அணுஉலையில் என்ன இருக்கிறது. அணு உலை எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டு வேலை செய்கிறது

அத்தியாயம் VIII அணு உலையின் செயல்பாட்டின் கொள்கை மற்றும் திறன்கள் I. அணு உலையின் வடிவமைப்பு ஒரு அணு உலை பின்வரும் ஐந்து முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது: 1) அணு எரிபொருள்; 2) நியூட்ரான் மதிப்பீட்டாளர்; 3) கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு; 4) குளிரூட்டும் அமைப்பு ; 5) பாதுகாப்பு

அத்தியாயம் 11 மின்கடத்தா உள் சாதனம் §1. மூலக்கூறு இருமுனைகள்§2. மின்னணு துருவப்படுத்தல் §3. துருவ மூலக்கூறுகள்; நோக்குநிலை துருவப்படுத்தல்§4. மின்கடத்தா §5 வெற்றிடங்களில் உள்ள மின்சார புலங்கள். திரவங்களின் மின்கடத்தா மாறிலி; கிளாசியஸ் சூத்திரம் - மொசோட்டி§6.

ஒரு சாதாரண மனிதனுக்கு, நவீன உயர் தொழில்நுட்ப சாதனங்கள் மிகவும் மர்மமானவை மற்றும் மர்மமானவை, பழங்காலங்கள் மின்னலை வணங்குவது போல் அவற்றை வணங்குவதே சரியானது. பள்ளி இயற்பியல் பாடங்கள், கணித கணக்கீடுகளால் நிரம்பியுள்ளன, சிக்கலை தீர்க்காது. ஆனால் ஒரு அணு உலை பற்றி கூட சொல்வது சுவாரஸ்யமானது, அதன் செயல்பாட்டின் கொள்கை ஒரு இளைஞனுக்கு கூட தெளிவாக உள்ளது.

அணு உலை எப்படி வேலை செய்கிறது?

இந்த உயர் தொழில்நுட்ப சாதனத்தின் செயல்பாட்டின் கொள்கை பின்வருமாறு:

1. ஒரு நியூட்ரான் உறிஞ்சப்படும் போது, ​​அணு எரிபொருள் (பெரும்பாலும் இது யுரேனியம்-235அல்லது புளூட்டோனியம்-239) அணுக்கருவின் பிரிவு ஏற்படுகிறது;
2. இயக்க ஆற்றல், காமா கதிர்வீச்சு மற்றும் இலவச நியூட்ரான்கள் வெளியிடப்படுகின்றன;
3. இயக்க ஆற்றல் வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது (கருக்கள் சுற்றியுள்ள அணுக்களுடன் மோதும்போது), காமா கதிர்வீச்சு அணுஉலையால் உறிஞ்சப்பட்டு வெப்பமாகவும் மாற்றப்படுகிறது;
4. உருவாக்கப்பட்ட நியூட்ரான்களில் சில எரிபொருள் அணுக்களால் உறிஞ்சப்படுகின்றன, இது ஒரு சங்கிலி எதிர்வினையை ஏற்படுத்துகிறது. அதைக் கட்டுப்படுத்த, நியூட்ரான் உறிஞ்சிகள் மற்றும் மதிப்பீட்டாளர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன;
5. ஒரு குளிரூட்டியின் (நீர், வாயு அல்லது திரவ சோடியம்) உதவியுடன், எதிர்வினை தளத்தில் இருந்து வெப்பம் அகற்றப்படுகிறது;
6. சூடான நீரில் இருந்து அழுத்தப்பட்ட நீராவி நீராவி விசையாழிகளை இயக்க பயன்படுகிறது;
7. ஒரு ஜெனரேட்டரின் உதவியுடன், விசையாழிகளின் சுழற்சியின் இயந்திர ஆற்றல் மாற்று மின்னோட்டமாக மாற்றப்படுகிறது.

வகைப்பாட்டிற்கான அணுகுமுறைகள்

உலைகளின் அச்சுக்கலைக்கு பல காரணங்கள் இருக்கலாம்:

• அணுசக்தி எதிர்வினை வகை மூலம். பிளவு (அனைத்து வணிக நிறுவல்கள்) அல்லது இணைவு (தெர்மோநியூக்ளியர் சக்தி, சில ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களில் மட்டுமே பரவலாக உள்ளது);
• குளிரூட்டி மூலம். பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், நீர் (கொதிக்கும் அல்லது கனமான) இந்த நோக்கத்திற்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது. மாற்று தீர்வுகள் சில நேரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: திரவ உலோகம் (சோடியம், ஈயம்-பிஸ்மத் அலாய், பாதரசம்), வாயு (ஹீலியம், கார்பன் டை ஆக்சைடு அல்லது நைட்ரஜன்), உருகிய உப்பு (ஃவுளூரைடு உப்புகள்);
• தலைமுறை மூலம்.முதலாவது ஆரம்பகால முன்மாதிரிகள், இது எந்த வணிக அர்த்தத்தையும் ஏற்படுத்தவில்லை. இரண்டாவது, 1996க்கு முன் கட்டப்பட்ட அணுமின் நிலையங்களில் பெரும்பாலானவை தற்போது பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூன்றாம் தலைமுறை சிறிய மேம்பாடுகளில் மட்டுமே முந்தைய தலைமுறையிலிருந்து வேறுபடுகிறது. நான்காவது தலைமுறைக்கான வேலை இன்னும் நடந்து கொண்டிருக்கிறது;
• மொத்த மாநிலத்தின் படிஎரிபொருள் (எரிவாயு இன்னும் காகிதத்தில் மட்டுமே உள்ளது);
• பயன்பாட்டின் நோக்கத்தால்(மின்சார உற்பத்தி, என்ஜின் தொடக்கம், ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி, உப்புநீக்கம், தனிமங்களின் மாற்றம், நரம்பியல் கதிர்வீச்சைப் பெறுதல், தத்துவார்த்த மற்றும் விசாரணை நோக்கங்களுக்காக).

அணு உலை சாதனம்

பெரும்பாலான மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள உலைகளின் முக்கிய கூறுகள்:

1. அணு எரிபொருள் - ஆற்றல் விசையாழிகளுக்கான வெப்ப உற்பத்திக்குத் தேவையான ஒரு பொருள் (பொதுவாக குறைந்த செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்);
2. அணு உலையின் செயலில் உள்ள மண்டலம் - இங்குதான் அணு வினை நடைபெறுகிறது;
3. நியூட்ரான் மதிப்பீட்டாளர் - வேகமான நியூட்ரான்களின் வேகத்தை குறைக்கிறது, அவற்றை வெப்ப நியூட்ரான்களாக மாற்றுகிறது;
4. நியூட்ரான் மூலத்தைத் தொடங்குதல் - அணுசக்தி எதிர்வினையின் நம்பகமான மற்றும் நிலையான ஏவலுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது;
5. நியூட்ரான் உறிஞ்சி - புதிய எரிபொருளின் உயர் வினைத்திறனைக் குறைக்க சில மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் கிடைக்கிறது;
6. நியூட்ரான் ஹோவிட்சர் - அணைக்கப்பட்ட பிறகு எதிர்வினையை மீண்டும் தொடங்கப் பயன்படுகிறது;
7. குளிரூட்டி (சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர்);
8. கட்டுப்பாட்டு தண்டுகள் - யுரேனியம் அல்லது புளூட்டோனியம் கருக்களின் பிளவு விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்த;
9. நீர் பம்ப் - நீராவி கொதிகலனுக்கு தண்ணீரை பம்ப் செய்கிறது;
10. நீராவி விசையாழி - நீராவியின் வெப்ப ஆற்றலை சுழற்சி இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுகிறது;
11. குளிரூட்டும் கோபுரம் - வளிமண்டலத்தில் அதிகப்படியான வெப்பத்தை அகற்றுவதற்கான ஒரு சாதனம்;
12. கதிரியக்கக் கழிவுகளைப் பெறுவதற்கும் சேமிப்பதற்கும் அமைப்பு;
13. பாதுகாப்பு அமைப்புகள் (அவசர டீசல் ஜெனரேட்டர்கள், அவசர மைய குளிரூட்டலுக்கான சாதனங்கள்).

சமீபத்திய மாதிரிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

சமீபத்திய 4 வது தலைமுறை உலைகள் வணிக ரீதியாக செயல்படும் 2030 க்கு முந்தையது அல்ல. தற்போது, ​​அவர்களின் பணியின் கொள்கை மற்றும் ஏற்பாடு வளர்ச்சி கட்டத்தில் உள்ளது. தற்போதைய தரவுகளின்படி, இந்த மாற்றங்கள் தற்போதுள்ள மாடல்களில் இருந்து வேறுபடும் நன்மைகள்:

• விரைவான எரிவாயு குளிரூட்டும் அமைப்பு. ஹீலியம் குளிரூட்டியாகப் பயன்படுத்தப்படும் என்று கருதப்படுகிறது. வடிவமைப்பு ஆவணங்களின்படி, 850 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலை கொண்ட உலைகளை இவ்வாறு குளிர்விக்க முடியும். அத்தகைய உயர் வெப்பநிலையில் வேலை செய்ய, குறிப்பிட்ட மூலப்பொருட்களும் தேவைப்படுகின்றன: கலப்பு செராமிக் பொருட்கள் மற்றும் ஆக்டினைடு கலவைகள்;
• முதன்மைக் குளிரூட்டியாக ஈயம் அல்லது ஈயம்-பிஸ்மத் கலவையைப் பயன்படுத்துவது சாத்தியம். இந்த பொருட்கள் குறைந்த நியூட்ரான் உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த உருகும் புள்ளியைக் கொண்டுள்ளன;
• மேலும், உருகிய உப்புகளின் கலவையை முக்கிய குளிரூட்டியாகப் பயன்படுத்தலாம். இதனால், நவீன நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட சகாக்களை விட அதிக வெப்பநிலையில் வேலை செய்ய முடியும்.

இயற்கையில் இயற்கையான ஒப்புமைகள்

அணு உலை என்பது உயர் தொழில்நுட்பத்தின் விளைபொருளாக மட்டுமே மக்கள் மனதில் உணரப்படுகிறது. இருப்பினும், உண்மையில் முதல் சாதனம் இயற்கை தோற்றம் கொண்டது. இது மத்திய ஆப்பிரிக்க மாநிலமான காபோனில் உள்ள ஓக்லோ பகுதியில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது:

• நிலத்தடி நீரால் யுரேனியம் பாறைகள் வெள்ளத்தில் மூழ்கியதால் அணு உலை உருவானது. அவர்கள் நியூட்ரான் மதிப்பீட்டாளர்களாக செயல்பட்டனர்;
• யுரேனியத்தின் சிதைவின் போது வெளியிடப்படும் வெப்ப ஆற்றல் தண்ணீரை நீராவியாக மாற்றுகிறது, மேலும் சங்கிலி எதிர்வினை நிறுத்தப்படுகிறது;
• குளிரூட்டும் வெப்பநிலை வீழ்ச்சியடைந்த பிறகு, எல்லாம் மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கிறது;
• திரவம் கொதிக்காமல், எதிர்வினையின் போக்கை நிறுத்தாமல் இருந்திருந்தால், மனிதகுலம் ஒரு புதிய இயற்கை பேரழிவை சந்தித்திருக்கும்;
• சுமார் ஒன்றரை பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இந்த உலையில் தன்னிச்சையான அணுக்கரு பிளவு தொடங்கியது. இந்த நேரத்தில், சுமார் 0.1 மில்லியன் வாட் வெளியீட்டு சக்தி ஒதுக்கப்பட்டது;
• பூமியில் உள்ள உலகின் அத்தகைய அதிசயம் மட்டுமே அறியப்படுகிறது. புதியவற்றின் தோற்றம் சாத்தியமற்றது: இயற்கை மூலப்பொருட்களில் யுரேனியம் -235 இன் விகிதம் ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை பராமரிக்க தேவையான அளவை விட மிகக் குறைவு.

தென் கொரியாவில் எத்தனை அணு உலைகள் உள்ளன?

இயற்கை வளங்களில் மோசமானது, ஆனால் தொழில்மயமாக்கப்பட்ட மற்றும் அதிக மக்கள்தொகை கொண்ட கொரியா குடியரசிற்கு மிகவும் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. அமைதியான அணுவை ஜெர்மனி நிராகரித்ததன் பின்னணியில், அணுசக்தி தொழில்நுட்பத்தை கட்டுப்படுத்துவதில் இந்த நாடு அதிக நம்பிக்கை கொண்டுள்ளது:

• 2035 ஆம் ஆண்டில் அணு மின் நிலையங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்சாரத்தின் பங்கு 60% ஐ எட்டும் என்று திட்டமிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் மொத்த உற்பத்தி - 40 ஜிகாவாட்களுக்கு மேல்;
• நாட்டில் அணு ஆயுதங்கள் இல்லை, ஆனால் அணு இயற்பியலில் ஆராய்ச்சி நடந்து வருகிறது. கொரிய விஞ்ஞானிகள் நவீன உலைகளுக்கான வடிவமைப்புகளை உருவாக்கியுள்ளனர்: மட்டு, ஹைட்ரஜன், திரவ உலோகம் போன்றவை.
• உள்ளூர் ஆராய்ச்சியாளர்களின் வெற்றி வெளிநாடுகளில் தொழில்நுட்பத்தை விற்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. அடுத்த 15-20 ஆண்டுகளில் நாடு இதுபோன்ற 80 யூனிட்களை ஏற்றுமதி செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது;
• ஆனால் இன்றைய நிலையில், பெரும்பாலான அணுமின் நிலையங்கள் அமெரிக்க அல்லது பிரெஞ்சு விஞ்ஞானிகளின் உதவியுடன் கட்டப்பட்டுள்ளன;
• இயக்க நிலையங்களின் எண்ணிக்கை ஒப்பீட்டளவில் சிறியது (நான்கு மட்டுமே), ஆனால் அவை ஒவ்வொன்றும் கணிசமான எண்ணிக்கையிலான உலைகளைக் கொண்டுள்ளன - மொத்தம் 40, மேலும் இந்த எண்ணிக்கை வளரும்.

நியூட்ரான்களால் குண்டுவீசப்படும் போது, ​​அணு எரிபொருள் ஒரு சங்கிலி எதிர்வினைக்குள் நுழைகிறது, இதன் விளைவாக அதிக அளவு வெப்பம் உருவாகிறது. கணினியில் உள்ள நீர் இந்த வெப்பத்தை எடுத்து நீராவியாக மாற்றுகிறது, இது மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் விசையாழிகளை மாற்றுகிறது. பூமியில் மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஆற்றல் மூலமான அணு உலையின் செயல்பாட்டின் எளிய வரைபடம் இங்கே உள்ளது.

வீடியோ: அணு உலைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

இந்த வீடியோவில், அணு உலைகளில் மின்சாரம் எவ்வாறு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, அவற்றின் விரிவான அமைப்பு பற்றி அணு இயற்பியலாளர் விளாடிமிர் சாய்கின் உங்களுக்குக் கூறுவார்:

அணுசக்தி என்பது மின்சாரம் தயாரிக்கும் நவீன மற்றும் வேகமாக வளரும் வழி. அணுமின் நிலையங்கள் எப்படி அமைக்கப்பட்டுள்ளன தெரியுமா? அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டின் கொள்கை என்ன? இன்று என்ன வகையான அணு உலைகள் உள்ளன? அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டுத் திட்டத்தை விரிவாகக் கருத்தில் கொள்ள முயற்சிப்போம், அணு உலையின் கட்டமைப்பை ஆராய்ந்து, மின்சாரம் தயாரிக்கும் அணு முறை எவ்வளவு பாதுகாப்பானது என்பதைக் கண்டறிய முயற்சிப்போம்.

எந்தவொரு நிலையமும் குடியிருப்புப் பகுதியிலிருந்து வெகு தொலைவில் மூடப்பட்ட பகுதி. அதன் பிரதேசத்தில் பல கட்டிடங்கள் உள்ளன. மிக முக்கியமான கட்டிடம் உலை கட்டிடம், அதற்கு அடுத்ததாக உலை கட்டுப்படுத்தப்படும் விசையாழி மண்டபம் மற்றும் பாதுகாப்பு கட்டிடம்.

அணு உலை இல்லாமல் திட்டம் சாத்தியமற்றது. அணு (அணு) உலை என்பது ஒரு அணு மின் நிலையத்தின் ஒரு சாதனமாகும், இது இந்த செயல்பாட்டில் ஆற்றலை கட்டாயமாக வெளியிடுவதன் மூலம் நியூட்ரான் பிளவின் சங்கிலி எதிர்வினையை ஒழுங்கமைக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆனால் அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டின் கொள்கை என்ன?

முழு உலை ஆலையும் உலை கட்டிடத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ளது, உலையை மறைக்கும் ஒரு பெரிய கான்கிரீட் கோபுரம் மற்றும் விபத்து ஏற்பட்டால், அணுசக்தி எதிர்வினையின் அனைத்து தயாரிப்புகளும் இருக்கும். இந்த பெரிய கோபுரம் கண்டெய்ன்மென்ட், ஹெர்மீடிக் ஷெல் அல்லது கன்டெய்ன்மென்ட் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

புதிய உலைகளில் உள்ள கட்டுப்பாட்டு மண்டலம் 2 தடிமனான கான்கிரீட் சுவர்களைக் கொண்டுள்ளது - குண்டுகள்.
80 செமீ தடிமன் கொண்ட வெளிப்புற ஷெல் வெளிப்புற தாக்கங்களிலிருந்து கட்டுப்பாட்டு பகுதியை பாதுகாக்கிறது.

1 மீட்டர் 20 செமீ தடிமன் கொண்ட உள் ஷெல் அதன் சாதனத்தில் சிறப்பு எஃகு கேபிள்களைக் கொண்டுள்ளது, இது கான்கிரீட்டின் வலிமையை கிட்டத்தட்ட மூன்று மடங்கு அதிகரிக்கிறது மற்றும் கட்டமைப்பை நொறுக்க அனுமதிக்காது. உட்புறத்தில், இது சிறப்பு எஃகு ஒரு மெல்லிய தாள் கொண்டு வரிசையாக உள்ளது, இது கட்டுப்பாட்டுக்கு கூடுதல் பாதுகாப்பிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் விபத்து ஏற்பட்டால், உலையின் உள்ளடக்கங்கள் கட்டுப்பாட்டு பகுதிக்கு வெளியே வெளியிடப்படுவதைத் தடுக்கிறது.

அணுமின் நிலையத்தின் அத்தகைய சாதனம் 200 டன் வரை எடையுள்ள விமானத்தின் வீழ்ச்சி, 8 ரிக்டர் அளவிலான பூகம்பம், சூறாவளி மற்றும் சுனாமி ஆகியவற்றைத் தாங்கும்.

1968 ஆம் ஆண்டு கனெக்டிகட் யாங்கியில் உள்ள அமெரிக்க அணுமின் நிலையங்களில் முதல் அழுத்தமான உறை கட்டப்பட்டது.

கட்டுப்பாட்டுப் பகுதியின் மொத்த உயரம் 50-60 மீட்டர்.

அணு உலை எதனால் ஆனது?

அணு உலையின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையையும், எனவே அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையையும் புரிந்து கொள்ள, நீங்கள் அணு உலையின் கூறுகளைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

• செயலில் மண்டலம். அணு எரிபொருள் (வெப்பத்தை வெளியிடுபவர்) மற்றும் மதிப்பீட்டாளர் வைக்கப்படும் பகுதி இது. எரிபொருளின் அணுக்கள் (பெரும்பாலும் யுரேனியம் எரிபொருளாகும்) ஒரு பிளவு சங்கிலி எதிர்வினையைச் செய்கிறது. மதிப்பீட்டாளர் பிளவு செயல்முறையை கட்டுப்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் வேகம் மற்றும் வலிமையின் அடிப்படையில் தேவையான எதிர்வினைகளை மேற்கொள்ள உங்களை அனுமதிக்கிறது.
• நியூட்ரான் பிரதிபலிப்பான். பிரதிபலிப்பான் செயலில் உள்ள மண்டலத்தைச் சுற்றி உள்ளது. இது மதிப்பீட்டாளரின் அதே பொருளைக் கொண்டுள்ளது. உண்மையில், இது ஒரு பெட்டி, இதன் முக்கிய நோக்கம் நியூட்ரான்கள் மையத்தை விட்டு வெளியேறி சுற்றுச்சூழலுக்கு வருவதைத் தடுப்பதாகும்.
• குளிரூட்டி. குளிரூட்டி எரிபொருள் அணுக்களின் பிளவின் போது வெளியிடப்பட்ட வெப்பத்தை உறிஞ்சி மற்ற பொருட்களுக்கு மாற்ற வேண்டும். அணுமின் நிலையம் எவ்வாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதை குளிரூட்டியே தீர்மானிக்கிறது. இன்று மிகவும் பிரபலமான குளிரூட்டி தண்ணீர்.
  உலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு. அணுமின் நிலைய உலையை செயல்பாட்டுக்கு கொண்டு வரும் சென்சார்கள் மற்றும் வழிமுறைகள்.

அணு மின் நிலையங்களுக்கான எரிபொருள்

அணுமின் நிலையம் என்ன செய்கிறது? அணுமின் நிலையங்களுக்கான எரிபொருள் என்பது கதிரியக்க பண்புகள் கொண்ட இரசாயன கூறுகள் ஆகும். அனைத்து அணுமின் நிலையங்களிலும், யுரேனியம் அத்தகைய ஒரு தனிமம்.

நிலையங்களின் வடிவமைப்பு, அணுமின் நிலையங்கள் சிக்கலான கலப்பு எரிபொருளில் இயங்குவதைக் குறிக்கிறது, தூய இரசாயன உறுப்பு மீது அல்ல. அணு உலையில் ஏற்றப்படும் இயற்கை யுரேனியத்திலிருந்து யுரேனிய எரிபொருளைப் பிரித்தெடுக்க, நீங்கள் நிறைய கையாளுதல்களைச் செய்ய வேண்டும்.

செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்

யுரேனியம் இரண்டு ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்ட கருக்களைக் கொண்டுள்ளது. அவை புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் ஐசோடோப்பு -235 மற்றும் ஐசோடோப்பு-238 எண்ணிக்கையால் பெயரிடப்பட்டன. 20 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தாதுவிலிருந்து யுரேனியம் 235 ஐ எடுக்கத் தொடங்கினர். சிதைப்பது மற்றும் மாற்றுவது எளிதாக இருந்தது. இயற்கையில் அத்தகைய யுரேனியத்தில் 0.7% மட்டுமே உள்ளது (மீதமுள்ள சதவீதம் 238 வது ஐசோடோப்புக்குச் சென்றது).

இந்த வழக்கில் என்ன செய்வது? யுரேனியத்தை செறிவூட்ட முடிவு செய்தனர். தேவையான 235x ஐசோடோப்புகள் மற்றும் சில தேவையற்ற 238x ஐசோடோப்புகள் இருக்கும் போது யுரேனியத்தை செறிவூட்டுவது ஒரு செயல்முறையாகும். யுரேனியம் செறிவூட்டுபவர்களின் பணியானது கிட்டத்தட்ட 100% யுரேனியம்-235 ஐ 0.7% இல் இருந்து உருவாக்குவதாகும்.

யுரேனியத்தை இரண்டு தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி செறிவூட்டலாம் - வாயு பரவல் அல்லது வாயு மையவிலக்கு. அவற்றின் பயன்பாட்டிற்காக, தாதுவிலிருந்து எடுக்கப்பட்ட யுரேனியம் வாயு நிலையாக மாற்றப்படுகிறது. வாயு வடிவத்தில், அது செறிவூட்டப்படுகிறது.

யுரேனியம் தூள்

செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம் வாயு ஒரு திட நிலையாக மாற்றப்படுகிறது - யுரேனியம் டை ஆக்சைடு. இந்த தூய திடமான யுரேனியம் 235 பெரிய வெள்ளை படிகங்கள் போல தோற்றமளிக்கிறது, பின்னர் அவை யுரேனியம் தூளாக நசுக்கப்படுகின்றன.

யுரேனியம் மாத்திரைகள்

யுரேனியம் துகள்கள் திட உலோக துவைப்பிகள், ஒரு ஜோடி சென்டிமீட்டர் நீளம். யுரேனியம் தூளில் இருந்து அத்தகைய மாத்திரைகளை வடிவமைக்கும் பொருட்டு, அது ஒரு பொருளுடன் கலக்கப்படுகிறது - ஒரு பிளாஸ்டிசைசர், இது மாத்திரையை அழுத்துவதன் தரத்தை மேம்படுத்துகிறது.

அழுத்தப்பட்ட துவைப்பிகள் 1200 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் ஒரு நாளுக்கு மேல் சுடப்படுகின்றன, இதனால் மாத்திரைகள் சிறப்பு வலிமை மற்றும் அதிக வெப்பநிலைக்கு எதிர்ப்பைக் கொடுக்கும். ஒரு அணுமின் நிலையம் செயல்படும் விதம், யுரேனியம் எரிபொருள் எவ்வளவு நன்றாக அழுத்தப்பட்டு சுடப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது.

மாத்திரைகள் மாலிப்டினம் பெட்டிகளில் சுடப்படுகின்றன, ஏனெனில். இந்த உலோகத்தால் மட்டுமே ஒன்றரை ஆயிரம் டிகிரிக்கு மேல் "நரக" வெப்பநிலையில் உருக முடியாது. அதன் பிறகு, அணுமின் நிலையங்களுக்கான யுரேனியம் எரிபொருள் தயாராக இருப்பதாக கருதப்படுகிறது.

TVEL மற்றும் TVS என்றால் என்ன?

அணுஉலை மையமானது ஒரு பெரிய வட்டு அல்லது குழாய் போன்ற சுவர்களில் துளைகள் (உலை வகையைப் பொறுத்து), மனித உடலின் 5 மடங்கு அளவு. இந்த துளைகள் யுரேனியம் எரிபொருளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவற்றின் அணுக்கள் விரும்பிய எதிர்வினையைச் செய்கின்றன.

ஒரு அணுஉலையில் எரிபொருளை வீசுவது சாத்தியமில்லை, நீங்கள் முழு நிலையத்தையும் வெடிக்க விரும்பவில்லை மற்றும் அருகிலுள்ள இரண்டு மாநிலங்களுக்கு விளைவுகளுடன் விபத்தை ஏற்படுத்த விரும்பவில்லை என்றால். எனவே, யுரேனியம் எரிபொருள் எரிபொருள் கம்பிகளில் வைக்கப்பட்டு, பின்னர் எரிபொருள் கூட்டங்களில் சேகரிக்கப்படுகிறது. இந்த சுருக்கங்கள் என்ன அர்த்தம்?

• TVEL - எரிபொருள் உறுப்பு (அவற்றை உற்பத்தி செய்யும் ரஷ்ய நிறுவனத்தின் அதே பெயருடன் குழப்பமடையக்கூடாது). உண்மையில், இது சிர்கோனியம் உலோகக் கலவைகளால் செய்யப்பட்ட மெல்லிய மற்றும் நீண்ட சிர்கோனியம் குழாய் ஆகும், அதில் யுரேனியம் துகள்கள் வைக்கப்படுகின்றன. எரிபொருள் தண்டுகளில் தான் யுரேனியம் அணுக்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளத் தொடங்கி, எதிர்வினையின் போது வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றன.

சிர்கோனியம் அதன் பயனற்ற தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு பண்புகள் காரணமாக எரிபொருள் கம்பிகளின் உற்பத்திக்கான ஒரு பொருளாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.

எரிபொருள் கூறுகளின் வகை உலையின் வகை மற்றும் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது. ஒரு விதியாக, எரிபொருள் தண்டுகளின் கட்டமைப்பு மற்றும் நோக்கம் மாறாது; குழாயின் நீளம் மற்றும் அகலம் வேறுபட்டிருக்கலாம்.

இயந்திரம் 200 க்கும் மேற்பட்ட யுரேனியம் துகள்களை ஒரு சிர்கோனியம் குழாயில் ஏற்றுகிறது. மொத்தத்தில், சுமார் 10 மில்லியன் யுரேனியம் துகள்கள் அணுஉலையில் ஒரே நேரத்தில் வேலை செய்கின்றன.
FA - எரிபொருள் அசெம்பிளி. NPP தொழிலாளர்கள் எரிபொருள் கூட்டங்களை மூட்டைகள் என்று அழைக்கிறார்கள்.

உண்மையில், இவை பல TVELகள் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. எரிபொருள் கூட்டங்கள் ஆயத்த அணு எரிபொருள், அணுமின் நிலையம் என்ன இயங்குகிறது. இது அணு உலையில் ஏற்றப்படும் எரிபொருள் கூட்டங்கள் ஆகும். ஒரு உலையில் சுமார் 150 - 400 எரிபொருள் கூட்டங்கள் வைக்கப்பட்டுள்ளன.
எரிபொருள் அசெம்பிளி எந்த உலையில் செயல்படும் என்பதைப் பொறுத்து, அவை வெவ்வேறு வடிவங்களில் வருகின்றன. சில நேரங்களில் மூட்டைகள் ஒரு கனசதுரமாக, சில சமயங்களில் ஒரு உருளையாக, சில சமயங்களில் ஒரு அறுகோண வடிவில் மடிக்கப்படும்.

4 வருட செயல்பாட்டிற்கான ஒரு எரிபொருள் அசெம்பிளி 670 வேகன் நிலக்கரி, 730 இயற்கை எரிவாயு தொட்டிகள் அல்லது எண்ணெய் ஏற்றப்பட்ட 900 தொட்டிகளை எரிக்கும்போது அதே அளவு ஆற்றலை உருவாக்குகிறது.
இன்று, எரிபொருள் கூட்டங்கள் முக்கியமாக ரஷ்யா, பிரான்ஸ், அமெரிக்கா மற்றும் ஜப்பான் தொழிற்சாலைகளில் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

மற்ற நாடுகளுக்கு அணுமின் நிலையங்களுக்கான எரிபொருளை வழங்குவதற்காக, எரிபொருள் கூட்டங்கள் நீண்ட மற்றும் அகலமான உலோகக் குழாய்களில் அடைக்கப்பட்டு, குழாய்களில் இருந்து காற்று பம்ப் செய்யப்பட்டு, சிறப்பு இயந்திரங்கள் மூலம் சரக்கு விமானத்தில் விநியோகிக்கப்படுகிறது.

அணுமின் நிலையங்களுக்கான அணு எரிபொருளின் எடை, tk. யுரேனியம் கிரகத்தின் கனமான உலோகங்களில் ஒன்றாகும். அதன் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு எஃகு 2.5 மடங்கு ஆகும்.

அணு மின் நிலையம்: செயல்பாட்டின் கொள்கை

அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டின் கொள்கை என்ன? அணு மின் நிலையங்களின் செயல்பாட்டின் கொள்கையானது ஒரு கதிரியக்கப் பொருளின் அணுக்களை பிளவுபடுத்தும் சங்கிலி எதிர்வினையை அடிப்படையாகக் கொண்டது - யுரேனியம். இந்த எதிர்வினை அணு உலையின் மையப்பகுதியில் நடைபெறுகிறது.

தெரிந்து கொள்வது முக்கியம்:

நீங்கள் அணு இயற்பியலின் நுணுக்கங்களுக்குச் செல்லவில்லை என்றால், அணு மின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை இதுபோல் தெரிகிறது:
அணு உலை தொடங்கப்பட்ட பிறகு, எரிபொருள் கம்பிகளில் இருந்து உறிஞ்சும் கம்பிகள் அகற்றப்படுகின்றன, இது யுரேனியம் வினைபுரிவதைத் தடுக்கிறது.

தண்டுகள் அகற்றப்பட்டவுடன், யுரேனியம் நியூட்ரான்கள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளத் தொடங்குகின்றன.

நியூட்ரான்கள் மோதும்போது, ​​அணு மட்டத்தில் ஒரு சிறு வெடிப்பு ஏற்பட்டு, ஆற்றல் வெளியாகி, புதிய நியூட்ரான்கள் பிறக்கும்போது, ​​ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை ஏற்படத் தொடங்குகிறது. இந்த செயல்முறை வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது.

வெப்பம் குளிரூட்டிக்கு மாற்றப்படுகிறது. குளிரூட்டியின் வகையைப் பொறுத்து, அது நீராவி அல்லது வாயுவாக மாறும், இது விசையாழியை சுழற்றுகிறது.

விசையாழி ஒரு மின்சார ஜெனரேட்டரை இயக்குகிறது. அவர்தான் உண்மையில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறார்.

நீங்கள் செயல்முறையைப் பின்பற்றவில்லை என்றால், அணு உலை வெடித்துச் சிதறும் வரை யுரேனியம் நியூட்ரான்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதலாம். கணினி உணரிகள் செயல்முறையை கட்டுப்படுத்துகின்றன. அவை வெப்பநிலை அதிகரிப்பு அல்லது அணுஉலையில் அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கண்டறிந்து தானாகவே எதிர்வினைகளை நிறுத்தலாம்.

அணு மின் நிலையங்கள் மற்றும் அனல் மின் நிலையங்களின் (வெப்ப மின் நிலையங்கள்) செயல்பாட்டுக் கொள்கைக்கு என்ன வித்தியாசம்?

வேலையில் உள்ள வேறுபாடுகள் முதல் கட்டங்களில் மட்டுமே உள்ளன. அணு மின் நிலையங்களில், குளிரூட்டி யுரேனியம் எரிபொருளின் அணுக்களின் பிளவுகளிலிருந்து வெப்பத்தைப் பெறுகிறது, வெப்ப மின் நிலையங்களில், குளிரூட்டியானது கரிம எரிபொருளின் (நிலக்கரி, எரிவாயு அல்லது எண்ணெய்) எரிப்பிலிருந்து வெப்பத்தைப் பெறுகிறது. யுரேனியத்தின் அணுக்கள் அல்லது நிலக்கரியுடன் கூடிய வாயு வெப்பத்தை வெளியிட்ட பிறகு, அணு மின் நிலையங்கள் மற்றும் அனல் மின் நிலையங்களின் செயல்பாட்டின் திட்டங்கள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.

அணு உலைகளின் வகைகள்

அணுமின் நிலையம் எவ்வாறு இயங்குகிறது என்பது அதன் அணு உலை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது. இன்று இரண்டு முக்கிய வகையான உலைகள் உள்ளன, அவை நியூரான்களின் நிறமாலைக்கு ஏற்ப வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:
மெதுவான நியூட்ரான் உலை, வெப்ப உலை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

அதன் செயல்பாட்டிற்கு, 235 யுரேனியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது செறிவூட்டல், யுரேனியம் மாத்திரைகள் உருவாக்கம் போன்ற நிலைகளில் செல்கிறது. இன்று, மெதுவான நியூட்ரான் உலைகள் பெரும்பான்மையாக உள்ளன.
வேகமான நியூட்ரான் உலை.

இந்த உலைகள் எதிர்காலம், ஏனெனில் அவர்கள் யுரேனியம்-238 இல் வேலை செய்கிறார்கள், இது ஒரு பத்து நாணயம் இயற்கையில் உள்ளது மற்றும் இந்த தனிமத்தை வளப்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. அத்தகைய உலைகளின் தீமை வடிவமைப்பு, கட்டுமானம் மற்றும் ஏவுதலுக்கான மிக அதிக செலவில் மட்டுமே உள்ளது. இன்று, வேகமான நியூட்ரான் உலைகள் ரஷ்யாவில் மட்டுமே இயங்குகின்றன.

வேகமான நியூட்ரான் உலைகளில் குளிரூட்டி பாதரசம், வாயு, சோடியம் அல்லது ஈயம்.

ஸ்லோ நியூட்ரான் உலைகள், இன்று உலகில் உள்ள அனைத்து அணுமின் நிலையங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் பல வகைகளில் வருகின்றன.

IAEA அமைப்பு (சர்வதேச அணுசக்தி நிறுவனம்) அதன் சொந்த வகைப்பாட்டை உருவாக்கியுள்ளது, இது உலக அணுசக்தி துறையில் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டின் கொள்கை பெரும்பாலும் குளிரூட்டி மற்றும் மதிப்பீட்டாளரின் தேர்வைப் பொறுத்தது என்பதால், IAEA இந்த வேறுபாடுகளின் அடிப்படையில் அதன் வகைப்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

ஒரு இரசாயனக் கண்ணோட்டத்தில், டியூட்டிரியம் ஆக்சைடு ஒரு சிறந்த மதிப்பீட்டாளர் மற்றும் குளிரூட்டியாகும், ஏனெனில் அதன் அணுக்கள் மற்ற பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது யுரேனியத்தின் நியூட்ரான்களுடன் மிகவும் திறம்பட தொடர்பு கொள்கின்றன. எளிமையாகச் சொன்னால், கனமான நீர் அதன் பணியை குறைந்தபட்ச இழப்புகள் மற்றும் அதிகபட்ச முடிவுகளுடன் செய்கிறது. இருப்பினும், அதன் உற்பத்திக்கு பணம் செலவாகிறது, அதே நேரத்தில் வழக்கமான "ஒளி" மற்றும் பழக்கமான தண்ணீரைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் எளிதானது.

அணு உலைகள் பற்றிய சில தகவல்கள்...

ஒரு அணுமின் நிலைய உலை குறைந்தது 3 ஆண்டுகளுக்கு கட்டப்பட்டது என்பது சுவாரஸ்யமானது!
ஒரு அணுஉலையை உருவாக்க, 210 கிலோ ஆம்பியர் மின்சாரத்தில் இயங்கும் கருவிகள் தேவை, இது ஒரு நபரைக் கொல்லக்கூடிய மின்னோட்டத்தை விட மில்லியன் மடங்கு அதிகம்.

அணு உலையின் ஒரு ஷெல் (கட்டமைப்பு உறுப்பு) 150 டன் எடை கொண்டது. ஒரு அணுஉலையில் இதுபோன்ற 6 தனிமங்கள் உள்ளன.

அழுத்த நீர் உலை

அணுமின் நிலையம் பொதுவாக எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே கண்டுபிடித்துள்ளோம், "அதை வரிசைப்படுத்த" மிகவும் பிரபலமான அழுத்தப்பட்ட அணு உலை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்.
இன்று உலகம் முழுவதும், தலைமுறை 3+ அழுத்த நீர் உலைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை மிகவும் நம்பகமானதாகவும் பாதுகாப்பானதாகவும் கருதப்படுகின்றன.

உலகில் உள்ள அனைத்து அழுத்தப்பட்ட நீர் உலைகளும் அவற்றின் செயல்பாட்டின் அனைத்து ஆண்டுகளிலும் ஏற்கனவே 1000 ஆண்டுகளுக்கும் மேலான சிக்கலற்ற செயல்பாட்டைப் பெற்றுள்ளன மற்றும் தீவிர விலகல்களை வழங்கவில்லை.

அழுத்தப்பட்ட நீர் உலைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட அணுமின் நிலையங்களின் அமைப்பு, காய்ச்சி வடிகட்டிய நீர் எரிபொருள் கம்பிகளுக்கு இடையில் சுழல்கிறது, 320 டிகிரி வரை வெப்பமடைகிறது. நீராவி நிலைக்குச் செல்வதைத் தடுக்க, அது 160 வளிமண்டலங்களின் அழுத்தத்தின் கீழ் வைக்கப்படுகிறது. NPP திட்டம் அதை முதன்மை நீர் என்று அழைக்கிறது.

சூடான நீர் நீராவி ஜெனரேட்டருக்குள் நுழைந்து, அதன் வெப்பத்தை இரண்டாம் நிலை சுற்றுகளின் தண்ணீருக்கு அளிக்கிறது, அதன் பிறகு அது மீண்டும் அணு உலைக்கு "திரும்புகிறது". வெளிப்புறமாக, முதன்மை நீர் சுற்றுகளின் குழாய்கள் மற்ற குழாய்களுடன் தொடர்பில் இருப்பது போல் தெரிகிறது - இரண்டாவது சுற்று நீர், அவை ஒருவருக்கொருவர் வெப்பத்தை மாற்றுகின்றன, ஆனால் நீர் தொடர்பு கொள்ளாது. குழாய்கள் தொடர்பில் உள்ளன.

இதனால், இரண்டாம் நிலை மின்சுற்றின் நீரில் கதிர்வீச்சு வருவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் விலக்கப்பட்டுள்ளன, இது மின்சாரத்தை உருவாக்கும் செயல்பாட்டில் மேலும் பங்கேற்கும்.

அணுமின் நிலைய பாதுகாப்பு

அணுமின் நிலையங்களின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையைக் கற்றுக்கொண்ட பிறகு, பாதுகாப்பு எவ்வாறு ஏற்பாடு செய்யப்பட்டுள்ளது என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். இன்று அணுமின் நிலையங்களின் வடிவமைப்பிற்கு பாதுகாப்பு விதிகளுக்கு அதிக கவனம் தேவை.
அணுமின் நிலைய பாதுகாப்பிற்கான செலவு, ஆலையின் மொத்த செலவில் தோராயமாக 40% ஆகும்.

NPP திட்டமானது கதிரியக்க பொருட்களின் வெளியீட்டைத் தடுக்கும் 4 உடல் தடைகளை உள்ளடக்கியது. இந்த தடைகள் என்ன செய்ய வேண்டும்? சரியான நேரத்தில், அணுக்கரு வினையை நிறுத்தவும், மையத்திலிருந்தும் அணு உலையிலிருந்தும் தொடர்ந்து வெப்பம் அகற்றப்படுவதை உறுதிசெய்து, ரேடியோநியூக்லைடுகளை கட்டுப்பாட்டு மண்டலத்திலிருந்து (கட்டுப்பாட்டு மண்டலம்) வெளியிடுவதைத் தடுக்கலாம்.

• முதல் தடை யுரேனியம் துகள்களின் வலிமை.அணு உலையில் அதிக வெப்பநிலையின் செல்வாக்கின் கீழ் அவை சரிந்துவிடாமல் இருப்பது முக்கியம். பல வழிகளில், அணுமின் நிலையம் எவ்வாறு இயங்குகிறது என்பது உற்பத்தியின் ஆரம்ப கட்டத்தில் யுரேனியம் துகள்கள் எவ்வாறு "சுடப்பட்டது" என்பதைப் பொறுத்தது. யுரேனியம் எரிபொருள் துகள்கள் தவறாக சுடப்பட்டால், அணுஉலையில் உள்ள யுரேனியம் அணுக்களின் எதிர்வினைகள் கணிக்க முடியாததாக இருக்கும்.
• இரண்டாவது தடை எரிபொருள் கம்பிகளின் இறுக்கம்.சிர்கோனியம் குழாய்கள் இறுக்கமாக மூடப்பட வேண்டும், இறுக்கம் உடைந்தால், உலை சேதமடையும் மற்றும் வேலை நிறுத்தப்படும், மோசமான நிலையில் எல்லாம் காற்றில் பறக்கும்.
• மூன்றாவது தடை ஒரு வலுவான எஃகு உலை கப்பல் a, (அதே பெரிய கோபுரம் - ஒரு கட்டுப்பாட்டு பகுதி) இது அனைத்து கதிரியக்க செயல்முறைகளையும் தன்னகத்தே "பிடிக்கிறது". ஹல் சேதமடைந்துள்ளது - கதிர்வீச்சு வளிமண்டலத்தில் வெளியிடப்படும்.
• நான்காவது தடை அவசர பாதுகாப்பு கம்பிகள்.செயலில் உள்ள மண்டலத்திற்கு மேலே, மதிப்பீட்டாளர்களுடன் கூடிய தண்டுகள் காந்தங்களில் இடைநீக்கம் செய்யப்படுகின்றன, இது 2 வினாடிகளில் அனைத்து நியூட்ரான்களையும் உறிஞ்சி, சங்கிலி எதிர்வினை நிறுத்தப்படும்.

பல டிகிரி பாதுகாப்புடன் அணுமின் நிலையம் கட்டப்பட்டாலும், சரியான நேரத்தில் உலை மையத்தை குளிர்விக்க முடியாவிட்டால், எரிபொருள் வெப்பநிலை 2600 டிகிரிக்கு உயர்ந்தால், பாதுகாப்பு அமைப்பின் கடைசி நம்பிக்கை நடைமுறைக்கு வருகிறது. - உருகும் பொறி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

உண்மை என்னவென்றால், அத்தகைய வெப்பநிலையில் உலை கப்பலின் அடிப்பகுதி உருகும், மேலும் அணு எரிபொருள் மற்றும் உருகிய கட்டமைப்புகளின் அனைத்து எச்சங்களும் உலை மையத்திற்கு மேலே இடைநிறுத்தப்பட்ட ஒரு சிறப்பு "கண்ணாடியில்" பாயும்.

உருகும் பொறி குளிரூட்டப்பட்டது மற்றும் பயனற்றது. இது "தியாகப் பொருள்" என்று அழைக்கப்படுவதால் நிரப்பப்படுகிறது, இது படிப்படியாக பிளவு சங்கிலி எதிர்வினையை நிறுத்துகிறது.

எனவே, NPP திட்டம் பல டிகிரி பாதுகாப்பைக் குறிக்கிறது, இது விபத்துக்கான சாத்தியத்தை முற்றிலும் விலக்குகிறது.

சாதனம் மற்றும் செயல்பாட்டின் கொள்கை

பவர் ரிலீஸ் பொறிமுறை

ஒரு பொருளின் மாற்றம், பொருளின் ஆற்றல் இருப்பு இருந்தால் மட்டுமே இலவச ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. பிந்தையது, பொருளின் நுண் துகள்கள் மற்றொரு சாத்தியமான நிலையை விட அதிக ஓய்வு ஆற்றலுடன் ஒரு நிலையில் உள்ளன, அதற்கான மாற்றம் உள்ளது. தன்னிச்சையான மாற்றம் எப்போதும் ஒரு ஆற்றல் தடையால் தடுக்கப்படுகிறது, அதைக் கடக்க நுண் துகள்கள் வெளியில் இருந்து சிறிது ஆற்றலைப் பெற வேண்டும் - உற்சாகத்தின் ஆற்றல். எக்ஸோஎனெர்ஜெடிக் எதிர்வினை என்பது, உற்சாகத்தைத் தொடர்ந்து ஏற்படும் மாற்றத்தில், செயல்முறையைத் தூண்டுவதற்குத் தேவையானதை விட அதிக ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. ஆற்றல் தடையை கடக்க இரண்டு வழிகள் உள்ளன: ஒன்று மோதும் துகள்களின் இயக்க ஆற்றல் காரணமாகவோ அல்லது இணைகின்ற துகள்களின் பிணைப்பு ஆற்றல் காரணமாகவோ.

ஆற்றல் வெளியீட்டின் மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுகோல்களை நாம் மனதில் வைத்திருந்தால், எதிர்வினைகளின் தூண்டுதலுக்குத் தேவையான இயக்க ஆற்றல் அனைத்து அல்லது முதலில் குறைந்தபட்சம் பொருளின் சில துகள்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். வெப்ப இயக்கத்தின் ஆற்றல் செயல்முறையின் போக்கை கட்டுப்படுத்தும் ஆற்றல் வாசலின் மதிப்பை அணுகும் மதிப்பிற்கு ஊடகத்தின் வெப்பநிலையை அதிகரிப்பதன் மூலம் மட்டுமே இதை அடைய முடியும். மூலக்கூறு மாற்றங்களின் விஷயத்தில், அதாவது, இரசாயன எதிர்வினைகள், இத்தகைய அதிகரிப்பு பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான கெல்வின்கள் ஆகும், அதே சமயம் அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் விஷயத்தில் இது குறைந்தபட்சம் 10 7 ஆகும், ஏனெனில் மோதும் கருக்களின் கூலம்ப் தடைகளின் மிக உயர்ந்த உயரம் காரணமாகும். அணுக்கரு எதிர்விளைவுகளின் வெப்ப தூண்டுதல், இலகுவான அணுக்கருக்களின் தொகுப்பில் மட்டுமே நடைமுறையில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இதில் கூலம்ப் தடைகள் குறைவாக இருக்கும் (தெர்மோநியூக்ளியர் ஃப்யூஷன்).

சேரும் துகள்களின் தூண்டுதலுக்கு ஒரு பெரிய இயக்க ஆற்றல் தேவையில்லை, எனவே, ஊடகத்தின் வெப்பநிலையை சார்ந்து இல்லை, ஏனெனில் இது கவர்ச்சிகரமான சக்திகளின் துகள்களில் உள்ளார்ந்த பயன்படுத்தப்படாத பிணைப்புகள் காரணமாக ஏற்படுகிறது. ஆனால் மறுபுறம், எதிர்வினைகளைத் தூண்டுவதற்கு துகள்களே அவசியம். மீண்டும் நாம் மனதில் ஒரு தனி எதிர்வினை செயல் அல்ல, ஆனால் ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவில் ஆற்றல் உற்பத்தி இருந்தால், இது ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை நிகழும்போது மட்டுமே சாத்தியமாகும். எதிர்வினையைத் தூண்டும் துகள்கள் ஒரு எக்ஸோஎனெர்ஜெடிக் வினையின் தயாரிப்புகளாக மீண்டும் தோன்றும் போது பிந்தையது எழுகிறது.

வடிவமைப்பு

எந்த அணு உலையும் பின்வரும் பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது:

• அணு எரிபொருள் மற்றும் மதிப்பீட்டாளருடன் கோர்;
• மையத்தைச் சுற்றியுள்ள நியூட்ரான் பிரதிபலிப்பான்;
• அவசரகால பாதுகாப்பு உட்பட சங்கிலி எதிர்வினை ஒழுங்குமுறை அமைப்பு;
• கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பு;
• ரிமோட் கண்ட்ரோல் சிஸ்டம்.

செயல்பாட்டின் இயற்பியல் கோட்பாடுகள்

முக்கிய கட்டுரைகளையும் பார்க்கவும்:

அணு உலையின் தற்போதைய நிலையை பயனுள்ள நியூட்ரான் பெருக்கல் காரணி மூலம் வகைப்படுத்தலாம் கேஅல்லது வினைத்திறன் ρ , இவை பின்வரும் உறவால் தொடர்புடையவை:

இந்த மதிப்புகள் பின்வரும் மதிப்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

• கே> 1 - சங்கிலி எதிர்வினை நேரத்தில் அதிகரிக்கிறது, உலை உள்ளது மிக முக்கியமானநிலை, அதன் வினைத்திறன் ρ > 0;
• கே < 1 - реакция затухает, реактор - subcritical, ρ < 0;
• கே = 1, ρ = 0 - அணுக்கரு பிளவுகளின் எண்ணிக்கை நிலையானது, உலை நிலையானது முக்கியமானநிலை.

அணு உலை நெருக்கடி நிலை:

பெருக்கல் காரணியை ஒற்றுமையாக மாற்றுவது நியூட்ரான்களின் பெருக்கத்தை அவற்றின் இழப்புகளுடன் சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. இழப்புகளுக்கு உண்மையில் இரண்டு காரணங்கள் உள்ளன: பிளவு இல்லாமல் பிடிப்பு மற்றும் இனப்பெருக்க ஊடகத்திற்கு வெளியே நியூட்ரான்களின் கசிவு.

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

வெப்ப உலைகளுக்கான k 0 ஐ "4 காரணிகளின் சூத்திரம்" என்று அழைக்கப்படுவதன் மூலம் தீர்மானிக்க முடியும்:

• η என்பது இரண்டு உறிஞ்சுதல்களுக்கு நியூட்ரான் விளைச்சல் ஆகும்.

நவீன மின் உலைகளின் அளவுகள் நூற்றுக்கணக்கான m³ ஐ அடையலாம் மற்றும் முக்கியமாக விமர்சன நிலைமைகளால் அல்ல, ஆனால் வெப்பத்தை அகற்றுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

முக்கியமான தொகுதிஅணு உலை - ஒரு முக்கியமான நிலையில் உள்ள உலை மையத்தின் அளவு. விமர்சன நிறைஒரு முக்கியமான நிலையில் இருக்கும் அணுஉலையின் பிளவுப் பொருளின் நிறை.

நீர் நியூட்ரான் பிரதிபலிப்பாளருடன் தூய பிளவு ஐசோடோப்புகளின் உப்புகளின் நீர்வாழ் கரைசல்களால் எரிபொருளாகக் கொண்ட உலைகள் மிகக் குறைந்த சிக்கலான நிறை கொண்டவை. 235 U க்கு இந்த நிறை 0.8 கிலோ, 239 Pu க்கு 0.5 கிலோ. இருப்பினும், பெரிலியம் ஆக்சைடு பிரதிபலிப்பாளரைக் கொண்ட LOPO உலைக்கான (உலகின் முதல் செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம் உலை) முக்கியமான நிறை 0.565 கிலோவாக இருந்தது, இருப்பினும் 235 ஐசோடோப்பில் செறிவூட்டலின் அளவு சிறிதளவு மட்டுமே இருந்தது. 14% க்கும் அதிகமாக. கோட்பாட்டளவில், மிகச்சிறிய கிரிட்டிகல் வெகுஜனம் உள்ளது, இந்த மதிப்பு 10 கிராம் மட்டுமே.

நியூட்ரான் கசிவைக் குறைப்பதற்காக, மையமானது ஒரு சிறிய உருளை அல்லது கன சதுரம் போன்ற ஒரு கோள வடிவத்தை அல்லது கோள வடிவத்திற்கு நெருக்கமாக கொடுக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த புள்ளிவிவரங்கள் பரப்பளவிற்கும் தொகுதிக்கும் மிகச்சிறிய விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன.

மதிப்பு (e - 1) பொதுவாக சிறியதாக இருந்தாலும், பெரிய அணு உலைகளுக்கு (K∞ - 1) வேகமான நியூட்ரான் பெருக்கத்தின் பங்கு மிகப் பெரியது.<< 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

ஒரு சங்கிலி எதிர்வினையைத் தொடங்க, பொதுவாக யுரேனியம் கருக்களின் தன்னிச்சையான பிளவின் போது போதுமான நியூட்ரான்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. அணுஉலையைத் தொடங்க நியூட்ரான்களின் வெளிப்புற மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதும் சாத்தியமாகும், எடுத்துக்காட்டாக, மற்றும் அல்லது பிற பொருட்களின் கலவை.

அயோடின் குழி

அயோடின் குழி - அணு உலை மூடப்பட்ட பிறகு அதன் நிலை, குறுகிய கால செனான் ஐசோடோப்பின் திரட்சியால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை குறிப்பிடத்தக்க எதிர்மறை வினைத்திறனின் தற்காலிக தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இதையொட்டி, ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு (சுமார் 1-2 நாட்கள்) உலையை அதன் வடிவமைப்பு திறனுக்கு கொண்டு வர இயலாது.

வகைப்பாடு

நியமனம் மூலம்

அணு உலைகளின் பயன்பாட்டின் தன்மையைப் பொறுத்து, அவை பிரிக்கப்படுகின்றன:

• சக்தி உலைகள்ஆற்றல் துறையில் பயன்படுத்தப்படும் மின் மற்றும் வெப்ப ஆற்றலை உற்பத்தி செய்வதற்கும், கடல்நீரை உப்புநீக்குவதற்கும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது (உப்பு நீக்கும் உலைகளும் தொழில்துறை என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன). இத்தகைய உலைகள் முக்கியமாக அணு மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்பட்டன. நவீன மின் உலைகளின் வெப்ப சக்தி 5 GW ஐ அடைகிறது. ஒரு தனி குழுவில் ஒதுக்குங்கள்:
  • போக்குவரத்து உலைகள்வாகன இயந்திரங்களுக்கு ஆற்றலை வழங்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. பரந்த பயன்பாட்டுக் குழுக்கள் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் பல்வேறு மேற்பரப்புக் கப்பல்களில் பயன்படுத்தப்படும் கடல் போக்குவரத்து உலைகள் மற்றும் விண்வெளி தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படும் உலைகள் ஆகும்.
• பரிசோதனை உலைகள், பல்வேறு உடல் அளவுகளை ஆய்வு செய்ய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அணு உலைகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டிற்கு தேவையான மதிப்பு; அத்தகைய உலைகளின் சக்தி சில kW ஐ விட அதிகமாக இல்லை.
• ஆராய்ச்சி உலைகள், இதில் மையத்தில் உருவாக்கப்பட்ட நியூட்ரான் மற்றும் காமா-கதிர்கள் அணு இயற்பியல், திட நிலை இயற்பியல், கதிர்வீச்சு வேதியியல், உயிரியல் துறையில் ஆராய்ச்சிக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, தீவிர நியூட்ரான் பாய்வுகளில் (பகுதி அணு உலைகள் உட்பட) செயல்படும் பொருட்களைப் பரிசோதிக்க. ஐசோடோப்புகளின் உற்பத்திக்காக. ஆராய்ச்சி உலைகளின் சக்தி 100 மெகாவாட்டிற்கு மேல் இல்லை. வெளியிடப்பட்ட ஆற்றல் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.
• தொழில்துறை (ஆயுதங்கள், ஐசோடோப்பு) உலைகள்பல்வேறு துறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஐசோடோப்புகளை தயாரிக்க பயன்படுகிறது. 239 பு போன்ற அணு ஆயுதங்களின் தரப் பொருட்களின் உற்பத்திக்கு மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கடல் நீரை உப்புநீக்கப் பயன்படும் உலைகளும் தொழில்துறையில் அடங்கும்.

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வெவ்வேறு பணிகளைத் தீர்க்க பெரும்பாலும் உலைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் அவை அழைக்கப்படுகின்றன பல்நோக்கு. எடுத்துக்காட்டாக, சில மின் உலைகள், குறிப்பாக அணுசக்தியின் விடியற்காலையில், முக்கியமாக சோதனைகளை நோக்கமாகக் கொண்டிருந்தன. வேகமான நியூட்ரான் உலைகள் ஒரே நேரத்தில் சக்தியை உருவாக்கும் மற்றும் உற்பத்தி செய்யும் ஐசோடோப்புகளாக இருக்கலாம். தொழில்துறை உலைகள், அவற்றின் முக்கிய பணிக்கு கூடுதலாக, பெரும்பாலும் மின் மற்றும் வெப்ப ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன.

நியூட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரம் படி

• வெப்ப (மெதுவான) நியூட்ரான் உலை ("வெப்ப உலை")
• வேகமான நியூட்ரான் உலை ("வேகமான உலை")

எரிபொருள் வைப்பு மூலம்

• பன்முக அணு உலைகள், எரிபொருளானது மையத்தில் தனித்தனியாக தொகுதிகள் வடிவில் வைக்கப்படுகிறது, அவற்றுக்கு இடையே ஒரு மதிப்பீட்டாளர் உள்ளது;
• ஒரே மாதிரியான உலைகள், எரிபொருளும் மதிப்பீட்டாளரும் ஒரே மாதிரியான கலவையாகும் (ஒரே மாதிரியான அமைப்பு).

ஒரு பன்முக அணு உலையில், எரிபொருள் மற்றும் மதிப்பீட்டாளர் இடைவெளியில் இருக்க முடியும், குறிப்பாக, ஒரு குழி உலையில், மதிப்பீட்டாளர்-பிரதிபலிப்பான் ஒரு மதிப்பீட்டாளரைக் கொண்டிருக்காத எரிபொருளைக் கொண்டு குழியைச் சுற்றியுள்ளது. அணு-உடல் பார்வையில், ஒரே மாதிரியான தன்மை/பன்முகத்தன்மையின் அளவுகோல் வடிவமைப்பு அல்ல, ஆனால் கொடுக்கப்பட்ட மதிப்பீட்டாளரில் நியூட்ரான் மிதமான நீளத்தை விட அதிகமான தூரத்தில் எரிபொருள் தொகுதிகளை வைப்பது. உதாரணமாக, "நெருங்கிய-லட்டு" உலைகள் என்று அழைக்கப்படுபவை ஒரே மாதிரியாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் எரிபொருள் பொதுவாக அவற்றில் உள்ள மதிப்பீட்டாளரிடமிருந்து பிரிக்கப்படுகிறது.

ஒரு பன்முக அணு உலையில் உள்ள அணு எரிபொருளின் தொகுதிகள் ஃப்யூவல் அசெம்பிளிகள் (FA) என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை வழக்கமான லேட்டிஸின் முனைகளில் மையத்தில் வைக்கப்பட்டு உருவாகின்றன. செல்கள்.

எரிபொருள் வகை மூலம்

• யுரேனியம் ஐசோடோப்புகள் 235, 238, 233 (235 U, 238 U, 233 U)
• புளூட்டோனியம் ஐசோடோப்பு 239 (239 Pu), ஐசோடோப்புகள் 239-242 Pu 238 U (MOX எரிபொருள்)
• தோரியம் ஐசோடோப்பு 232 (232 Th) (233 U ஆக மாற்றுவதன் மூலம்)

செறிவூட்டலின் அளவைப் பொறுத்து:

• இயற்கை யுரேனியம்
• குறைந்த செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்
• அதிக செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்

வேதியியல் கலவை மூலம்:

• உலோக யு
• யுசி (யுரேனியம் கார்பைடு) போன்றவை.

குளிரூட்டி வகை மூலம்

• எரிவாயு, (கிராஃபைட்-வாயு உலை பார்க்கவும்)
• D 2 O (கன நீர், கன நீர் அணு உலை பார்க்கவும், CANDU)

மதிப்பீட்டாளர் வகை மூலம்

• சி (கிராஃபைட், பார்க்க கிராஃபைட்-வாயு உலை, கிராஃபைட்-நீர் உலை)
• H 2 O (தண்ணீர், இலகு நீர் உலை, அழுத்த நீர் உலை, VVER பார்க்கவும்)
• D 2 O (கன நீர், கன நீர் அணு உலை பார்க்கவும், CANDU)
• உலோக ஹைட்ரைடுகள்
• மதிப்பீட்டாளர் இல்லாமல் (வேக நியூட்ரான் உலை பார்க்கவும்)

வடிவமைப்பால்

நீராவி உற்பத்தி முறை

• வெளிப்புற நீராவி ஜெனரேட்டருடன் கூடிய உலை (PWR, VVER ஐப் பார்க்கவும்)

IAEA வகைப்பாடு

• PWR (அழுத்தப்பட்ட நீர் உலைகள்) - அழுத்தப்பட்ட நீர் உலை (அழுத்தப்பட்ட நீர் உலை);
• BWR (கொதிக்கும் நீர் உலை) - கொதிக்கும் நீர் உலை;
• FBR (ஃபாஸ்ட் பிரீடர் ரியாக்டர்) - ஃபாஸ்ட் பிரீடர் ரியாக்டர்;
• GCR (எரிவாயு-குளிரூட்டப்பட்ட உலை) - வாயு-குளிரூட்டப்பட்ட உலை;
• LWGR (ஒளி நீர் கிராஃபைட் உலை) - கிராஃபைட்-நீர் உலை
• PHWR (அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலை) - கன நீர் உலை

உலகில் மிகவும் பொதுவானது அழுத்தப்பட்ட நீர் (சுமார் 62%) மற்றும் கொதிக்கும் நீர் (20%) உலைகள்.

உலை பொருட்கள்

அணுஉலைகள் கட்டப்பட்ட பொருட்கள் நியூட்ரான்கள், γ-குவாண்டா மற்றும் பிளவு துண்டுகள் துறையில் அதிக வெப்பநிலையில் இயங்குகின்றன. எனவே, தொழில்நுட்பத்தின் பிற கிளைகளில் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து பொருட்களும் உலை கட்டுமானத்திற்கு ஏற்றது அல்ல. உலை பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, ​​அவற்றின் கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு, இரசாயன செயலற்ற தன்மை, உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு மற்றும் பிற பண்புகள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன.

அதிக வெப்பநிலையில் பொருட்களின் கதிர்வீச்சு உறுதியற்ற தன்மை குறைவாகவே பாதிக்கப்படுகிறது. அணுக்களின் இயக்கம் மிகவும் அதிகமாகிறது, படிக லட்டியிலிருந்து வெளியேறிய அணுக்கள் அவற்றின் இடத்திற்குத் திரும்புவதற்கான நிகழ்தகவு அல்லது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை நீர் மூலக்கூறாக மீண்டும் இணைக்கும் நிகழ்தகவு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிகரிக்கிறது. எனவே, நீரின் கதிரியக்கமானது ஆற்றல் அல்லாத கொதிக்கும் உலைகளில் (உதாரணமாக, VVER) முக்கியமற்றது, அதே நேரத்தில் சக்திவாய்ந்த ஆராய்ச்சி உலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு வெடிக்கும் கலவை வெளியிடப்படுகிறது. அணுஉலைகளில் அதை எரிப்பதற்கு சிறப்பு அமைப்புகள் உள்ளன.

அணுஉலை பொருட்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்கின்றன (குளிரூட்டி மற்றும் அணு எரிபொருளுடன் கூடிய எரிபொருள் உறுப்பு உறைப்பூச்சு, குளிரூட்டி மற்றும் மதிப்பீட்டாளருடன் கூடிய எரிபொருள் கேசட்டுகள் போன்றவை). இயற்கையாகவே, தொடர்பு பொருட்கள் வேதியியல் ரீதியாக மந்தமாக இருக்க வேண்டும் (இணக்கமானது). இணக்கமின்மைக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு யுரேனியம் மற்றும் சூடான நீர் ஒரு இரசாயன எதிர்வினைக்குள் நுழைகிறது.

பெரும்பாலான பொருட்களுக்கு, அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் வலிமை பண்புகள் கடுமையாக மோசமடைகின்றன. சக்தி உலைகளில், கட்டமைப்பு பொருட்கள் அதிக வெப்பநிலையில் இயங்குகின்றன. இது கட்டமைப்புப் பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, குறிப்பாக அதிக அழுத்தத்தைத் தாங்க வேண்டிய சக்தி அணு உலையின் பகுதிகளுக்கு.

அணு எரிபொருளின் எரிப்பு மற்றும் இனப்பெருக்கம்

அணு உலையின் செயல்பாட்டின் போது, ​​எரிபொருளில் பிளவு துண்டுகள் குவிவதால், அதன் ஐசோடோபிக் மற்றும் வேதியியல் கலவை மாற்றங்கள் மற்றும் டிரான்ஸ்யூரேனியம் கூறுகள், முக்கியமாக ஐசோடோப்புகள் உருவாகின்றன. அணு உலையின் வினைத்திறனில் பிளவு துண்டுகளின் தாக்கம் அழைக்கப்படுகிறது விஷம்(கதிரியக்க துண்டுகளுக்கு) மற்றும் slagging(நிலையான ஐசோடோப்புகளுக்கு).

அணு உலை விஷத்திற்கு முக்கிய காரணம், இது மிகப்பெரிய நியூட்ரான் உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு (2.6 10 6 கொட்டகை) கொண்டது. 135 Xe இன் அரை ஆயுள் டி 1/2 = 9.2 மணி; பிரிவு விளைச்சல் 6-7% ஆகும். 135 Xe இன் முக்கிய பகுதி சிதைவின் விளைவாக உருவாகிறது ( டி 1/2 = 6.8 மணிநேரம்). விஷம் ஏற்பட்டால், Kef 1-3% மாறுகிறது. 135 Xe இன் பெரிய உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு மற்றும் இடைநிலை ஐசோடோப்பு 135 I இன் இருப்பு இரண்டு முக்கியமான நிகழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது:

1. 135 Xe இன் செறிவு அதிகரிப்பதற்கும், இதன் விளைவாக, அணு உலை நிறுத்தம் அல்லது மின் குறைப்புக்குப் பிறகு ("அயோடின் குழி") வினைத்திறன் குறைவதற்கும், இது குறுகிய கால பணிநிறுத்தங்கள் மற்றும் வெளியீட்டு சக்தியில் ஏற்ற இறக்கங்களை சாத்தியமாக்குகிறது. ஒழுங்குமுறை அமைப்புகளில் வினைத்திறன் விளிம்பை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் இந்த விளைவு சமாளிக்கப்படுகிறது. அயோடின் கிணற்றின் ஆழமும் கால அளவும் நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸைப் பொறுத்தது Ф: Ф = 5 10 18 நியூட்ரான்/(cm² நொடி), அயோடின் கிணற்றின் காலம் ˜ 30 h, மற்றும் ஆழம் நிலையான மாற்றத்தை விட 2 மடங்கு அதிகமாகும். 135 Xe நச்சுத்தன்மையால் கெஃப்பில் ஏற்படுகிறது.
2. விஷம் காரணமாக, நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸ் Ф இன் ஸ்பேடியோ-தற்காலிக ஏற்ற இறக்கங்கள் மற்றும், அதன் விளைவாக, உலை சக்தியில், ஏற்படலாம். இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் Ф > 10 18 நியூட்ரான்கள்/(செமீ² நொடி) மற்றும் பெரிய அணுஉலை அளவுகளில் ஏற்படும். அலைவு காலங்கள் ˜ 10 மணி.

அணுக்கரு பிளவு அதிக எண்ணிக்கையிலான நிலையான துண்டுகளை உருவாக்குகிறது. ஒரு பெரிய உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டு கொண்ட துண்டுகளின் செறிவு அணு உலை செயல்பாட்டின் முதல் சில நாட்களில் செறிவூட்டலை அடைகிறது. இவை முக்கியமாக வெவ்வேறு "வயதுகளின்" TVELகள்.

முழுமையான எரிபொருள் மாற்றத்தில், அணு உலை அதிகப்படியான வினைத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது ஈடுசெய்யப்பட வேண்டும், இரண்டாவது வழக்கில், அணு உலையின் முதல் தொடக்கத்தில் மட்டுமே இழப்பீடு தேவைப்படுகிறது. தொடர்ச்சியான எரிபொருள் நிரப்புதல் எரிப்பு ஆழத்தை அதிகரிக்கச் செய்கிறது, ஏனெனில் அணு உலையின் வினைத்திறன் பிளவு ஐசோடோப்புகளின் சராசரி செறிவுகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

வெளியிடப்பட்ட ஆற்றலின் "எடை" காரணமாக ஏற்றப்பட்ட எரிபொருளின் நிறை இறக்கப்பட்டதை விட அதிகமாக உள்ளது. அணு உலை நிறுத்தப்பட்ட பிறகு, முதலில் தாமதமான நியூட்ரான்களின் பிளவு காரணமாக, பின்னர், 1-2 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு, பிளவு துண்டுகள் மற்றும் டிரான்ஸ்யூரேனியம் கூறுகளின் β- மற்றும் γ- கதிர்வீச்சு காரணமாக, எரிபொருளில் ஆற்றல் தொடர்ந்து வெளியிடப்படுகிறது. அணுஉலை பணிநிறுத்தம் செய்யப்படுவதற்கு முன்பு நீண்ட நேரம் வேலை செய்திருந்தால், பணிநிறுத்தம் செய்யப்பட்ட 2 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு, ஆற்றல் வெளியீடு சுமார் 3%, 1 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு - 1%, ஒரு நாளுக்குப் பிறகு - 0.4%, ஒரு வருடம் கழித்து - ஆரம்ப சக்தியில் 0.05%.

அணு உலையில் உருவாகும் பிளவு பு ஐசோடோப்புகளின் எண்ணிக்கைக்கும் எரிந்த 235 யூ அளவுக்கும் உள்ள விகிதம் எனப்படும். மாற்று விகிதம்கே கே. K K இன் மதிப்பு செறிவூட்டல் மற்றும் எரிதல் குறைவதால் அதிகரிக்கிறது. இயற்கையான யுரேனியத்தில் இயங்கும் கனரக நீர் உலைக்கு, 10 GW நாள்/டி K K = 0.55 எரிக்கப்படும், மற்றும் சிறிய எரிப்புகளுக்கு (இந்த வழக்கில், K K அழைக்கப்படுகிறது. ஆரம்ப புளூட்டோனியம் குணகம்) K K = 0.8. ஒரு அணு உலை எரிந்து அதே ஐசோடோப்புகளை (பிரீடர் ரியாக்டர்) உருவாக்கினால், மறுஉற்பத்தி வீதத்திற்கும் எரியும் விகிதத்திற்கும் உள்ள விகிதம் எனப்படும். இனப்பெருக்க விகிதம்கே வி. வெப்ப உலைகளில் கே வி< 1, а для реакторов на быстрых нейтронах К В может достигать 1,4-1,5. Рост К В для реакторов на быстрых нейтронах объясняется главным образом тем, что, особенно в случае 239 Pu, для быстрых нейтронов gவளர்ந்து வருகிறது மற்றும் ஆனால்விழுகிறது.

அணு உலை கட்டுப்பாடு

அணு உலையின் கட்டுப்பாடு, அணுப்பிளவுகளின் போது சில நியூட்ரான்கள் துண்டுகளிலிருந்து தாமதத்துடன் வெளியேறுவதால் மட்டுமே சாத்தியமாகும், இது பல மில்லி விநாடிகள் முதல் பல நிமிடங்கள் வரை இருக்கலாம்.

உலையைக் கட்டுப்படுத்த, உறிஞ்சும் தண்டுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை நியூட்ரான்களை வலுவாக உறிஞ்சும் பொருட்களால் செய்யப்பட்டவை (முக்கியமாக, மற்றும் சில) மற்றும் / அல்லது போரிக் அமிலத்தின் கரைசல், ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவில் (போரான் ஒழுங்குமுறை) குளிரூட்டியில் சேர்க்கப்படுகின்றன. . தண்டுகளின் இயக்கம் சிறப்பு வழிமுறைகள், டிரைவ்கள், ஆபரேட்டரிடமிருந்து சிக்னல்கள் அல்லது நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸின் தானியங்கி கட்டுப்பாட்டுக்கான உபகரணங்களில் இயங்குவதன் மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு உலையிலும் பல்வேறு அவசரநிலைகள் ஏற்பட்டால், சங்கிலி எதிர்வினையின் அவசர நிறுத்தம் வழங்கப்படுகிறது, அனைத்து உறிஞ்சும் தண்டுகளையும் மையத்தில் விடுவதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது - அவசரகால பாதுகாப்பு அமைப்பு.

எஞ்சிய வெப்பம்

அணுசக்தி பாதுகாப்புடன் நேரடியாக தொடர்புடைய ஒரு முக்கியமான பிரச்சினை சிதைவு வெப்பம். இது அணு எரிபொருளின் ஒரு குறிப்பிட்ட அம்சமாகும், இது எந்த ஆற்றல் மூலத்திற்கும் பொதுவான பிளவு சங்கிலி எதிர்வினை மற்றும் வெப்ப மந்தநிலை நிறுத்தப்பட்ட பிறகு, உலையில் வெப்ப வெளியீடு நீண்ட நேரம் தொடர்கிறது, இது ஒரு உருவாக்குகிறது தொழில்நுட்ப ரீதியாக சிக்கலான சிக்கல்களின் எண்ணிக்கை.

சிதைவு வெப்பம் என்பது பிளவுப் பொருட்களின் β- மற்றும் γ- சிதைவின் விளைவாகும், இது அணுஉலையின் செயல்பாட்டின் போது எரிபொருளில் குவிந்துள்ளது. பிளவு தயாரிப்புகளின் கருக்கள், சிதைவின் விளைவாக, குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றலை வெளியிடுவதன் மூலம் மிகவும் நிலையான அல்லது முற்றிலும் நிலையான நிலைக்கு செல்கின்றன.

எஞ்சிய வெப்ப வெளியீட்டு வீதம் நிலையான மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது சிறிய மதிப்புகளுக்கு விரைவாகக் குறைந்தாலும், உயர்-சக்தி ஆற்றல் உலைகளில் இது முழுமையான அடிப்படையில் குறிப்பிடத்தக்கதாகும். இந்த காரணத்திற்காக, சிதைவு வெப்ப வெளியீடு மூடப்பட்ட பிறகு உலை மையத்தில் இருந்து வெப்பத்தை அகற்றுவதற்கு நீண்ட நேரம் தேவைப்படுகிறது. இந்த பணிக்கு உலை வசதியின் வடிவமைப்பில் நம்பகமான மின்சாரம் கொண்ட குளிரூட்டும் அமைப்புகள் தேவை, மேலும் நீண்ட கால (3-4 ஆண்டுகளுக்குள்) செலவழிக்கப்பட்ட அணு எரிபொருளை ஒரு சிறப்பு வெப்பநிலை ஆட்சியுடன் சேமிப்பு வசதிகளில் சேமிக்க வேண்டும் - செலவழிக்கப்பட்ட எரிபொருள் குளங்கள் , இவை பொதுவாக அணு உலைக்கு அருகாமையில் அமைந்துள்ளன.

மேலும் பார்க்கவும்

• சோவியத் யூனியனில் வடிவமைக்கப்பட்டு கட்டப்பட்ட அணு உலைகளின் பட்டியல்

இலக்கியம்

• லெவின் வி. ஈ. அணு இயற்பியல் மற்றும் அணு உலைகள். 4வது பதிப்பு. - எம்.: Atomizdat, 1979.
• ஷுகோலியுகோவ் ஏ.யூ. “யுரேனியம். இயற்கை அணு உலை. "வேதியியல் மற்றும் வாழ்க்கை" எண். 6, 1980, ப. 20-24

குறிப்புகள்

1. "ZEEP - கனடாவின் முதல் அணு உலை", கனடா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப அருங்காட்சியகம்.
2. கிரேஷிலோவ் ஏ. ஏ., எகுபோவ் என்.டி., மாடுஷ்செங்கோ ஏ.எம்.அணு கவசம். - எம் .: லோகோஸ், 2008. - 438 பக். -

அணு உலை சீராகவும் துல்லியமாகவும் செயல்படுகிறது. இல்லையெனில், உங்களுக்குத் தெரிந்தபடி, சிக்கல் இருக்கும். ஆனால் உள்ளே என்ன நடக்கிறது? அணு (அணு) உலையின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையை சுருக்கமாக, தெளிவாக, நிறுத்தங்களுடன் உருவாக்க முயற்சிப்போம்.

உண்மையில், அணு வெடிப்பின் அதே செயல்முறை அங்கேயும் நடக்கிறது. இப்போதுதான் வெடிப்பு மிக விரைவாக நிகழ்கிறது, மேலும் உலையில் இவை அனைத்தும் நீண்ட நேரம் நீண்டுள்ளது. இறுதியில், எல்லாமே பாதுகாப்பாகவும் ஒலியாகவும் இருக்கும், மேலும் நமக்கு ஆற்றல் கிடைக்கிறது. சுற்றியுள்ள அனைத்தும் உடனடியாக நொறுக்கப்பட்டன, ஆனால் நகரத்திற்கு மின்சாரம் வழங்க போதுமானது.

ஒரு அணு உலை NPP குளிரூட்டும் கோபுரங்களில் எவ்வாறு செயல்படுகிறது
கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அணுசக்தி எதிர்வினை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முன், பொதுவாக அணுசக்தி எதிர்வினை என்ன என்பதை நீங்கள் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.

அணுக்கரு எதிர்வினை என்பது அடிப்படைத் துகள்கள் மற்றும் காமா குவாண்டாவுடனான தொடர்புகளின் போது அணுக்கருக்களின் உருமாற்றம் (பிளவு) ஆகும்.

அணுக்கரு எதிர்வினைகள் உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஆற்றல் வெளியீடு ஆகிய இரண்டிலும் நடைபெறலாம். இரண்டாவது எதிர்வினைகள் அணுஉலையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அணு உலை என்பது ஆற்றல் வெளியீட்டுடன் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அணுக்கரு வினையை பராமரிக்கும் ஒரு சாதனமாகும்.

பெரும்பாலும் அணு உலை அணு உலை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இங்கே எந்த அடிப்படை வேறுபாடும் இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்க, ஆனால் அறிவியலின் பார்வையில், "அணு" என்ற வார்த்தையைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் சரியானது. இப்போது பல வகையான அணு உலைகள் உள்ளன. இவை மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் ஆற்றலை உருவாக்க வடிவமைக்கப்பட்ட மிகப்பெரிய தொழில்துறை உலைகள், அணுசக்தி நீர்மூழ்கிக் கப்பல் உலைகள், அறிவியல் சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்படும் சிறிய சோதனை உலைகள். கடல்நீரை உப்புநீக்க உலைகள் கூட பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அணு உலை உருவாக்கப்பட்ட வரலாறு

முதல் அணு உலை 1942 இல் தொடங்கப்பட்டது. ஃபெர்மியின் தலைமையில் அமெரிக்காவில் நடந்தது. இந்த உலை "சிகாகோ மரக் குவியல்" என்று அழைக்கப்பட்டது.

1946 இல், முதல் சோவியத் அணுஉலை குர்ச்சடோவ் தலைமையில் தொடங்கியது. இந்த அணுஉலையின் உடல் ஏழு மீட்டர் விட்டம் கொண்ட ஒரு பந்து. முதல் உலைகளில் குளிரூட்டும் அமைப்பு இல்லை, அவற்றின் சக்தி குறைவாக இருந்தது. மூலம், சோவியத் உலை சராசரியாக 20 வாட் சக்தியைக் கொண்டிருந்தது, அதே சமயம் அமெரிக்கன் 1 வாட் மட்டுமே இருந்தது. ஒப்பிடுகையில்: நவீன மின் உலைகளின் சராசரி சக்தி 5 ஜிகாவாட் ஆகும். முதல் உலை தொடங்கப்பட்டு பத்து ஆண்டுகளுக்குள், உலகின் முதல் தொழில்துறை அணுமின் நிலையம் ஒப்னின்ஸ்க் நகரில் திறக்கப்பட்டது.

அணு (அணு) உலையின் செயல்பாட்டின் கொள்கை

எந்த அணு உலையிலும் பல பகுதிகள் உள்ளன: எரிபொருள் மற்றும் மதிப்பீட்டாளருடன் கூடிய கோர், நியூட்ரான் பிரதிபலிப்பான், குளிரூட்டி, கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்பு. யுரேனியம் (235, 238, 233), புளூட்டோனியம் (239) மற்றும் தோரியம் (232) ஆகியவற்றின் ஐசோடோப்புகள் பெரும்பாலும் உலைகளில் எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செயலில் உள்ள மண்டலம் ஒரு கொதிகலன் ஆகும், இதன் மூலம் சாதாரண நீர் (குளிர்ச்சி) பாய்கிறது. மற்ற குளிரூட்டிகளில், "கனமான நீர்" மற்றும் திரவ கிராஃபைட் ஆகியவை குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அணுமின் நிலையத்தின் செயல்பாட்டைப் பற்றி நாம் பேசினால், வெப்பத்தை உருவாக்க அணு உலை பயன்படுத்தப்படுகிறது. மற்ற வகை மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள அதே முறையால் மின்சாரம் உருவாக்கப்படுகிறது - நீராவி ஒரு விசையாழியை சுழற்றுகிறது, மேலும் இயக்கத்தின் ஆற்றல் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

அணு உலையின் செயல்பாட்டின் வரைபடம் கீழே உள்ளது.

அணு உலையின் செயல்பாட்டின் திட்டம் ஒரு அணு மின் நிலையத்தில் அணு உலையின் திட்டம்

நாம் ஏற்கனவே கூறியது போல், கனமான யுரேனியம் அணுக்கருவின் சிதைவு இலகுவான தனிமங்களையும் சில நியூட்ரான்களையும் உருவாக்குகிறது. இதன் விளைவாக உருவாகும் நியூட்ரான்கள் மற்ற அணுக்கருக்களுடன் மோதுகின்றன, மேலும் அவை பிளவுபடுவதற்கும் காரணமாகின்றன. இந்த வழக்கில், நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பனிச்சரிவு போல வளர்கிறது.

இங்கே நியூட்ரான் பெருக்கல் காரணியைக் குறிப்பிடுவது அவசியம். எனவே, இந்த குணகம் ஒன்றுக்கு சமமான மதிப்பை மீறினால், அணு வெடிப்பு ஏற்படுகிறது. மதிப்பு ஒன்றுக்கு குறைவாக இருந்தால், மிகக் குறைவான நியூட்ரான்கள் உள்ளன மற்றும் எதிர்வினை இறந்துவிடும். ஆனால் நீங்கள் குணகத்தின் மதிப்பை ஒன்றுக்கு சமமாக வைத்திருந்தால், எதிர்வினை நீண்ட காலமாகவும் நிலையானதாகவும் தொடரும்.

அதை எப்படி செய்வது என்பது கேள்வி? அணுஉலையில், எரிபொருள் எரிபொருள் கூறுகள் (டிவிஇஎல்) என்று அழைக்கப்படும் எரிபொருளில் உள்ளது. இவை சிறிய துகள்கள் வடிவில் அணு எரிபொருளைக் கொண்டிருக்கும் தண்டுகள். எரிபொருள் தண்டுகள் அறுகோண கேசட்டுகளில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அவற்றில் அணுஉலையில் நூற்றுக்கணக்கானவை இருக்கலாம். எரிபொருள் தண்டுகளுடன் கூடிய கேசட்டுகள் செங்குத்தாக அமைந்துள்ளன, அதே நேரத்தில் ஒவ்வொரு எரிபொருள் கம்பியிலும் ஒரு அமைப்பு உள்ளது, இது மையத்தில் மூழ்கியதன் ஆழத்தை சரிசெய்ய உங்களை அனுமதிக்கிறது. கேசட்டுகளைத் தவிர, அவற்றில் கட்டுப்பாட்டு கம்பிகள் மற்றும் அவசரகால பாதுகாப்பு கம்பிகள் உள்ளன. தண்டுகள் நியூட்ரான்களை நன்றாக உறிஞ்சும் ஒரு பொருளால் செய்யப்படுகின்றன. இதனால், கட்டுப்பாட்டு தண்டுகளை மையத்தில் வெவ்வேறு ஆழங்களுக்குக் குறைக்கலாம், இதன் மூலம் நியூட்ரான் பெருக்கல் காரணியை சரிசெய்யலாம். அவசர நிலை ஏற்பட்டால் அணுஉலையை மூடும் வகையில் எமர்ஜென்சி கம்பிகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

அணு உலை எவ்வாறு தொடங்கப்படுகிறது?

செயல்பாட்டின் கொள்கையை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம், ஆனால் உலை செயல்பாட்டை எவ்வாறு தொடங்குவது மற்றும் செய்வது? தோராயமாகச் சொன்னால், இங்கே அது - யுரேனியத்தின் ஒரு துண்டு, ஆனால் எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை அதில் தானாகவே தொடங்குவதில்லை. உண்மை என்னவென்றால், அணு இயற்பியலில் விமர்சன நிறை என்ற கருத்து உள்ளது.

அணு எரிபொருள் அணு எரிபொருள்

கிரிட்டிகல் மாஸ் என்பது அணுக்கரு சங்கிலி எதிர்வினையைத் தொடங்கத் தேவையான பிளவுப் பொருட்களின் நிறை.

எரிபொருள் கூறுகள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு தண்டுகளின் உதவியுடன், அணு எரிபொருளின் ஒரு முக்கியமான வெகுஜன அணு உலை முதலில் உருவாக்கப்படுகிறது, பின்னர் உலை பல நிலைகளில் உகந்த சக்தி நிலைக்கு கொண்டு வரப்படுகிறது.

நீங்கள் விரும்புவீர்கள்: மனிதநேயம் மற்றும் மனிதரல்லாத மாணவர்களுக்கான கணித நுணுக்கங்கள் (பாகம் 1)
இந்த கட்டுரையில், அணு (அணு) உலையின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டின் கொள்கை பற்றிய பொதுவான யோசனையை உங்களுக்கு வழங்க முயற்சித்தோம். நீங்கள் இன்னும் தலைப்பில் கேள்விகள் இருந்தால் அல்லது பல்கலைக்கழகம் அணுக்கரு இயற்பியலில் சிக்கல் கேட்டால் - தயவுசெய்து எங்கள் நிறுவனத்தின் நிபுணர்களைத் தொடர்பு கொள்ளவும். உங்கள் படிப்பின் எந்தவொரு அழுத்தமான சிக்கலையும் தீர்க்க உங்களுக்கு உதவ நாங்கள் வழக்கம் போல் தயாராக இருக்கிறோம். இதற்கிடையில், நாங்கள் இதை செய்கிறோம், உங்கள் கவனத்திற்கு மற்றொரு கல்வி வீடியோ!

வலைப்பதிவு/kak-rabotaet-yadernyj-reaktor/