एनपीपी: ऑपरेशन और डिवाइस का सिद्धांत। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण का इतिहास

2024 लेखक: Henry Conors | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-02-12 07:42

बीसवीं सदी के मध्य में, मानव जाति के सर्वश्रेष्ठ दिमागों ने एक साथ दो कार्यों पर कड़ी मेहनत की: परमाणु बम के निर्माण पर, और यह भी कि शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु की ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाए। इस तरह दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र दिखाई दिया। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन का सिद्धांत क्या है? और दुनिया में इन सबसे बड़े बिजली संयंत्र कहाँ स्थित हैं?

परमाणु शक्ति का इतिहास और विशेषताएं

"ऊर्जा ही सब कुछ का प्रमुख है" - 21वीं सदी की वस्तुनिष्ठ वास्तविकताओं को देखते हुए आप एक प्रसिद्ध कहावत को इस तरह से व्याख्यायित कर सकते हैं। तकनीकी प्रगति के प्रत्येक नए दौर के साथ, मानवता को इसकी बढ़ती हुई मात्रा की आवश्यकता होती है। आज, "शांतिपूर्ण परमाणु" की ऊर्जा सक्रिय रूप से अर्थव्यवस्था और उत्पादन में उपयोग की जाती है, न कि केवल ऊर्जा क्षेत्र में।

तथाकथित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (जो एक बहुत ही सरल सिद्धांत पर काम करते हैं) द्वारा उत्पन्न बिजली का व्यापक रूप से उद्योग, अंतरिक्ष अन्वेषण, चिकित्सा और कृषि में उपयोग किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा भारी उद्योग की एक शाखा है जो परमाणु की गतिज ऊर्जा से गर्मी और बिजली निकालती है।

वे कब दिखाई दिएपहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र? सोवियत वैज्ञानिकों ने 40 के दशक में ऐसे बिजली संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत का अध्ययन किया था। वैसे, समानांतर में उन्होंने पहले परमाणु बम का भी आविष्कार किया। इस प्रकार, परमाणु "शांतिपूर्ण" और घातक दोनों था।

1948 में, I. V. Kurchatov ने सुझाव दिया कि सोवियत सरकार परमाणु ऊर्जा के निष्कर्षण पर प्रत्यक्ष कार्य करना शुरू कर दे। दो साल बाद, सोवियत संघ (ओबनिंस्क, कलुगा क्षेत्र के शहर में) में, ग्रह पर सबसे पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू हुआ।

सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत समान है, और इसे समझना बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है। इस पर आगे चर्चा की जाएगी।

एनपीपी: संचालन का सिद्धांत (फोटो और विवरण)

किसी भी परमाणु ऊर्जा संयंत्र का कार्य एक शक्तिशाली प्रतिक्रिया पर आधारित होता है जो एक परमाणु के नाभिक के विखंडन के दौरान होती है। यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम परमाणु अक्सर इस प्रक्रिया में शामिल होते हैं। परमाणुओं के नाभिक बाहर से प्रवेश करने वाले न्यूट्रॉन को विभाजित करते हैं। इस मामले में, नए न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं, साथ ही विखंडन के टुकड़े, जिनमें एक विशाल गतिज ऊर्जा होती है। बस यही ऊर्जा किसी भी परमाणु ऊर्जा संयंत्र का मुख्य और प्रमुख उत्पाद है

इस तरह आप परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर के संचालन के सिद्धांत का वर्णन कर सकते हैं। अगली तस्वीर में आप देख सकते हैं कि यह अंदर से कैसा दिखता है।

परमाणु रिएक्टर मुख्यतः तीन प्रकार के होते हैं:

• हाई पावर चैनल रिएक्टर (संक्षिप्त रूप से आरबीएमके);
• प्रेशर वॉटर रिएक्टर (VVER);
• फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर (एफएन)।

अलग से, यह समग्र रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत का वर्णन करने योग्य है। यह कैसे काम करता है, इस पर चर्चा की जाएगी।अगले लेख में।

एनपीपी संचालन सिद्धांत (आरेख)

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कुछ शर्तों के तहत और कड़ाई से परिभाषित मोड में संचालित होता है। परमाणु रिएक्टर (एक या अधिक) के अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संरचना में अन्य प्रणालियां, विशेष सुविधाएं और उच्च योग्य कर्मचारी शामिल हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत क्या है? इसे संक्षेप में इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है।

किसी भी परमाणु ऊर्जा संयंत्र का मुख्य तत्व एक परमाणु रिएक्टर होता है, जिसमें सभी मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं। रिएक्टर में क्या होता है, इसके बारे में हमने पिछले भाग में लिखा था। छोटे काले छर्रों के रूप में परमाणु ईंधन (आमतौर पर सबसे अधिक बार यूरेनियम) इस विशाल कड़ाही में डाला जाता है।

एक परमाणु रिएक्टर में होने वाली प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित किया जाता है और शीतलक (आमतौर पर पानी) में स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रक्रिया के दौरान शीतलक को विकिरण की एक निश्चित खुराक भी प्राप्त होती है।

इसके अलावा, शीतलक से गर्मी को साधारण पानी (विशेष उपकरणों - हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से) में स्थानांतरित किया जाता है, जो परिणामस्वरूप उबलता है। परिणामी जल वाष्प टरबाइन को चलाता है। एक जनरेटर उत्तरार्द्ध से जुड़ा है, जो विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है।

इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन के सिद्धांत के अनुसार, यह वही थर्मल पावर प्लांट है। फर्क सिर्फ इतना है कि भाप कैसे बनती है।

परमाणु शक्ति का भूगोल

परमाणु ऊर्जा के उत्पादन में शीर्ष पांच देश इस प्रकार हैं:

1. संयुक्त राज्य अमेरिका।
2. फ्रांस।
3. जापान।
4. रूस।
5. दक्षिण कोरिया।

उसी समय, संयुक्त राज्य अमेरिका, प्रति वर्ष लगभग 864 बिलियन kWh का उत्पादन करता है, दुनिया की 20% तक बिजली का उत्पादन करता है।

दुनिया के कुल 31 राज्य परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालित करते हैं। ग्रह के सभी महाद्वीपों में से केवल दो (अंटार्कटिका और ऑस्ट्रेलिया) परमाणु ऊर्जा से पूरी तरह मुक्त हैं।

आज दुनिया में 388 परमाणु रिएक्टर काम कर रहे हैं। सच है, उनमें से 45 ने डेढ़ साल से बिजली पैदा नहीं की है। अधिकांश परमाणु रिएक्टर जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका में स्थित हैं। उनका पूरा भूगोल निम्नलिखित मानचित्र पर प्रस्तुत किया गया है। परमाणु रिएक्टर संचालित करने वाले देशों को हरे रंग में चिह्नित किया जाता है, किसी विशेष राज्य में उनकी कुल संख्या भी इंगित की जाती है।

विभिन्न देशों में परमाणु ऊर्जा का विकास

सामान्य तौर पर, 2014 तक, परमाणु ऊर्जा के विकास में सामान्य गिरावट आई है। नए परमाणु रिएक्टरों के निर्माण में अग्रणी तीन देश हैं: रूस, भारत और चीन। इसके अलावा, कई राज्य जिनके पास परमाणु ऊर्जा संयंत्र नहीं हैं, वे निकट भविष्य में उन्हें बनाने की योजना बना रहे हैं। इनमें कजाकिस्तान, मंगोलिया, इंडोनेशिया, सऊदी अरब और कई उत्तरी अफ्रीकी देश शामिल हैं।

दूसरी ओर, कई राज्यों ने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या में क्रमिक कमी की शुरुआत की है। इनमें जर्मनी, बेल्जियम और स्विट्जरलैंड शामिल हैं। और कुछ देशों (इटली, ऑस्ट्रिया, डेनमार्क, उरुग्वे) में विधायी स्तर पर परमाणु ऊर्जा निषिद्ध है।

परमाणु ऊर्जा की मुख्य समस्याएं

परमाणु ऊर्जा के विकास से जुड़ी एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय समस्या है। यह पर्यावरण का तथाकथित तापीय प्रदूषण है। इस प्रकार, कई विशेषज्ञों के अनुसार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र समान क्षमता के ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में अधिक गर्मी उत्सर्जित करते हैं। विशेष रूप से खतरनाक है थर्मल जल प्रदूषण, जो जैविक जीवों के जीवन की प्राकृतिक परिस्थितियों को बाधित करता है और मछलियों की कई प्रजातियों की मृत्यु की ओर ले जाता है।

परमाणु ऊर्जा से संबंधित एक और ज्वलंत मुद्दा सामान्य रूप से परमाणु सुरक्षा से संबंधित है। 1986 में चेरनोबिल आपदा के बाद पहली बार मानव जाति ने इस समस्या के बारे में गंभीरता से सोचा। चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन का सिद्धांत अन्य परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से बहुत अलग नहीं था। हालांकि, इसने उसे एक बड़ी और गंभीर दुर्घटना से नहीं बचाया, जिसके पूरे पूर्वी यूरोप के लिए बहुत गंभीर परिणाम थे।

इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा का खतरा संभावित मानव निर्मित दुर्घटनाओं तक सीमित नहीं है। तो, परमाणु कचरे के निपटान के साथ बड़ी समस्याएं उत्पन्न होती हैं।

परमाणु शक्ति के लाभ

फिर भी, परमाणु ऊर्जा के विकास के समर्थक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के स्पष्ट लाभों का भी नाम लेते हैं। इस प्रकार, विशेष रूप से, विश्व परमाणु संघ ने हाल ही में अपनी रिपोर्ट को बहुत ही रोचक आंकड़ों के साथ प्रकाशित किया है। उनके अनुसार, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में एक गीगावाट बिजली के उत्पादन के साथ मानव हताहतों की संख्या पारंपरिक ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में 43 गुना कम है।

अन्य समान रूप से महत्वपूर्ण लाभ हैं। अर्थात्:

• सस्ती बिजली उत्पादन;
• परमाणु ऊर्जा की पर्यावरण स्वच्छता (थर्मल जल प्रदूषण के अपवाद के साथ);
• ईंधन के बड़े स्रोतों के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के सख्त भौगोलिक संदर्भ की कमी।

निष्कर्ष के बजाय

1950 में दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया गया था। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत एक न्यूट्रॉन की मदद से एक परमाणु का विखंडन है। इस प्रक्रिया से भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।

ऐसा प्रतीत होता है कि परमाणु ऊर्जा मानव जाति के लिए एक असाधारण वरदान है। हालाँकि, इतिहास अन्यथा साबित हुआ है। विशेष रूप से, दो बड़ी त्रासदियों - 1986 में सोवियत चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना और 2011 में जापानी बिजली संयंत्र फुकुशिमा -1 में दुर्घटना - ने "शांतिपूर्ण" परमाणु द्वारा उत्पन्न खतरे को प्रदर्शित किया। और आज दुनिया के कई देश परमाणु ऊर्जा को आंशिक या पूर्ण रूप से अस्वीकार करने के बारे में सोचने लगे।