ન્યુક્લિયર રિએક્ટર: ઓપરેશન, સ્ટ્રક્ચર અને સર્કિટનો સિદ્ધાંત. પરમાણુ બોમ્બ એક શક્તિશાળી શસ્ત્ર છે અને લશ્કરી સંઘર્ષોને ઉકેલવામાં સક્ષમ બળ છે

પરમાણુ રિએક્ટરના ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત અને ડિઝાઇનને સમજવા માટે, તમારે ભૂતકાળમાં ટૂંકું પ્રવાસ કરવાની જરૂર છે. પરમાણુ રિએક્ટર એ સદીઓ જૂનું છે, જો કે તે સંપૂર્ણ રીતે સાકાર થયું નથી, ઊર્જાના અખૂટ સ્ત્રોત વિશે માનવતાનું સ્વપ્ન છે. તેનો પ્રાચીન "પૂર્વજ" એ શુષ્ક શાખાઓથી બનેલી અગ્નિ છે, જે એકવાર ગુફાના તિજોરીઓને પ્રકાશિત અને ગરમ કરતી હતી જ્યાં આપણા દૂરના પૂર્વજોને ઠંડીથી મુક્તિ મળી હતી. પાછળથી, લોકોએ હાઇડ્રોકાર્બન - કોલસો, શેલ, તેલ અને કુદરતી ગેસમાં નિપુણતા મેળવી.

વરાળનો તોફાની પરંતુ અલ્પજીવી યુગ શરૂ થયો, જેનું સ્થાન વીજળીના વધુ અદભૂત યુગ દ્વારા લેવામાં આવ્યું. શહેરો પ્રકાશથી ભરાઈ ગયા હતા, અને વર્કશોપ ઈલેક્ટ્રીક મોટરો દ્વારા ચાલતા અત્યાર સુધીના અદ્રશ્ય મશીનોના ગુંજારવથી ભરાઈ ગયા હતા. પછી એવું લાગ્યું કે પ્રગતિ તેની પરાકાષ્ઠાએ પહોંચી ગઈ છે.

માં બધું બદલાઈ ગયું છે XIX ના અંતમાંસદી, જ્યારે ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી એન્ટોઈન હેનરી બેકરેલ આકસ્મિક રીતે શોધ્યું કે યુરેનિયમ ક્ષાર કિરણોત્સર્ગી છે. 2 વર્ષ પછી, તેમના દેશબંધુ પિયર ક્યુરી અને તેમની પત્ની મારિયા સ્કોલોડોસ્કા-ક્યુરીએ તેમની પાસેથી રેડિયમ અને પોલોનિયમ મેળવ્યું, અને તેમની કિરણોત્સર્ગીતાનું સ્તર થોરિયમ અને યુરેનિયમ કરતા લાખો ગણું વધારે હતું.

દંડૂકો અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ દ્વારા લેવામાં આવ્યો હતો, જેમણે કિરણોત્સર્ગી કિરણોની પ્રકૃતિનો વિગતવાર અભ્યાસ કર્યો હતો. આ રીતે અણુની ઉંમર શરૂ થઈ, જેણે તેના પ્રિય બાળકને જન્મ આપ્યો - અણુ રિએક્ટર.

પ્રથમ પરમાણુ રિએક્ટર

"ફર્સ્ટબોર્ન" યુએસએથી આવે છે. ડિસેમ્બર 1942 માં, રિએક્ટર દ્વારા પ્રથમ પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યો હતો, જેને તેના સર્જક, સદીના મહાન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાંના એક, ઇ. ફર્મીના નામ પરથી નામ આપવામાં આવ્યું હતું. ત્રણ વર્ષ પછી, ZEEP પરમાણુ સુવિધા કેનેડામાં જીવંત થઈ. "બ્રોન્ઝ" પ્રથમ સોવિયેત રિએક્ટર એફ -1 પર ગયો, 1946 ના અંતમાં લોંચ કરવામાં આવ્યો. I.V. Kurchatov ઘરેલું પરમાણુ પ્રોજેક્ટના વડા બન્યા. આજે, વિશ્વમાં 400 થી વધુ ન્યુક્લિયર પાવર યુનિટ્સ સફળતાપૂર્વક કાર્યરત છે.

પરમાણુ રિએક્ટરના પ્રકાર

તેમનો મુખ્ય હેતુ વીજળી ઉત્પન્ન કરતી નિયંત્રિત પરમાણુ પ્રતિક્રિયાને ટેકો આપવાનો છે. કેટલાક રિએક્ટર આઇસોટોપ ઉત્પન્ન કરે છે. ટૂંકમાં, તે ઊંડાણમાં રહેલા ઉપકરણો છે કે જેમાં કેટલાક પદાર્થો મોટી માત્રામાં થર્મલ ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે અન્યમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ એક પ્રકારનું "પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી" છે, જ્યાં તેના બદલે પરંપરાગત પ્રકારોબળતણ યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સ “બર્ન” કરે છે - U-235, U-238 અને પ્લુટોનિયમ (પુ).

ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ પ્રકારના ગેસોલિન માટે રચાયેલ કારથી વિપરીત, દરેક પ્રકારના કિરણોત્સર્ગી બળતણનું પોતાનું રિએક્ટર હોય છે. તેમાંના બે છે - ધીમું (U-235 સાથે) અને ઝડપી (U-238 અને Pu સાથે) ન્યુટ્રોન. મોટાભાગના પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં ધીમા ન્યુટ્રોન રિએક્ટર હોય છે. પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સ ઉપરાંત, સંશોધન કેન્દ્રોમાં, પરમાણુ સબમરીન વગેરે પર સ્થાપનો "કાર્ય કરે છે".

રિએક્ટર કેવી રીતે કામ કરે છે

બધા રિએક્ટરમાં લગભગ સમાન સર્કિટ હોય છે. તેનું "હૃદય" સક્રિય ક્ષેત્ર છે. પરંપરાગત સ્ટોવના ફાયરબોક્સ સાથે તેની તુલના કરી શકાય છે. ફક્ત લાકડાને બદલે મધ્યસ્થ - બળતણ સળિયા સાથે બળતણ તત્વોના રૂપમાં પરમાણુ બળતણ છે. સક્રિય ઝોન એક પ્રકારના કેપ્સ્યુલની અંદર સ્થિત છે - ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટર. બળતણના સળિયા શીતક - પાણી દ્વારા "ધોવાઈ" છે. કારણ કે "હૃદય" માં ખૂબ જ છે ઉચ્ચ સ્તરરેડિયોએક્ટિવિટી, તે વિશ્વસનીય કિરણોત્સર્ગ સંરક્ષણથી ઘેરાયેલું છે.

ઓપરેટર્સ બેનો ઉપયોગ કરીને ઇન્સ્ટોલેશનની કામગીરીને નિયંત્રિત કરે છે જટિલ સિસ્ટમો- સાંકળ પ્રતિક્રિયા નિયમન અને રીમોટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ. જો કટોકટી આવે, તો કટોકટી સુરક્ષા તરત જ સક્રિય થાય છે.

રિએક્ટર કેવી રીતે કામ કરે છે?

અણુ "જ્યોત" અદ્રશ્ય છે, કારણ કે પ્રક્રિયાઓ પરમાણુ વિભાજનના સ્તરે થાય છે. સાંકળ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ભારે ન્યુક્લી નાના ટુકડાઓમાં ક્ષીણ થાય છે, જે ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં હોવાથી, ન્યુટ્રોન અને અન્ય સબટોમિક કણોના સ્ત્રોત બની જાય છે. પરંતુ પ્રક્રિયા ત્યાં સમાપ્ત થતી નથી. ન્યુટ્રોન "વિભાજિત" થવાનું ચાલુ રાખે છે, જેના પરિણામે મોટી માત્રામાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે, એટલે કે, જે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ બનાવવામાં આવે છે તેના માટે શું થાય છે.

કર્મચારીઓનું મુખ્ય કાર્ય સતત, એડજસ્ટેબલ સ્તરે નિયંત્રણ સળિયાની મદદથી સાંકળ પ્રતિક્રિયા જાળવવાનું છે. અણુ બોમ્બથી આ તેનો મુખ્ય તફાવત છે, જ્યાં પરમાણુ ક્ષયની પ્રક્રિયા અનિયંત્રિત હોય છે અને શક્તિશાળી વિસ્ફોટના રૂપમાં ઝડપથી આગળ વધે છે.

ચેર્નોબિલ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં શું થયું

દુર્ઘટનાનું એક મુખ્ય કારણ છે ચેર્નોબિલ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટએપ્રિલ 1986 માં - 4થા પાવર યુનિટમાં નિયમિત જાળવણી દરમિયાન ઓપરેશનલ સલામતીના નિયમોનું એકંદર ઉલ્લંઘન. પછી 203 ગ્રેફાઇટ સળિયા એકસાથે કોરમાંથી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા તેના બદલે નિયમો દ્વારા મંજૂર 15. પરિણામે, અનિયંત્રિત સાંકળ પ્રતિક્રિયા જે શરૂ થઈ તે થર્મલ વિસ્ફોટ અને પાવર યુનિટના સંપૂર્ણ વિનાશમાં સમાપ્ત થઈ.

નવી પેઢીના રિએક્ટર

છેલ્લા એક દાયકામાં, રશિયા વૈશ્વિક પરમાણુ ઊર્જામાં અગ્રણીઓમાંનું એક બની ગયું છે. આ ક્ષણે, રાજ્ય નિગમ રોસાટોમ 12 દેશોમાં પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ બનાવી રહી છે, જ્યાં 34 પાવર યુનિટ બનાવવામાં આવી રહ્યા છે. આવી ઉચ્ચ માંગ આધુનિક રશિયન પરમાણુ તકનીકના ઉચ્ચ સ્તરનો પુરાવો છે. આગળ લાઇનમાં નવા 4થી પેઢીના રિએક્ટર છે.

"બ્રેસ્ટ"

તેમાંથી એક બ્રેસ્ટ છે, જે બ્રેકથ્રુ પ્રોજેક્ટના ભાગ રૂપે વિકસાવવામાં આવી રહ્યું છે. હવે ઓપેરેટીંગ સીસ્ટમઓપન-સાયકલ સિસ્ટમ્સ ઓછી સંવર્ધિત યુરેનિયમ પર કામ કરે છે, જે મોટા પ્રમાણમાં ખર્ચવામાં આવેલા બળતણને છોડી દે છે જેનો નિકાલ થવો જોઈએ, જેના માટે ભારે ખર્ચની જરૂર પડે છે. "બ્રેસ્ટ" - ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર તેના બંધ ચક્રમાં અનન્ય છે.

તેમાં, ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં યોગ્ય પ્રક્રિયા કર્યા પછી, ખર્ચવામાં આવેલ બળતણ ફરીથી સંપૂર્ણ સુવિધાયુક્ત બળતણ બની જાય છે, જેને તે જ ઇન્સ્ટોલેશનમાં ફરીથી લોડ કરી શકાય છે.

બ્રેસ્ટ ઉચ્ચ સ્તરની સલામતી દ્વારા અલગ પડે છે. તે સૌથી ગંભીર અકસ્માતમાં પણ ક્યારેય "વિસ્ફોટ" કરશે નહીં, તે ખૂબ જ આર્થિક અને પર્યાવરણને અનુકૂળ છે, કારણ કે તે તેના "નવીકરણ" યુરેનિયમનો ફરીથી ઉપયોગ કરે છે. તેનો ઉપયોગ શસ્ત્રો-ગ્રેડ પ્લુટોનિયમ બનાવવા માટે પણ થઈ શકતો નથી, જે તેની નિકાસ માટેની વ્યાપક સંભાવનાઓ ખોલે છે.

VVER-1200

VVER-1200 એ 1150 મેગાવોટની ક્ષમતા ધરાવતું નવીન પેઢીનું 3+ રિએક્ટર છે. તેની અનન્ય તકનીકી ક્ષમતાઓ માટે આભાર, તે લગભગ સંપૂર્ણ ઓપરેશનલ સલામતી ધરાવે છે. રિએક્ટર વિપુલ પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય સુરક્ષા સિસ્ટમોથી સજ્જ છે જે પાવર સપ્લાયની ગેરહાજરીમાં પણ આપમેળે કાર્ય કરશે.

તેમાંથી એક નિષ્ક્રિય ગરમી દૂર કરવાની પ્રણાલી છે, જે રિએક્ટર સંપૂર્ણપણે ડી-એનર્જાઇઝ્ડ હોય ત્યારે આપમેળે સક્રિય થાય છે. આ કિસ્સામાં, કટોકટી હાઇડ્રોલિક ટાંકીઓ પ્રદાન કરવામાં આવે છે. જો પ્રાથમિક સર્કિટમાં દબાણમાં અસામાન્ય ઘટાડો થાય છે, તો રિએક્ટરને બોરોન ધરાવતું પાણીનો મોટો જથ્થો પૂરો પાડવાનું શરૂ થાય છે, જે પરમાણુ પ્રતિક્રિયાને શાંત કરે છે અને ન્યુટ્રોનને શોષી લે છે.

બીજી ખબર કેવી રીતે રક્ષણાત્મક શેલના નીચલા ભાગમાં સ્થિત છે - ઓગળવું "છટકું". જો, અકસ્માતના પરિણામે, મુખ્ય "લીક" થાય છે, તો "ટ્રેપ" કન્ટેઈનમેન્ટ શેલને તૂટી જવાની મંજૂરી આપશે નહીં અને કિરણોત્સર્ગી ઉત્પાદનોને જમીનમાં પ્રવેશતા અટકાવશે.

મહાસત્તાઓ વચ્ચેના પરમાણુ સંઘર્ષના ઇતિહાસ અને પ્રથમ પરમાણુ બોમ્બની ડિઝાઇન વિશે સેંકડો પુસ્તકો લખવામાં આવ્યા છે. પરંતુ આધુનિક પરમાણુ શસ્ત્રો વિશે ઘણી માન્યતાઓ છે. "લોકપ્રિય મિકેનિક્સ" એ આ મુદ્દાને સ્પષ્ટ કરવાનું અને માણસ દ્વારા શોધાયેલ સૌથી વિનાશક શસ્ત્ર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે જણાવવાનું નક્કી કર્યું.

વિસ્ફોટક પાત્ર

યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસમાં 92 પ્રોટોન હોય છે. કુદરતી યુરેનિયમ મુખ્યત્વે બે આઇસોટોપ્સનું મિશ્રણ છે: U238 (જેના ન્યુક્લિયસમાં 146 ન્યુટ્રોન છે) અને U235 (143 ન્યુટ્રોન), કુદરતી યુરેનિયમમાં માત્ર 0.7% છે. આઇસોટોપ્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો એકદમ સમાન છે, તેથી તેમને અલગ કરો રાસાયણિક પદ્ધતિઓઅશક્ય છે, પરંતુ સમૂહમાં તફાવત (235 અને 238 એકમો) આ કરવા દે છે ભૌતિક પદ્ધતિઓ દ્વારા: યુરેનિયમનું મિશ્રણ ગેસ (યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ) માં રૂપાંતરિત થાય છે અને પછી અસંખ્ય છિદ્રાળુ પાર્ટીશનો દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે. જોકે યુરેનિયમના આઇસોટોપ્સ બંને દ્વારા અલગ કરી શકાય તેમ નથી દેખાવ, અથવા રાસાયણિક રીતે, તેઓ પરમાણુ અક્ષરોના ગુણધર્મોમાં પાતાળ દ્વારા અલગ પડે છે.

U238 ની વિભાજન પ્રક્રિયા એ ચૂકવેલ પ્રક્રિયા છે: બહારથી આવતા ન્યુટ્રોન તેની સાથે ઉર્જા - 1 MeV અથવા તેથી વધુ લાવે છે. અને U235 નિઃસ્વાર્થ છે: ઉત્તેજના અને અનુગામી સડો માટે આવનારા ન્યુટ્રોનમાંથી કંઈપણ જરૂરી નથી; ન્યુક્લિયસમાં તેની બંધનકર્તા ઊર્જા તદ્દન પૂરતી છે.

જ્યારે ન્યુટ્રોન દ્વારા હિટ થાય છે, ત્યારે યુરેનિયમ-235 ન્યુક્લિયસ સરળતાથી વિભાજિત થાય છે, નવા ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે. ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, સાંકળ પ્રતિક્રિયા શરૂ થાય છે.

જ્યારે ન્યુટ્રોન વિખંડન-સક્ષમ ન્યુક્લિયસને અથડાવે છે, ત્યારે એક અસ્થિર સંયોજન રચાય છે, પરંતુ ખૂબ જ ઝડપથી (10−23−10−22 s પછી) આવા ન્યુક્લિયસ બે ટુકડાઓમાં તૂટી જાય છે જે દળમાં અસમાન હોય છે અને "ત્વરિત" (10 ની અંદર) −16−10− 14 c) બે અથવા ત્રણ નવા ન્યુટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરવું, જેથી સમય જતાં ફિસિલ ન્યુક્લીની સંખ્યા વધી શકે (આ પ્રતિક્રિયાને સાંકળ પ્રતિક્રિયા કહેવાય છે). આ ફક્ત U235 માં જ શક્ય છે, કારણ કે લોભી U238 તેના પોતાના ન્યુટ્રોનમાંથી વહેંચવા માંગતો નથી, જેની ઉર્જા 1 MeV કરતા ઓછી તીવ્રતાનો ક્રમ છે. કણોની ગતિ ઉર્જા-વિચ્છેદન ઉત્પાદનો-કોઈપણ ઘટના દરમિયાન છોડવામાં આવતી ઊર્જા કરતાં વધુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયા, જેમાં ન્યુક્લીની રચના બદલાતી નથી.

મેટાલિક પ્લુટોનિયમ છ તબક્કામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેની ઘનતા 14.7 થી 19.8 kg/cm 3 સુધીની છે. 119 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચેના તાપમાને, એક મોનોક્લિનિક આલ્ફા તબક્કો (19.8 kg/cm 3) હોય છે, પરંતુ આવા પ્લુટોનિયમ ખૂબ જ નાજુક હોય છે, અને ઘન-મુખ-કેન્દ્રિત ડેલ્ટા તબક્કા (15.9)માં તે પ્લાસ્ટિક અને સારી રીતે પ્રોસેસ્ડ હોય છે (તે આ છે. તબક્કો કે તેઓ એલોયિંગ એડિટિવ્સ સાથે સાચવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે). ડિટોનેશન કમ્પ્રેશન દરમિયાન, કોઈ તબક્કામાં સંક્રમણ થઈ શકતું નથી-પ્લુટોનિયમ અર્ધ-પ્રવાહી સ્થિતિમાં હોય છે. તબક્કો સંક્રમણો ઉત્પાદન દરમિયાન ખતરનાક છે: જ્યારે મોટા કદઘનતામાં થોડો ફેરફાર હોવા છતાં પણ ભાગો તે પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે ગંભીર સ્થિતિ. અલબત્ત, આ વિસ્ફોટ વિના થશે - વર્કપીસ ખાલી ગરમ થઈ જશે, પરંતુ નિકલ પ્લેટિંગનો સ્રાવ થઈ શકે છે (અને પ્લુટોનિયમ ખૂબ ઝેરી છે).

જટિલ એસેમ્બલી

વિભાજન ઉત્પાદનો અસ્થિર હોય છે અને "પુનઃપ્રાપ્ત" થવામાં લાંબો સમય લે છે, વિવિધ કિરણોત્સર્ગ (ન્યુટ્રોન સહિત) બહાર કાઢે છે. ન્યુટ્રોન કે જે વિભાજન પછી નોંધપાત્ર સમય (દસ સેકન્ડ સુધી) ઉત્સર્જિત થાય છે તેને વિલંબિત કહેવામાં આવે છે, અને તેમ છતાં તેમનો હિસ્સો પ્રોમ્પ્ટ (1% કરતા ઓછો) ની તુલનામાં નાનો છે, તેમ છતાં તેઓ કાર્યમાં જે ભૂમિકા ભજવે છે પરમાણુ સ્થાપનો, સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે.

વિસ્ફોટક લેન્સે કન્વર્જિંગ વેવ બનાવ્યો. દરેક બ્લોકમાં ડિટોનેટરની જોડી દ્વારા વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવી હતી.

વિભાજન ઉત્પાદનો, આસપાસના અણુઓ સાથે અસંખ્ય અથડામણ દરમિયાન, તેમની ઊર્જા તેમને છોડી દે છે, તાપમાનમાં વધારો કરે છે. વિખંડન સામગ્રી ધરાવતી એસેમ્બલીમાં ન્યુટ્રોન દેખાય તે પછી, હીટ રીલીઝ પાવર વધી કે ઘટાડી શકે છે, અને એસેમ્બલીના પરિમાણો કે જેમાં એકમ સમય દીઠ વિભાજનની સંખ્યા સ્થિર હોય છે તેને જટિલ કહેવામાં આવે છે. એસેમ્બલીની નિર્ણાયકતાને મોટી અને ઓછી સંખ્યામાં ન્યુટ્રોન બંને સાથે જાળવી શકાય છે (તેને અનુરૂપ ઊંચી અથવા ઓછી ગરમી છોડવાની શક્તિ પર). વધારાના ન્યુટ્રોનને બહારથી ક્રિટિકલ એસેમ્બલીમાં પમ્પ કરીને અથવા એસેમ્બલીને સુપરક્રિટિકલ બનાવીને થર્મલ પાવર વધારવામાં આવે છે (પછી ફિસિલ ન્યુક્લીની સંખ્યાબંધ પેઢીઓ દ્વારા વધારાના ન્યુટ્રોન પૂરા પાડવામાં આવે છે). ઉદાહરણ તરીકે, જો રિએક્ટરની થર્મલ પાવર વધારવી જરૂરી હોય, તો તેને એવી વ્યવસ્થામાં લાવવામાં આવે છે જ્યાં પ્રોમ્પ્ટ ન્યુટ્રોનની દરેક પેઢી પહેલાની સરખામણીમાં થોડી ઓછી સંખ્યા હોય છે, પરંતુ વિલંબિત ન્યુટ્રોનને કારણે, રિએક્ટર ભાગ્યે જ નોંધપાત્ર રીતે પસાર થાય છે. જટિલ સ્થિતિ. પછી તે વેગ આપતું નથી, પરંતુ ધીમે ધીમે શક્તિ મેળવે છે - જેથી ન્યુટ્રોન શોષક (કેડમિયમ અથવા બોરોન ધરાવતા સળિયા) ની રજૂઆત કરીને યોગ્ય સમયે તેનો વધારો અટકાવી શકાય.

પ્લુટોનિયમ એસેમ્બલી (મધ્યમાં એક ગોળાકાર સ્તર) યુરેનિયમ-238 અને પછી એલ્યુમિનિયમના સ્તરથી ઘેરાયેલું હતું.

વિભાજન દરમિયાન ઉત્પાદિત ન્યુટ્રોન વધુ વિભાજન કર્યા વિના ઘણીવાર આસપાસના મધ્યવર્તી કેન્દ્રોમાંથી પસાર થાય છે. સામગ્રીની સપાટીની જેટલી નજીક ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન થાય છે, તેટલી વધુ તકો તે વિચ્છેદિત સામગ્રીમાંથી છટકી જાય છે અને ક્યારેય પાછી આવતી નથી. તેથી, એસેમ્બલીનું સ્વરૂપ જે ન્યુટ્રોનની સૌથી વધુ સંખ્યાને બચાવે છે તે એક ગોળા છે: આપેલ પદાર્થના સમૂહ માટે તે ન્યૂનતમ સપાટી વિસ્તાર ધરાવે છે. અંદરના પોલાણ વગરનો 94% U235 નો બિન-ઘેરાયેલ (એકાંત) બોલ 49 કિગ્રાના સમૂહ અને 85 મીમીની ત્રિજ્યા સાથે મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે. જો સમાન યુરેનિયમની એસેમ્બલી વ્યાસ જેટલી લંબાઈ સાથે સિલિન્ડર હોય, તો તે 52 કિગ્રાના સમૂહ સાથે જટિલ બની જાય છે. સપાટી વિસ્તાર પણ વધતી ઘનતા સાથે ઘટે છે. તેથી જ વિસ્ફોટક કમ્પ્રેશન, ફિસિલ સામગ્રીની માત્રામાં ફેરફાર કર્યા વિના, એસેમ્બલીને ગંભીર સ્થિતિમાં લાવી શકે છે. તે આ પ્રક્રિયા છે જે પરમાણુ ચાર્જની સામાન્ય રચનાને નીચે આપે છે.

પ્રથમ અણુશસ્ત્રોએ પોલોનિયમ અને બેરિલિયમ (કેન્દ્ર) નો ન્યુટ્રોન સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કર્યો હતો.

બોલ એસેમ્બલી

પરંતુ મોટેભાગે તે યુરેનિયમ નથી જેનો ઉપયોગ પરમાણુ શસ્ત્રોમાં થાય છે, પરંતુ પ્લુટોનિયમ -239. તે શક્તિશાળી ન્યુટ્રોન પ્રવાહો સાથે યુરેનિયમ-238 ને ઇરેડિયેટ કરીને રિએક્ટરમાં ઉત્પન્ન થાય છે. પ્લુટોનિયમની કિંમત U235 કરતાં લગભગ છ ગણી વધારે છે, પરંતુ જ્યારે તે વિભાજન થાય છે, ત્યારે Pu239 ન્યુક્લિયસ સરેરાશ 2.895 ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે - U235 (2.452) કરતાં વધુ. વધુમાં, પ્લુટોનિયમ વિભાજનની સંભાવના વધારે છે. આ બધું એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે Pu239 નો એકાંત બોલ યુરેનિયમના બોલ કરતાં લગભગ ત્રણ ગણા ઓછા દળ સાથે જટિલ બને છે, અને સૌથી અગત્યનું, નાની ત્રિજ્યા સાથે, જે નિર્ણાયક એસેમ્બલીના પરિમાણોને ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે.

વિસ્ફોટકના વિસ્ફોટ પછી દુર્લભ તરંગને ઘટાડવા માટે એલ્યુમિનિયમના સ્તરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

એસેમ્બલી ગોળાકાર સ્તર (અંદર હોલો) ના રૂપમાં બે કાળજીપૂર્વક ફીટ કરેલ ભાગોથી બનેલી છે; તે દેખીતી રીતે સબક્રિટીકલ છે - થર્મલ ન્યુટ્રોન માટે પણ અને મધ્યસ્થથી ઘેરાયેલા હોવા છતાં પણ. એક ચાર્જ ખૂબ જ ચોક્કસ રીતે ફીટ કરાયેલા વિસ્ફોટક બ્લોક્સની એસેમ્બલીની આસપાસ માઉન્ટ થયેલ છે. ન્યુટ્રોનને બચાવવા માટે, વિસ્ફોટ દરમિયાન બોલના ઉમદા આકારને જાળવવો જરૂરી છે - આ માટે, વિસ્ફોટકના સ્તરને તેની સમગ્ર સાથે વારાફરતી વિસ્ફોટ કરવો આવશ્યક છે. બાહ્ય સપાટી, એસેમ્બલીને સમાન રીતે દબાવીને. એવું વ્યાપકપણે માનવામાં આવે છે કે આ માટે ઘણા બધા ઇલેક્ટ્રિક ડિટોનેટરની જરૂર છે. પરંતુ આ ફક્ત "બોમ્બ બાંધકામ" ની શરૂઆતમાં જ થયું હતું: ઘણા ડઝનેક ડિટોનેટરને ટ્રિગર કરવા માટે, ઘણી બધી ઊર્જા અને પ્રારંભિક સિસ્ટમના નોંધપાત્ર કદની જરૂર હતી. આધુનિક ચાર્જમાં વિશિષ્ટ ટેકનિક દ્વારા પસંદ કરાયેલા કેટલાક ડિટોનેટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે લક્ષણોમાં સમાન હોય છે, જેમાંથી અત્યંત સ્થિર (વિસ્ફોટની ઝડપની દ્રષ્ટિએ) વિસ્ફોટકો પોલીકાર્બોનેટ સ્તર (જેનો આકાર ગોળાકાર સપાટી પર હોય છે તે રીમેન ભૂમિતિનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરવામાં આવે છે) માં પીસેલા ગ્રુવ્સમાં ટ્રિગર થાય છે. પદ્ધતિઓ). લગભગ 8 કિમી/સેકંડની ઝડપે વિસ્ફોટ ગ્રુવ્સ સાથે એકદમ સમાન અંતરે મુસાફરી કરશે, તે જ સમયે તે છિદ્રો સુધી પહોંચશે અને મુખ્ય ચાર્જને વિસ્ફોટ કરશે - એક સાથે તમામ જરૂરી બિંદુઓ પર.

આંકડાઓ પરમાણુ ચાર્જના અગ્નિગોળાના જીવનની પ્રથમ ક્ષણો દર્શાવે છે - રેડિયેશન પ્રસરણ (એ), ગરમ પ્લાઝ્માનું વિસ્તરણ અને "ફોલ્લાઓ" (બી) ની રચના અને વિભાજન દરમિયાન દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં રેડિયેશન પાવરમાં વધારો. આઘાત તરંગ (c).

અંદર વિસ્ફોટ

અંદરની તરફ નિર્દેશિત વિસ્ફોટ એક મિલિયનથી વધુ વાતાવરણના દબાણ સાથે એસેમ્બલીને સંકુચિત કરે છે. એસેમ્બલી સપાટી ઘટે છે અને પ્લુટોનિયમમાં લગભગ અદૃશ્ય થઈ જાય છે આંતરિક પોલાણ, ઘનતા વધે છે, અને ખૂબ જ ઝડપથી - દસ માઇક્રોસેકન્ડની અંદર, સંકુચિત એસેમ્બલી થર્મલ ન્યુટ્રોન સાથે જટિલ સ્થિતિમાંથી પસાર થાય છે અને ઝડપી ન્યુટ્રોન સાથે નોંધપાત્ર રીતે સુપરક્રિટિકલ બને છે.

ઝડપી ન્યુટ્રોન્સના નજીવા સમય દ્વારા નિર્ધારિત સમયગાળા પછી, તેમાંથી દરેક નવી, વધુ અસંખ્ય પેઢી એસેમ્બલીના પદાર્થમાં વિભાજન દ્વારા 202 MeV ની ઊર્જા ઉમેરે છે, જે પહેલાથી જ ભયંકર દબાણથી છલકાઈ રહી છે. બનતી ઘટનાના સ્કેલ પર, શ્રેષ્ઠ એલોય સ્ટીલ્સની પણ તાકાત એટલી ઓછી છે કે વિસ્ફોટની ગતિશીલતાની ગણતરી કરતી વખતે તેને ધ્યાનમાં લેવાનું ક્યારેય કોઈને થતું નથી. માત્ર એક જ વસ્તુ જે એસેમ્બલીને અલગ થવાથી અટકાવે છે તે જડતા છે: પ્લુટોનિયમ બોલને દસ નેનોસેકન્ડમાં માત્ર 1 સેમી સુધી વિસ્તૃત કરવા માટે, તે પદાર્થને પ્રવેગક પ્રદાન કરવું જરૂરી છે જે પ્રવેગ કરતા લાખો ગણા વધારે છે. મફત પતન, અને આ સરળ નથી.

અંતે, દ્રવ્ય હજુ પણ વેરવિખેર થાય છે, વિભાજન અટકે છે, પરંતુ પ્રક્રિયા ત્યાં સમાપ્ત થતી નથી: વિભાજન દરમિયાન ઉત્સર્જિત થયેલા વિભાજનના મધ્યવર્તી કેન્દ્રના આયનાઇઝ્ડ ટુકડાઓ અને અન્ય કણો વચ્ચે ઊર્જાનું પુનઃવિતરણ થાય છે. તેમની ઊર્જા દસ અને સેંકડો MeV ના ક્રમમાં હોય છે, પરંતુ માત્ર વિદ્યુત તટસ્થ ઉચ્ચ-ઊર્જાવાળા ગામા ક્વોન્ટા અને ન્યુટ્રોનને જ પદાર્થ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ટાળવાની અને "એસ્કેપિંગ" કરવાની તક હોય છે. ચાર્જ થયેલા કણો અથડામણ અને આયનીકરણના કાર્યોમાં ઝડપથી ઊર્જા ગુમાવે છે. આ કિસ્સામાં, કિરણોત્સર્ગ ઉત્સર્જિત થાય છે - જો કે, તે હવે સખત પરમાણુ કિરણોત્સર્ગ નથી, પરંતુ નરમ છે, ઊર્જા સાથે ત્રણ ક્રમની તીવ્રતા ઓછી છે, પરંતુ હજી પણ અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને બહાર કાઢવા માટે પૂરતા કરતાં વધુ છે - માત્ર બાહ્ય શેલમાંથી જ નહીં, પરંતુ સામાન્ય રીતે દરેક વસ્તુમાંથી. ઘન સેન્ટિમીટર દીઠ ગ્રામની ઘનતા સાથે એકદમ ન્યુક્લી, સ્ટ્રિપ્ડ ઇલેક્ટ્રોન અને રેડિયેશનનું મિશ્રણ (કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કરો કે તમે એલ્યુમિનિયમની ઘનતા પ્રાપ્ત કરી હોય તેવા પ્રકાશ હેઠળ કેટલી સારી રીતે ટેન કરી શકો છો!) - એક ક્ષણ પહેલા જે ચાર્જ હતું તે બધું - તેમાં આવે છે. સંતુલનની કેટલીક સમાનતા. ખૂબ જ યુવાન ફાયરબોલમાં, તાપમાન લાખો ડિગ્રી સુધી પહોંચે છે.

ફાયર બોલ

એવું લાગે છે કે પ્રકાશની ગતિએ આગળ વધતા નરમ કિરણોત્સર્ગને પણ તે બાબતને છોડી દેવી જોઈએ જે તેને ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ આ એવું નથી: ઠંડી હવામાં, કેવ ઊર્જાના ક્વોન્ટાની શ્રેણી સેન્ટીમીટર હોય છે, અને તે ગતિમાં આગળ વધતા નથી. સીધી રેખા, પરંતુ ચળવળની દિશા બદલો, દરેક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે ફરીથી ઉત્સર્જન કરો. ક્વોન્ટા હવાને આયોનાઇઝ કરે છે અને તેના દ્વારા ફેલાય છે, જેમ કે ચેરીનો રસ એક ગ્લાસ પાણીમાં રેડવામાં આવે છે. આ ઘટનાને રેડિયેટિવ ડિફ્યુઝન કહેવામાં આવે છે.

વિભાજનના વિસ્ફોટના અંત પછી થોડાક દસ નેનોસેકન્ડમાં 100 kt વિસ્ફોટનો યુવાન અગનગોળો 3 મીટરની ત્રિજ્યા અને લગભગ 8 મિલિયન કેલ્વિન તાપમાન ધરાવે છે. પરંતુ 30 માઇક્રોસેકન્ડ પછી તેની ત્રિજ્યા 18 મીટર છે, જો કે તાપમાન એક મિલિયન ડિગ્રીથી નીચે જાય છે. બોલ જગ્યાને ખાઈ જાય છે, અને તેની આગળની પાછળની આયનાઇઝ્ડ હવા ભાગ્યે જ ખસે છે: વિકિરણ પ્રસરણ દરમિયાન તેમાં નોંધપાત્ર વેગ ટ્રાન્સફર કરી શકતું નથી. પરંતુ તે આ હવામાં પ્રચંડ ઊર્જા પમ્પ કરે છે, તેને ગરમ કરે છે, અને જ્યારે રેડિયેશન ઊર્જા સમાપ્ત થાય છે, ત્યારે ગરમ પ્લાઝ્માના વિસ્તરણને કારણે બોલ વધવા લાગે છે, જે ચાર્જ તરીકે અંદરથી ફૂટે છે. ફૂલેલા પરપોટાની જેમ વિસ્તરણ થતાં, પ્લાઝ્મા શેલ પાતળું બને છે. બબલથી વિપરીત, અલબત્ત, તેને કંઈપણ ફૂલતું નથી: સાથે અંદરલગભગ કોઈ વાંધો રહેતો નથી, તે બધું જડતા દ્વારા કેન્દ્રમાંથી ઉડે છે, પરંતુ વિસ્ફોટના 30 માઇક્રોસેકન્ડ પછી, આ ફ્લાઇટની ઝડપ 100 કિમી/સે કરતાં વધુ છે, અને આ બાબતમાં હાઇડ્રોડાયનેમિક દબાણ 150,000 એટીએમ કરતાં વધુ છે! વધારે પડતું બની જવું પાતળા શેલનિર્ધારિત નથી, તે ફૂટે છે, "ફોલ્લા" બનાવે છે.

વેક્યૂમ ન્યુટ્રોન ટ્યુબમાં, ટ્રીટિયમ-સેચ્યુરેટેડ ટાર્ગેટ (કેથોડ) 1 અને એનોડ એસેમ્બલી 2 વચ્ચે સો કિલોવોલ્ટનું પલ્સ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. જ્યારે વોલ્ટેજ મહત્તમ હોય છે, ત્યારે તે જરૂરી છે કે ડ્યુટેરિયમ આયનો એનોડ અને કેથોડ વચ્ચે હોય, જેને ઝડપી બનાવવાની જરૂર છે. આ માટે આયન સ્ત્રોતનો ઉપયોગ થાય છે. તેના એનોડ 3 પર ઇગ્નીશન પલ્સ લાગુ પડે છે, અને ડિસ્ચાર્જ, ડ્યુટેરિયમ-સેચ્યુરેટેડ સિરામિક 4 ની સપાટી સાથે પસાર થાય છે, ડ્યુટેરિયમ આયનો બનાવે છે. ત્વરિત કર્યા પછી, તેઓ ટ્રીટિયમથી સંતૃપ્ત લક્ષ્ય પર બોમ્બ ધડાકા કરે છે, જેના પરિણામે 17.6 MeV ની ઉર્જા બહાર આવે છે અને ન્યુટ્રોન અને હિલીયમ -4 ન્યુક્લી રચાય છે. કણોની રચના અને ઉર્જા ઉત્પાદનના સંદર્ભમાં, આ પ્રતિક્રિયા ફ્યુઝન જેવી જ છે - પ્રકાશ ન્યુક્લીના ફ્યુઝનની પ્રક્રિયા. 1950 ના દાયકામાં, ઘણા લોકો એવું માનતા હતા, પરંતુ પાછળથી તે બહાર આવ્યું કે ટ્યુબમાં "વિક્ષેપ" થાય છે: કાં તો પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન (જે ડ્યુટેરિયમ આયન બનાવે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રવેગિત થાય છે) લક્ષ્યમાં "અટવાઇ જાય છે". ન્યુક્લિયસ (ટ્રિટિયમ). જો પ્રોટોન અટકી જાય છે, તો ન્યુટ્રોન તૂટી જાય છે અને મુક્ત થઈ જાય છે.

અગનગોળાની ઉર્જા પ્રસારિત કરવાની કઈ પદ્ધતિ છે પર્યાવરણપ્રવર્તે છે, વિસ્ફોટની શક્તિ પર આધાર રાખે છે: જો તે મોટું હોય, તો મુખ્ય ભૂમિકા રેડિયેશન પ્રસરણ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે; જો તે નાનું હોય, તો પ્લાઝ્મા બબલનું વિસ્તરણ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. તે સ્પષ્ટ છે કે જ્યારે બંને પદ્ધતિઓ અસરકારક હોય ત્યારે મધ્યવર્તી કેસ શક્ય છે.

પ્રક્રિયા હવાના નવા સ્તરોને કબજે કરે છે; અણુઓમાંથી તમામ ઇલેક્ટ્રોનને છીનવી લેવા માટે હવે પૂરતી ઊર્જા નથી. આયનોઇઝ્ડ લેયર અને પ્લાઝ્મા બબલના ટુકડાઓની ઉર્જા સમાપ્ત થઈ જાય છે; તેઓ હવે વિશાળ સમૂહને તેમની સામે ખસેડવામાં સક્ષમ નથી અને નોંધપાત્ર રીતે ધીમું થઈ જાય છે. પરંતુ વિસ્ફોટ આગળ વધે તે પહેલાં હવા શું હતી, બોલથી દૂર થઈને, ઠંડી હવાના વધુ અને વધુ સ્તરોને શોષી લેતી હતી... આંચકાના તરંગની રચના શરૂ થાય છે.

શોક વેવ અને અણુ મશરૂમ

જ્યારે આંચકો તરંગ અગનગોળાથી અલગ પડે છે, ત્યારે ઉત્સર્જક સ્તરની લાક્ષણિકતાઓ બદલાય છે અને સ્પેક્ટ્રમના ઓપ્ટિકલ ભાગમાં રેડિયેશન પાવર તીવ્રપણે વધે છે (કહેવાતા પ્રથમ મહત્તમ). આગળ, પ્રકાશની પ્રક્રિયાઓ અને આસપાસની હવાની પારદર્શિતામાં ફેરફાર સ્પર્ધા કરે છે, જે બીજા મહત્તમની અનુભૂતિ તરફ દોરી જાય છે, ઓછા શક્તિશાળી, પરંતુ વધુ લાંબું - એટલું બધું કે પ્રકાશ ઊર્જાનું ઉત્પાદન પ્રથમ મહત્તમ કરતા વધારે છે. .

વિસ્ફોટની નજીક, તેની આસપાસની દરેક વસ્તુ બાષ્પીભવન થાય છે, વધુ દૂર તે પીગળી જાય છે, પરંતુ તેનાથી પણ વધુ દૂર, જ્યાં ગરમીનો પ્રવાહ હવે ઓગળવા માટે પૂરતો નથી. ઘન, માટી, ખડકો, ઘરો વાયુના ભયંકર દબાણ હેઠળ પ્રવાહીની જેમ વહે છે, તમામ મજબૂત બંધનોનો નાશ કરે છે, જે આંખો માટે અસહ્ય તેજ સુધી ગરમ થાય છે.

અંતે, આંચકાના તરંગો વિસ્ફોટના બિંદુથી ઘણા દૂર જાય છે, જ્યાં એક છૂટક અને નબળો રહે છે, પરંતુ ઘણી વખત વિસ્તરણ થાય છે, કન્ડેન્સ્ડ વરાળના વાદળ જે ચાર્જના પ્લાઝ્માથી નાના અને ખૂબ જ કિરણોત્સર્ગી ધૂળમાં ફેરવાય છે, અને શેમાંથી તેની ભયંકર ઘડીએ એવી જગ્યાની નજીક હતી જ્યાંથી શક્ય હોય ત્યાં સુધી રહેવું જોઈએ. વાદળ વધવા માંડે છે. તે ઠંડુ થાય છે, તેનો રંગ બદલીને, કન્ડેન્સ્ડ ભેજની સફેદ ટોપી "પડે છે", ત્યારબાદ પૃથ્વીની સપાટી પરથી ધૂળ આવે છે, જેને સામાન્ય રીતે "અણુ મશરૂમ" કહેવામાં આવે છે તેનો "પગ" બનાવે છે.

ન્યુટ્રોન દીક્ષા

સચેત વાચકો તેમના હાથમાં પેન્સિલ વડે વિસ્ફોટ દરમિયાન ઊર્જાના પ્રકાશનનો અંદાજ લગાવી શકે છે. જ્યારે એસેમ્બલી સુપરક્રિટીકલ સ્થિતિમાં હોય છે તે સમય માઇક્રોસેકન્ડના ક્રમ પર હોય છે, ન્યુટ્રોનની ઉંમર પીકોસેકન્ડના ક્રમ પર હોય છે, અને ગુણાકાર પરિબળ 2 કરતા ઓછો હોય છે, લગભગ એક ગીગાજૌલ ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જે સમકક્ષ હોય છે. ... 250 કિલો TNT. કિલો- અને મેગાટોન ક્યાં છે?

ન્યુટ્રોન - ધીમું અને ઝડપી

બિન-વિચ્છેદિત પદાર્થમાં, ન્યુક્લીમાંથી "બાઉન્સ" થાય છે, ન્યુટ્રોન તેમની ઊર્જાનો એક ભાગ તેમનામાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, ન્યુક્લી વધુ હળવા (દળમાં તેમની નજીક) હોય છે. ન્યુટ્રોન જેટલી વધુ અથડામણોમાં ભાગ લે છે, તેટલો વધુ તેઓ ધીમું થાય છે, અને અંતે તેઓ આસપાસના પદાર્થ સાથે થર્મલ સંતુલનમાં આવે છે - તે થર્મલાઇઝ્ડ થાય છે (આ મિલિસેકન્ડ લે છે). થર્મલ ન્યુટ્રોન ઝડપ 2200 m/s (ઊર્જા 0.025 eV) છે. ન્યુટ્રોન મધ્યસ્થથી છટકી શકે છે અને તેના ન્યુક્લી દ્વારા કબજે કરવામાં આવે છે, પરંતુ મધ્યસ્થતા સાથે તેમની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશવાની ક્ષમતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, તેથી ન્યુટ્રોન કે જે "ખોવાઈ" નથી તે સંખ્યામાં ઘટાડો કરતાં વધુ વળતર આપે છે.
આમ, જો વિક્ષેપિત સામગ્રીનો બોલ મધ્યસ્થથી ઘેરાયેલો હોય, તો ઘણા ન્યુટ્રોન મધ્યસ્થને છોડી દેશે અથવા તેમાં સમાઈ જશે, પરંતુ કેટલાક એવા પણ હશે જે બોલ પર પાછા ફરશે ("પ્રતિબિંબ") અને, તેમની ઊર્જા ગુમાવ્યા પછી, વિભાજનની ઘટનાઓ થવાની શક્યતા વધુ છે. જો બોલ બેરિલિયમ 25 મીમી જાડા સ્તરથી ઘેરાયેલો હોય, તો 20 કિલો U235 બચાવી શકાય છે અને હજુ પણ એસેમ્બલીની ગંભીર સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. પરંતુ આવી બચત સમયના ખર્ચે થાય છે: ન્યુટ્રોનની દરેક અનુગામી પેઢીએ વિભાજન કરતા પહેલા પહેલા ધીમું થવું જોઈએ. આ વિલંબ એકમ સમય દીઠ જન્મેલા ન્યુટ્રોનની પેઢીઓની સંખ્યામાં ઘટાડો કરે છે, જેનો અર્થ છે કે ઊર્જા પ્રકાશનમાં વિલંબ થાય છે. એસેમ્બલીમાં ઓછી વિચ્છેદિત સામગ્રી, સાંકળ પ્રતિક્રિયા વિકસાવવા માટે વધુ મધ્યસ્થીની જરૂર પડે છે, અને વિભાજન વધુને વધુ ઓછી-ઊર્જા ન્યુટ્રોન સાથે થાય છે. આત્યંતિક કિસ્સામાં, જ્યારે જટિલતા ફક્ત થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, સારા મધ્યસ્થ - પાણીમાં યુરેનિયમ ક્ષારના દ્રાવણમાં, એસેમ્બલીઓનો સમૂહ સેંકડો ગ્રામ છે, પરંતુ સોલ્યુશન સમયાંતરે ઉકળે છે. છૂટા પડેલા વરાળના પરપોટા ફિસિલ પદાર્થની સરેરાશ ઘનતા ઘટાડે છે, સાંકળની પ્રતિક્રિયા અટકે છે, અને જ્યારે પરપોટા પ્રવાહી છોડે છે, ત્યારે વિભાજનનો પ્રકોપ પુનરાવર્તિત થાય છે (જો તમે જહાજને ચોંટાડો છો, તો વરાળ તેને ફાટી જશે - પરંતુ આ થર્મલ હશે. વિસ્ફોટ, તમામ લાક્ષણિક "પરમાણુ" ચિહ્નોથી વંચિત).

હકીકત એ છે કે એસેમ્બલીમાં વિભાજન સાંકળ એક ન્યુટ્રોનથી શરૂ થતી નથી: જરૂરી માઇક્રોસેકન્ડ પર, તે લાખો લોકો દ્વારા સુપરક્રિટિકલ એસેમ્બલીમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. પ્રથમ પરમાણુ શુલ્કમાં, પ્લુટોનિયમ એસેમ્બલીની અંદરના પોલાણમાં સ્થિત આઇસોટોપ સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ આ માટે કરવામાં આવ્યો હતો: પોલોનિયમ-210, કમ્પ્રેશનની ક્ષણે, બેરિલિયમ સાથે જોડાય છે અને તેના આલ્ફા કણો સાથે ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જનનું કારણ બને છે. પરંતુ તમામ આઇસોટોપિક સ્ત્રોતો તેના બદલે નબળા છે (પ્રથમ અમેરિકન ઉત્પાદને માઇક્રોસેકન્ડ દીઠ એક મિલિયન ન્યુટ્રોન કરતાં ઓછા પેદા કર્યા છે), અને પોલોનિયમ ખૂબ જ નાશવંત છે-તે માત્ર 138 દિવસમાં તેની પ્રવૃત્તિને અડધી કરી દે છે. તેથી, આઇસોટોપ્સને ઓછા ખતરનાક (જે ચાલુ ન હોય ત્યારે ઉત્સર્જન કરતા નથી) દ્વારા બદલવામાં આવ્યા છે, અને સૌથી અગત્યનું, ન્યુટ્રોન ટ્યુબ જે વધુ તીવ્રતાથી ઉત્સર્જન કરે છે (સાઇડબાર જુઓ): થોડા માઇક્રોસેકન્ડમાં (ટ્યુબ દ્વારા રચાયેલી પલ્સનો સમયગાળો) ) લાખો ન્યુટ્રોન જન્મે છે. પરંતુ જો તે કામ કરતું નથી અથવા ખોટા સમયે કામ કરતું નથી, તો કહેવાતા બેંગ અથવા "ઝિલ્ચ" થશે - ઓછી શક્તિનો થર્મલ વિસ્ફોટ.

ન્યુટ્રોન દીક્ષા એ ન્યુક્લિયર વિસ્ફોટની ઉર્જા પ્રકાશનને મેગ્નિટ્યુડના ઘણા ઓર્ડરો દ્વારા જ નહીં, પરંતુ તેનું નિયમન કરવાનું પણ શક્ય બનાવે છે! તે સ્પષ્ટ છે કે, લડાઇ મિશન પ્રાપ્ત કર્યા પછી, જ્યારે પરમાણુ હડતાલની શક્તિ સૂચવવી આવશ્યક છે તે સેટ કરતી વખતે, કોઈ પણ ચાર્જને પ્લુટોનિયમ એસેમ્બલીથી સજ્જ કરવા માટે તેને ડિસએસેમ્બલ કરતું નથી જે આપેલ શક્તિ માટે શ્રેષ્ઠ છે. સ્વિચ કરી શકાય તેવા TNT સમકક્ષ સાથેના દારૂગોળામાં, ન્યુટ્રોન ટ્યુબમાં સપ્લાય વોલ્ટેજ બદલવા માટે તે પૂરતું છે. તદનુસાર, ન્યુટ્રોન ઉપજ અને ઊર્જા પ્રકાશન બદલાશે (અલબત્ત, જ્યારે આ રીતે પાવર ઘટાડવામાં આવે છે, ત્યારે ઘણું મોંઘા પ્લુટોનિયમ વેડફાઈ જાય છે).

પરંતુ તેઓએ ઊર્જા પ્રકાશનને નિયંત્રિત કરવાની જરૂરિયાત વિશે ખૂબ પછીથી અને પહેલા વિચારવાનું શરૂ કર્યું યુદ્ધ પછીના વર્ષોપાવર ઘટાડવાની કોઈ વાત થઈ શકે નહીં. વધુ શક્તિશાળી, વધુ શક્તિશાળી અને વધુ શક્તિશાળી! પરંતુ તે બહાર આવ્યું છે કે સબક્રિટિકલ ક્ષેત્રના અનુમતિપાત્ર પરિમાણો પર પરમાણુ ભૌતિક અને હાઇડ્રોડાયનેમિક પ્રતિબંધો છે. સો કિલોટન વિસ્ફોટની સમકક્ષ TNT સિંગલ-ફેઝ મ્યુનિશન માટે ભૌતિક મર્યાદાની નજીક છે, જેમાં માત્ર વિભાજન થાય છે. પરિણામે, વિભાજનને ઊર્જાના મુખ્ય સ્ત્રોત તરીકે છોડી દેવામાં આવ્યું હતું, અને તેઓ અન્ય વર્ગ - ફ્યુઝનની પ્રતિક્રિયાઓ પર આધાર રાખતા હતા.

પરમાણુ રિએક્ટર સરળતાથી અને કાર્યક્ષમ રીતે કામ કરે છે. નહિંતર, જેમ તમે જાણો છો, ત્યાં મુશ્કેલી હશે. પણ અંદર શું ચાલી રહ્યું છે? ચાલો પરમાણુ (પરમાણુ) રિએક્ટરના સંચાલનના સિદ્ધાંતને સંક્ષિપ્તમાં, સ્પષ્ટપણે, સ્ટોપ્સ સાથે ઘડવાનો પ્રયાસ કરીએ.

સારમાં, પરમાણુ વિસ્ફોટ દરમિયાન જેવી જ પ્રક્રિયા ત્યાં થઈ રહી છે. ફક્ત વિસ્ફોટ ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે, પરંતુ રિએક્ટરમાં આ બધું લાંબા સમય સુધી લંબાય છે. પરિણામે, બધું સલામત અને યોગ્ય રહે છે, અને આપણે ઊર્જા પ્રાપ્ત કરીએ છીએ. એટલું નહીં કે આજુબાજુની દરેક વસ્તુ એક જ સમયે નાશ પામે, પરંતુ શહેરને વીજળી પૂરી પાડવા માટે પૂરતી છે.

નિયંત્રિત પરમાણુ પ્રતિક્રિયા કેવી રીતે થાય છે તે સમજતા પહેલા, તમારે તે શું છે તે જાણવાની જરૂર છે પરમાણુ પ્રતિક્રિયા બધા પર.

પરમાણુ પ્રતિક્રિયા જ્યારે તેઓ પ્રાથમિક કણો અને ગામા કિરણો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે અણુ ન્યુક્લીના રૂપાંતર (વિભાજન)ની પ્રક્રિયા છે.

પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ ઊર્જાના શોષણ અને પ્રકાશન બંને સાથે થઈ શકે છે. રિએક્ટર બીજી પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે.

ન્યુક્લિયર રિએક્ટર એક ઉપકરણ છે જેનો હેતુ નિયંત્રિત જાળવવાનો છે પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઊર્જાના પ્રકાશન સાથે.

ઘણીવાર પરમાણુ રિએક્ટરને પરમાણુ રિએક્ટર પણ કહેવામાં આવે છે. ચાલો નોંધ લઈએ કે અહીં કોઈ મૂળભૂત તફાવત નથી, પરંતુ વિજ્ઞાનના દૃષ્ટિકોણથી "પરમાણુ" શબ્દનો ઉપયોગ કરવો વધુ યોગ્ય છે. હવે ઘણા પ્રકારના પરમાણુ રિએક્ટર છે. આ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે રચાયેલ વિશાળ ઔદ્યોગિક રિએક્ટર, સબમરીનના પરમાણુ રિએક્ટર, વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા નાના પ્રાયોગિક રિએક્ટર છે. દરિયાઈ પાણીને ડિસેલિનેટ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા રિએક્ટર પણ છે.

પરમાણુ રિએક્ટરની રચનાનો ઇતિહાસ

પહેલું પરમાણુ રિએક્ટર 1942માં ખૂબ જ દૂર શરૂ થયું હતું. ફર્મીના નેતૃત્વમાં યુએસએમાં આ બન્યું. આ રિએક્ટરને "શિકાગો વુડપાઇલ" કહેવામાં આવતું હતું.

1946 માં, કુર્ચાટોવના નેતૃત્વ હેઠળ શરૂ કરાયેલ પ્રથમ સોવિયેત રિએક્ટર, સંચાલન કરવાનું શરૂ કર્યું. આ રિએક્ટરનું શરીર સાત મીટર વ્યાસનો બોલ હતો. પ્રથમ રિએક્ટરમાં ઠંડક પ્રણાલી ન હતી, અને તેમની શક્તિ ન્યૂનતમ હતી. માર્ગ દ્વારા, સોવિયત રિએક્ટરની સરેરાશ શક્તિ 20 વોટ હતી, અને અમેરિકન એક - માત્ર 1 વોટ. સરખામણી માટે: આધુનિક પાવર રિએક્ટરની સરેરાશ શક્તિ 5 ગીગાવોટ છે. વિશ્વનું પ્રથમ ઔદ્યોગિક પ્રથમ રિએક્ટર લોન્ચ થયાના દસ વર્ષથી ઓછા સમય પછી પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટઓબ્નિન્સ્ક શહેરમાં.

પરમાણુ (પરમાણુ) રિએક્ટરના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

કોઈપણ પરમાણુ રિએક્ટરમાં ઘણા ભાગો હોય છે: કોર સાથે બળતણ અને મધ્યસ્થી , ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટર , શીતક , નિયંત્રણ અને રક્ષણ સિસ્ટમ . આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ મોટાભાગે રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે થાય છે. યુરેનિયમ (235, 238, 233), પ્લુટોનિયમ (239) અને થોરિયમ (232). સક્રિય ઝોન એ બોઈલર છે જેના દ્વારા વહે છે સાદું પાણી(ઠંડક). અન્ય શીતકમાં, "ભારે પાણી" અને પ્રવાહી ગ્રેફાઇટનો સામાન્ય રીતે ઓછો ઉપયોગ થાય છે. જો આપણે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સંચાલન વિશે વાત કરીએ, તો પછી પરમાણુ રિએક્ટરનો ઉપયોગ ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. વીજળી પોતે જ અન્ય પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટ્સની સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે - વરાળ ટર્બાઇનને ફેરવે છે, અને ચળવળની ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

નીચે પરમાણુ રિએક્ટરની કામગીરીનો આકૃતિ છે.

જેમ આપણે પહેલેથી જ કહ્યું છે તેમ, ભારે યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસનો સડો હળવા તત્વો અને ઘણા ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે. પરિણામી ન્યુટ્રોન અન્ય ન્યુક્લીઓ સાથે અથડાય છે, જેના કારણે તેઓ વિભાજન પણ થાય છે. તે જ સમયે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા હિમપ્રપાતની જેમ વધે છે.

તેનો અહીં ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ ન્યુટ્રોન ગુણાકાર પરિબળ . તેથી, જો આ ગુણાંક એક સમાન મૂલ્ય કરતાં વધી જાય, પરમાણુ વિસ્ફોટ. જો મૂલ્ય એક કરતા ઓછું હોય, તો ત્યાં ઘણા ઓછા ન્યુટ્રોન હોય છે અને પ્રતિક્રિયા મરી જાય છે. પરંતુ જો તમે ગુણાંકનું મૂલ્ય એક સમાન જાળવી રાખો છો, તો પ્રતિક્રિયા લાંબી અને સ્થિર રીતે આગળ વધશે.

પ્રશ્ન એ છે કે આ કેવી રીતે કરવું? રિએક્ટરમાં, બળતણ કહેવાતામાં છે બળતણ તત્વો (TVELakh). આ સળિયાઓ છે જેમાં નાની ગોળીઓના રૂપમાં હોય છે, પરમાણુ બળતણ . ફ્યુઅલ સળિયા ષટ્કોણ આકારની કેસેટમાં જોડાયેલા હોય છે, જેમાંથી રિએક્ટરમાં સેંકડો હોઈ શકે છે. બળતણની સળિયાવાળી કેસેટ ઊભી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે, અને દરેક બળતણ સળિયામાં એક સિસ્ટમ હોય છે જે તમને તેના નિમજ્જનની ઊંડાઈને કોરમાં સમાયોજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. પોતે કેસેટ ઉપરાંત, તેઓ સમાવેશ થાય છે નિયંત્રણ સળિયા અને કટોકટી સુરક્ષા સળિયા . સળિયા એવી સામગ્રીમાંથી બને છે જે ન્યુટ્રોનને સારી રીતે શોષી લે છે. આમ, કંટ્રોલ સળિયાને કોરમાં અલગ-અલગ ઊંડાણો સુધી ઘટાડી શકાય છે, ત્યાં ન્યુટ્રોન ગુણાકાર પરિબળને સમાયોજિત કરી શકાય છે. કટોકટીની સ્થિતિમાં રિએક્ટરને બંધ કરવા માટે ઇમરજન્સી સળિયા ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે.

પરમાણુ રિએક્ટર કેવી રીતે શરૂ થાય છે?

અમે ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત પોતે જ શોધી કાઢ્યો છે, પરંતુ રિએક્ટરનું કાર્ય કેવી રીતે શરૂ કરવું અને કેવી રીતે બનાવવું? આશરે કહીએ તો, તે અહીં છે - યુરેનિયમનો ટુકડો, પરંતુ સાંકળ પ્રતિક્રિયા તેના પોતાના પર શરૂ થતી નથી. હકીકત એ છે કે પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં એક ખ્યાલ છે જટિલ માસ .

ક્રિટિકલ માસ એ ન્યુક્લિયર ચેઇન રિએક્શન શરૂ કરવા માટે જરૂરી ફિસિલ સામગ્રીનો સમૂહ છે.

બળતણના સળિયા અને નિયંત્રણ સળિયાની મદદથી, રિએક્ટરમાં પ્રથમ અણુ બળતણનો નિર્ણાયક સમૂહ બનાવવામાં આવે છે, અને પછી રિએક્ટરને કેટલાક તબક્કામાં શ્રેષ્ઠ પાવર લેવલ પર લાવવામાં આવે છે.

આ લેખમાં, અમે તમને પરમાણુ (પરમાણુ) રિએક્ટરની રચના અને સંચાલન સિદ્ધાંતનો સામાન્ય ખ્યાલ આપવાનો પ્રયાસ કર્યો છે. જો તમને વિષય પર કોઈ પ્રશ્નો હોય અથવા યુનિવર્સિટીમાં પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કોઈ સમસ્યા પૂછવામાં આવી હોય, તો કૃપા કરીને સંપર્ક કરો અમારી કંપનીના નિષ્ણાતોને. હંમેશની જેમ, અમે તમારા અભ્યાસને લગતી કોઈપણ દબાણયુક્ત સમસ્યાને ઉકેલવામાં મદદ કરવા તૈયાર છીએ. અને જ્યારે અમે તેના પર છીએ, ત્યારે તમારા ધ્યાન માટે અહીં બીજી શૈક્ષણિક વિડિઓ છે!

ન્યુક્લિયર પાવર જનરેશન એ વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની આધુનિક અને ઝડપથી વિકસતી પદ્ધતિ છે. શું તમે જાણો છો કે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે કામ કરે છે? ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટના સંચાલનનો સિદ્ધાંત શું છે? આજે કયા પ્રકારના પરમાણુ રિએક્ટર અસ્તિત્વમાં છે? અમે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટની ઓપરેશન સ્કીમને વિગતવાર ધ્યાનમાં લેવાનો પ્રયાસ કરીશું, પરમાણુ રિએક્ટરની રચનામાં તપાસ કરીશું અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની પરમાણુ પદ્ધતિ કેટલી સલામત છે તે શોધીશું.

કોઈપણ સ્ટેશન એ રહેણાંક વિસ્તારથી દૂરનો બંધ વિસ્તાર છે. તેના પ્રદેશ પર ઘણી ઇમારતો છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ માળખું રિએક્ટર બિલ્ડિંગ છે, તેની બાજુમાં ટર્બાઇન રૂમ છે જેમાંથી રિએક્ટર નિયંત્રિત થાય છે, અને સલામતી બિલ્ડિંગ છે.

આ યોજના પરમાણુ રિએક્ટર વિના અશક્ય છે. અણુ (પરમાણુ) રિએક્ટર એ ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ ઉપકરણ છે જે ન્યુટ્રોનના વિભાજનની સાંકળ પ્રતિક્રિયાને ગોઠવવા માટે રચાયેલ છે. ફરજિયાત ફાળવણીઆ પ્રક્રિયામાં ઊર્જા. પરંતુ ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટનું સંચાલન સિદ્ધાંત શું છે?

આખું રિએક્ટર ઇન્સ્ટોલેશન રિએક્ટર બિલ્ડિંગમાં રાખવામાં આવ્યું છે, એક વિશાળ કોંક્રિટ ટાવર જે રિએક્ટરને છુપાવે છે અને અકસ્માતની સ્થિતિમાં પરમાણુ પ્રતિક્રિયાના તમામ ઉત્પાદનો સમાવે છે. આ મોટા ટાવરને કન્ટેઈનમેન્ટ, હર્મેટિક શેલ અથવા કન્ટેઈનમેન્ટ ઝોન કહેવામાં આવે છે.

નવા રિએક્ટરમાં હર્મેટિક ઝોનમાં 2 જાડા કોંક્રિટ દિવાલો છે - શેલો.
બાહ્ય શેલ, 80 સેમી જાડા, બાહ્ય પ્રભાવોથી કન્ટેઈનમેન્ટ ઝોનનું રક્ષણ કરે છે.

આંતરિક શેલ, 1 મીટર 20 સે.મી. જાડા, ખાસ સ્ટીલ કેબલ ધરાવે છે જે કોંક્રિટની મજબૂતાઈ લગભગ ત્રણ ગણી વધારે છે અને માળખાને ભાંગી પડતા અટકાવે છે. અંદરથી, તે વિશિષ્ટ સ્ટીલની પાતળી શીટ સાથે રેખાંકિત છે, જે કન્ટેઈનમેન્ટ માટે વધારાના રક્ષણ તરીકે સેવા આપવા માટે અને અકસ્માતની સ્થિતિમાં, રિએક્ટરની સામગ્રીને કન્ટેઈનમેન્ટ ઝોનની બહાર ન છોડવા માટે રચાયેલ છે.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટની આ ડિઝાઈન તેને 200 ટન વજનના વિમાન અકસ્માત, 8ની તીવ્રતાનો ધરતીકંપ, ટોર્નેડો અને સુનામીનો સામનો કરવા દે છે.

પ્રથમ સીલબંધ શેલ 1968 માં અમેરિકન કનેક્ટિકટ યાન્કી પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું.

કન્ટેઈનમેન્ટ ઝોનની કુલ ઊંચાઈ 50-60 મીટર છે.

પરમાણુ રિએક્ટર શું સમાવે છે?

પરમાણુ રિએક્ટરના ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત અને તેથી પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સંચાલન સિદ્ધાંતને સમજવા માટે, તમારે રિએક્ટરના ઘટકોને સમજવાની જરૂર છે.

• સક્રિય ઝોન. આ તે વિસ્તાર છે જ્યાં પરમાણુ બળતણ (ફ્યુઅલ જનરેટર) અને મધ્યસ્થ મૂકવામાં આવે છે. બળતણના અણુઓ (મોટાભાગે યુરેનિયમ બળતણ છે) સાંકળ વિભાજન પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. મધ્યસ્થી વિભાજન પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ છે અને ગતિ અને શક્તિના સંદર્ભમાં જરૂરી પ્રતિક્રિયા માટે પરવાનગી આપે છે.
• ન્યુટ્રોન રિફ્લેક્ટર. એક પરાવર્તક કોરને ઘેરે છે. તે મધ્યસ્થ તરીકે સમાન સામગ્રી ધરાવે છે. સારમાં, આ એક બોક્સ છે, જેનો મુખ્ય હેતુ ન્યુટ્રોનને કોર છોડીને પર્યાવરણમાં પ્રવેશતા અટકાવવાનો છે.
• શીતક. શીતકએ બળતણના અણુઓના વિભાજન દરમિયાન છોડેલી ગરમીને શોષી લેવી જોઈએ અને તેને અન્ય પદાર્થોમાં સ્થાનાંતરિત કરવી જોઈએ. શીતક મોટે ભાગે નક્કી કરે છે કે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે. આજે સૌથી વધુ લોકપ્રિય શીતક પાણી છે.
  રિએક્ટર નિયંત્રણ સિસ્ટમ. સેન્સર્સ અને મિકેનિઝમ્સ કે જે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ રિએક્ટરને શક્તિ આપે છે.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ માટે બળતણ

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ શું કામ કરે છે? ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ માટેનું બળતણ કિરણોત્સર્ગી ગુણધર્મો ધરાવતા રાસાયણિક તત્વો છે. બધા પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં, આ તત્વ યુરેનિયમ છે.

સ્ટેશનોની ડિઝાઇન સૂચવે છે કે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ જટિલ સંયુક્ત બળતણ પર કાર્ય કરે છે, શુદ્ધ પર નહીં રાસાયણિક તત્વ. અને પ્રાકૃતિક યુરેનિયમમાંથી યુરેનિયમ બળતણ કાઢવા માટે, જે પરમાણુ રિએક્ટરમાં લોડ થાય છે, તે ઘણા મેનિપ્યુલેશન્સ હાથ ધરવા જરૂરી છે.

સમૃદ્ધ યુરેનિયમ

યુરેનિયમમાં બે આઇસોટોપનો સમાવેશ થાય છે, એટલે કે, તેમાં વિવિધ માસ સાથે ન્યુક્લી હોય છે. તેમને પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન આઇસોટોપ -235 અને આઇસોટોપ -238 ની સંખ્યા દ્વારા નામ આપવામાં આવ્યું હતું. 20મી સદીના સંશોધકોએ ધાતુમાંથી યુરેનિયમ 235 કાઢવાનું શરૂ કર્યું, કારણ કે... તેનું વિઘટન અને રૂપાંતર કરવું સરળ હતું. તે બહાર આવ્યું છે કે પ્રકૃતિમાં આવા યુરેનિયમ માત્ર 0.7% છે (બાકીની ટકાવારી 238 મી આઇસોટોપ પર જાય છે).

આ કિસ્સામાં શું કરવું? તેઓએ યુરેનિયમને સમૃદ્ધ બનાવવાનું નક્કી કર્યું. યુરેનિયમ સંવર્ધન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઘણા બધા જરૂરી 235x આઇસોટોપ્સ તેમાં રહે છે અને થોડા બિનજરૂરી 238x આઇસોટોપ્સ. યુરેનિયમ સંવર્ધકોનું કાર્ય 0.7% ને લગભગ 100% યુરેનિયમ-235 માં ફેરવવાનું છે.

યુરેનિયમને બે તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને સમૃદ્ધ બનાવી શકાય છે: ગેસ પ્રસરણ અથવા ગેસ સેન્ટ્રીફ્યુજ. તેનો ઉપયોગ કરવા માટે, અયસ્કમાંથી કાઢવામાં આવેલા યુરેનિયમને વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. તે ગેસના રૂપમાં સમૃદ્ધ થાય છે.

યુરેનિયમ પાવડર

સમૃદ્ધ યુરેનિયમ ગેસ ઘન અવસ્થામાં રૂપાંતરિત થાય છે - યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ. આ શુદ્ધ ઘન યુરેનિયમ 235 મોટા સફેદ સ્ફટિકો તરીકે દેખાય છે, જે પાછળથી યુરેનિયમ પાવડરમાં કચડી નાખવામાં આવે છે.

યુરેનિયમ ગોળીઓ

યુરેનિયમ ગોળીઓ ઘન ધાતુની ડિસ્ક છે, જે થોડા સેન્ટિમીટર લાંબી છે. યુરેનિયમ પાવડરમાંથી આવી ગોળીઓ બનાવવા માટે, તેને એક પદાર્થ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે - એક પ્લાસ્ટિસાઇઝર; તે ગોળીઓને દબાવવાની ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે.

ટેબ્લેટને ખાસ તાકાત અને ઊંચા તાપમાન સામે પ્રતિકાર આપવા માટે દબાવવામાં આવેલા પક્સને 1200 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને એક દિવસથી વધુ સમય માટે શેકવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેનો સીધો આધાર યુરેનિયમ ઇંધણને કેટલી સારી રીતે સંકુચિત અને શેકવામાં આવે છે તેના પર રહેલો છે.

ગોળીઓ molybdenum બોક્સમાં શેકવામાં આવે છે, કારણ કે માત્ર આ ધાતુ દોઢ હજાર ડિગ્રીથી વધુના "નરક" તાપમાનમાં ઓગળવા માટે સક્ષમ નથી. આ પછી, ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ માટે યુરેનિયમ ઇંધણ તૈયાર માનવામાં આવે છે.

TVEL અને એફએ શું છે?

રિએક્ટર કોર એક વિશાળ ડિસ્ક અથવા પાઇપ જેવો દેખાય છે જેમાં દિવાલોમાં છિદ્રો હોય છે (રિએક્ટરના પ્રકાર પર આધાર રાખીને), માનવ શરીર કરતાં 5 ગણો મોટો. આ છિદ્રોમાં યુરેનિયમ બળતણ હોય છે, જેનાં અણુઓ ઇચ્છિત પ્રતિક્રિયા કરે છે.

ફક્ત રિએક્ટરમાં બળતણ ફેંકવું અશક્ય છે, સારું, જ્યાં સુધી તમે આખા સ્ટેશનનો વિસ્ફોટ અને નજીકના કેટલાક રાજ્યો માટે પરિણામો સાથે અકસ્માત ન કરવા માંગતા હોવ. તેથી, યુરેનિયમ બળતણને બળતણ સળિયામાં મૂકવામાં આવે છે અને પછી બળતણ એસેમ્બલીમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે. આ સંક્ષેપોનો અર્થ શું છે?

• TVEL - બળતણ તત્વ (સમાન નામ સાથે મૂંઝવણમાં ન આવે રશિયન કંપની, જે તેમને ઉત્પન્ન કરે છે). તે આવશ્યકપણે ઝિર્કોનિયમ એલોયમાંથી બનેલી પાતળી અને લાંબી ઝિર્કોનિયમ ટ્યુબ છે જેમાં યુરેનિયમની ગોળીઓ મૂકવામાં આવે છે. તે બળતણના સળિયામાં છે કે યુરેનિયમના અણુઓ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે, પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ગરમી મુક્ત કરે છે.

ઝિર્કોનિયમ તેની પ્રત્યાવર્તન અને વિરોધી કાટ ગુણધર્મોને કારણે બળતણ સળિયાના ઉત્પાદન માટે સામગ્રી તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું.

બળતણ સળિયાનો પ્રકાર રિએક્ટરના પ્રકાર અને બંધારણ પર આધાર રાખે છે. એક નિયમ તરીકે, બળતણ સળિયાની રચના અને હેતુ બદલાતો નથી; ટ્યુબની લંબાઈ અને પહોળાઈ અલગ હોઈ શકે છે.

મશીન એક ઝિર્કોનિયમ ટ્યુબમાં 200 થી વધુ યુરેનિયમ ગોળીઓ લોડ કરે છે. કુલ મળીને રિએક્ટરમાં લગભગ 10 મિલિયન યુરેનિયમ પેલેટ્સ એકસાથે કામ કરી રહ્યા છે.
એફએ - બળતણ એસેમ્બલી. NPP કામદારો ફ્યુઅલ એસેમ્બલીને બંડલ કહે છે.

અનિવાર્યપણે, આ એકસાથે જોડાયેલા ઘણા બળતણ સળિયા છે. FA એ પરમાણુ બળતણ સમાપ્ત થાય છે, જેના પર પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ ચાલે છે. તે ઇંધણ એસેમ્બલીઓ છે જે પરમાણુ રિએક્ટરમાં લોડ થાય છે. એક રિએક્ટરમાં લગભગ 150 - 400 ફ્યુઅલ એસેમ્બલી મૂકવામાં આવે છે.
રિએક્ટર કે જેમાં ઇંધણ એસેમ્બલીઓ કામ કરશે તેના પર આધાર રાખીને, તે હોઈ શકે છે વિવિધ આકારો. કેટલીકવાર બંડલને ક્યુબિકમાં ફોલ્ડ કરવામાં આવે છે, ક્યારેક નળાકારમાં, ક્યારેક ષટ્કોણ આકારમાં.

4 વર્ષમાં એક ઇંધણ એસેમ્બલી 670 કોલસાની કાર, કુદરતી ગેસની 730 ટાંકી અથવા તેલથી ભરેલી 900 ટાંકી સળગાવવામાં આવે તેટલી જ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
આજે, ઇંધણ એસેમ્બલીનું ઉત્પાદન મુખ્યત્વે રશિયા, ફ્રાન્સ, યુએસએ અને જાપાનના કારખાનાઓમાં થાય છે.

અન્ય દેશોમાં ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ માટે ઇંધણ પહોંચાડવા માટે, ઇંધણ એસેમ્બલીઓને લાંબા અને પહોળા મેટલ પાઇપમાં સીલ કરવામાં આવે છે, પાઇપમાંથી હવા બહાર કાઢવામાં આવે છે અને ખાસ મશીનોકાર્ગો વિમાનો પર વિતરિત.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ માટેના પરમાણુ બળતણનું વજન ખૂબ જ પ્રતિબંધિત છે, કારણ કે... યુરેનિયમ સૌથી વધુ એક છે ભારે ધાતુઓગ્રહ પર તેમના ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણસ્ટીલ કરતાં 2.5 ગણું વધુ.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ: સંચાલન સિદ્ધાંત

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટના સંચાલનનો સિદ્ધાંત શું છે? ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સના સંચાલનનો સિદ્ધાંત કિરણોત્સર્ગી પદાર્થ - યુરેનિયમના અણુઓના વિભાજનની સાંકળ પ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે. આ પ્રતિક્રિયા પરમાણુ રિએક્ટરના મૂળમાં થાય છે.

તે જાણવું અગત્યનું છે:

પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રની જટિલતાઓમાં ગયા વિના, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સંચાલન સિદ્ધાંત આના જેવો દેખાય છે:
પરમાણુ રિએક્ટર શરૂ થયા પછી, ઇંધણના સળિયામાંથી શોષક સળિયા દૂર કરવામાં આવે છે, જે યુરેનિયમને પ્રતિક્રિયા કરતા અટકાવે છે.

એકવાર સળિયા દૂર થઈ ગયા પછી, યુરેનિયમ ન્યુટ્રોન એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાનું શરૂ કરે છે.

જ્યારે ન્યુટ્રોન અથડાય છે, ત્યારે અણુ સ્તરે મિની-વિસ્ફોટ થાય છે, ઊર્જા છૂટી જાય છે અને નવા ન્યુટ્રોન જન્મે છે, સાંકળ પ્રતિક્રિયા થવાનું શરૂ થાય છે. આ પ્રક્રિયા ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે.

ગરમી શીતકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. શીતકના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તે વરાળ અથવા ગેસમાં ફેરવાય છે, જે ટર્બાઇનને ફેરવે છે.

ટર્બાઇન ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર ચલાવે છે. તે તે છે જે વાસ્તવમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પેદા કરે છે.

જો તમે પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ ન કરો તો, યુરેનિયમ ન્યુટ્રોન એકબીજા સાથે અથડાઈ શકે છે જ્યાં સુધી તેઓ રિએક્ટરમાં વિસ્ફોટ ન કરે અને સમગ્ર પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટને સ્મિતરીન્સમાં તોડી નાખે. પ્રક્રિયા કમ્પ્યુટર સેન્સર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. તેઓ રિએક્ટરમાં તાપમાનમાં વધારો અથવા દબાણમાં ફેરફાર શોધી કાઢે છે અને આપમેળે પ્રતિક્રિયાઓ બંધ કરી શકે છે.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટના સંચાલન સિદ્ધાંત થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સ (થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સ) થી કેવી રીતે અલગ છે?

પ્રથમ તબક્કામાં જ કામમાં તફાવત છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાં, શીતક યુરેનિયમ બળતણના અણુઓના વિભાજનમાંથી ગરમી મેળવે છે; થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં, શીતક કાર્બનિક બળતણ (કોલસો, ગેસ અથવા તેલ) ના દહનમાંથી ગરમી મેળવે છે. યુરેનિયમના અણુઓ અથવા ગેસ અને કોલસામાંથી ગરમી છોડ્યા પછી, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સ અને થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સની કામગીરીની યોજનાઓ સમાન છે.

પરમાણુ રિએક્ટરના પ્રકાર

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે ચાલે છે તે તેના પરમાણુ રિએક્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના પર આધાર રાખે છે. આજે બે મુખ્ય પ્રકારના રિએક્ટર છે, જેનું વર્ગીકરણ ચેતાકોષોના સ્પેક્ટ્રમ અનુસાર કરવામાં આવે છે:
ધીમા ન્યુટ્રોન રિએક્ટર, જેને થર્મલ રિએક્ટર પણ કહેવાય છે.

તેના ઓપરેશન માટે, યુરેનિયમ 235 નો ઉપયોગ થાય છે, જે સંવર્ધન, યુરેનિયમ ગોળીઓ બનાવવા વગેરેના તબક્કાઓમાંથી પસાર થાય છે. આજે, મોટાભાગના રિએક્ટર ધીમા ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ કરે છે.
ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર.

આ રિએક્ટર ભવિષ્ય છે, કારણ કે... તેઓ યુરેનિયમ-238 પર કામ કરે છે, જે પ્રકૃતિમાં એક ડઝન ડાઇમ છે અને આ તત્વને સમૃદ્ધ બનાવવાની જરૂર નથી. આવા રિએક્ટરનો એકમાત્ર નુકસાન એ છે કે ડિઝાઇન, બાંધકામ અને સ્ટાર્ટઅપનો ખૂબ જ ઊંચો ખર્ચ. આજે, ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર ફક્ત રશિયામાં કાર્ય કરે છે.

ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં શીતક પારો, ગેસ, સોડિયમ અથવા સીસું છે.

ધીમા ન્યુટ્રોન રિએક્ટર, જે આજે વિશ્વના તમામ ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટનો ઉપયોગ કરે છે, તે પણ ઘણા પ્રકારોમાં આવે છે.

સંસ્થા IAEA (આંતરરાષ્ટ્રીય એજન્સી માટે પરમાણુ ઊર્જા) એ તેનું પોતાનું વર્ગીકરણ બનાવ્યું છે, જેનો ઉપયોગ મોટાભાગે વિશ્વ પરમાણુ ઊર્જા ઉદ્યોગમાં થાય છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટના સંચાલનનો સિદ્ધાંત મોટાભાગે શીતક અને મધ્યસ્થીની પસંદગી પર આધાર રાખે છે, તેથી IAEA આ તફાવતો પર તેનું વર્ગીકરણ આધારિત છે.

રાસાયણિક દૃષ્ટિકોણથી, ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઇડ એક આદર્શ મધ્યસ્થ અને શીતક છે, કારણ કે તેના પરમાણુ અન્ય પદાર્થોની તુલનામાં યુરેનિયમના ન્યુટ્રોન સાથે સૌથી વધુ અસરકારક રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ભારે પાણી ન્યૂનતમ નુકસાન અને મહત્તમ પરિણામો સાથે તેનું કાર્ય કરે છે. જો કે, તેના ઉત્પાદનમાં પૈસા ખર્ચ થાય છે, જ્યારે સામાન્ય "પ્રકાશ" અને પરિચિત પાણીનો ઉપયોગ કરવો વધુ સરળ છે.

પરમાણુ રિએક્ટર વિશે કેટલીક હકીકતો...

તે રસપ્રદ છે કે એક ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ રિએક્ટરને બનાવવામાં ઓછામાં ઓછા 3 વર્ષ લાગે છે!
રિએક્ટર બનાવવા માટે, તમારે એવા ઉપકરણોની જરૂર છે જે 210 કિલોએમ્પિયરના ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પર કાર્ય કરે છે, જે વર્તમાન કરતા એક મિલિયન ગણું વધારે છે જે વ્યક્તિને મારી શકે છે.

પરમાણુ રિએક્ટરના એક શેલ (માળખાકીય તત્વ)નું વજન 150 ટન છે. એક રિએક્ટરમાં આવા 6 તત્વો હોય છે.

દબાણયુક્ત પાણી રિએક્ટર

પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ સામાન્ય રીતે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે આપણે પહેલેથી જ શોધી કાઢ્યું છે; દરેક વસ્તુને પરિપ્રેક્ષ્યમાં મૂકવા માટે, ચાલો જોઈએ કે સૌથી વધુ લોકપ્રિય દબાણયુક્ત પાણી પરમાણુ રિએક્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.
સમગ્ર વિશ્વમાં આજે, પેઢીના 3+ દબાણયુક્ત પાણીના રિએક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. તેઓ સૌથી વિશ્વસનીય અને સલામત માનવામાં આવે છે.

વિશ્વના તમામ દબાણયુક્ત પાણીના રિએક્ટર, તેમની કામગીરીના તમામ વર્ષોમાં, 1000 વર્ષથી વધુ મુશ્કેલી-મુક્ત કામગીરી પહેલાથી જ એકઠા કરી ચૂક્યા છે અને ક્યારેય ગંભીર વિચલનો આપ્યા નથી.

પ્રેશરાઇઝ્ડ વોટર રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરીને ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટનું માળખું સૂચવે છે કે 320 ડિગ્રી સુધી ગરમ કરાયેલ નિસ્યંદિત પાણી ઇંધણના સળિયા વચ્ચે ફરે છે. તેને વરાળની સ્થિતિમાં જતા અટકાવવા માટે, તેને 160 વાતાવરણના દબાણ હેઠળ રાખવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ ડાયાગ્રામ તેને પ્રાથમિક સર્કિટ વોટર કહે છે.

ગરમ પાણી વરાળ જનરેટરમાં પ્રવેશ કરે છે અને તેની ગરમી ગૌણ સર્કિટના પાણીને આપે છે, ત્યારબાદ તે ફરીથી રિએક્ટરમાં "પાછું" આવે છે. બાહ્ય રીતે, એવું લાગે છે કે પ્રથમ સર્કિટની પાણીની નળીઓ અન્ય નળીઓ સાથે સંપર્કમાં છે - બીજા સર્કિટનું પાણી, તેઓ ગરમીને એકબીજામાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, પરંતુ પાણી સંપર્કમાં આવતા નથી. ટ્યુબ સંપર્કમાં છે.

આમ, ગૌણ સર્કિટના પાણીમાં પ્રવેશતા રેડિયેશનની શક્યતા, જે વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયામાં આગળ ભાગ લેશે, તેને બાકાત રાખવામાં આવે છે.

NPP ઓપરેશનલ સલામતી

પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સંચાલનના સિદ્ધાંતને શીખ્યા પછી, આપણે સમજવું જોઈએ કે સલામતી કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. આજે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટના નિર્માણ માટે સલામતીના નિયમો પર વધુ ધ્યાન આપવાની જરૂર છે.
NPP સલામતી ખર્ચ પ્લાન્ટની કુલ કિંમતના લગભગ 40% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટની ડિઝાઇનમાં 4 ભૌતિક અવરોધો શામેલ છે જે કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોના પ્રકાશનને અટકાવે છે. આ અવરોધો શું કરવાના છે? યોગ્ય ક્ષણે, પરમાણુ પ્રતિક્રિયાને રોકવામાં સમર્થ થાઓ, કોર અને રિએક્ટરમાંથી સતત ગરમી દૂર કરવાની ખાતરી કરો અને કન્ટેઈનમેન્ટ (હર્મેટિક ઝોન) ની બહાર રેડિયોન્યુક્લાઈડ્સના પ્રકાશનને અટકાવો.

• પ્રથમ અવરોધ યુરેનિયમ ગોળીઓની તાકાત છે.તે મહત્વનું છે કે તેઓ પરમાણુ રિએક્ટરમાં ઊંચા તાપમાને નાશ પામતા નથી. ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે ચાલે છે તેનો મોટાભાગનો આધાર પ્રારંભિક ઉત્પાદન તબક્કા દરમિયાન યુરેનિયમની ગોળીઓ કેવી રીતે "બેકડ" કરવામાં આવે છે તેના પર રહેલો છે. જો યુરેનિયમ ઇંધણની ગોળીઓ યોગ્ય રીતે શેકવામાં આવતી નથી, તો રિએક્ટરમાં યુરેનિયમના અણુઓની પ્રતિક્રિયાઓ અણધારી હશે.
• બીજો અવરોધ બળતણના સળિયાઓની ચુસ્તતા છે.ઝિર્કોનિયમ ટ્યુબને ચુસ્તપણે સીલ કરવી આવશ્યક છે; જો સીલ તૂટી જાય, તો શ્રેષ્ઠ રીતે રિએક્ટરને નુકસાન થશે અને કામ બંધ થઈ જશે; સૌથી ખરાબ રીતે, બધું હવામાં ઉડી જશે.
• ત્રીજો અવરોધ ટકાઉ સ્ટીલ રિએક્ટર જહાજ છે a, (તે જ મોટો ટાવર - હર્મેટિક ઝોન) જે બધી કિરણોત્સર્ગી પ્રક્રિયાઓને “હોલ્ડ કરે છે”. જો આવાસને નુકસાન થાય છે, તો કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણમાં છટકી જશે.
• ચોથો અવરોધ કટોકટી સુરક્ષા સળિયા છે.મધ્યસ્થીઓ સાથેના સળિયાને ચુંબક દ્વારા કોર ઉપર સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે, જે 2 સેકન્ડમાં તમામ ન્યુટ્રોનને શોષી શકે છે અને સાંકળ પ્રતિક્રિયાને રોકી શકે છે.

જો, ઘણા ડિગ્રી સંરક્ષણ સાથે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટની ડિઝાઇન હોવા છતાં, યોગ્ય સમયે રિએક્ટર કોરને ઠંડુ કરવું શક્ય નથી, અને બળતણનું તાપમાન 2600 ડિગ્રી સુધી વધે છે, તો સલામતી પ્રણાલીની છેલ્લી આશા અમલમાં આવે છે. - કહેવાતા મેલ્ટ ટ્રેપ.

હકીકત એ છે કે આ તાપમાને રિએક્ટર જહાજનું તળિયું ઓગળી જશે, અને પરમાણુ બળતણ અને પીગળેલા માળખાના તમામ અવશેષો રિએક્ટર કોર ઉપર સસ્પેન્ડ કરેલા વિશિષ્ટ "ગ્લાસ" માં વહેશે.

મેલ્ટ ટ્રેપ રેફ્રિજરેટેડ અને ફાયરપ્રૂફ છે. તે કહેવાતા "બલિદાન સામગ્રી" થી ભરેલું છે, જે ધીમે ધીમે વિખંડન સાંકળ પ્રતિક્રિયાને બંધ કરે છે.

આમ, ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટની ડિઝાઇનમાં રક્ષણની ઘણી ડિગ્રીઓ શામેલ છે, જે અકસ્માતની કોઈપણ શક્યતાને લગભગ સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે.

પ્રાચીનકાળના સેંકડો હજારો પ્રખ્યાત અને ભૂલી ગયેલા બંદૂકધારીઓ આદર્શ શસ્ત્રની શોધમાં લડ્યા હતા, જે એક ક્લિકથી દુશ્મન સૈન્યને બાષ્પીભવન કરવા સક્ષમ હતા. સમયાંતરે, આ શોધોના નિશાનો પરીકથાઓમાં મળી શકે છે જે વધુ કે ઓછા બુદ્ધિગમ્ય રીતે ચમત્કારિક તલવાર અથવા ગુમ થયા વિના અથડાતા ધનુષનું વર્ણન કરે છે.

સદભાગ્યે, તકનીકી પ્રગતિ લાંબા સમય સુધી એટલી ધીરે ધીરે આગળ વધી કે વિનાશક શસ્ત્રનું વાસ્તવિક મૂર્ત સ્વરૂપ સપના અને મૌખિક વાર્તાઓમાં અને પછીથી પુસ્તકોના પૃષ્ઠો પર રહ્યું. 19મી સદીની વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી છલાંગે 20મી સદીના મુખ્ય ફોબિયાની રચના માટે શરતો પૂરી પાડી હતી. પરમાણુ બોમ્બ, વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં બનાવવામાં અને પરીક્ષણ કરાયેલ, લશ્કરી બાબતો અને રાજકારણ બંનેમાં ક્રાંતિ લાવી.

શસ્ત્રોની રચનાનો ઇતિહાસ

લાંબા સમયથી એવું માનવામાં આવતું હતું કે સૌથી શક્તિશાળી શસ્ત્રો ફક્ત વિસ્ફોટકોનો ઉપયોગ કરીને બનાવી શકાય છે. નાનામાં નાના કણો સાથે કામ કરનારા વૈજ્ઞાનિકોની શોધોએ વૈજ્ઞાનિક પુરાવા આપ્યા છે કે પ્રાથમિક કણોપ્રચંડ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. સંશોધકોની શ્રેણીમાં પ્રથમ બેકરેલ કહી શકાય, જેમણે 1896 માં યુરેનિયમ ક્ષારની રેડિયોએક્ટિવિટી શોધી કાઢી હતી.

યુરેનિયમ પોતે 1786 થી જાણીતું છે, પરંતુ તે સમયે કોઈને તેની રેડિયોએક્ટિવિટી પર શંકા નહોતી. 19મી અને 20મી સદીના વળાંકમાં વૈજ્ઞાનિકોનું કાર્ય માત્ર વિશેષ જ નહીં ભૌતિક ગુણધર્મો, પણ કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોમાંથી ઊર્જા મેળવવાની શક્યતા.

યુરેનિયમ પર આધારિત શસ્ત્રો બનાવવાનો વિકલ્પ સૌપ્રથમ વિગતવાર વર્ણવવામાં આવ્યો હતો, 1939 માં ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ, જોલિઓટ-ક્યુરીસ દ્વારા પ્રકાશિત અને પેટન્ટ કરવામાં આવ્યો હતો.

શસ્ત્રો માટે તેની કિંમત હોવા છતાં, વૈજ્ઞાનિકો પોતે આવા વિનાશક શસ્ત્રો બનાવવાનો સખત વિરોધ કરતા હતા.

પ્રતિકારમાં બીજા વિશ્વ યુદ્ધમાંથી પસાર થયા પછી, 1950 ના દાયકામાં દંપતી (ફ્રેડરિક અને ઇરેન), યુદ્ધની વિનાશક શક્તિને સમજતા, સામાન્ય નિઃશસ્ત્રીકરણની હિમાયત કરી. તેમને નીલ્સ બોહર, આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન અને તે સમયના અન્ય અગ્રણી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દ્વારા સમર્થન મળે છે.

દરમિયાન, જ્યારે જોલિયોટ-ક્યુરીઝ પેરિસમાં નાઝીઓની સમસ્યામાં વ્યસ્ત હતા, ગ્રહની બીજી બાજુએ, અમેરિકામાં, વિશ્વનો પ્રથમ પરમાણુ ચાર્જ વિકસાવવામાં આવી રહ્યો હતો. રોબર્ટ ઓપેનહેઇમર, જેમણે કાર્યનું નેતૃત્વ કર્યું હતું, તેમને વ્યાપક સત્તાઓ અને પ્રચંડ સંસાધનો આપવામાં આવ્યા હતા. 1941 ના અંતમાં મેનહટન પ્રોજેક્ટની શરૂઆત થઈ, જે આખરે પ્રથમ લડાયક પરમાણુ હથિયારની રચના તરફ દોરી ગઈ.

ન્યૂ મેક્સિકોના લોસ એલામોસ શહેરમાં, શસ્ત્રો-ગ્રેડ યુરેનિયમ માટે પ્રથમ ઉત્પાદન સુવિધાઓ ઊભી કરવામાં આવી હતી. ત્યારબાદ, સમાન પરમાણુ કેન્દ્રો સમગ્ર દેશમાં દેખાયા, ઉદાહરણ તરીકે શિકાગોમાં, ઓક રિજ, ટેનેસીમાં, અને કેલિફોર્નિયામાં સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. અમેરિકન યુનિવર્સિટીઓના પ્રોફેસરોની શ્રેષ્ઠ દળો, તેમજ જર્મનીથી ભાગી ગયેલા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ, બોમ્બ બનાવવા માટે ફેંકવામાં આવ્યા હતા.

"થર્ડ રીક" માં જ, નવા પ્રકારનાં શસ્ત્રો બનાવવાનું કામ ફુહરરની લાક્ષણિકતામાં શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું.

કારણ કે "બેસ્નોવાટી" ટાંકી અને વિમાનોમાં વધુ રસ ધરાવતો હતો, અને વધુ સારું, તેને નવા ચમત્કાર બોમ્બની વધુ જરૂર દેખાતી ન હતી.

તદનુસાર, હિટલર દ્વારા સમર્થિત ન હોય તેવા પ્રોજેક્ટ શ્રેષ્ઠ રીતે ગોકળગાયની ગતિએ આગળ વધ્યા.

જ્યારે વસ્તુઓ ગરમ થવાનું શરૂ થયું, અને તે બહાર આવ્યું કે પૂર્વીય મોરચા દ્વારા ટાંકી અને વિમાનો ગળી ગયા, ત્યારે નવા ચમત્કાર શસ્ત્રને ટેકો મળ્યો. પરંતુ તે ખૂબ મોડું થઈ ગયું હતું; બોમ્બ ધડાકા અને સોવિયત ટાંકી ફાચરના સતત ભયની સ્થિતિમાં, પરમાણુ ઘટક સાથે ઉપકરણ બનાવવું શક્ય ન હતું.

સોવિયેત સંઘનવા પ્રકારના વિનાશક શસ્ત્રો બનાવવાની શક્યતા પ્રત્યે વધુ સચેત હતા. યુદ્ધ પહેલાના સમયગાળામાં, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ પરમાણુ ઊર્જા અને પરમાણુ શસ્ત્રો બનાવવાની સંભાવના વિશે સામાન્ય જ્ઞાન એકત્રિત કર્યું અને એકીકૃત કર્યું. યુએસએસઆર અને યુએસએ બંનેમાં પરમાણુ બોમ્બની રચનાના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન ગુપ્ત માહિતીએ સઘન કાર્ય કર્યું. યુદ્ધે વિકાસની ગતિને ધીમી કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી, કારણ કે વિશાળ સંસાધનો મોરચે ગયા હતા.

સાચું, એકેડેમિશિયન ઇગોર વાસિલીવિચ કુર્ચાટોવ, તેમની લાક્ષણિક મક્કમતા સાથે, આ દિશામાં તમામ ગૌણ વિભાગોના કાર્યને પ્રોત્સાહન આપ્યું. થોડું આગળ જોવું, તે તે છે જેને યુએસએસઆરના શહેરો પર અમેરિકન હડતાલના જોખમને ધ્યાનમાં રાખીને શસ્ત્રોના વિકાસને વેગ આપવાનું કામ સોંપવામાં આવશે. તે તે જ હતો, સેંકડો અને હજારો વૈજ્ઞાનિકો અને કામદારોના વિશાળ મશીનની કાંકરીમાં ઊભો હતો, જેને સોવિયત પરમાણુ બોમ્બના પિતાનું માનદ પદવી એનાયત કરવામાં આવશે.

વિશ્વના પ્રથમ પરીક્ષણો

પરંતુ ચાલો અમેરિકન પરમાણુ કાર્યક્રમ પર પાછા ફરીએ. 1945 ના ઉનાળા સુધીમાં, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો વિશ્વનો પ્રથમ પરમાણુ બોમ્બ બનાવવામાં સફળ થયા. કોઈપણ છોકરો જેણે પોતાની જાતને બનાવ્યો છે અથવા સ્ટોરમાં શક્તિશાળી ફટાકડા ખરીદ્યો છે તે અસાધારણ યાતના અનુભવે છે, શક્ય તેટલી ઝડપથી તેને ઉડાવી દેવા માંગે છે. 1945 માં, સેંકડો અમેરિકન સૈનિકો અને વૈજ્ઞાનિકોએ સમાન વસ્તુનો અનુભવ કર્યો.

16 જૂન, 1945ના રોજ, ન્યુ મેક્સિકોના અલામોગોર્ડો રણમાં પ્રથમવાર પરમાણુ શસ્ત્રોનું પરીક્ષણ અને અત્યાર સુધીનો સૌથી શક્તિશાળી વિસ્ફોટ થયો હતો.

બંકરમાંથી વિસ્ફોટ જોનારા પ્રત્યક્ષદર્શીઓ 30-મીટર સ્ટીલ ટાવરની ટોચ પર જે બળથી વિસ્ફોટ થયો તે જોઈને આશ્ચર્યચકિત થઈ ગયા. શરૂઆતમાં, બધું પ્રકાશથી છલકાઈ ગયું હતું, જે સૂર્ય કરતા અનેકગણું મજબૂત હતું. પછી એક અગનગોળો આકાશમાં ઉગ્યો, ધુમાડાના સ્તંભમાં ફેરવાઈ ગયો જેણે પ્રખ્યાત મશરૂમમાં આકાર લીધો.

ધૂળ સ્થિર થતાં જ, સંશોધકો અને બોમ્બ નિર્માતાઓ વિસ્ફોટના સ્થળે દોડી ગયા. તેઓએ લીડથી ભરેલી શર્મન ટાંકીમાંથી પરિણામ નિહાળ્યું. તેઓએ જે જોયું તે આશ્ચર્યચકિત થઈ ગયું; કોઈ શસ્ત્ર આટલું નુકસાન કરી શકે નહીં. કેટલીક જગ્યાએ રેતી કાચમાં ઓગળી ગઈ.

ટાવરના નાના અવશેષો પણ મળી આવ્યા હતા; વિશાળ વ્યાસના ખાડામાં, વિકૃત અને કચડી નાખેલી રચનાઓ સ્પષ્ટપણે વિનાશક શક્તિને દર્શાવે છે.

નુકસાનકર્તા પરિબળો

આ વિસ્ફોટથી નવા શસ્ત્રની શક્તિ વિશે, દુશ્મનને નષ્ટ કરવા માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય તે વિશેની પ્રથમ માહિતી પ્રદાન કરવામાં આવી હતી. આ ઘણા પરિબળો છે:

• પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગ, ફ્લેશ, દ્રષ્ટિના સંરક્ષિત અંગોને પણ અંધ કરવા સક્ષમ;
• આઘાત તરંગ, હવાનો ગાઢ પ્રવાહ કેન્દ્રમાંથી આગળ વધે છે, મોટાભાગની ઇમારતોનો નાશ કરે છે;
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પલ્સ જે મોટાભાગના સાધનોને અક્ષમ કરે છે અને વિસ્ફોટ પછી પ્રથમ વખત સંચારનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપતું નથી;
• પેનિટ્રેટિંગ રેડિયેશન, સૌથી વધુ ખતરનાક પરિબળજેમણે અન્ય નુકસાનકારક પરિબળોથી આશ્રય લીધો છે, તે આલ્ફા-બીટા-ગામા ઇરેડિયેશનમાં વિભાજિત છે;
• કિરણોત્સર્ગી દૂષણ કે જે સ્વાસ્થ્ય અને જીવનને દસ અથવા તો સેંકડો વર્ષો સુધી નકારાત્મક અસર કરી શકે છે.

લડાઇ સહિત પરમાણુ શસ્ત્રોનો વધુ ઉપયોગ, જીવંત જીવો અને પ્રકૃતિ પર તેમની અસરની તમામ વિચિત્રતા દર્શાવે છે. 6 ઓગસ્ટ, 1945 એ નાના શહેર હિરોશિમાના હજારો રહેવાસીઓ માટે છેલ્લો દિવસ હતો, જે તે સમયે અનેક મહત્વપૂર્ણ લશ્કરી સ્થાપનો માટે જાણીતું હતું.

યુદ્ધનું પરિણામ પ્રશાંત મહાસાગરઅગાઉથી નિષ્કર્ષ હતો, પરંતુ પેન્ટાગોનનું માનવું હતું કે જાપાની દ્વીપસમૂહ પરના ઓપરેશનમાં યુએસ મરીન્સના એક મિલિયનથી વધુ જીવો ખર્ચાશે. એક પથ્થરથી ઘણા પક્ષીઓને મારી નાખવાનું, જાપાનને યુદ્ધમાંથી બહાર કાઢવાનું, લેન્ડિંગ ઓપરેશન પર બચત કરવાનું, નવા શસ્ત્રનું પરીક્ષણ કરવાનું અને આખા વિશ્વને અને સૌથી વધુ, યુએસએસઆરને તેની જાહેરાત કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.

સવારે એક વાગે ‘બેબી’ પરમાણુ બોમ્બ વહન કરતું વિમાન એક મિશન પર ઉપડ્યું.

સવારે 8.15 કલાકે લગભગ 600 મીટરની ઉંચાઈએ શહેરની ઉપર ફેંકાયેલો બોમ્બ વિસ્ફોટ થયો હતો. ભૂકંપના કેન્દ્રથી 800 મીટરના અંતરે આવેલી તમામ ઇમારતો નાશ પામી હતી. 9 ની તીવ્રતાના ધરતીકંપનો સામનો કરવા માટે રચાયેલ માત્ર કેટલીક ઇમારતોની દિવાલો બચી ગઈ.

બોમ્બ વિસ્ફોટ સમયે 600 મીટરની ત્રિજ્યામાં રહેલા દર દસ લોકોમાંથી માત્ર એક જ બચી શક્યો. પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગ લોકોને કોલસામાં ફેરવે છે, પથ્થર પર પડછાયાના નિશાન છોડી દે છે, તે વ્યક્તિ જ્યાં હતો તે સ્થાનની ઘેરી છાપ. આગામી વિસ્ફોટની લહેર એટલી મજબૂત હતી કે તે વિસ્ફોટ સ્થળથી 19 કિલોમીટરના અંતરે કાચ તોડી શકે છે.

એક કિશોરને હવાના ગાઢ પ્રવાહ દ્વારા બારીમાંથી ઘરની બહાર પછાડવામાં આવ્યો હતો; ઉતર્યા પછી, વ્યક્તિએ ઘરની દિવાલોને પત્તાની જેમ ફોલ્ડ કરતી જોઈ. વિસ્ફોટની લહેર આગના ટોર્નેડો દ્વારા અનુસરવામાં આવી હતી, જે વિસ્ફોટમાં બચી ગયેલા અને ફાયર ઝોન છોડવાનો સમય ન ધરાવતા કેટલાક રહેવાસીઓનો નાશ કર્યો હતો. વિસ્ફોટથી દૂર રહેલા લોકોએ ગંભીર અસ્વસ્થતા અનુભવવાનું શરૂ કર્યું, જેનું કારણ શરૂઆતમાં ડોકટરો માટે અસ્પષ્ટ હતું.

ખૂબ પછી, થોડા અઠવાડિયા પછી, "રેડિયેશન પોઈઝનિંગ" શબ્દની જાહેરાત કરવામાં આવી, જે હવે રેડિયેશન સિકનેસ તરીકે ઓળખાય છે.

280 હજારથી વધુ લોકો માત્ર એક બોમ્બનો ભોગ બન્યા હતા, બંને સીધા વિસ્ફોટથી અને પછીની બીમારીઓથી.

પરમાણુ શસ્ત્રોથી જાપાન પર બોમ્બ ધડાકાનો અંત આવ્યો ન હતો. યોજના મુજબ, માત્ર ચારથી છ શહેરોને ફટકો પડવાનો હતો, પરંતુ હવામાનની સ્થિતિએ માત્ર નાગાસાકીને ફટકો મારવાની મંજૂરી આપી હતી. આ શહેરમાં 150 હજારથી વધુ લોકો ફેટ મેન બોમ્બનો શિકાર બન્યા હતા.

વચનો અમેરિકન સરકારજાપાનના શરણાગતિ પહેલાં આવા હુમલાઓ હાથ ધરવાથી યુદ્ધવિરામ થયો, અને પછી કરાર પર હસ્તાક્ષર થયા જે સમાપ્ત થયા. વિશ્વ યુદ્ઘ. પરંતુ પરમાણુ શસ્ત્રો માટે આ માત્ર શરૂઆત હતી.

વિશ્વનો સૌથી શક્તિશાળી બોમ્બ

યુદ્ધ પછીનો સમયગાળો યુએસએસઆર બ્લોક અને યુએસએ અને નાટો સાથેના તેના સહયોગીઓ વચ્ચેના મુકાબલો દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ હતો. 1940 ના દાયકામાં, અમેરિકનોએ સોવિયત યુનિયન પર હુમલો કરવાની સંભાવનાને ગંભીરતાથી ધ્યાનમાં લીધી. ભૂતપૂર્વ સાથીને સમાવવા માટે, બોમ્બ બનાવવાનું કામ ઝડપી બનાવવું જરૂરી હતું, અને પહેલેથી જ 1949 માં, 29 ઓગસ્ટના રોજ, પરમાણુ શસ્ત્રોમાં યુએસ એકાધિકારનો અંત આવ્યો હતો. શસ્ત્ર સ્પર્ધા દરમિયાન, બે પરમાણુ પરીક્ષણો સૌથી વધુ ધ્યાન આપવાના પાત્ર છે.

બિકીની એટોલ, મુખ્યત્વે વ્યર્થ સ્વિમસ્યુટ માટે જાણીતું છે, ખાસ શક્તિશાળી પરમાણુ ચાર્જના પરીક્ષણને કારણે 1954 માં શાબ્દિક રીતે સમગ્ર વિશ્વમાં છલકાઈ ગયું હતું.

અમેરિકનોએ, અણુ શસ્ત્રોની નવી ડિઝાઇનનું પરીક્ષણ કરવાનું નક્કી કર્યું, ચાર્જની ગણતરી કરી ન હતી. પરિણામે, વિસ્ફોટ આયોજિત કરતાં 2.5 ગણો વધુ શક્તિશાળી હતો. નજીકના ટાપુઓના રહેવાસીઓ, તેમજ સર્વવ્યાપક જાપાનીઝ માછીમારો, હુમલા હેઠળ હતા.

પરંતુ તે સૌથી શક્તિશાળી અમેરિકન બોમ્બ નહોતો. 1960 માં, B41 પરમાણુ બોમ્બ સેવામાં મૂકવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ તેની શક્તિને કારણે તેનું સંપૂર્ણ પરીક્ષણ ક્યારેય થયું ન હતું. પરીક્ષણ સ્થળ પર આવા ખતરનાક હથિયારના વિસ્ફોટના ડરથી, ચાર્જના બળની સૈદ્ધાંતિક રીતે ગણતરી કરવામાં આવી હતી.

સોવિયેત યુનિયન, જે દરેક બાબતમાં પ્રથમ બનવાનું પસંદ કરે છે, તેનો અનુભવ 1961 માં થયો હતો, અન્યથા તેને "કુઝકાની માતા" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

અમેરિકાના પરમાણુ બ્લેકમેલનો જવાબ આપતા સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકોએ વિશ્વનો સૌથી શક્તિશાળી બોમ્બ બનાવ્યો. નોવાયા ઝેમલ્યા પર પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું, તેણે વિશ્વના લગભગ તમામ ખૂણામાં તેની છાપ છોડી દીધી. સંસ્મરણો અનુસાર, વિસ્ફોટ સમયે સૌથી દૂરના ખૂણામાં થોડો ભૂકંપ અનુભવાયો હતો.

વિસ્ફોટની તરંગ, અલબત્ત, તેની બધી વિનાશક શક્તિ ગુમાવીને, પૃથ્વીની આસપાસ ફરવા સક્ષમ હતી. આજની તારીખે, આ માનવજાત દ્વારા બનાવવામાં આવેલ અને પરીક્ષણ કરાયેલ વિશ્વનો સૌથી શક્તિશાળી પરમાણુ બોમ્બ છે. અલબત્ત, જો તેના હાથ મુક્ત હોત, તો કિમ જોંગ-ઉનનો પરમાણુ બોમ્બ વધુ શક્તિશાળી હોત, પરંતુ તેની પાસે પરીક્ષણ કરવા માટે નવી પૃથ્વી નથી.

અણુ બોમ્બ ઉપકરણ

ચાલો એક ખૂબ જ આદિમ, સંપૂર્ણ રીતે સમજવા માટે, અણુ બોમ્બના ઉપકરણને ધ્યાનમાં લઈએ. અણુ બોમ્બના ઘણા વર્ગો છે, પરંતુ ચાલો ત્રણ મુખ્ય મુદ્દાઓને ધ્યાનમાં લઈએ:

• યુરેનિયમ, યુરેનિયમ 235 પર આધારિત, પ્રથમ હિરોશિમા પર વિસ્ફોટ થયો;
• પ્લુટોનિયમ, પ્લુટોનિયમ 239 પર આધારિત, પ્રથમ નાગાસાકી પર વિસ્ફોટ થયો;
• ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમ સાથેના ભારે પાણી પર આધારિત થર્મોન્યુક્લિયર, જેને ક્યારેક હાઇડ્રોજન કહેવાય છે, સદભાગ્યે વસ્તી સામે તેનો ઉપયોગ થતો નથી.

પ્રથમ બે બોમ્બ અનિયંત્રિત પરમાણુ પ્રતિક્રિયા દ્વારા ભારે ન્યુક્લીના વિભાજનની અસર પર આધારિત છે. વિશાળ જથ્થોઊર્જા ત્રીજું હિલિયમની રચના સાથે હાઇડ્રોજન ન્યુક્લી (અથવા તેના બદલે તેના ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમના આઇસોટોપ્સ) ના મિશ્રણ પર આધારિત છે, જે હાઇડ્રોજનના સંબંધમાં ભારે છે. સમાન બોમ્બ વજન માટે, હાઇડ્રોજન બોમ્બની વિનાશક ક્ષમતા 20 ગણી વધારે છે.

જો યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમ માટે તે નિર્ણાયક (જેના પર સાંકળ પ્રતિક્રિયા શરૂ થાય છે) કરતાં વધુ સમૂહને એકસાથે લાવવા માટે પૂરતું છે, તો પછી હાઇડ્રોજન માટે આ પૂરતું નથી.

યુરેનિયમના ઘણા ટુકડાઓને એક સાથે વિશ્વસનીય રીતે જોડવા માટે, તોપની અસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જેમાં યુરેનિયમના નાના ટુકડાને મોટા ટુકડાઓમાં શૂટ કરવામાં આવે છે. ગનપાઉડરનો ઉપયોગ પણ કરી શકાય છે, પરંતુ વિશ્વસનીયતા માટે, ઓછી શક્તિવાળા વિસ્ફોટકોનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્લુટોનિયમ બોમ્બમાં, સાંકળની પ્રતિક્રિયા માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે, વિસ્ફોટકો પ્લુટોનિયમ ધરાવતા ઇંગોટ્સની આસપાસ મૂકવામાં આવે છે. સંચિત અસરને કારણે, તેમજ ખૂબ જ કેન્દ્રમાં સ્થિત ન્યુટ્રોન પ્રારંભકર્તા (પોલોનિયમના કેટલાક મિલિગ્રામ સાથે બેરિલિયમ) જરૂરી શરતોપ્રાપ્ત થાય છે.

તેની પાસે મુખ્ય ચાર્જ છે, જે તેના પોતાના પર વિસ્ફોટ કરી શકતો નથી, અને ફ્યુઝ છે. ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમ ન્યુક્લીના મિશ્રણ માટે પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે, અમને ઓછામાં ઓછા એક બિંદુએ અકલ્પનીય દબાણ અને તાપમાનની જરૂર છે. આગળ, સાંકળ પ્રતિક્રિયા થશે.

આવા પરિમાણો બનાવવા માટે, બોમ્બમાં પરંપરાગત, પરંતુ ઓછી શક્તિ, પરમાણુ ચાર્જનો સમાવેશ થાય છે, જે ફ્યુઝ છે. તેના વિસ્ફોટ થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાની શરૂઆત માટે શરતો બનાવે છે.

અણુ બોમ્બની શક્તિનો અંદાજ કાઢવા માટે, કહેવાતા "TNT સમકક્ષ" નો ઉપયોગ થાય છે. વિસ્ફોટ એ ઊર્જાનું પ્રકાશન છે, વિશ્વમાં સૌથી પ્રખ્યાત વિસ્ફોટક TNT (TNT - trinitrotoluene) છે, અને તમામ નવા પ્રકારના વિસ્ફોટકો તેની સમાન છે. બોમ્બ "બેબી" - 13 કિલોટન TNT. જે 13000 ની બરાબર છે.

બોમ્બ "ફેટ મેન" - 21 કિલોટન, "ઝાર બોમ્બા" - 58 મેગાટન TNT. 26.5 ટનના સમૂહમાં કેન્દ્રિત 58 મિલિયન ટન વિસ્ફોટકો વિશે વિચારવું ડરામણી છે, આ બોમ્બનું વજન કેટલું છે.

પરમાણુ યુદ્ધ અને પરમાણુ આપત્તિઓનો ભય

વીસમી સદીના સૌથી ખરાબ યુદ્ધની વચ્ચે દેખાતા, પરમાણુ શસ્ત્રો માનવતા માટે સૌથી મોટો ખતરો બની ગયા. બીજા વિશ્વયુદ્ધ પછી તરત જ, શીત યુદ્ધ શરૂ થયું, જે ઘણી વખત લગભગ સંપૂર્ણ પરમાણુ સંઘર્ષમાં પરિણમ્યું. ઓછામાં ઓછા એક બાજુ દ્વારા પરમાણુ બોમ્બ અને મિસાઇલોના ઉપયોગની ધમકીની ચર્ચા 1950 ના દાયકામાં શરૂ થઈ હતી.

દરેક વ્યક્તિ સમજે છે અને સમજે છે કે આ યુદ્ધમાં કોઈ વિજેતા ન હોઈ શકે.

તેને સમાવવા માટે, ઘણા વૈજ્ઞાનિકો અને રાજકારણીઓ દ્વારા પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા છે અને કરવામાં આવી રહ્યા છે. શિકાગો યુનિવર્સિટી, આમંત્રિત પરમાણુ વૈજ્ઞાનિકોના અભિપ્રાયોનો ઉપયોગ કરીને, સહિત નોબેલ વિજેતાઓ, મધ્યરાત્રિની થોડી મિનિટો પહેલાં ડૂમ્સડે ઘડિયાળ સેટ કરે છે. મધ્યરાત્રિ એ પરમાણુ આપત્તિ, નવા વિશ્વ યુદ્ધની શરૂઆત અને જૂના વિશ્વના વિનાશનો સંકેત આપે છે. IN અલગ વર્ષઘડિયાળના હાથમાં 17 થી 2 મિનિટથી મધ્યરાત્રિ સુધી વધઘટ થતી હતી.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાં પણ અનેક જાણીતા મોટા અકસ્માતો થયા છે. આ આપત્તિઓનો શસ્ત્રો સાથે પરોક્ષ સંબંધ છે; પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ હજુ પણ પરમાણુ બોમ્બથી અલગ છે, પરંતુ તેઓ લશ્કરી હેતુઓ માટે અણુનો ઉપયોગ કરવાના પરિણામોને સંપૂર્ણ રીતે દર્શાવે છે. તેમાંના સૌથી મોટા:

• 1957, કિશ્ટીમ અકસ્માત, સ્ટોરેજ સિસ્ટમમાં નિષ્ફળતાને કારણે, કિશ્ટીમ નજીક વિસ્ફોટ થયો;
• 1957, બ્રિટન, ઈંગ્લેન્ડના ઉત્તર-પશ્ચિમમાં, સુરક્ષા તપાસ હાથ ધરવામાં આવી ન હતી;
• 1979, યુએસએ, અકાળે શોધાયેલ લીકને કારણે, વિસ્ફોટ અને પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાંથી મુક્તિ આવી;
• 1986, ચેર્નોબિલમાં દુર્ઘટના, 4 થી પાવર યુનિટનો વિસ્ફોટ;
• 2011, ફુકુશિમા સ્ટેશન, જાપાન પર અકસ્માત.

આમાંની દરેક દુર્ઘટનાએ હજારો લોકોના ભાવિ પર ભારે છાપ છોડી દીધી અને વિશેષ નિયંત્રણ સાથે સમગ્ર વિસ્તારોને બિન-રહેણાંક ઝોનમાં ફેરવી દીધા.

એવી ઘટનાઓ હતી કે જે પરમાણુ દુર્ઘટનાની શરૂઆત લગભગ ખર્ચાળ હતી. સોવિયેત પરમાણુ સબમરીન પર વારંવાર રિએક્ટર સંબંધિત અકસ્માતો થયા છે. અમેરિકનોએ 3.8 મેગાટનની ઉપજ સાથે બે માર્ક 39 પરમાણુ બોમ્બ સાથે સુપરફોર્ટ્રેસ બોમ્બરને છોડ્યું. પરંતુ સક્રિય થયેલ "સુરક્ષા પ્રણાલી" એ ચાર્જીસને વિસ્ફોટ કરવાની મંજૂરી આપી ન હતી અને આપત્તિ ટાળવામાં આવી હતી.

અણુશસ્ત્રો ભૂતકાળ અને વર્તમાન

આજે તે કોઈપણ માટે સ્પષ્ટ છે પરમાણુ યુદ્ધઆધુનિક માનવતાનો નાશ કરશે. દરમિયાન, પરમાણુ શસ્ત્રો રાખવાની અને પરમાણુ ક્લબમાં પ્રવેશવાની, અથવા તેના બદલે, દરવાજો ખટખટાવીને તેમાં પ્રવેશવાની ઇચ્છા, હજુ પણ કેટલાક રાજ્ય નેતાઓના મનને ઉત્તેજિત કરે છે.

ભારત અને પાકિસ્તાને પરવાનગી વિના પરમાણુ શસ્ત્રો બનાવ્યા અને ઈઝરાયેલ બોમ્બની હાજરી છુપાવી રહ્યા છે.

કેટલાક માટે, પરમાણુ બોમ્બ ધરાવવો એ આંતરરાષ્ટ્રીય મંચ પર તેમનું મહત્વ સાબિત કરવાનો એક માર્ગ છે. અન્ય લોકો માટે, તે પાંખવાળા લોકશાહી અથવા અન્ય બાહ્ય પરિબળો દ્વારા બિન-દખલગીરીની બાંયધરી છે. પરંતુ મુખ્ય વસ્તુ એ છે કે આ અનામતો વ્યવસાયમાં જતા નથી, જેના માટે તેઓ ખરેખર બનાવવામાં આવ્યા હતા.

વિડિયો