुख्य प्रकारच्या अणुभट्ट्या वर्चस्व गाजवल्या, ज्यात प्रामुख्याने इंधन, इच्छित कोर तापमान राखण्यासाठी वापरले जाणारे शीतलक आणि क्षय प्रक्रियेदरम्यान बाहेर पडणाऱ्या न्यूट्रॉनचा वेग कमी करण्यासाठी वापरलेले कूलंट आणि आवश्यक साखळी प्रतिक्रिया राखण्यासाठी.

त्यापैकी, पहिला (आणि सर्वात सामान्य) प्रकार एक समृद्ध युरेनियम अणुभट्टी आहे, ज्यामध्ये सामान्य किंवा "हलके" पाणी हे शीतलक आणि नियंत्रक (हलके पाणी अणुभट्टी) दोन्ही आहे. हलक्या पाण्याच्या अणुभट्टीचे दोन मुख्य प्रकार आहेत: एक अणुभट्टी ज्यामध्ये टर्बाइन फिरवणारी वाफ थेट कोरमध्ये (उकळत्या पाण्याची अणुभट्टी) तयार केली जाते आणि एक अणुभट्टी ज्यामध्ये बाह्य किंवा दुसऱ्या सर्किटमध्ये वाफे तयार होते. हीट एक्सचेंजर्स आणि स्टीम जनरेटरद्वारे प्राथमिक सर्किटमध्ये (पाणी -पाणी उर्जा अणुभट्टी - VVER). अमेरिकन सशस्त्र दलांच्या कार्यक्रमांतर्गत हलक्या पाण्याच्या अणुभट्टीचा विकास सुरू झाला. अशा प्रकारे, 1950 च्या दशकात, जनरल इलेक्ट्रिक आणि वेस्टिंगहाऊस यांनी यूएस नेव्ही पाणबुड्या आणि विमानवाहू जहाजांसाठी हलक्या पाण्याच्या अणुभट्ट्या विकसित केल्या. अणुइंधनाच्या पुनरुत्पादन आणि संवर्धनासाठी तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी या कंपन्या लष्करी कार्यक्रमांमध्ये देखील सामील होत्या. त्याच दशकात, सोव्हिएत युनियनने ग्रेफाइट-मॉडरेटेड उकळत्या पाण्याची अणुभट्टी विकसित केली.

दुसरा प्रकारचा अणुभट्टी ज्याला व्यावहारिक उपयोग सापडला आहे तो गॅस-कूल्ड अणुभट्टी (ग्रेफाइट मॉडरेटरसह) आहे. त्याची निर्मिती देखील सुरुवातीच्या अण्वस्त्र कार्यक्रमांशी जवळून संबंधित होती. 1940 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात आणि 1950 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, ग्रेट ब्रिटन आणि फ्रान्सने, त्यांचे स्वतःचे अणुबॉम्ब तयार करण्याचा प्रयत्न करत, गॅस-कूल्ड रिअॅक्टर्स विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित केले जे शस्त्रे-दर्जाचे प्लुटोनियम अत्यंत कार्यक्षमतेने तयार करतात आणि नैसर्गिक युरेनियमवर देखील चालवू शकतात.

तिसरा प्रकारचा अणुभट्टी ज्याला व्यावसायिक यश मिळाले आहे ते एक अणुभट्टी आहे ज्यामध्ये शीतलक आणि नियंत्रक दोन्ही जड पाणी आहेत आणि इंधन देखील नैसर्गिक युरेनियम आहे. अणुयुगाच्या सुरुवातीस, जड पाण्याच्या अणुभट्टीचे संभाव्य फायदे अनेक देशांमध्ये शोधले गेले. तथापि, अशा अणुभट्ट्यांचे उत्पादन मुख्यतः कॅनडामध्ये केंद्रित झाले, अंशतः युरेनियमच्या प्रचंड साठ्यामुळे.

आण्विक उद्योगाचा विकास.

दुसऱ्या महायुद्धापासून, जगभरात वीज क्षेत्रात अब्जावधी डॉलर्सची गुंतवणूक करण्यात आली आहे. वीजेची झपाट्याने वाढणारी मागणी, लोकसंख्या कितीतरी पटीने आणि राष्ट्रीय उत्पन्नातील वाढ यामुळे या इमारतीच्या भरभराटीला चालना मिळाली. मुख्य भर औष्णिक ऊर्जा प्रकल्प (TPPs) जळणारा कोळसा आणि काही प्रमाणात तेल आणि वायू, तसेच जलविद्युत प्रकल्पांवर होता. 1969 पूर्वी कोणतेही औद्योगिक प्रकारचे अणुऊर्जा प्रकल्प नव्हते. 1973 पर्यंत, जवळजवळ सर्व औद्योगिक देशांनी मोठ्या प्रमाणावर जलविद्युत संसाधने संपवली होती. 1973 नंतर ऊर्जेच्या किमतीत झालेली वाढ, विजेच्या मागणीत झपाट्याने झालेली वाढ आणि राष्ट्रीय ऊर्जा स्वातंत्र्य गमावण्याबद्दल वाढणारी चिंता या सर्व गोष्टींमुळे नजीकच्या भविष्यासाठी ऊर्जेचा एकमेव व्यवहार्य पर्यायी स्त्रोत म्हणून अणुऊर्जा हाच दृष्टिकोन निर्माण झाला. 1973-1974 च्या अरब तेल बंदीमुळे अणुऊर्जेच्या विकासासाठी ऑर्डर आणि आशावादी अंदाजांची अतिरिक्त लहर निर्माण झाली.

परंतु त्यानंतरच्या प्रत्येक वर्षाने या अंदाजांमध्ये स्वतःचे समायोजन केले. एकीकडे, सरकार, युरेनियम उद्योग, संशोधन प्रयोगशाळा आणि प्रभावशाली ऊर्जा कंपन्यांमध्ये अणुऊर्जेचे समर्थक होते. दुसरीकडे, लोकसंख्येचे हित, पर्यावरणाची स्वच्छता आणि ग्राहक हक्कांचे रक्षण करणारे गट एकत्र करून, एक मजबूत विरोध निर्माण झाला. आजपर्यंत सुरू असलेल्या या वादात प्रामुख्याने इंधन चक्राच्या विविध टप्प्यांचे पर्यावरणावर होणारे घातक परिणाम, अणुभट्ट्यांच्या अपघातांची शक्यता आणि त्यांचे संभाव्य परिणाम, अणुभट्ट्यांचे बांधकाम आणि ऑपरेशन यांची संघटना, अणुभट्ट्यांसाठी स्वीकार्य पर्याय यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. आण्विक कचऱ्याची विल्हेवाट, अणुऊर्जा प्रकल्पांवर तोडफोड आणि दहशतवादी हल्ल्यांची शक्यता तसेच अण्वस्त्रांचा प्रसार न करण्याच्या क्षेत्रात राष्ट्रीय आणि आंतरराष्ट्रीय प्रयत्नांची संख्या वाढवण्याचे मुद्दे.

सुरक्षा समस्या.

चेरनोबिल आपत्ती आणि 1970 आणि 1980 च्या दशकातील इतर आण्विक अणुभट्टी अपघात, इतर गोष्टींबरोबरच, हे स्पष्ट केले की असे अपघात अनेकदा अप्रत्याशित असतात. उदाहरणार्थ, चेरनोबिलमध्ये, नियोजित शटडाउन दरम्यान झालेल्या तीव्र पॉवर लाटमुळे 4 थ्या पॉवर युनिटच्या अणुभट्टीचे गंभीर नुकसान झाले. अणुभट्टी कॉंक्रिटच्या कवचात होती आणि ती आपत्कालीन शीतकरण प्रणाली आणि इतर आधुनिक सुरक्षा प्रणालींनी सुसज्ज होती. पण अणुभट्टी बंद केल्यावर विजेवर तीक्ष्ण उडी पडू शकते आणि अशा उडी मारल्यावर रिअॅक्टरमध्ये तयार होणारा हायड्रोजन वायू हवेत मिसळून त्याचा स्फोट होऊन अणुभट्टीची इमारत उद्ध्वस्त होईल, असे कधीच कुणाला वाटले नाही. अपघाताच्या परिणामी, 30 हून अधिक लोक मरण पावले, कीव आणि शेजारच्या प्रदेशातील 200,000 हून अधिक लोकांना रेडिएशनचे मोठे डोस मिळाले आणि कीवचा पाणीपुरवठा दूषित झाला. आपत्ती साइटच्या उत्तरेस - थेट रेडिएशन क्लाउडच्या मार्गावर - विशाल प्रिप्यट दलदल आहेत, जे बेलारूस, युक्रेन आणि पश्चिम रशियाच्या पर्यावरणासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत.

युनायटेड स्टेट्समध्ये, सुविधा निर्माण करणे आणि अणुभट्ट्या चालविण्यामध्ये अनेक सुरक्षा समस्यांचा सामना करावा लागला आहे ज्याने बांधकाम मंद केले आहे, डिझाइन आणि ऑपरेटिंग मानकांमध्ये असंख्य बदल करण्यास भाग पाडले आहे आणि खर्च आणि ऊर्जा खर्च वाढला आहे. या अडचणींचे दोन मुख्य स्त्रोत असल्याचे दिसून येते. त्यापैकी एक म्हणजे या नवीन ऊर्जा क्षेत्रातील ज्ञान आणि अनुभवाचा अभाव. आणखी एक म्हणजे अणुभट्टी तंत्रज्ञानाचा विकास, ज्यामुळे नवीन समस्या निर्माण होतात. परंतु जुने देखील शिल्लक आहेत, जसे की स्टीम जनरेटर पाईप्सचे गंज आणि उकळत्या पाण्याच्या अणुभट्टीच्या पाइपलाइनला तडे जाणे. शीतलक प्रवाहात अचानक बदल झाल्यामुळे होणारे नुकसान यासारख्या इतर सुरक्षा समस्यांचे पूर्णपणे निराकरण झालेले नाही.

अणुऊर्जेचे अर्थशास्त्र.

अणुऊर्जेतील गुंतवणूक, वीज निर्मितीच्या इतर क्षेत्रांतील गुंतवणूकीप्रमाणेच, दोन अटी पूर्ण केल्या गेल्यास आर्थिकदृष्ट्या न्याय्य आहे: प्रति किलोवॅट-तास किंमत स्वस्त पर्यायी उत्पादन पद्धतीपेक्षा जास्त नाही आणि विजेची अपेक्षित मागणी पुरेशी जास्त आहे. उत्पादित ऊर्जा त्याच्या किंमतीपेक्षा जास्त किंमतीला विकली जाऊ शकते. 1970 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, जागतिक आर्थिक शक्यता अणुऊर्जेसाठी खूप अनुकूल दिसत होती: विजेची मागणी आणि मुख्य इंधन, कोळसा आणि तेल या दोन्हीच्या किमती वेगाने वाढत होत्या. अणुऊर्जा प्रकल्प बांधण्याच्या खर्चाबद्दल, जवळजवळ सर्व तज्ञांना खात्री होती की ते स्थिर असेल किंवा अगदी कमी होण्यास सुरवात होईल. तथापि, 1980 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, हे स्पष्ट झाले की हे अंदाज चुकीचे होते: विजेच्या मागणीतील वाढ थांबली, नैसर्गिक इंधनाच्या किंमती यापुढे वाढल्या नाहीत तर कमी होऊ लागल्या आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांचे बांधकाम खूप जास्त झाले. सर्वात निराशावादी अंदाजात अपेक्षेपेक्षा महाग. परिणामी, अणुऊर्जेने सर्वत्र गंभीर आर्थिक अडचणींच्या काळात प्रवेश केला आणि ते ज्या देशात उगम पावले आणि सर्वात तीव्रतेने विकसित झाले - युनायटेड स्टेट्समध्ये ते सर्वात गंभीर होते.

जर आपण युनायटेड स्टेट्समधील अणुऊर्जेच्या अर्थशास्त्राचे तुलनात्मक विश्लेषण केले तर हे स्पष्ट होते की या उद्योगाने आपली स्पर्धात्मकता का गमावली आहे. 1970 च्या दशकाच्या सुरुवातीपासून, अणुऊर्जा प्रकल्पाच्या खर्चात झपाट्याने वाढ झाली आहे. पारंपारिक थर्मल पॉवर प्लांटच्या खर्चामध्ये प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष भांडवली गुंतवणूक, इंधन खर्च, ऑपरेटिंग खर्च आणि देखभाल खर्च यांचा समावेश होतो. कोळशावर चालणाऱ्या थर्मल पॉवर प्लांटच्या सर्व्हिस लाइफमध्ये, इंधनाची किंमत सर्व खर्चाच्या सरासरी 50-60% असते. अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या बाबतीत, भांडवली गुंतवणुकीचे वर्चस्व आहे, जे सर्व खर्चाच्या सुमारे 70% आहे. नवीन आण्विक अणुभट्ट्यांचा भांडवली खर्च कोळशावर चालणाऱ्या थर्मल पॉवर प्लांट्सच्या इंधन खर्चापेक्षा त्यांच्या संपूर्ण सेवा आयुष्यात लक्षणीयरीत्या जास्त असतो, ज्यामुळे अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या बाबतीत इंधन बचतीचा फायदा नाकारला जातो.

अणुऊर्जेची संभावना.

अणुऊर्जा विकसित करण्यासाठी सुरक्षित आणि किफायतशीर मार्गांचा शोध सुरू ठेवण्याच्या गरजेवर जोर देणाऱ्यांपैकी दोन मुख्य दिशा ओळखल्या जाऊ शकतात. पूर्वीच्या समर्थकांचा असा विश्वास आहे की आण्विक तंत्रज्ञानाच्या सुरक्षेमध्ये सार्वजनिक अविश्वास दूर करण्यावर सर्व प्रयत्न केंद्रित केले पाहिजेत. हे करण्यासाठी, नवीन अणुभट्ट्या विकसित करणे आवश्यक आहे जे सध्याच्या हलक्या पाण्यापेक्षा सुरक्षित आहेत. येथे दोन प्रकारच्या अणुभट्ट्या आहेत: "तंत्रज्ञानदृष्ट्या अत्यंत सुरक्षित" अणुभट्टी आणि "मॉड्युलर" उच्च-तापमान गॅस-कूल्ड अणुभट्टी.

मॉड्यूलर गॅस-कूल्ड अणुभट्टीचा नमुना जर्मनी, तसेच यूएसए आणि जपानमध्ये विकसित केला गेला. हलक्या पाण्याच्या अणुभट्टीच्या विपरीत, मॉड्यूलर गॅस-कूल्ड अणुभट्टीची रचना अशी आहे की त्याच्या ऑपरेशनची सुरक्षितता निष्क्रीयपणे सुनिश्चित केली जाते - ऑपरेटर किंवा इलेक्ट्रिकल किंवा यांत्रिक संरक्षण प्रणालींच्या थेट क्रियांशिवाय. तांत्रिकदृष्ट्या अत्यंत सुरक्षित अणुभट्ट्या देखील निष्क्रिय संरक्षण प्रणाली वापरतात. अशी अणुभट्टी, ज्याची कल्पना स्वीडनमध्ये प्रस्तावित केली गेली होती, ती वरवर पाहता डिझाइनच्या टप्प्याच्या पुढे गेली नाही. परंतु ज्यांना मॉड्युलर गॅस-कूल्ड अणुभट्ट्यांवर संभाव्य फायदे दिसत आहेत त्यांच्यामध्ये यूएसमध्ये याला जोरदार पाठिंबा मिळाला आहे. परंतु दोन्ही पर्यायांचे भवितव्य त्यांच्या अनिश्चित खर्चामुळे, विकासातील अडचणी आणि अणुऊर्जेचेच वादग्रस्त भवितव्य यामुळे अनिश्चित आहे.

इतर विचारसरणीच्या समर्थकांचा असा विश्वास आहे की विकसित देशांना नवीन ऊर्जा प्रकल्पांची आवश्यकता होण्यापूर्वी नवीन अणुभट्टी तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी थोडा वेळ शिल्लक आहे. त्यांच्या मते, प्रथम प्राधान्य म्हणजे अणुऊर्जेतील गुंतवणुकीला चालना देणे.

परंतु अणुऊर्जेच्या विकासाच्या या दोन शक्यतांव्यतिरिक्त, एक पूर्णपणे भिन्न दृष्टिकोन उदयास आला आहे. पुरवलेल्या ऊर्जेचा अधिक पूर्ण वापर, अक्षय ऊर्जा संसाधने (सौर पॅनेल इ.) आणि ऊर्जा संवर्धनावर ती आशा ठेवते. या दृष्टिकोनाच्या समर्थकांच्या मते, जर प्रगत देशांनी अधिक किफायतशीर प्रकाश स्रोत, घरगुती विद्युत उपकरणे, गरम उपकरणे आणि एअर कंडिशनर्स विकसित करण्यास स्विच केले तर बचत केलेली वीज सर्व विद्यमान अणुऊर्जा प्रकल्पांशिवाय पुरेशी असेल. विजेच्या वापरातील लक्षणीय घट हे दर्शविते की विजेची मागणी मर्यादित करण्यासाठी कार्यक्षमता हा एक महत्त्वाचा घटक असू शकतो.

अशा प्रकारे, अणुऊर्जेने अद्याप कार्यक्षमता, सुरक्षितता आणि सार्वजनिक सद्भावना या चाचण्या पार केल्या नाहीत. अणुऊर्जा प्रकल्पांचे बांधकाम आणि ऑपरेशन यावर किती प्रभावीपणे आणि विश्वासार्हपणे नियंत्रण ठेवले जाईल, तसेच किरणोत्सर्गी कचरा विल्हेवाट लावण्यासारख्या इतर अनेक समस्या किती यशस्वीपणे सोडवल्या जातील यावर त्याचे भविष्य अवलंबून आहे. अणुऊर्जेचे भवितव्य त्याच्या मजबूत प्रतिस्पर्ध्यांच्या व्यवहार्यता आणि विस्तारावर देखील अवलंबून आहे - कोळशावर आधारित थर्मल पॉवर प्लांट्स, नवीन ऊर्जा-बचत तंत्रज्ञान आणि अक्षय ऊर्जा संसाधने.

आण्विक अभिक्रियाची ऊर्जा अणूच्या केंद्रकात केंद्रित असते. अणू हा एक लहान कण आहे जो विश्वातील सर्व पदार्थ बनवतो.

अणुविखंडनातून मिळणारी ऊर्जेची मात्रा प्रचंड आहे आणि ती वीज निर्माण करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते, परंतु ती प्रथम अणूमधून सोडली पाहिजे.

ऊर्जा मिळते

आण्विक अभिक्रियातून उर्जेचा उपयोग अशा उपकरणांद्वारे होतो जे वीज निर्मितीसाठी अणू विखंडन नियंत्रित करू शकतात.

अणुभट्ट्या आणि उर्जा उत्पादनासाठी वापरले जाणारे इंधन बहुतेकदा युरेनियम या मूलद्रव्याच्या गोळ्या असतात. आण्विक अणुभट्टीमध्ये, युरेनियमचे अणू वेगळे पडण्यास भाग पाडले जातात. जेव्हा ते विभाजित होतात तेव्हा अणू विखंडन उत्पादने नावाचे लहान कण सोडतात. विखंडन उत्पादने इतर युरेनियम अणूंवर विभक्त होण्यासाठी कार्य करतात - एक साखळी प्रतिक्रिया सुरू होते. या साखळी अभिक्रियातून बाहेर पडणारी अणुऊर्जा उष्णता निर्माण करते. अणुभट्टीतील उष्णतेमुळे ते खूप गरम होते, त्यामुळे ते थंड होणे आवश्यक आहे.

तांत्रिकदृष्ट्या सर्वोत्तम शीतलक सामान्यतः पाणी असते, परंतु काही अणुभट्ट्या द्रव धातू किंवा वितळलेले क्षार वापरतात. गाभ्यापासून गरम केलेले शीतलक वाफ तयार करते. स्टीम टर्बाइनवर कार्य करते, ते वळते. टर्बाइन यांत्रिक ट्रान्समिशनद्वारे जनरेटरशी जोडलेले आहे, ज्यामुळे वीज निर्माण होते.
अणुभट्ट्या कंट्रोल रॉड्स वापरून नियंत्रित केल्या जातात ज्या उष्णतेच्या प्रमाणात समायोजित केल्या जाऊ शकतात. कंट्रोल रॉड्स अणुविखंडनातून निर्माण झालेल्या काही उत्पादनांना शोषून घेण्यासाठी कॅडमियम, हॅफनियम किंवा बोरॉन सारख्या पदार्थापासून बनवल्या जातात. प्रतिक्रिया नियंत्रित करण्यासाठी साखळी प्रतिक्रिया दरम्यान रॉड्स उपस्थित असतात. रॉड्स काढून टाकल्याने साखळी प्रतिक्रिया आणखी विकसित होईल आणि अधिक वीज निर्माण होईल.

जगातील सुमारे 15 टक्के वीज ही अणुऊर्जा प्रकल्पांतून निर्माण होते.

युनायटेड स्टेट्समध्ये 100 हून अधिक अणुभट्ट्या आहेत, जरी यूएस आपली बहुतेक वीज जीवाश्म इंधन आणि जलविद्युत उर्जेपासून निर्माण करते.

रशियामध्ये 10 अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये 33 पॉवर युनिट्स आहेत - देशाच्या उर्जा शिल्लकच्या 15%.

लिथुआनिया, फ्रान्स आणि स्लोव्हाकिया त्यांच्या अणुऊर्जा प्रकल्पांमधून बहुतेक वीज वापरतात.

ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी अणुइंधन वापरले जाते

युरेनियम हे अणु अभिक्रिया ऊर्जा निर्मितीसाठी सर्वाधिक वापरले जाणारे इंधन आहे. कारण युरेनियमचे अणू तुलनेने सहजपणे तुटतात. विशिष्ट प्रकारचे युरेनियम तयार केले जाते, ज्याला U-235 म्हणतात, दुर्मिळ आहे. U-235 हे जगातील युरेनियमच्या एक टक्‍क्‍यांपेक्षा कमी आहे.

ऑस्ट्रेलिया, कॅनडा, कझाकिस्तान, रशिया, उझबेकिस्तानमध्ये युरेनियमचे उत्खनन केले जाते आणि ते वापरण्यापूर्वी त्यावर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे.

अण्वस्त्रे तयार करण्यासाठी अणुइंधन वापरता येत असल्याने, युरेनियम किंवा प्लुटोनियम किंवा इतर आण्विक इंधनाच्या आयातीसाठी उत्पादन अप्रसार कराराच्या अधीन आहे. हा करार इंधनाच्या शांततापूर्ण वापरास प्रोत्साहन देतो, तसेच या प्रकारच्या शस्त्राचा प्रसार मर्यादित करतो.

अणुऊर्जा आणि लोक

आण्विक अणुऊर्जा वीज निर्माण करते जी घरे, शाळा, व्यवसाय आणि रुग्णालयांना उर्जा देण्यासाठी वापरली जाऊ शकते.

वीज निर्मितीसाठी पहिली अणुभट्टी इडाहो, यूएसए येथे बांधली गेली आणि प्रायोगिकपणे 1951 मध्ये स्वतःच वीज सुरू झाली.

1954 मध्ये, रशियातील ओबनिंस्क येथे पहिला अणुऊर्जा प्रकल्प तयार करण्यात आला, ज्याची रचना लोकांना ऊर्जा प्रदान करण्यासाठी केली गेली.

आण्विक अभिक्रिया ऊर्जा काढण्यासाठी अणुभट्ट्यांच्या बांधणीसाठी उच्च पातळीवरील तंत्रज्ञानाची आवश्यकता असते आणि केवळ अप्रसार करारावर स्वाक्षरी केलेले देश आवश्यक असलेले युरेनियम किंवा प्लुटोनियम मिळवू शकतात. या कारणांमुळे, बहुतेक अणुऊर्जा प्रकल्प जगातील विकसित देशांमध्ये आहेत.

अणुऊर्जा प्रकल्प अक्षय, पर्यावरणास अनुकूल संसाधने तयार करतात. ते हवा प्रदूषित करत नाहीत किंवा हरितगृह वायू उत्सर्जन करत नाहीत. ते शहरी किंवा ग्रामीण भागात बांधले जाऊ शकतात आणि त्यांच्या सभोवतालच्या वातावरणात आमूलाग्र बदल करत नाहीत.

पॉवर प्लांट्समधून किरणोत्सर्गी सामग्री

p मध्ये किरणोत्सर्गी सामग्रीअणुभट्टी सुरक्षित आहे कारण ती कूलिंग टॉवर नावाच्या वेगळ्या संरचनेत थंड केली जाते. वाफ पुन्हा पाण्यात वळते आणि पुन्हा वीज निर्मितीसाठी वापरली जाऊ शकते. अतिरीक्त वाफेचे वातावरणात पुनर्नवीनीकरण केले जाते, जेथे ते शुद्ध पाण्यासारखे हानिकारक नसते.

तथापि, आण्विक अभिक्रियातून मिळणाऱ्या ऊर्जेमध्ये किरणोत्सर्गी पदार्थाच्या रूपात उप-उत्पादन असते. किरणोत्सर्गी सामग्री अस्थिर केंद्रकांचा संग्रह आहे. हे केंद्रक त्यांची ऊर्जा गमावतात आणि सजीव प्राणी आणि पर्यावरणासह त्यांच्या सभोवतालच्या अनेक सामग्रीवर परिणाम करू शकतात. किरणोत्सर्गी सामग्री अत्यंत विषारी असू शकते, ज्यामुळे आजार होऊ शकतो, कर्करोग, रक्त विकार आणि हाडांचा क्षय होण्याचा धोका वाढतो.

किरणोत्सर्गी कचरा म्हणजे अणुभट्टीच्या ऑपरेशनमधून शिल्लक राहिलेला कचरा.

किरणोत्सर्गी कचरा कामगारांनी परिधान केलेले संरक्षणात्मक कपडे, उपकरणे आणि किरणोत्सर्गी धुळीच्या संपर्कात आलेले कापड व्यापतात. किरणोत्सर्गी कचरा दीर्घकाळ टिकणारा असतो. कपडे आणि साधने यांसारखी सामग्री हजारो वर्षे किरणोत्सर्गी राहू शकते. सरकार या सामग्रीची विल्हेवाट कशी लावली जाते याचे नियमन करते जेणेकरून ते इतर कोणत्याही गोष्टीला दूषित करत नाहीत.

वापरलेले इंधन आणि रॉड अत्यंत किरणोत्सर्गी असतात. वापरलेले युरेनियम गोळे मोठ्या जलतरण तलावांसारखे दिसणारे विशेष कंटेनरमध्ये साठवले पाहिजेत. काही वनस्पती ते वापरत असलेले इंधन जमिनीच्या वरच्या कोरड्या साठवण टाक्यांमध्ये साठवतात.

इंधन थंड करणारे पाणी किरणोत्सर्गीतेच्या संपर्कात येत नाही आणि म्हणून सुरक्षित आहे.

असे देखील ज्ञात आहेत ज्यांचे ऑपरेटिंग तत्त्व थोडे वेगळे आहे.

आण्विक ऊर्जा आणि किरणोत्सर्ग सुरक्षा वापर

आण्विक प्रतिक्रिया ऊर्जा वापरणाऱ्या टीकाकारांना भीती वाटते की किरणोत्सर्गी कचरा साठवण सुविधा गळती, क्रॅक किंवा कोसळतील. किरणोत्सर्गी सामग्री नंतर साइटजवळील माती आणि भूजल दूषित करू शकते. यामुळे परिसरातील लोक आणि सजीवांच्या आरोग्याच्या गंभीर समस्या उद्भवू शकतात. सर्व लोकांना बाहेर काढावे लागेल.

1986 मध्ये युक्रेनमधील चेरनोबिल येथे असेच घडले होते. चौथ्या अणुभट्टीच्या एका पॉवर प्लांटमध्ये वाफेच्या स्फोटामुळे ते नष्ट झाले आणि आग लागली. किरणोत्सर्गी कणांचा ढग तयार झाला, जो जमिनीवर पडला किंवा वार्‍याने वाहून गेला आणि ते कण पावसाच्या रूपात निसर्गातील जलचक्रात शिरले. बहुतेक रेडिओएक्टिव्ह फॉलआउट बेलारूसमध्ये पडले.

चेरनोबिल आपत्तीचे पर्यावरणीय परिणाम लगेचच झाले. साइटच्या आजूबाजूच्या किलोमीटरवर, पाइनचे जंगल सुकले आहे आणि मृत पाइन्सच्या लाल रंगामुळे या भागाला रेड फॉरेस्ट हे टोपणनाव मिळाले आहे. जवळच्या Pripyat नदीतील मासे किरणोत्सर्गी बनले आहेत आणि लोक यापुढे ते खाऊ शकणार नाहीत. गुरे आणि घोडे मेले. आपत्तीनंतर 100,000 हून अधिक लोकांना बाहेर काढण्यात आले, परंतु चेरनोबिलमधील मानवी बळींची संख्या निश्चित करणे कठीण आहे.

विकिरण विषबाधाचे परिणाम अनेक वर्षांनी दिसून येतात. कर्करोगासारख्या रोगांसाठी, स्त्रोत निश्चित करणे कठीण आहे.

अणुऊर्जेचे भविष्य

अणुभट्ट्या ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी अणूंचे विखंडन किंवा विभाजन वापरतात.

अणू एकत्र करून किंवा जोडून अणुविक्रिया ऊर्जा देखील तयार केली जाऊ शकते. उत्पादनात. उदाहरणार्थ, हेलियम तयार करण्यासाठी सूर्य सतत हायड्रोजन अणूंचे विभक्त संलयन करतो. आपल्या ग्रहावरील जीवन सूर्यावर अवलंबून असल्याने, आपण असे म्हणू शकतो की विखंडन पृथ्वीवर जीवन शक्य करते.

अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये अद्याप अणु संलयन (फ्यूजन) द्वारे सुरक्षितपणे आणि विश्वासार्हपणे ऊर्जा निर्माण करण्याची क्षमता नाही, परंतु शास्त्रज्ञ विभक्त संलयनाचा शोध घेत आहेत कारण ही प्रक्रिया सुरक्षित आणि उर्जेचा पर्यायी प्रकार म्हणून अधिक किफायतशीर असण्याची शक्यता आहे.

आण्विक प्रतिक्रियेची ऊर्जा प्रचंड आहे आणि ती लोकांनी वापरली पाहिजे. ही ऊर्जा मिळवण्याचे आव्हान विविध रेफ्रिजरंट्स, ऑपरेटिंग तापमान आणि शीतलक दाब, मॉडरेटर्स इत्यादींसह अनेक स्पर्धात्मक डिझाईन्स हे आहे. अशा प्रकारे, उत्पादन आणि ऑपरेशनल अनुभव महत्वाची भूमिका बजावतील.