परमाणु रिएक्टर: संचालन, संरचना और सर्किट का सिद्धांत। परमाणु बम एक शक्तिशाली हथियार और सैन्य संघर्षों को सुलझाने में सक्षम शक्ति है

परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत और संरचना को समझने के लिए, आपको अतीत में एक संक्षिप्त भ्रमण करने की आवश्यकता है। परमाणु रिएक्टर ऊर्जा के एक अटूट स्रोत के बारे में मानवता का सदियों पुराना, यद्यपि पूरी तरह से साकार नहीं हुआ सपना है। इसका प्राचीन "पूर्वज" सूखी शाखाओं से बनी आग है, जो एक बार गुफा की तहखानों को रोशन और गर्म करती थी, जहां हमारे दूर के पूर्वजों को ठंड से मुक्ति मिली थी। बाद में, लोगों ने हाइड्रोकार्बन - कोयला, शेल, तेल और प्राकृतिक गैस में महारत हासिल कर ली।

भाप का एक अशांत लेकिन अल्पकालिक युग शुरू हुआ, जिसका स्थान बिजली के और भी अधिक शानदार युग ने ले लिया। शहर रोशनी से भर गए, और कार्यशालाएँ बिजली की मोटरों से चलने वाली अब तक अनदेखी मशीनों की गड़गड़ाहट से भर गईं। तब ऐसा लगा कि प्रगति अपने चरम पर पहुँच गयी है।

में सब कुछ बदल गया है देर से XIXसदी, जब फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी हेनरी बेकरेल ने गलती से पता लगाया कि यूरेनियम लवण रेडियोधर्मी हैं। 2 साल बाद, उनके हमवतन पियरे क्यूरी और उनकी पत्नी मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी ने उनसे रेडियम और पोलोनियम प्राप्त किया, और उनकी रेडियोधर्मिता का स्तर थोरियम और यूरेनियम की तुलना में लाखों गुना अधिक था।

बैटन अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने उठाया, जिन्होंने रेडियोधर्मी किरणों की प्रकृति का विस्तार से अध्ययन किया। इस प्रकार परमाणु का युग शुरू हुआ, जो अपने प्रिय बच्चे को दुनिया में लाया - परमाणु भट्टी.

पहला परमाणु रिएक्टर

"फर्स्टबॉर्न" संयुक्त राज्य अमेरिका से आता है। दिसंबर 1942 में, रिएक्टर द्वारा पहली धारा उत्पन्न की गई थी, जिसका नाम इसके निर्माता, सदी के महानतम भौतिकविदों में से एक, ई. फर्मी के नाम पर रखा गया था। तीन साल बाद, कनाडा में ZEEP परमाणु सुविधा अस्तित्व में आई। "कांस्य" 1946 के अंत में लॉन्च किए गए पहले सोवियत रिएक्टर F-1 को मिला। आई.वी. कुरचटोव घरेलू परमाणु परियोजना के प्रमुख बने। आज विश्व में 400 से अधिक परमाणु ऊर्जा इकाइयाँ सफलतापूर्वक संचालित हो रही हैं।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

उनका मुख्य उद्देश्य एक नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया का समर्थन करना है जो बिजली पैदा करती है। कुछ रिएक्टर आइसोटोप का उत्पादन करते हैं। संक्षेप में, वे ऐसे उपकरण हैं जिनकी गहराई में कुछ पदार्थ बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा जारी करके दूसरों में परिवर्तित हो जाते हैं। यह एक प्रकार का "ओवन" है, जहां इसके बजाय पारंपरिक प्रकारईंधन यूरेनियम आइसोटोप - U-235, U-238 और प्लूटोनियम (Pu) को "जलता" है।

उदाहरण के लिए, कई प्रकार के गैसोलीन के लिए डिज़ाइन की गई कार के विपरीत, प्रत्येक प्रकार के रेडियोधर्मी ईंधन का अपना स्वयं का रिएक्टर होता है। उनमें से दो हैं - धीमे (यू-235 के साथ) और तेज़ (यू-238 और पीयू के साथ) न्यूट्रॉन। अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में धीमे न्यूट्रॉन रिएक्टर होते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के अलावा, अनुसंधान केंद्रों, परमाणु पनडुब्बियों आदि में संस्थापन "काम" करते हैं।

रिएक्टर कैसे काम करता है

सभी रिएक्टरों का सर्किट लगभग समान होता है। इसका "हृदय" सक्रिय क्षेत्र है। इसकी तुलना मोटे तौर पर पारंपरिक स्टोव के फायरबॉक्स से की जा सकती है। केवल जलाऊ लकड़ी के बजाय एक मॉडरेटर - ईंधन छड़ के साथ ईंधन तत्वों के रूप में परमाणु ईंधन होता है। सक्रिय क्षेत्र एक प्रकार के कैप्सूल - एक न्यूट्रॉन परावर्तक के अंदर स्थित होता है। ईंधन की छड़ों को शीतलक - पानी से "धोया" जाता है। क्योंकि "दिल" में बहुत कुछ है उच्च स्तररेडियोधर्मिता, यह विश्वसनीय विकिरण सुरक्षा से घिरा हुआ है।

ऑपरेटर दो का उपयोग करके इंस्टॉलेशन के संचालन को नियंत्रित करते हैं महत्वपूर्ण प्रणालियाँ-श्रृंखला प्रतिक्रिया विनियमन और रिमोट कंट्रोल प्रणाली। यदि कोई आपातकालीन स्थिति उत्पन्न होती है, तो आपातकालीन सुरक्षा तुरंत सक्रिय हो जाती है।

रिएक्टर कैसे काम करता है?

परमाणु "लौ" अदृश्य है, क्योंकि प्रक्रियाएँ परमाणु विखंडन के स्तर पर होती हैं। एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के दौरान, भारी नाभिक छोटे टुकड़ों में विघटित हो जाते हैं, जो उत्तेजित अवस्था में होने के कारण न्यूट्रॉन और अन्य उपपरमाण्विक कणों के स्रोत बन जाते हैं। लेकिन यह प्रक्रिया यहीं ख़त्म नहीं होती. न्यूट्रॉन "विभाजित" होते रहते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है, यानी वही होता है जिसके लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाए जाते हैं।

कर्मियों का मुख्य कार्य नियंत्रण छड़ों की सहायता से श्रृंखला प्रतिक्रिया को स्थिर, समायोज्य स्तर पर बनाए रखना है। यह परमाणु बम से इसका मुख्य अंतर है, जहां परमाणु क्षय की प्रक्रिया अनियंत्रित होती है और एक शक्तिशाली विस्फोट के रूप में तेजी से आगे बढ़ती है।

चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में क्या हुआ?

आपदा के मुख्य कारणों में से एक चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्रअप्रैल 1986 में - चौथी बिजली इकाई में नियमित रखरखाव के दौरान परिचालन सुरक्षा नियमों का घोर उल्लंघन। फिर नियमों द्वारा अनुमत 15 के बजाय 203 ग्रेफाइट छड़ें एक साथ कोर से हटा दी गईं। परिणामस्वरूप, शुरू हुई अनियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया एक थर्मल विस्फोट और बिजली इकाई के पूर्ण विनाश में समाप्त हुई।

नई पीढ़ी के रिएक्टर

पिछले एक दशक में, रूस वैश्विक परमाणु ऊर्जा में अग्रणी बन गया है। पर इस समयराज्य निगम रोसाटॉम 12 देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्र बना रहा है, जहां 34 बिजली इकाइयां बनाई जा रही हैं। इतनी अधिक मांग आधुनिक रूसी परमाणु प्रौद्योगिकी के उच्च स्तर का प्रमाण है। अगली पंक्ति में चौथी पीढ़ी के नए रिएक्टर हैं।

"ब्रेस्ट"

उनमें से एक ब्रेस्ट है, जिसे ब्रेकथ्रू प्रोजेक्ट के हिस्से के रूप में विकसित किया जा रहा है। अब ऑपरेटिंग सिस्टमओपन-साइकिल सिस्टम कम-संवर्धित यूरेनियम पर काम करते हैं, जो बड़ी मात्रा में खर्च किए गए ईंधन को छोड़ देता है जिसका निपटान किया जाना चाहिए, जिसके लिए भारी लागत की आवश्यकता होती है। "ब्रेस्ट" - एक तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर अपने बंद चक्र में अद्वितीय है।

इसमें, खर्च किया गया ईंधन, एक तेज न्यूट्रॉन रिएक्टर में उचित प्रसंस्करण के बाद, फिर से पूर्ण ईंधन बन जाता है, जिसे उसी इंस्टॉलेशन में वापस लोड किया जा सकता है।

ब्रेस्ट को उच्च स्तर की सुरक्षा से अलग किया जाता है। यह सबसे गंभीर दुर्घटना में भी कभी "विस्फोट" नहीं करेगा, यह बहुत किफायती और पर्यावरण के अनुकूल है, क्योंकि यह अपने "नवीनीकृत" यूरेनियम का पुन: उपयोग करता है। इसका उपयोग हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम का उत्पादन करने के लिए भी नहीं किया जा सकता है, जो इसके निर्यात के लिए व्यापक संभावनाएं खोलता है।

वीवीईआर-1200

VVER-1200 1150 मेगावाट की क्षमता वाला एक नवीन पीढ़ी 3+ रिएक्टर है। इसकी अद्वितीय तकनीकी क्षमताओं के कारण, इसमें लगभग पूर्ण परिचालन सुरक्षा है। रिएक्टर प्रचुर मात्रा में निष्क्रिय सुरक्षा प्रणालियों से सुसज्जित है जो बिजली आपूर्ति के अभाव में भी स्वचालित रूप से काम करेगा।

उनमें से एक निष्क्रिय ताप निष्कासन प्रणाली है, जो रिएक्टर के पूरी तरह से डी-एनर्जेटिक होने पर स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाती है। इस मामले में, आपातकालीन हाइड्रोलिक टैंक प्रदान किए जाते हैं। यदि प्राथमिक सर्किट में असामान्य दबाव में गिरावट होती है, तो बोरान युक्त पानी की एक बड़ी मात्रा रिएक्टर को आपूर्ति की जाने लगती है, जो परमाणु प्रतिक्रिया को शांत करती है और न्यूट्रॉन को अवशोषित करती है।

एक अन्य जानकारी सुरक्षात्मक खोल के निचले हिस्से में स्थित है - पिघला हुआ "जाल"। यदि, किसी दुर्घटना के परिणामस्वरूप, कोर "रिसाव" हो जाता है, तो "जाल" रोकथाम शेल को ढहने नहीं देगा और रेडियोधर्मी उत्पादों को जमीन में प्रवेश करने से रोक देगा।

महाशक्तियों के बीच परमाणु टकराव के इतिहास और पहले परमाणु बम के डिजाइन के बारे में सैकड़ों किताबें लिखी गई हैं। लेकिन आधुनिक परमाणु हथियारों के बारे में कई मिथक हैं। "पॉपुलर मैकेनिक्स" ने इस मुद्दे को स्पष्ट करने और यह बताने का निर्णय लिया कि मनुष्य द्वारा आविष्कार किया गया सबसे विनाशकारी हथियार कैसे काम करता है।

विस्फोटक चरित्र

यूरेनियम नाभिक में 92 प्रोटॉन होते हैं। प्राकृतिक यूरेनियम मुख्य रूप से दो समस्थानिकों का मिश्रण है: U238 (जिसके नाभिक में 146 न्यूट्रॉन हैं) और U235 (143 न्यूट्रॉन), प्राकृतिक यूरेनियम में उत्तरार्द्ध का केवल 0.7% है। रासायनिक गुणआइसोटोप बिल्कुल समान होते हैं, इसलिए हम उन्हें अलग करते हैं रासायनिक तरीकेअसंभव, लेकिन द्रव्यमान में अंतर (235 और 238 इकाई) ऐसा करना संभव बनाता है भौतिक तरीकों से: यूरेनियम के मिश्रण को गैस (यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड) में परिवर्तित किया जाता है और फिर अनगिनत छिद्रित विभाजनों के माध्यम से पंप किया जाता है। हालाँकि यूरेनियम के समस्थानिकों को किसी भी तरह से अलग नहीं किया जा सकता है उपस्थिति, न ही रासायनिक रूप से, वे परमाणु वर्णों के गुणों में एक अंतर से अलग होते हैं।

U238 की विखंडन प्रक्रिया एक भुगतान प्रक्रिया है: बाहर से आने वाले न्यूट्रॉन को अपने साथ ऊर्जा लानी होगी - 1 MeV या अधिक। और यू235 निःस्वार्थ है: उत्तेजना और उसके बाद के क्षय के लिए आने वाले न्यूट्रॉन से कुछ भी आवश्यक नहीं है; नाभिक में इसकी बाध्यकारी ऊर्जा काफी पर्याप्त है;

न्यूट्रॉन से टकराने पर, यूरेनियम-235 नाभिक आसानी से विभाजित हो जाता है, जिससे नए न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। कुछ शर्तों के तहत, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है।

जब एक न्यूट्रॉन विखंडन-सक्षम नाभिक से टकराता है, तो एक अस्थिर यौगिक बनता है, लेकिन बहुत जल्दी (10−23−10−22 s के बाद) ऐसा नाभिक दो टुकड़ों में टूट जाता है जो द्रव्यमान में असमान होते हैं और "तुरंत" (10 के भीतर) −16−10−14 सी) दो या तीन नए न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है, ताकि समय के साथ विखंडनीय नाभिकों की संख्या बढ़ सके (इस प्रतिक्रिया को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है)। यह केवल U235 में ही संभव है, क्योंकि लालची U238 अपने स्वयं के न्यूट्रॉन से साझा नहीं करना चाहता है, जिनकी ऊर्जा 1 MeV से कम परिमाण का क्रम है। कणों की गतिज ऊर्जा - विखंडन उत्पाद - किसी भी घटना के दौरान निकलने वाली ऊर्जा से कई गुना अधिक होती है रासायनिक प्रतिक्रिया, जिसमें नाभिक की संरचना नहीं बदलती है।

धात्विक प्लूटोनियम छह चरणों में मौजूद होता है, जिसका घनत्व 14.7 से 19.8 किग्रा/सेमी 3 तक होता है। 119 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, एक मोनोक्लिनिक अल्फा चरण (19.8 किग्रा/सेमी 3) होता है, लेकिन ऐसा प्लूटोनियम बहुत नाजुक होता है, और क्यूबिक फेस-केंद्रित डेल्टा चरण (15.9) में यह प्लास्टिक और अच्छी तरह से संसाधित होता है (यह यही है) चरण जिसे वे मिश्रधातु योजकों का उपयोग करके संरक्षित करने का प्रयास कर रहे हैं)। विस्फोट संपीड़न के दौरान, कोई चरण संक्रमण नहीं हो सकता है - प्लूटोनियम अर्ध-तरल अवस्था में है। उत्पादन के दौरान चरण परिवर्तन खतरनाक होते हैं: कब बड़े आकारघनत्व में मामूली परिवर्तन के साथ भी भागों को प्राप्त करना संभव है गंभीर स्थिति. बेशक, यह विस्फोट के बिना होगा - वर्कपीस बस गर्म हो जाएगा, लेकिन निकल चढ़ाना का निर्वहन हो सकता है (और प्लूटोनियम बहुत जहरीला है)।

महत्वपूर्ण सभा

विखंडन उत्पाद अस्थिर होते हैं और विभिन्न विकिरण (न्यूट्रॉन सहित) उत्सर्जित करते हुए उन्हें "ठीक होने" में लंबा समय लगता है। विखंडन के बाद एक महत्वपूर्ण समय (दसियों सेकंड तक) उत्सर्जित होने वाले न्यूट्रॉन को विलंबित कहा जाता है, और यद्यपि उनका हिस्सा त्वरित लोगों (1% से कम) की तुलना में छोटा होता है, वे कार्य में जो भूमिका निभाते हैं परमाणु प्रतिष्ठान, सबसे महत्वपूर्ण है.

विस्फोटक लेंसों ने एक अभिसारी लहर पैदा की। प्रत्येक ब्लॉक में डेटोनेटर की एक जोड़ी द्वारा विश्वसनीयता सुनिश्चित की गई थी।

विखंडन उत्पाद, आसपास के परमाणुओं के साथ कई टकरावों के दौरान, उन्हें अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं, जिससे तापमान बढ़ जाता है। विखंडनीय सामग्री वाली असेंबली में न्यूट्रॉन दिखाई देने के बाद, गर्मी रिलीज शक्ति बढ़ या घट सकती है, और असेंबली के पैरामीटर जिसमें प्रति यूनिट समय में विखंडन की संख्या स्थिर होती है, उन्हें क्रिटिकल कहा जाता है। असेंबली की गंभीरता को बड़ी और छोटी दोनों संख्या में न्यूट्रॉन (तदनुसार उच्च या निम्न ताप रिलीज शक्ति पर) के साथ बनाए रखा जा सकता है। थर्मल पावर को या तो बाहर से क्रिटिकल असेंबली में अतिरिक्त न्यूट्रॉन पंप करके बढ़ाया जाता है, या असेंबली को सुपरक्रिटिकल बनाकर (फिर अतिरिक्त न्यूट्रॉन को विखंडनीय नाभिक की कई पीढ़ियों द्वारा आपूर्ति की जाती है)। उदाहरण के लिए, यदि किसी रिएक्टर की तापीय शक्ति को बढ़ाना आवश्यक है, तो इसे एक ऐसे शासन में लाया जाता है, जहां त्वरित न्यूट्रॉन की प्रत्येक पीढ़ी पिछले एक की तुलना में थोड़ी कम होती है, लेकिन विलंबित न्यूट्रॉन के लिए धन्यवाद, रिएक्टर मुश्किल से ध्यान देने योग्य हो जाता है। गंभीर स्थिति. तब यह गति नहीं करता है, बल्कि धीरे-धीरे शक्ति प्राप्त करता है - ताकि सही समय पर न्यूट्रॉन अवशोषक (कैडमियम या बोरॉन युक्त छड़ें) डालकर इसकी वृद्धि को रोका जा सके।

प्लूटोनियम असेंबली (केंद्र में एक गोलाकार परत) यूरेनियम -238 के आवरण और फिर एल्यूमीनियम की एक परत से घिरी हुई थी।

विखंडन के दौरान उत्पन्न न्यूट्रॉन अक्सर आगे विखंडन पैदा किए बिना आसपास के नाभिक से आगे निकल जाते हैं। न्यूट्रॉन किसी पदार्थ की सतह के जितना करीब उत्पन्न होता है, उसके विखंडनीय पदार्थ से बाहर निकलने और कभी वापस न लौटने की संभावना उतनी ही अधिक होती है। इसलिए, असेंबली का वह रूप जो न्यूट्रॉन की सबसे बड़ी संख्या को बचाता है वह एक गोला है: पदार्थ के किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए इसका सतह क्षेत्र न्यूनतम होता है। अंदर गुहाओं के बिना 94% U235 की एक घेरा रहित (अकेला) गेंद 49 किलोग्राम के द्रव्यमान और 85 मिमी की त्रिज्या के साथ गंभीर हो जाती है। यदि समान यूरेनियम का एक संयोजन व्यास के बराबर लंबाई वाला एक सिलेंडर है, तो यह 52 किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ महत्वपूर्ण हो जाता है। बढ़ते घनत्व के साथ सतह का क्षेत्रफल भी घटता जाता है। इसीलिए विस्फोटक संपीड़न, विखंडनीय सामग्री की मात्रा को बदले बिना, असेंबली को गंभीर स्थिति में ला सकता है। यह वह प्रक्रिया है जो परमाणु चार्ज के सामान्य डिज़ाइन को रेखांकित करती है।

पहले परमाणु हथियारों में न्यूट्रॉन स्रोतों के रूप में पोलोनियम और बेरिलियम (केंद्र) का उपयोग किया गया था।

बॉल असेंबली

लेकिन अक्सर परमाणु हथियारों में यूरेनियम का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि प्लूटोनियम -239 का उपयोग किया जाता है। इसे शक्तिशाली न्यूट्रॉन फ्लक्स के साथ यूरेनियम-238 को विकिरणित करके रिएक्टरों में उत्पादित किया जाता है। प्लूटोनियम की लागत U235 से लगभग छह गुना अधिक है, लेकिन जब यह विखंडित होता है, तो Pu239 नाभिक औसतन 2.895 न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है - U235 (2.452) से अधिक। इसके अलावा, प्लूटोनियम विखंडन की संभावना अधिक है। यह सब इस तथ्य की ओर ले जाता है कि यूरेनियम की गेंद की तुलना में लगभग तीन गुना कम द्रव्यमान के साथ पीयू 239 की एक अकेली गेंद महत्वपूर्ण हो जाती है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक छोटे त्रिज्या के साथ, जो महत्वपूर्ण असेंबली के आयामों को कम करना संभव बनाता है।

विस्फोटक के विस्फोट के बाद रेयरफैक्शन तरंग को कम करने के लिए एल्यूमीनियम की एक परत का उपयोग किया गया था।

असेंबली गोलाकार परत (अंदर से खोखली) के रूप में सावधानीपूर्वक फिट किए गए दो हिस्सों से बनी होती है; यह स्पष्ट रूप से सबक्रिटिकल है - थर्मल न्यूट्रॉन के लिए भी और मॉडरेटर से घिरे होने के बाद भी। बहुत सटीक रूप से फिट किए गए विस्फोटक ब्लॉकों की एक असेंबली के चारों ओर एक चार्ज लगाया जाता है। न्यूट्रॉन को बचाने के लिए, विस्फोट के दौरान गेंद के उत्कृष्ट आकार को संरक्षित करना आवश्यक है - इसके लिए, विस्फोटक की परत को उसके पूरे हिस्से में एक साथ विस्फोटित किया जाना चाहिए बाहरी सतह, असेंबली को समान रूप से दबाना। यह व्यापक रूप से माना जाता है कि इसके लिए बहुत सारे इलेक्ट्रिक डेटोनेटर की आवश्यकता होती है। लेकिन यह केवल "बम निर्माण" की शुरुआत में मामला था: कई दर्जन डेटोनेटरों को ट्रिगर करने के लिए, बहुत सारी ऊर्जा और दीक्षा प्रणाली के काफी आकार की आवश्यकता थी। आधुनिक चार्ज एक विशेष तकनीक द्वारा चुने गए कई डेटोनेटर का उपयोग करते हैं, विशेषताओं में समान, जिससे अत्यधिक स्थिर (विस्फोट गति के संदर्भ में) विस्फोटकों को पॉली कार्बोनेट परत में मिल्ड ग्रूव में ट्रिगर किया जाता है (गोलाकार सतह पर आकार की गणना रीमैन ज्यामिति का उपयोग करके की जाती है) तरीके)। लगभग 8 किमी/सेकंड की गति से विस्फोट खांचे के साथ बिल्कुल समान दूरी पर यात्रा करेगा, उसी समय यह छिद्रों तक पहुंच जाएगा और मुख्य चार्ज को विस्फोट कर देगा - एक साथ सभी आवश्यक बिंदुओं पर।

आंकड़े परमाणु आवेश के आग के गोले के जीवन के पहले क्षणों को दर्शाते हैं - विकिरण प्रसार (ए), गर्म प्लाज्मा का विस्तार और "फफोले" का गठन (बी) और पृथक्करण के दौरान दृश्यमान सीमा में विकिरण शक्ति में वृद्धि शॉक वेव का (सी)।

अंदर धमाका

अंदर की ओर निर्देशित विस्फोट एक लाख से अधिक वायुमंडल के दबाव के साथ असेंबली को संपीड़ित करता है। असेंबली सतह कम हो जाती है और प्लूटोनियम में लगभग गायब हो जाती है आंतरिक गुहा, घनत्व बढ़ता है, और बहुत तेज़ी से - दस माइक्रोसेकंड के भीतर, संपीड़ित असेंबली थर्मल न्यूट्रॉन के साथ महत्वपूर्ण स्थिति से गुजरती है और तेज़ न्यूट्रॉन के साथ महत्वपूर्ण रूप से सुपरक्रिटिकल हो जाती है।

तेज़ न्यूट्रॉनों की नगण्य मंदी के नगण्य समय द्वारा निर्धारित अवधि के बाद, उनमें से प्रत्येक नई, अधिक असंख्य पीढ़ी असेंबली पदार्थ में विखंडन द्वारा 202 MeV की ऊर्जा जोड़ती है, जो पहले से ही राक्षसी दबाव के साथ फट रही है। घटित होने वाली घटनाओं के पैमाने पर, यहां तक ​​​​कि सबसे अच्छे मिश्र धातु इस्पात की ताकत इतनी कम है कि विस्फोट की गतिशीलता की गणना करते समय किसी को भी इसे ध्यान में रखना कभी नहीं आता है। एकमात्र चीज जो असेंबली को उड़ने से रोकती है वह जड़ता है: प्लूटोनियम बॉल को दसियों नैनोसेकंड में केवल 1 सेमी तक विस्तारित करने के लिए, उस पदार्थ को एक त्वरण प्रदान करना आवश्यक है जो त्वरण से दसियों खरबों गुना अधिक है मुक्त गिरावट का, और यह आसान नहीं है।

अंत में, पदार्थ अभी भी बिखरता है, विखंडन रुक जाता है, लेकिन प्रक्रिया यहीं समाप्त नहीं होती है: ऊर्जा को अलग किए गए नाभिक के आयनित टुकड़ों और विखंडन के दौरान उत्सर्जित अन्य कणों के बीच पुनर्वितरित किया जाता है। उनकी ऊर्जा दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों MeV के क्रम पर है, लेकिन केवल विद्युत रूप से तटस्थ उच्च-ऊर्जा गामा क्वांटा और न्यूट्रॉन के पास पदार्थ के साथ बातचीत से बचने और "भागने" का मौका है। आवेशित कण टकराव और आयनीकरण की क्रियाओं में तेजी से ऊर्जा खो देते हैं। इस मामले में, विकिरण उत्सर्जित होता है - हालाँकि, यह अब कठोर परमाणु विकिरण नहीं है, बल्कि नरम है, जिसकी ऊर्जा परिमाण के तीन क्रम कम है, लेकिन फिर भी परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त से अधिक है - न केवल बाहरी कोश से, बल्कि सामान्य तौर पर हर चीज़ से. प्रति घन सेंटीमीटर ग्राम के घनत्व के साथ नंगे नाभिक, छीने गए इलेक्ट्रॉनों और विकिरण का मिश्रण (कल्पना करने का प्रयास करें कि आप उस प्रकाश के नीचे कितनी अच्छी तरह से टैन कर सकते हैं जिसने एल्यूमीनियम का घनत्व प्राप्त कर लिया है!) - वह सब कुछ जो एक पल पहले एक चार्ज था - में आता है संतुलन की कुछ झलक. एक बहुत ही युवा आग के गोले में, तापमान लाखों डिग्री तक पहुंच जाता है।

आग का गोला

ऐसा प्रतीत होता है कि प्रकाश की गति से चलने वाले नरम विकिरण को भी उस पदार्थ को बहुत पीछे छोड़ देना चाहिए जिसने इसे उत्पन्न किया है, लेकिन ऐसा नहीं है: ठंडी हवा में, केव ऊर्जा के क्वांटा की सीमा सेंटीमीटर है, और वे एक में नहीं चलते हैं सीधी रेखा, लेकिन गति की दिशा बदलें, प्रत्येक अंतःक्रिया के साथ पुनः उत्सर्जन करें। क्वांटा हवा को आयनित करता है और उसमें फैल जाता है, जैसे चेरी का रस एक गिलास पानी में डाला जाता है। इस घटना को विकिरणीय प्रसार कहा जाता है।

विखंडन विस्फोट की समाप्ति के कुछ दसियों नैनोसेकंड बाद 100 kt विस्फोट के एक युवा आग के गोले की त्रिज्या 3 मीटर और तापमान लगभग 8 मिलियन केल्विन है। लेकिन 30 माइक्रोसेकंड के बाद इसकी त्रिज्या 18 मीटर है, हालांकि तापमान दस लाख डिग्री से नीचे चला जाता है। गेंद अंतरिक्ष को निगल जाती है, और इसके सामने के पीछे की आयनित हवा मुश्किल से चलती है: विकिरण प्रसार के दौरान इसमें महत्वपूर्ण गति स्थानांतरित नहीं कर सकता है। लेकिन यह इस हवा में भारी ऊर्जा पंप करता है, इसे गर्म करता है, और जब विकिरण ऊर्जा खत्म हो जाती है, तो गर्म प्लाज्मा के विस्तार के कारण गेंद बढ़ने लगती है, जो चार्ज के रूप में अंदर से फूटती है। फूले हुए बुलबुले की तरह फैलते हुए, प्लाज़्मा खोल पतला हो जाता है। एक बुलबुले के विपरीत, निःसंदेह, कुछ भी इसे फुलाता नहीं है: साथ अंदरलगभग कोई भी पदार्थ नहीं रहता है, यह सब जड़ता से केंद्र से उड़ता है, लेकिन विस्फोट के 30 माइक्रोसेकंड के बाद, इस उड़ान की गति 100 किमी/सेकेंड से अधिक है, और पदार्थ में हाइड्रोडायनामिक दबाव 150,000 एटीएम से अधिक है! बहुत ज्यादा हो जाना पतला खोलनियति में नहीं, यह फट जाता है, जिससे "फफोले" बन जाते हैं।

एक वैक्यूम न्यूट्रॉन ट्यूब में, ट्रिटियम-संतृप्त लक्ष्य (कैथोड) 1 और एनोड असेंबली 2 के बीच एक सौ किलोवोल्ट का पल्स वोल्टेज लगाया जाता है। जब वोल्टेज अधिकतम होता है, तो यह आवश्यक है कि ड्यूटेरियम आयन एनोड और कैथोड के बीच हों, जिन्हें त्वरित करने की आवश्यकता है। इसके लिए आयन स्रोत का उपयोग किया जाता है। इसके एनोड 3 पर एक इग्निशन पल्स लगाया जाता है, और डिस्चार्ज, ड्यूटेरियम-संतृप्त सिरेमिक 4 की सतह से गुजरते हुए, ड्यूटेरियम आयन बनाता है। त्वरित होकर, वे ट्रिटियम से संतृप्त लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 17.6 MeV की ऊर्जा निकलती है और न्यूट्रॉन और हीलियम-4 नाभिक बनते हैं। कण संरचना और यहां तक ​​कि ऊर्जा उत्पादन के संदर्भ में, यह प्रतिक्रिया संलयन के समान है - प्रकाश नाभिक के संलयन की प्रक्रिया। 1950 के दशक में, कई लोग ऐसा मानते थे, लेकिन बाद में यह पता चला कि ट्यूब में एक "ब्रेकडाउन" होता है: या तो एक प्रोटॉन या एक न्यूट्रॉन (जो ड्यूटेरियम आयन बनाता है, त्वरित) विद्युत क्षेत्र) लक्ष्य कोर (ट्रिटियम) में "फंस जाता है"। यदि कोई प्रोटॉन फंस जाता है, तो न्यूट्रॉन टूट जाता है और मुक्त हो जाता है।

आग के गोले की ऊर्जा को संचारित करने के लिए कौन सा तंत्र है पर्यावरणप्रबल होता है, विस्फोट की शक्ति पर निर्भर करता है: यदि यह बड़ा है, तो मुख्य भूमिका विकिरण प्रसार द्वारा निभाई जाती है, यदि यह छोटा है, तो प्लाज्मा बुलबुले का विस्तार एक प्रमुख भूमिका निभाता है; यह स्पष्ट है कि जब दोनों तंत्र प्रभावी हों तो एक मध्यवर्ती मामला संभव है।

यह प्रक्रिया हवा की नई परतों को पकड़ लेती है, और परमाणुओं से सभी इलेक्ट्रॉनों को अलग करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं रह जाती है। आयनीकृत परत और प्लाज्मा बुलबुले के टुकड़ों की ऊर्जा समाप्त हो जाती है, वे अब अपने सामने विशाल द्रव्यमान को स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं होते हैं और काफी धीमा हो जाते हैं। लेकिन विस्फोट से पहले जो हवा थी वह चलती है, गेंद से अलग हो जाती है, ठंडी हवा की अधिक से अधिक परतों को अवशोषित करती है... एक सदमे की लहर का गठन शुरू होता है।

शॉक वेव और परमाणु मशरूम

जब शॉक वेव आग के गोले से अलग हो जाती है, तो उत्सर्जक परत की विशेषताएं बदल जाती हैं और स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल हिस्से में विकिरण शक्ति तेजी से बढ़ जाती है (तथाकथित पहली अधिकतम)। इसके बाद, रोशनी की प्रक्रियाएँ और आसपास की हवा की पारदर्शिता में बदलाव की प्रतिस्पर्धा होती है, जिससे दूसरे अधिकतम, कम शक्तिशाली, लेकिन बहुत लंबे समय तक की प्राप्ति होती है - इतना कि प्रकाश ऊर्जा का उत्पादन पहले अधिकतम की तुलना में अधिक होता है .

विस्फोट के निकट, इसके आस-पास की हर चीज़ वाष्पित हो जाती है, दूर तक यह पिघलती है, लेकिन इससे भी दूर, जहाँ ऊष्मा का प्रवाह पिघलने के लिए पर्याप्त नहीं रह जाता है एसएनएफ, मिट्टी, चट्टानें, घर गैस के भयानक दबाव के तहत तरल की तरह बहते हैं, सभी मजबूत बंधनों को नष्ट कर देते हैं, आंखों के लिए असहनीय चमक तक गर्म हो जाते हैं।

अंत में, सदमे की लहर विस्फोट के बिंदु से बहुत दूर चली जाती है, जहां एक ढीला और कमजोर, लेकिन कई बार विस्तारित, वाष्प का बादल जो चार्ज का प्लाज्मा था, और जो अपने भयानक घंटे के करीब था, संघनित रहता है, में बदल जाता है ऐसी जगह पर छोटी और बहुत रेडियोधर्मी धूल जहां से व्यक्ति को यथासंभव दूर रहना चाहिए। बादल उमड़ने लगते हैं. यह ठंडा हो जाता है, अपना रंग बदलता है, संघनित नमी की एक सफेद टोपी "पहनता है", जिसके बाद पृथ्वी की सतह से धूल निकलती है, जिससे "पैर" बनता है जिसे आमतौर पर "परमाणु मशरूम" कहा जाता है।

न्यूट्रॉन दीक्षा

चौकस पाठक अपने हाथों में एक पेंसिल लेकर विस्फोट के दौरान निकलने वाली ऊर्जा का अनुमान लगा सकते हैं। जब असेंबली का समय सुपरक्रिटिकल अवस्था में होता है, तो माइक्रोसेकंड के क्रम पर होता है, न्यूट्रॉन की आयु पिकोसेकंड के क्रम पर होती है, और गुणन कारक 2 से कम होता है, लगभग एक गीगाजूल ऊर्जा निकलती है, जो बराबर होती है ... 250 किलो टीएनटी। किलो और मेगाटन कहाँ हैं?

न्यूट्रॉन - धीमे और तेज़

एक गैर-विखंडनीय पदार्थ में, नाभिक से "उछलते हुए", न्यूट्रॉन अपनी ऊर्जा का एक हिस्सा उनमें स्थानांतरित करते हैं, नाभिक जितना अधिक हल्का (द्रव्यमान में उनके करीब) होता है। अंदर से अधिकटकराव में, न्यूट्रॉन शामिल होते हैं, जितना अधिक वे धीमे होते हैं, और अंत में आसपास के पदार्थ के साथ थर्मल संतुलन में आते हैं - वे थर्मल होते हैं (इसमें मिलीसेकेंड लगते हैं)। थर्मल न्यूट्रॉन गति 2200 m/s (ऊर्जा 0.025 eV) है। न्यूट्रॉन मॉडरेटर से बच सकते हैं और उसके नाभिक द्वारा पकड़ लिए जाते हैं, लेकिन मॉडरेशन के साथ, परमाणु प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की उनकी क्षमता काफी बढ़ जाती है, इसलिए जो न्यूट्रॉन "नष्ट नहीं" होते हैं वे संख्या में कमी की भरपाई से कहीं अधिक होते हैं।
इस प्रकार, यदि विखंडनीय पदार्थ की एक गेंद एक मॉडरेटर से घिरी हुई है, तो कई न्यूट्रॉन मॉडरेटर को छोड़ देंगे या उसमें अवशोषित हो जाएंगे, लेकिन कुछ ऐसे भी होंगे जो गेंद में वापस आ जाएंगे ("प्रतिबिंबित") और, अपनी ऊर्जा खो देंगे। विखंडन की घटनाओं के कारण होने की अधिक संभावना है। यदि गेंद 25 मिमी मोटी बेरिलियम की परत से घिरी हुई है, तो 20 किलोग्राम U235 को बचाया जा सकता है और फिर भी असेंबली की महत्वपूर्ण स्थिति प्राप्त की जा सकती है। लेकिन ऐसी बचत समय की कीमत पर होती है: न्यूट्रॉन की प्रत्येक अगली पीढ़ी को विखंडन से पहले धीमा होना चाहिए। यह देरी प्रति इकाई समय में पैदा होने वाले न्यूट्रॉन की पीढ़ियों की संख्या को कम कर देती है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा रिलीज में देरी होती है। असेंबली में जितनी कम विखंडनीय सामग्री होती है, श्रृंखला प्रतिक्रिया विकसित करने के लिए उतने ही अधिक मॉडरेटर की आवश्यकता होती है, और विखंडन तेजी से कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ होता है। सीमित मामले में, जब गंभीरता केवल थर्मल न्यूट्रॉन के साथ हासिल की जाती है, उदाहरण के लिए, एक अच्छे मॉडरेटर - पानी में यूरेनियम लवण के समाधान में, विधानसभाओं का द्रव्यमान सैकड़ों ग्राम होता है, लेकिन समाधान समय-समय पर उबलता रहता है। छोड़े गए भाप के बुलबुले विखंडनीय पदार्थ के औसत घनत्व को कम कर देते हैं, श्रृंखला प्रतिक्रिया बंद हो जाती है, और जब बुलबुले तरल छोड़ते हैं, तो विखंडन का प्रकोप दोहराया जाता है (यदि आप बर्तन को रोकते हैं, तो भाप इसे तोड़ देगी - लेकिन यह एक थर्मल होगा) विस्फोट, सभी विशिष्ट "परमाणु" संकेतों से रहित)।

तथ्य यह है कि असेंबली में विखंडन श्रृंखला एक न्यूट्रॉन से शुरू नहीं होती है: आवश्यक माइक्रोसेकंड पर, उन्हें लाखों लोगों द्वारा सुपरक्रिटिकल असेंबली में इंजेक्ट किया जाता है। पहले परमाणु आवेशों में, प्लूटोनियम असेंबली के अंदर एक गुहा में स्थित आइसोटोप स्रोतों का उपयोग इसके लिए किया गया था: पोलोनियम -210, संपीड़न के क्षण में, बेरिलियम के साथ संयुक्त हुआ और इसके अल्फा कणों के साथ न्यूट्रॉन उत्सर्जन का कारण बना। लेकिन सभी समस्थानिक स्रोत कमजोर हैं (पहला अमेरिकी उत्पाद प्रति माइक्रोसेकंड दस लाख से कम न्यूट्रॉन उत्पन्न करता है), और पोलोनियम बहुत खराब होने वाला है - यह केवल 138 दिनों में अपनी गतिविधि को आधे से कम कर देता है। इसलिए, आइसोटोप को कम खतरनाक आइसोटोप से बदल दिया गया है (जो चालू न होने पर उत्सर्जन नहीं करते हैं), और सबसे महत्वपूर्ण बात, न्यूट्रॉन ट्यूब जो अधिक तीव्रता से उत्सर्जित करते हैं (साइडबार देखें): कुछ माइक्रोसेकंड में (ट्यूब द्वारा गठित पल्स की अवधि) ) करोड़ों न्यूट्रॉन पैदा होते हैं। लेकिन अगर यह काम नहीं करता है या गलत समय पर काम करता है, तो एक तथाकथित धमाका या "ज़िल्च" होगा - एक कम शक्ति वाला थर्मल विस्फोट।

न्यूट्रॉन दीक्षा से न केवल परिमाण के कई क्रमों द्वारा परमाणु विस्फोट की ऊर्जा रिहाई बढ़ जाती है, बल्कि इसे विनियमित करना भी संभव हो जाता है! यह स्पष्ट है कि, एक लड़ाकू मिशन प्राप्त करने के बाद, जिसे निर्धारित करते समय परमाणु हमले की शक्ति का संकेत दिया जाना चाहिए, कोई भी प्लूटोनियम असेंबली से लैस करने के लिए चार्ज को अलग नहीं करता है जो किसी दिए गए शक्ति के लिए इष्टतम है। एक स्विचेबल टीएनटी समकक्ष के साथ गोला-बारूद में, आपूर्ति वोल्टेज को न्यूट्रॉन ट्यूब में बदलने के लिए यह पर्याप्त है। तदनुसार, न्यूट्रॉन उपज और ऊर्जा रिलीज बदल जाएगी (बेशक, जब बिजली इस तरह से कम हो जाती है, तो बहुत सारा महंगा प्लूटोनियम बर्बाद हो जाता है)।

लेकिन उन्होंने ऊर्जा उत्सर्जन को विनियमित करने की आवश्यकता के बारे में बहुत बाद में और सबसे पहले सोचना शुरू किया युद्ध के बाद के वर्षबिजली कम करने की बात नहीं हो सकती. अधिक शक्तिशाली, अधिक शक्तिशाली और अधिक शक्तिशाली! लेकिन यह पता चला कि उप-महत्वपूर्ण क्षेत्र के अनुमेय आयामों पर परमाणु भौतिक और हाइड्रोडायनामिक प्रतिबंध हैं। सौ किलोटन विस्फोट के बराबर टीएनटी एकल-चरण युद्ध सामग्री के लिए भौतिक सीमा के करीब है, जिसमें केवल विखंडन होता है। परिणामस्वरूप, ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में विखंडन को छोड़ दिया गया, और ध्यान दूसरे वर्ग - संलयन की प्रतिक्रियाओं पर केंद्रित हो गया।

परमाणु रिएक्टर सुचारू रूप से और कुशलता से काम करता है। अन्यथा, जैसा कि आप जानते हैं, परेशानी होगी। लेकिन अंदर क्या चल रहा है? आइए परमाणु (परमाणु) रिएक्टर के संचालन के सिद्धांत को संक्षेप में, स्पष्ट रूप से, स्टॉप के साथ तैयार करने का प्रयास करें।

संक्षेप में, वहां वही प्रक्रिया हो रही है जो परमाणु विस्फोट के दौरान होती है। केवल विस्फोट बहुत तेजी से होता है, और रिएक्टर में यह सब फैल जाता है लंबे समय तक. परिणामस्वरूप, सब कुछ सुरक्षित एवं सुदृढ़ रहता है और हमें ऊर्जा प्राप्त होती है। इतना नहीं कि चारों ओर सब कुछ एक ही बार में नष्ट हो जाएगा, लेकिन शहर को बिजली प्रदान करने के लिए काफी पर्याप्त है।

इससे पहले कि आप समझें कि नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया कैसे होती है, आपको यह जानना होगा कि यह क्या है। परमाणु प्रतिक्रिया बिल्कुल भी।

परमाणु प्रतिक्रिया परिवर्तन (विभाजन) की एक प्रक्रिया है परमाणु नाभिकजब वे प्राथमिक कणों और गामा किरणों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

परमाणु प्रतिक्रियाएँ ऊर्जा के अवशोषण और विमोचन दोनों के साथ हो सकती हैं। रिएक्टर दूसरी प्रतिक्रियाओं का उपयोग करता है।

परमाणु भट्टी एक उपकरण है जिसका उद्देश्य ऊर्जा की रिहाई के साथ नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया को बनाए रखना है।

प्रायः परमाणु रिएक्टर को परमाणु रिएक्टर भी कहा जाता है। आइए ध्यान दें कि यहां कोई बुनियादी अंतर नहीं है, लेकिन विज्ञान के दृष्टिकोण से "परमाणु" शब्द का उपयोग करना अधिक सही है। अब कई प्रकार के परमाणु रिएक्टर हैं। ये बिजली संयंत्रों में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किए गए विशाल औद्योगिक रिएक्टर, पनडुब्बियों के परमाणु रिएक्टर, वैज्ञानिक प्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले छोटे प्रयोगात्मक रिएक्टर हैं। यहां तक ​​कि समुद्री जल को अलवणीकृत करने के लिए भी रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है।

परमाणु रिएक्टर के निर्माण का इतिहास

पहला परमाणु रिएक्टर 1942 में लॉन्च किया गया था। यह अमेरिका में फर्मी के नेतृत्व में हुआ। इस रिएक्टर को "शिकागो वुडपाइल" कहा जाता था।

1946 में, कुरचटोव के नेतृत्व में लॉन्च किए गए पहले सोवियत रिएक्टर ने काम करना शुरू किया। इस रिएक्टर का शरीर सात मीटर व्यास की एक गेंद थी। पहले रिएक्टरों में शीतलन प्रणाली नहीं थी और उनकी शक्ति न्यूनतम थी। वैसे, सोवियत रिएक्टर की औसत शक्ति 20 वाट थी, और अमेरिकी की - केवल 1 वाट। तुलना के लिए: आधुनिक बिजली रिएक्टरों की औसत शक्ति 5 गीगावाट है। पहले रिएक्टर के लॉन्च के दस साल से भी कम समय बाद, दुनिया का पहला औद्योगिक परमाणु ऊर्जा प्लांटओबनिंस्क शहर में.

परमाणु (परमाणु) रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत

किसी भी परमाणु रिएक्टर के कई भाग होते हैं: मुख्य साथ ईंधन और मध्यस्थ , न्यूट्रॉन परावर्तक , शीतलक , नियंत्रण एवं सुरक्षा प्रणाली . रिएक्टरों में ईंधन के रूप में आइसोटोप का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यूरेनियम (235, 238, 233), प्लूटोनियम (239) और थोरियम (232). सक्रिय क्षेत्र एक बॉयलर है जिसके माध्यम से प्रवाह होता है सादा पानी(शीतलक). अन्य शीतलकों में, "भारी पानी" और तरल ग्रेफाइट का आमतौर पर कम उपयोग किया जाता है। अगर हम परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के बारे में बात करें तो परमाणु रिएक्टर का उपयोग गर्मी पैदा करने के लिए किया जाता है। बिजली स्वयं उसी विधि का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है जैसे अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों में - भाप टरबाइन को घुमाती है, और गति की ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

नीचे परमाणु रिएक्टर के संचालन का एक चित्र दिया गया है।

जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, भारी यूरेनियम नाभिक के क्षय से हल्के तत्व और कई न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। परिणामस्वरूप न्यूट्रॉन अन्य नाभिकों से टकराते हैं, जिससे उनका विखंडन भी होता है। इसी समय, न्यूट्रॉन की संख्या हिमस्खलन की तरह बढ़ती है।

इसका उल्लेख यहां किया जाना चाहिए न्यूट्रॉन गुणन कारक . इसलिए, यदि यह गुणांक एक के बराबर मान से अधिक है, परमाणु विस्फोट. यदि मान एक से कम है, तो बहुत कम न्यूट्रॉन हैं और प्रतिक्रिया समाप्त हो जाती है। लेकिन यदि आप गुणांक का मान एक के बराबर बनाए रखते हैं, तो प्रतिक्रिया लंबी और स्थिर रूप से आगे बढ़ेगी।

प्रश्न यह है कि यह कैसे करें? रिएक्टर में ईंधन तथाकथित है ईंधन तत्व (टीवीईलाख)। ये ऐसी छड़ें हैं जिनमें छोटी-छोटी गोलियों के रूप में, परमाणु ईंधन . ईंधन की छड़ें हेक्सागोनल आकार के कैसेट में जुड़ी होती हैं, जिनमें से एक रिएक्टर में सैकड़ों हो सकते हैं। ईंधन छड़ों वाले कैसेट लंबवत रूप से व्यवस्थित होते हैं, और प्रत्येक ईंधन छड़ में एक प्रणाली होती है जो आपको कोर में इसके विसर्जन की गहराई को समायोजित करने की अनुमति देती है। स्वयं कैसेट के अलावा, उनमें शामिल हैं नियंत्रण छड़ें और आपातकालीन सुरक्षा छड़ें . छड़ें ऐसे पदार्थ से बनी होती हैं जो न्यूट्रॉन को अच्छी तरह से अवशोषित करती है। इस प्रकार, नियंत्रण छड़ों को कोर में अलग-अलग गहराई तक उतारा जा सकता है, जिससे न्यूट्रॉन गुणन कारक को समायोजित किया जा सकता है। आपातकालीन छड़ें किसी आपात स्थिति में रिएक्टर को बंद करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।

परमाणु रिएक्टर कैसे शुरू किया जाता है?

हमने ऑपरेटिंग सिद्धांत का स्वयं पता लगा लिया है, लेकिन रिएक्टर को कैसे शुरू करें और कैसे कार्य करें? मोटे तौर पर कहें तो, यह यहाँ है - यूरेनियम का एक टुकड़ा, लेकिन इसमें श्रृंखला प्रतिक्रिया अपने आप शुरू नहीं होती है। तथ्य यह है कि परमाणु भौतिकी में एक अवधारणा है क्रांतिक द्रव्यमान .

क्रिटिकल द्रव्यमान परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक विखंडनीय सामग्री का द्रव्यमान है।

ईंधन छड़ों और नियंत्रण छड़ों की सहायता से, पहले रिएक्टर में परमाणु ईंधन का एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान बनाया जाता है, और फिर रिएक्टर को कई चरणों में इष्टतम शक्ति स्तर पर लाया जाता है।

इस लेख में, हमने आपको परमाणु (परमाणु) रिएक्टर की संरचना और संचालन सिद्धांत का एक सामान्य विचार देने का प्रयास किया है। यदि आपके पास विषय के बारे में कोई प्रश्न है या विश्वविद्यालय में परमाणु भौतिकी में कोई समस्या पूछी गई है, तो कृपया संपर्क करें हमारी कंपनी के विशेषज्ञों के लिए. हमेशा की तरह, हम आपकी पढ़ाई से संबंधित किसी भी जरूरी मुद्दे को सुलझाने में आपकी मदद करने के लिए तैयार हैं। और जब हम इस पर हैं, तो आपके ध्यान के लिए यहां एक और शैक्षणिक वीडियो है!

परमाणु ऊर्जा उत्पादन बिजली उत्पादन की एक आधुनिक और तेजी से विकसित होने वाली विधि है। क्या आप जानते हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? आज किस प्रकार के परमाणु रिएक्टर मौजूद हैं? हम परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संचालन योजना पर विस्तार से विचार करने का प्रयास करेंगे, परमाणु रिएक्टर की संरचना में उतरेंगे और पता लगाएंगे कि बिजली पैदा करने की परमाणु विधि कितनी सुरक्षित है।

कोई भी स्टेशन आवासीय क्षेत्र से दूर एक बंद क्षेत्र होता है। इसके क्षेत्र में कई इमारतें हैं। सबसे महत्वपूर्ण संरचना रिएक्टर भवन है, इसके बगल में टरबाइन कक्ष है जहाँ से रिएक्टर को नियंत्रित किया जाता है, और सुरक्षा भवन है।

परमाणु रिएक्टर के बिना यह योजना असंभव है। एक परमाणु (परमाणु) रिएक्टर एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र उपकरण है जिसे न्यूट्रॉन के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया को व्यवस्थित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है अनिवार्य आवंटनइस प्रक्रिया में ऊर्जा. लेकिन परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है?

संपूर्ण रिएक्टर स्थापना रिएक्टर भवन में स्थित है, एक बड़ा कंक्रीट टॉवर जो रिएक्टर को छुपाता है और दुर्घटना की स्थिति में परमाणु प्रतिक्रिया के सभी उत्पादों को समाहित करेगा। इस बड़े टावर को कन्टेनमेंट, हर्मेटिक शेल या कन्टेनमेंट जोन कहा जाता है.

नए रिएक्टरों में सीलबंद क्षेत्र में 2 मोटी कंक्रीट की दीवारें हैं - गोले।
बाहरी आवरण, 80 सेमी मोटा, नियंत्रण क्षेत्र को बाहरी प्रभावों से बचाता है।

आंतरिक आवरण, 1 मीटर 20 सेमी मोटा, में विशेष स्टील केबल हैं जो कंक्रीट की ताकत को लगभग तीन गुना बढ़ा देते हैं और संरचना को ढहने से रोकेंगे। अंदर की तरफ इसे विशेष स्टील की एक पतली शीट से पंक्तिबद्ध किया गया है, जिसे सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है अतिरिक्त सुरक्षानियंत्रण और दुर्घटना की स्थिति में, रिएक्टर की सामग्री को नियंत्रण क्षेत्र से बाहर न छोड़ें।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का यह डिज़ाइन इसे 200 टन वजन वाले हवाई जहाज दुर्घटना, 8 तीव्रता वाले भूकंप, बवंडर और सुनामी का सामना करने की अनुमति देता है।

पहला दबावयुक्त शेल 1968 में अमेरिकी कनेक्टिकट यांकी परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बनाया गया था।

कन्टेनमेंट जोन की कुल ऊंचाई 50-60 मीटर है।

परमाणु रिएक्टर किससे मिलकर बनता है?

परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत और इसलिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन सिद्धांत को समझने के लिए, आपको रिएक्टर के घटकों को समझने की आवश्यकता है।

• सक्रिय क्षेत्र. यह वह क्षेत्र है जहां परमाणु ईंधन (ईंधन जनरेटर) और मॉडरेटर रखे जाते हैं। ईंधन परमाणु (अक्सर यूरेनियम ईंधन होता है) एक श्रृंखला विखंडन प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। मॉडरेटर को विखंडन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और गति और ताकत के संदर्भ में आवश्यक प्रतिक्रिया की अनुमति देता है।
• न्यूट्रॉन परावर्तक. कोर के चारों ओर एक परावर्तक होता है। इसमें मॉडरेटर के समान ही सामग्री होती है। संक्षेप में, यह एक बॉक्स है, जिसका मुख्य उद्देश्य न्यूट्रॉन को कोर छोड़ने और पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकना है।
• शीतलक. शीतलक को ईंधन परमाणुओं के विखंडन के दौरान निकलने वाली गर्मी को अवशोषित करना चाहिए और इसे अन्य पदार्थों में स्थानांतरित करना चाहिए। शीतलक काफी हद तक यह निर्धारित करता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे डिज़ाइन किया गया है। आज सबसे लोकप्रिय शीतलक पानी है।
  रिएक्टर नियंत्रण प्रणाली. सेंसर और तंत्र जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को शक्ति प्रदान करते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन

परमाणु ऊर्जा संयंत्र किस पर संचालित होता है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन रेडियोधर्मी गुणों वाले रासायनिक तत्व हैं। सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में यह तत्व यूरेनियम है।

स्टेशनों के डिज़ाइन से पता चलता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र जटिल मिश्रित ईंधन पर काम करते हैं, न कि शुद्ध ईंधन पर रासायनिक तत्व. और प्राकृतिक यूरेनियम से यूरेनियम ईंधन निकालने के लिए, जिसे परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है, कई जोड़तोड़ करने होंगे।

संवर्धित यूरेनियम

यूरेनियम में दो समस्थानिक होते हैं, यानी इसमें अलग-अलग द्रव्यमान वाले नाभिक होते हैं। इन्हें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या आइसोटोप -235 और आइसोटोप-238 के आधार पर नामित किया गया था। 20वीं सदी के शोधकर्ताओं ने अयस्क से यूरेनियम 235 निकालना शुरू किया, क्योंकि... इसे विघटित करना और रूपांतरित करना आसान था। यह पता चला कि प्रकृति में ऐसे यूरेनियम का केवल 0.7% है (शेष प्रतिशत 238वें आइसोटोप में जाता है)।

ऐसे में क्या करें? उन्होंने यूरेनियम संवर्धन का निर्णय लिया। यूरेनियम संवर्धन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बहुत सारे आवश्यक 235x समस्थानिक और कुछ अनावश्यक 238x समस्थानिक उसमें रह जाते हैं। यूरेनियम संवर्धनकर्ताओं का कार्य 0.7% को लगभग 100% यूरेनियम-235 में बदलना है।

यूरेनियम को दो प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके समृद्ध किया जा सकता है: गैस प्रसार या गैस सेंट्रीफ्यूज। इनका उपयोग करने के लिए अयस्क से निकाले गए यूरेनियम को गैसीय अवस्था में परिवर्तित किया जाता है। यह गैस के रूप में समृद्ध होता है।

यूरेनियम पाउडर

समृद्ध यूरेनियम गैस को ठोस अवस्था - यूरेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है। यह शुद्ध ठोस यूरेनियम 235 बड़े सफेद क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है, जिन्हें बाद में यूरेनियम पाउडर में कुचल दिया जाता है।

यूरेनियम की गोलियाँ

यूरेनियम की गोलियाँ ठोस धातु की डिस्क होती हैं, जो कुछ सेंटीमीटर लंबी होती हैं। यूरेनियम पाउडर से ऐसी गोलियां बनाने के लिए इसे एक पदार्थ - प्लास्टिसाइज़र के साथ मिलाया जाता है, इससे गोलियों को दबाने की गुणवत्ता में सुधार होता है।

गोलियों को विशेष ताकत और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने के लिए दबाए गए पक को एक दिन से अधिक समय तक 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पकाया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह सीधे तौर पर इस बात पर निर्भर करता है कि यूरेनियम ईंधन कितनी अच्छी तरह संपीड़ित और पकाया गया है।

गोलियाँ मोलिब्डेनम बक्सों में पकाई जाती हैं, क्योंकि केवल यह धातु डेढ़ हजार डिग्री से अधिक के "नारकीय" तापमान पर पिघलने में सक्षम नहीं है। इसके बाद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए यूरेनियम ईंधन तैयार माना जाता है।

टीवीईएल और एफए क्या हैं?

रिएक्टर कोर दीवारों में छेद के साथ एक विशाल डिस्क या पाइप जैसा दिखता है (रिएक्टर के प्रकार के आधार पर), 5 गुना बड़ा मानव शरीर. इन छिद्रों में यूरेनियम ईंधन होता है, जिसके परमाणु वांछित प्रतिक्रिया करते हैं।

रिएक्टर में केवल ईंधन फेंकना असंभव है, जब तक कि आप पूरे स्टेशन में विस्फोट और आस-पास के कुछ राज्यों के लिए परिणाम के साथ दुर्घटना का कारण नहीं बनना चाहते। इसलिए, यूरेनियम ईंधन को ईंधन छड़ों में रखा जाता है और फिर ईंधन असेंबलियों में एकत्र किया जाता है। इन संक्षिप्ताक्षरों का क्या अर्थ है?

• टीवीईएल - ईंधन तत्व (उसी नाम से भ्रमित न हों रूसी कंपनी, जो उन्हें पैदा करता है)। यह मूल रूप से ज़िरकोनियम मिश्रधातु से बनी एक पतली और लंबी ज़िरकोनियम ट्यूब है जिसमें यूरेनियम की गोलियाँ रखी जाती हैं। यह ईंधन की छड़ों में है कि यूरेनियम परमाणु एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं, प्रतिक्रिया के दौरान गर्मी छोड़ते हैं।

ज़िरकोनियम को इसकी अपवर्तकता और संक्षारण-रोधी गुणों के कारण ईंधन छड़ों के उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में चुना गया था।

ईंधन छड़ों का प्रकार रिएक्टर के प्रकार और संरचना पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, ईंधन छड़ों की संरचना और उद्देश्य नहीं बदलता है; ट्यूब की लंबाई और चौड़ाई भिन्न हो सकती है।

मशीन 200 से अधिक यूरेनियम छर्रों को एक ज़िरकोनियम ट्यूब में लोड करती है। कुल मिलाकर रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रे एक साथ काम कर रहे हैं।
एफए - ईंधन संयोजन। एनपीपी कार्यकर्ता ईंधन असेंबलियों को बंडल कहते हैं।

मूलतः, ये एक साथ बांधी गई कई ईंधन छड़ें हैं। एफए तैयार परमाणु ईंधन है, जिस पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालित होता है। यह ईंधन असेंबलियाँ हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है। एक रिएक्टर में लगभग 150 - 400 ईंधन असेंबलियाँ रखी जाती हैं।
रिएक्टर के आधार पर जिसमें ईंधन असेंबलियाँ संचालित होंगी, वे हो सकती हैं अलग अलग आकार. बंडलों को कभी घन में, कभी बेलनाकार में, कभी षट्कोणीय आकार में मोड़ा जाता है।

4 वर्षों के संचालन में एक ईंधन असेंबली उतनी ही ऊर्जा पैदा करती है जितनी कोयले की 670 कारों, प्राकृतिक गैस के 730 टैंकों या तेल से भरे 900 टैंकों को जलाने पर होती है।
आज, ईंधन असेंबलियों का उत्पादन मुख्य रूप से रूस, फ्रांस, अमेरिका और जापान के कारखानों में किया जाता है।

अन्य देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन पहुंचाने के लिए, ईंधन असेंबलियों को लंबे और चौड़े धातु पाइपों में सील कर दिया जाता है, हवा को पाइपों से बाहर निकाला जाता है और विशेष मशीनेंमालवाहक विमानों में पहुंचाया गया।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए परमाणु ईंधन का वजन बहुत अधिक होता है, क्योंकि... यूरेनियम सबसे अधिक में से एक है हैवी मेटल्सग्रह पर. उसका विशिष्ट गुरुत्वस्टील से 2.5 गुना ज्यादा.

परमाणु ऊर्जा संयंत्र: संचालन सिद्धांत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत एक रेडियोधर्मी पदार्थ - यूरेनियम के परमाणुओं के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया पर आधारित है। यह प्रतिक्रिया परमाणु रिएक्टर के मूल में होती है।

जानना महत्वपूर्ण:

परमाणु भौतिकी की पेचीदगियों में गए बिना, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत इस तरह दिखता है:
परमाणु रिएक्टर के चालू होने के बाद, ईंधन छड़ों से अवशोषक छड़ें हटा दी जाती हैं, जो यूरेनियम को प्रतिक्रिया करने से रोकती हैं।

एक बार जब छड़ें हटा दी जाती हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू कर देते हैं।

जब न्यूट्रॉन टकराते हैं, तो परमाणु स्तर पर एक लघु-विस्फोट होता है, ऊर्जा निकलती है और नए न्यूट्रॉन पैदा होते हैं, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होने लगती है। यह प्रक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है।

ऊष्मा को शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है। शीतलक के प्रकार के आधार पर, यह भाप या गैस में बदल जाता है, जो टरबाइन को घुमाता है।

टरबाइन एक विद्युत जनरेटर को चलाता है। वही वास्तव में विद्युत धारा उत्पन्न करता है।

यदि आप प्रक्रिया की निगरानी नहीं करते हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक-दूसरे से तब तक टकरा सकते हैं जब तक कि वे रिएक्टर में विस्फोट न कर दें और पूरे परमाणु ऊर्जा संयंत्र को नष्ट न कर दें। प्रक्रिया को कंप्यूटर सेंसर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वे रिएक्टर में तापमान में वृद्धि या दबाव में बदलाव का पता लगाते हैं और स्वचालित रूप से प्रतिक्रियाओं को रोक सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का परिचालन सिद्धांत ताप विद्युत संयंत्रों (थर्मल पावर प्लांट) से किस प्रकार भिन्न है?

कार्य में अंतर केवल प्रथम चरण में ही होता है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को यूरेनियम ईंधन के परमाणुओं के विखंडन से गर्मी प्राप्त होती है; एक तापीय ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को कार्बनिक ईंधन (कोयला, गैस या तेल) के दहन से गर्मी प्राप्त होती है। यूरेनियम परमाणुओं या गैस और कोयले द्वारा गर्मी जारी करने के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ताप विद्युत संयंत्रों की संचालन योजनाएं समान होती हैं।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि उसका परमाणु रिएक्टर कैसे संचालित होता है। आज दो मुख्य प्रकार के रिएक्टर हैं, जिन्हें न्यूरॉन्स के स्पेक्ट्रम के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:
एक धीमा न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिसे थर्मल रिएक्टर भी कहा जाता है।

इसके संचालन के लिए यूरेनियम 235 का उपयोग किया जाता है, जो संवर्धन, यूरेनियम छर्रों के निर्माण आदि चरणों से गुजरता है। आज, अधिकांश रिएक्टर धीमे न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं।
तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर.

ये रिएक्टर भविष्य हैं, क्योंकि... वे यूरेनियम-238 पर काम करते हैं, जो प्रकृति में एक दर्जन से भी अधिक है और इस तत्व को समृद्ध करने की कोई आवश्यकता नहीं है। ऐसे रिएक्टरों का एकमात्र नकारात्मक पक्ष डिजाइन, निर्माण और स्टार्टअप की बहुत अधिक लागत है। आज, तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर केवल रूस में संचालित होते हैं।

तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों में शीतलक पारा, गैस, सोडियम या सीसा है।

धीमे न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिनका उपयोग आज दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्र करते हैं, भी कई प्रकार के होते हैं।

संगठन IAEA (अंतर्राष्ट्रीय एजेंसी) परमाणु ऊर्जा) ने अपना स्वयं का वर्गीकरण बनाया है, जिसका उपयोग विश्व परमाणु ऊर्जा उद्योग में सबसे अधिक बार किया जाता है। चूँकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत काफी हद तक शीतलक और मॉडरेटर की पसंद पर निर्भर करता है, इसलिए IAEA ने अपना वर्गीकरण इन अंतरों पर आधारित किया।

रासायनिक दृष्टिकोण से, ड्यूटेरियम ऑक्साइड एक आदर्श मॉडरेटर और शीतलक है, क्योंकि इसके परमाणु अन्य पदार्थों की तुलना में यूरेनियम न्यूट्रॉन के साथ सबसे प्रभावी ढंग से बातचीत करते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो भारी जल न्यूनतम हानि और अधिकतम परिणाम के साथ अपना कार्य करता है। हालाँकि, इसके उत्पादन में पैसा खर्च होता है, जबकि साधारण "हल्का" और परिचित पानी का उपयोग करना बहुत आसान है।

परमाणु रिएक्टरों के बारे में कुछ तथ्य...

यह दिलचस्प है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को बनाने में कम से कम 3 साल लगते हैं!
एक रिएक्टर बनाने के लिए, आपको ऐसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो 210 किलोएम्पीयर के विद्युत प्रवाह पर काम करता है, जो किसी व्यक्ति की जान लेने वाले विद्युत प्रवाह से दस लाख गुना अधिक है।

परमाणु रिएक्टर के एक शेल (संरचनात्मक तत्व) का वजन 150 टन होता है। एक रिएक्टर में 6 ऐसे तत्व होते हैं।

दबावयुक्त जल रिएक्टर

हमने पहले ही पता लगा लिया है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र सामान्य रूप से कैसे काम करता है; सब कुछ परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, आइए देखें कि सबसे लोकप्रिय दबावयुक्त जल परमाणु रिएक्टर कैसे काम करता है।
आज पूरी दुनिया में 3+ पीढ़ी के दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है। इन्हें सबसे विश्वसनीय और सुरक्षित माना जाता है।

दुनिया के सभी दबावयुक्त जल रिएक्टरों ने, अपने संचालन के सभी वर्षों में, 1000 से अधिक वर्षों का परेशानी-मुक्त संचालन पहले ही जमा कर लिया है और कभी भी गंभीर विचलन नहीं दिया है।

दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग करने वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संरचना का तात्पर्य है कि 320 डिग्री तक गर्म किया गया आसुत जल ईंधन छड़ों के बीच घूमता है। इसे वाष्प अवस्था में जाने से रोकने के लिए इसे 160 वायुमंडल के दबाव में रखा जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र आरेख इसे प्राथमिक सर्किट जल कहता है।

गर्म पानी भाप जनरेटर में प्रवेश करता है और अपनी गर्मी को द्वितीयक सर्किट के पानी में छोड़ देता है, जिसके बाद यह रिएक्टर में फिर से "लौटता" है। बाह्य रूप से, ऐसा लगता है कि पहले सर्किट की पानी की नलियाँ अन्य नलिकाओं के संपर्क में हैं - दूसरे सर्किट का पानी, वे एक दूसरे को गर्मी स्थानांतरित करते हैं, लेकिन पानी संपर्क में नहीं आते हैं। ट्यूब संपर्क में हैं.

इस प्रकार, द्वितीयक सर्किट के पानी में विकिरण के प्रवेश की संभावना, जो आगे चलकर बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में भाग लेगी, को बाहर रखा गया है।

एनपीपी परिचालन सुरक्षा

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत को सीखने के बाद, हमें यह समझना चाहिए कि सुरक्षा कैसे काम करती है। आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण में सुरक्षा नियमों पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है।
एनपीपी सुरक्षा लागत संयंत्र की कुल लागत का लगभग 40% है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन में 4 भौतिक बाधाएं शामिल हैं जो रेडियोधर्मी पदार्थों की रिहाई को रोकती हैं। इन बाधाओं को क्या करना चाहिए? सही समय पर, परमाणु प्रतिक्रिया को रोकने में सक्षम हो, कोर और रिएक्टर से लगातार गर्मी हटाने को सुनिश्चित करें, और रोकथाम (हर्मेटिक ज़ोन) से परे रेडियोन्यूक्लाइड की रिहाई को रोकें।

• पहली बाधा यूरेनियम छर्रों की ताकत है।यह महत्वपूर्ण है कि वे परमाणु रिएक्टर में उच्च तापमान से नष्ट न हों। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रारंभिक विनिर्माण चरण के दौरान यूरेनियम छर्रों को कैसे "बेक" किया जाता है। यदि यूरेनियम ईंधन छर्रों को सही ढंग से नहीं पकाया गया है, तो रिएक्टर में यूरेनियम परमाणुओं की प्रतिक्रियाएं अप्रत्याशित होंगी।
• दूसरी बाधा ईंधन छड़ों की जकड़न है।ज़िरकोनियम ट्यूबों को कसकर सील किया जाना चाहिए; यदि सील टूट गई है, तो सबसे अच्छा रिएक्टर क्षतिग्रस्त हो जाएगा और काम बंद हो जाएगा, सबसे खराब स्थिति में, सब कुछ हवा में उड़ जाएगा।
• तीसरा अवरोध एक टिकाऊ स्टील रिएक्टर पोत हैए, (वही बड़ा टावर - हर्मेटिक जोन) जिसमें सभी रेडियोधर्मी प्रक्रियाएं "समाहित" होती हैं। यदि आवास क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो विकिरण वायुमंडल में फैल जाएगा।
• चौथा अवरोध आपातकालीन सुरक्षा छड़ें हैं।मॉडरेटर वाली छड़ें मैग्नेट द्वारा कोर के ऊपर निलंबित कर दी जाती हैं, जो 2 सेकंड में सभी न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकती हैं और श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोक सकती हैं।

यदि, कई डिग्री की सुरक्षा के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण के बावजूद, रिएक्टर कोर को सही समय पर ठंडा करना संभव नहीं है, और ईंधन का तापमान 2600 डिग्री तक बढ़ जाता है, तो आखिरी उम्मीदसुरक्षा प्रणालियाँ - तथाकथित पिघला हुआ जाल।

तथ्य यह है कि इस तापमान पर रिएक्टर पोत का निचला भाग पिघल जाएगा, और परमाणु ईंधन और पिघली हुई संरचनाओं के सभी अवशेष रिएक्टर कोर के ऊपर निलंबित एक विशेष "ग्लास" में प्रवाहित हो जाएंगे।

पिघला हुआ जाल प्रशीतित और अग्निरोधक है। यह तथाकथित "बलि सामग्री" से भरा होता है, जो धीरे-धीरे विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोकता है।

इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का डिज़ाइन सुरक्षा के कई स्तरों का तात्पर्य करता है, जो दुर्घटना की किसी भी संभावना को लगभग पूरी तरह से समाप्त कर देता है।

पुरातन काल के सैकड़ों-हजारों प्रसिद्ध और भूले हुए बंदूकधारियों ने आदर्श हथियार की तलाश में लड़ाई लड़ी, जो एक क्लिक से दुश्मन सेना को ख़त्म करने में सक्षम हो। समय-समय पर, इन खोजों का एक निशान परियों की कहानियों में पाया जा सकता है जो कमोबेश एक चमत्कारिक तलवार या धनुष का वर्णन करते हैं जो बिना चूके वार करता है।

सौभाग्य से, तकनीकी प्रगति लंबे समय तक इतनी धीमी गति से आगे बढ़ी कि विनाशकारी हथियार का वास्तविक अवतार सपनों और मौखिक कहानियों और बाद में किताबों के पन्नों में ही रह गया। 19वीं सदी की वैज्ञानिक और तकनीकी छलांग ने 20वीं सदी के मुख्य भय के निर्माण के लिए परिस्थितियाँ प्रदान कीं। वास्तविक परिस्थितियों में बनाए और परीक्षण किए गए परमाणु बम ने सैन्य मामलों और राजनीति दोनों में क्रांति ला दी।

हथियारों के निर्माण का इतिहास

लंबे समय से यह माना जाता था कि सबसे शक्तिशाली हथियार केवल विस्फोटकों का उपयोग करके ही बनाए जा सकते हैं। सबसे छोटे कणों के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों की खोजों ने वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान किए कि मदद से प्राथमिक कणप्रचंड ऊर्जा पैदा की जा सकती है. शोधकर्ताओं की श्रृंखला में सबसे पहले बेकरेल को कहा जा सकता है, जिन्होंने 1896 में यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता की खोज की थी।

यूरेनियम स्वयं 1786 से ज्ञात है, लेकिन उस समय किसी को इसकी रेडियोधर्मिता पर संदेह नहीं था। 19वीं और 20वीं सदी के मोड़ पर वैज्ञानिकों के काम से न सिर्फ खास बातें सामने आईं भौतिक गुण, बल्कि रेडियोधर्मी पदार्थों से ऊर्जा प्राप्त करने की संभावना भी है।

यूरेनियम पर आधारित हथियार बनाने के विकल्प को सबसे पहले 1939 में फ्रांसीसी भौतिकविदों, जूलियट-क्यूरीज़ द्वारा विस्तार से वर्णित, प्रकाशित और पेटेंट कराया गया था।

हथियारों के लिए इसके महत्व के बावजूद, वैज्ञानिक स्वयं ऐसे विनाशकारी हथियार के निर्माण के सख्त विरोधी थे।

द्वितीय विश्व युद्ध के प्रतिरोध से गुज़रने के बाद, 1950 के दशक में दंपत्ति (फ्रेडरिक और आइरीन) ने युद्ध की विनाशकारी शक्ति को महसूस करते हुए, सामान्य निरस्त्रीकरण की वकालत की। उन्हें नील्स बोह्र, अल्बर्ट आइंस्टीन और उस समय के अन्य प्रमुख भौतिकविदों का समर्थन प्राप्त है।

इस बीच, जबकि जूलियट-क्यूरीज़ पेरिस में नाज़ियों की समस्या में व्यस्त थे, ग्रह के दूसरी ओर, अमेरिका में, दुनिया का पहला परमाणु प्रभार विकसित किया जा रहा था। रॉबर्ट ओपेनहाइमर, जिन्होंने इस कार्य का नेतृत्व किया, को व्यापक शक्तियाँ और विशाल संसाधन दिए गए। 1941 के अंत में मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत हुई, जिसके परिणामस्वरूप अंततः पहले लड़ाकू परमाणु हथियार का निर्माण हुआ।

न्यू मैक्सिको के लॉस एलामोस शहर में, हथियार-ग्रेड यूरेनियम के लिए पहली उत्पादन सुविधाएं स्थापित की गईं। भविष्य में भी ऐसा ही परमाणु केंद्रपूरे देश में दिखाई दे रहे हैं, उदाहरण के लिए शिकागो में, ओक रिज, टेनेसी में, और कैलिफोर्निया में अध्ययन किए गए हैं। अमेरिकी विश्वविद्यालयों के प्रोफेसरों के साथ-साथ जर्मनी से भागे भौतिकविदों की सर्वोत्तम ताकतों को बम बनाने में झोंक दिया गया।

"थर्ड रैह" में ही, फ्यूहरर की विशेषता के अनुसार एक नए प्रकार के हथियार बनाने पर काम शुरू किया गया था।

चूँकि "बेस्नोवेटी" को टैंकों और विमानों में अधिक रुचि थी, और जितना अधिक बेहतर था, उसे एक नए चमत्कारिक बम की अधिक आवश्यकता नहीं दिखी।

तदनुसार, हिटलर द्वारा समर्थित नहीं की गई परियोजनाएँ कछुआ गति से आगे बढ़ीं।

जब चीजें गर्म होने लगीं, और यह पता चला कि टैंक और विमानों को पूर्वी मोर्चे ने निगल लिया था, तो नए चमत्कारिक हथियार को समर्थन मिला। लेकिन तब तक बहुत देर हो चुकी थी; बमबारी और सोवियत टैंक वेजेज के लगातार डर की स्थिति में, परमाणु घटक वाला उपकरण बनाना संभव नहीं था।

सोवियत संघएक नए प्रकार के विनाशकारी हथियार बनाने की संभावना पर अधिक ध्यान दिया गया। युद्ध-पूर्व काल में, भौतिकविदों ने परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियार बनाने की संभावना के बारे में सामान्य ज्ञान एकत्र और समेकित किया। यूएसएसआर और यूएसए दोनों में परमाणु बम के निर्माण की पूरी अवधि के दौरान इंटेलिजेंस ने गहनता से काम किया। युद्ध ने विकास की गति को धीमा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, क्योंकि विशाल संसाधन मोर्चे पर चले गए।

सच है, शिक्षाविद इगोर वासिलीविच कुरचटोव ने अपनी विशिष्ट दृढ़ता से इस दिशा में सभी अधीनस्थ विभागों के काम को बढ़ावा दिया। थोड़ा आगे देखें, तो उन्हें यूएसएसआर के शहरों पर अमेरिकी हमले के खतरे के सामने हथियारों के विकास में तेजी लाने का काम सौंपा जाएगा। यह वह था, जो सैकड़ों और हजारों वैज्ञानिकों और श्रमिकों की एक विशाल मशीन की बजरी में खड़ा था, जिसे सोवियत परमाणु बम के जनक की मानद उपाधि से सम्मानित किया जाएगा।

दुनिया का पहला परीक्षण

लेकिन आइये अमेरिकी परमाणु कार्यक्रम पर लौटते हैं। 1945 की गर्मियों तक, अमेरिकी वैज्ञानिक दुनिया का पहला परमाणु बम बनाने में कामयाब रहे। कोई भी लड़का जिसने खुद बनाया है या किसी दुकान से कोई शक्तिशाली पटाखा खरीदा है, उसे जितनी जल्दी हो सके उसे फूंकने की चाहत में असाधारण पीड़ा का अनुभव होता है। 1945 में सैकड़ों अमेरिकी सैनिकों और वैज्ञानिकों ने भी ऐसा ही अनुभव किया था।

16 जून, 1945 को, पहला परमाणु हथियार परीक्षण और अब तक के सबसे शक्तिशाली विस्फोटों में से एक अलामोगोर्डो रेगिस्तान, न्यू मैक्सिको में हुआ।

बंकर से विस्फोट देख रहे चश्मदीद 30 मीटर स्टील टॉवर के शीर्ष पर जिस ताकत से विस्फोट हुआ, उससे आश्चर्यचकित रह गए। सबसे पहले, हर चीज़ सूरज से कई गुना ज़्यादा तेज़ रोशनी से भरी हुई थी। फिर एक आग का गोला आकाश में उठा, जो धुएँ के स्तंभ में बदल गया जिसने प्रसिद्ध मशरूम का आकार ले लिया।

जैसे ही धूल जमी, शोधकर्ता और बम निर्माता विस्फोट स्थल की ओर दौड़ पड़े। उन्होंने सीसे से भरे शर्मन टैंकों के परिणाम को देखा। उन्होंने जो देखा उससे वे चकित रह गये; कोई भी हथियार इतनी क्षति नहीं पहुँचा सकता था। कुछ स्थानों पर रेत पिघलकर कांच बन गयी।

टावर के छोटे अवशेष भी विशाल व्यास के गड्ढे में पाए गए, विकृत और कुचली हुई संरचनाएं स्पष्ट रूप से विनाशकारी शक्ति को चित्रित करती हैं।

हानिकारक कारक

इस विस्फोट ने नए हथियार की शक्ति के बारे में पहली जानकारी प्रदान की, इसका उपयोग दुश्मन को नष्ट करने के लिए किया जा सकता है। ये कई कारक हैं:

• प्रकाश विकिरण, फ्लैश, दृष्टि के संरक्षित अंगों को भी अंधा करने में सक्षम;
• शॉक वेव, केंद्र से चलने वाली हवा की घनी धारा, अधिकांश इमारतों को नष्ट कर देती है;
• एक विद्युत चुम्बकीय पल्स जो अधिकांश उपकरणों को निष्क्रिय कर देता है और विस्फोट के बाद पहली बार संचार के उपयोग की अनुमति नहीं देता है;
• मर्मज्ञ विकिरण, अधिकांश खतरनाक कारकउन लोगों के लिए जिन्होंने अन्य हानिकारक कारकों से शरण ली है, इसे अल्फा-बीटा-गामा विकिरण में विभाजित किया गया है;
• रेडियोधर्मी संदूषण जो दसियों या सैकड़ों वर्षों तक स्वास्थ्य और जीवन को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।

युद्ध सहित परमाणु हथियारों के आगे उपयोग ने जीवित जीवों और प्रकृति पर उनके प्रभाव की सभी विशेषताओं को दिखाया। 6 अगस्त, 1945 हिरोशिमा के छोटे शहर के हजारों निवासियों के लिए आखिरी दिन था, जो उस समय कई महत्वपूर्ण सैन्य प्रतिष्ठानों के लिए जाना जाता था।

युद्ध का परिणाम प्रशांत महासागरयह एक निष्कर्ष था, लेकिन पेंटागन का मानना ​​था कि जापानी द्वीपसमूह पर ऑपरेशन में अमेरिकी नौसैनिकों की दस लाख से अधिक जानें जाएंगी। एक पत्थर से कई पक्षियों को मारने, जापान को युद्ध से बाहर निकालने, लैंडिंग ऑपरेशन पर बचत करने, एक नए हथियार का परीक्षण करने और इसे पूरी दुनिया में घोषित करने और सबसे ऊपर, यूएसएसआर को घोषित करने का निर्णय लिया गया।

सुबह एक बजे विमान "बेबी" परमाणु बम लेकर एक मिशन पर रवाना हुआ।

शहर के ऊपर गिराया गया बम सुबह 8.15 बजे लगभग 600 मीटर की ऊंचाई पर फट गया। भूकंप के केंद्र से 800 मीटर की दूरी पर स्थित सभी इमारतें नष्ट हो गईं. केवल कुछ इमारतों की दीवारें, जो 9 तीव्रता के भूकंप को झेलने के लिए डिज़ाइन की गई थीं, बच गईं।

बम विस्फोट के समय 600 मीटर के दायरे में मौजूद प्रत्येक दस लोगों में से केवल एक ही जीवित बच सका। प्रकाश विकिरण ने लोगों को कोयले में बदल दिया, जिससे पत्थर पर छाया के निशान रह गए, उस स्थान की गहरी छाप पड़ गई जहां वह व्यक्ति था। विस्फोट की लहर इतनी तेज़ थी कि यह विस्फोट स्थल से 19 किलोमीटर की दूरी तक कांच को तोड़ सकती थी।

हवा की घनी धारा के कारण एक किशोर खिड़की के माध्यम से घर से बाहर गिर गया; उतरने पर, उस व्यक्ति ने घर की दीवारों को ताश के पत्तों की तरह मुड़ते हुए देखा। विस्फोट की लहर के बाद आग का बवंडर आया, जिससे वे कुछ निवासी नष्ट हो गए जो विस्फोट से बच गए और जिनके पास आग क्षेत्र छोड़ने का समय नहीं था। विस्फोट से कुछ दूरी पर मौजूद लोगों को गंभीर अस्वस्थता का अनुभव होने लगा, जिसका कारण शुरू में डॉक्टरों के लिए स्पष्ट नहीं था।

बहुत बाद में, कुछ सप्ताह बाद, "विकिरण विषाक्तता" शब्द की घोषणा की गई, जिसे अब विकिरण बीमारी के रूप में जाना जाता है।

280 हजार से अधिक लोग सिर्फ एक बम के शिकार बने, सीधे विस्फोट से और उसके बाद की बीमारियों से।

जापान पर परमाणु हथियारों से बमबारी यहीं ख़त्म नहीं हुई। योजना के अनुसार, केवल चार से छह शहरों को प्रभावित किया जाना था, लेकिन मौसम की स्थिति ने केवल नागासाकी को ही प्रभावित होने दिया। इस शहर में 150 हजार से अधिक लोग फैट मैन बम के शिकार बने।

वादे अमेरिकी सरकारजापान के आत्मसमर्पण से पहले इस तरह के हमले करने से युद्धविराम हुआ और फिर एक समझौते पर हस्ताक्षर हुआ जो समाप्त हो गया विश्व युध्द. लेकिन परमाणु हथियारों के लिए यह सिर्फ शुरुआत थी।

दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम

युद्ध के बाद की अवधि को यूएसएसआर ब्लॉक और उसके सहयोगियों के बीच संयुक्त राज्य अमेरिका और नाटो के साथ टकराव द्वारा चिह्नित किया गया था। 1940 के दशक में, अमेरिकियों ने सोवियत संघ पर हमला करने की संभावना पर गंभीरता से विचार किया। पूर्व सहयोगी को नियंत्रित करने के लिए, बम बनाने पर काम तेज करना पड़ा और 1949 में, 29 अगस्त को, परमाणु हथियारों में अमेरिकी एकाधिकार समाप्त हो गया। हथियारों की दौड़ के दौरान, दो परमाणु परीक्षण सबसे अधिक ध्यान देने योग्य हैं।

बिकनी एटोल, जो मुख्य रूप से फालतू स्विमसूट के लिए जाना जाता है, ने 1954 में एक विशेष शक्तिशाली परमाणु चार्ज के परीक्षण के कारण सचमुच दुनिया भर में धूम मचा दी।

अमेरिकियों ने परमाणु हथियारों के एक नए डिजाइन का परीक्षण करने का निर्णय लिया, लेकिन चार्ज की गणना नहीं की। परिणामस्वरूप, विस्फोट योजना से 2.5 गुना अधिक शक्तिशाली था। आस-पास के द्वीपों के निवासियों, साथ ही सर्वव्यापी जापानी मछुआरों पर हमला किया गया।

लेकिन यह सबसे शक्तिशाली अमेरिकी बम नहीं था. 1960 में, B41 परमाणु बम को सेवा में रखा गया था, लेकिन इसकी शक्ति के कारण इसका कभी भी पूर्ण परीक्षण नहीं किया गया। परीक्षण स्थल पर ऐसे खतरनाक हथियार के विस्फोट के डर से, चार्ज की शक्ति की गणना सैद्धांतिक रूप से की गई थी।

सोवियत संघ, जो हर चीज़ में प्रथम रहना पसंद करता था, ने 1961 में अनुभव किया, अन्यथा उपनाम "कुज़्का की माँ" रखा गया।

अमेरिका के परमाणु ब्लैकमेल का जवाब देते हुए सोवियत वैज्ञानिकों ने दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम बनाया। नोवाया ज़ेमल्या पर परीक्षण किया गया, इसने दुनिया के लगभग सभी कोनों में अपनी छाप छोड़ी। स्मरणों के अनुसार, विस्फोट के समय सबसे दूरस्थ कोनों में हल्का भूकंप महसूस किया गया था।

बेशक, विस्फोट की लहर अपनी सारी विनाशकारी शक्ति खोकर, पृथ्वी का चक्कर लगाने में सक्षम थी। आज तक, यह मानव जाति द्वारा निर्मित और परीक्षण किया गया दुनिया का सबसे शक्तिशाली परमाणु बम है। बेशक, अगर उसके हाथ आज़ाद होते, तो किम जोंग-उन का परमाणु बम अधिक शक्तिशाली होता, लेकिन उसके पास इसका परीक्षण करने के लिए नई पृथ्वी नहीं है।

परमाणु बम उपकरण

आइए एक बहुत ही आदिम, विशुद्ध रूप से समझने के लिए, परमाणु बम के उपकरण पर विचार करें। परमाणु बमों के कई वर्ग हैं, लेकिन आइए तीन मुख्य पर विचार करें:

• यूरेनियम 235 पर आधारित यूरेनियम का विस्फोट सबसे पहले हिरोशिमा के ऊपर हुआ;
• प्लूटोनियम 239 पर आधारित प्लूटोनियम का विस्फोट सबसे पहले नागासाकी पर हुआ;
• थर्मोन्यूक्लियर, जिसे कभी-कभी हाइड्रोजन भी कहा जाता है, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के साथ भारी पानी पर आधारित है, सौभाग्य से आबादी के खिलाफ इसका उपयोग नहीं किया जाता है।

पहले दो बम एक अनियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के माध्यम से भारी नाभिक को छोटे परमाणुओं में विखंडित करने के प्रभाव पर आधारित हैं विशाल राशिऊर्जा। तीसरा हीलियम के निर्माण के साथ हाइड्रोजन नाभिक (या बल्कि इसके ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के समस्थानिक) के संलयन पर आधारित है, जो हाइड्रोजन के संबंध में भारी है। समान बम वजन के लिए, हाइड्रोजन बम की विनाशकारी क्षमता 20 गुना अधिक है।

यदि यूरेनियम और प्लूटोनियम के लिए यह महत्वपूर्ण द्रव्यमान (जिस पर एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है) से अधिक द्रव्यमान को एक साथ लाने के लिए पर्याप्त है, तो हाइड्रोजन के लिए यह पर्याप्त नहीं है।

यूरेनियम के कई टुकड़ों को विश्वसनीय रूप से एक में जोड़ने के लिए, एक तोप प्रभाव का उपयोग किया जाता है जिसमें यूरेनियम के छोटे टुकड़ों को बड़े टुकड़ों में गोली मार दी जाती है। बारूद का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन विश्वसनीयता के लिए कम शक्ति वाले विस्फोटकों का उपयोग किया जाता है।

प्लूटोनियम बम में, श्रृंखला प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ बनाने के लिए, विस्फोटकों को प्लूटोनियम युक्त सिल्लियों के चारों ओर रखा जाता है। संचयी प्रभाव के कारण, साथ ही बहुत केंद्र में स्थित न्यूट्रॉन सर्जक (कई मिलीग्राम पोलोनियम के साथ बेरिलियम) आवश्यक शर्तेंहासिल किये जाते हैं.

इसमें एक मुख्य चार्ज होता है, जो अपने आप नहीं फट सकता और एक फ्यूज होता है। ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक के संलयन के लिए स्थितियां बनाने के लिए, हमें कम से कम एक बिंदु पर अकल्पनीय दबाव और तापमान की आवश्यकता होती है। इसके बाद, एक शृंखला प्रतिक्रिया घटित होगी।

ऐसे पैरामीटर बनाने के लिए, बम में एक पारंपरिक, लेकिन कम-शक्ति, परमाणु चार्ज शामिल होता है, जो फ्यूज होता है। इसका विस्फोट थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की शुरुआत के लिए स्थितियां बनाता है।

परमाणु बम की शक्ति का अनुमान लगाने के लिए, तथाकथित "टीएनटी समकक्ष" का उपयोग किया जाता है। विस्फोट ऊर्जा की रिहाई है, दुनिया में सबसे प्रसिद्ध विस्फोटक टीएनटी (टीएनटी - ट्रिनिट्रोटोल्यूइन) है, और सभी नए प्रकार के विस्फोटक इसके बराबर हैं। बम "बेबी" - 13 किलोटन टीएनटी। यह 13000 के बराबर है.

बम "फैट मैन" - 21 किलोटन, "ज़ार बोम्बा" - 58 मेगाटन टीएनटी। 26.5 टन के द्रव्यमान में केंद्रित 58 मिलियन टन विस्फोटकों के बारे में सोचना डरावना है, यानी इस बम का वजन कितना है।

परमाणु युद्ध और परमाणु आपदाओं का खतरा

के बीच में दिखाई दे रहा है भयानक युद्ध XX सदी, परमाणु हथियार मानवता के लिए सबसे बड़ा खतरा बन गए। द्वितीय विश्व युद्ध के तुरंत बाद, शीत युद्ध शुरू हुआ, जो कई बार पूर्ण परमाणु संघर्ष में बदल गया। कम से कम एक पक्ष द्वारा परमाणु बमों और मिसाइलों के इस्तेमाल के खतरे पर 1950 के दशक में चर्चा शुरू हुई।

हर कोई समझता और समझता है कि इस युद्ध में कोई विजेता नहीं हो सकता।

इसे रोकने के लिए कई वैज्ञानिकों और राजनेताओं द्वारा प्रयास किए गए हैं और किए जा रहे हैं। शिकागो विश्वविद्यालय, आमंत्रित परमाणु वैज्ञानिकों की राय का उपयोग करते हुए नोबेल पुरस्कार विजेता, आधी रात से कुछ मिनट पहले कयामत की घड़ी सेट करता है। आधी रात एक परमाणु प्रलय, एक नए विश्व युद्ध की शुरुआत और पुरानी दुनिया के विनाश का प्रतीक है। में अलग-अलग सालआधी रात से 17 बजकर 2 मिनट तक घड़ी की सुईयाँ ऊपर-नीचे होती रहीं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में होने वाली कई बड़ी दुर्घटनाएँ भी ज्ञात हैं। इन आपदाओं का हथियारों से अप्रत्यक्ष संबंध है; परमाणु ऊर्जा संयंत्र अभी भी परमाणु बमों से भिन्न हैं, लेकिन वे सैन्य उद्देश्यों के लिए परमाणु के उपयोग के परिणामों को पूरी तरह से प्रदर्शित करते हैं। उनमें से सबसे बड़ा:

• 1957, किश्तिम दुर्घटना, भंडारण प्रणाली में विफलता के कारण, किश्तिम के पास एक विस्फोट हुआ;
• 1957, ब्रिटेन, इंग्लैंड के उत्तर-पश्चिम में, सुरक्षा जांच नहीं की गई;
• 1979, संयुक्त राज्य अमेरिका, एक असामयिक रिसाव के कारण, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र से विस्फोट और रिसाव हुआ;
• 1986, चेरनोबिल में त्रासदी, चौथी बिजली इकाई का विस्फोट;
• 2011, जापान के फुकुशिमा स्टेशन पर दुर्घटना।

इनमें से प्रत्येक त्रासदियों ने सैकड़ों हजारों लोगों के भाग्य पर भारी छाप छोड़ी और पूरे क्षेत्रों को विशेष नियंत्रण के साथ गैर-आवासीय क्षेत्रों में बदल दिया।

ऐसी घटनाएं हुईं जिनकी वजह से परमाणु आपदा की शुरुआत लगभग पूरी हो गई। सोवियत परमाणु पनडुब्बियों में बार-बार रिएक्टर से संबंधित दुर्घटनाएँ हुई हैं। अमेरिकियों ने 3.8 मेगाटन की क्षमता वाले दो मार्क 39 परमाणु बमों के साथ एक सुपरफोर्ट्रेस बमवर्षक गिराया। लेकिन सक्रिय "सुरक्षा प्रणाली" ने आरोपों को विस्फोट नहीं होने दिया और एक आपदा टल गई।

परमाणु हथियार अतीत और वर्तमान

आज यह बात किसी के लिए भी स्पष्ट है परमाणु युद्धआधुनिक मानवता को नष्ट कर देगा. इस बीच, परमाणु हथियार रखने और परमाणु क्लब में प्रवेश करने, या यूं कहें कि दरवाजा खटखटाकर उसमें घुसने की इच्छा अभी भी कुछ राज्य नेताओं के मन को उत्तेजित करती है।

भारत और पाकिस्तान ने बिना अनुमति के परमाणु हथियार बनाए और इजरायली बम की मौजूदगी छिपा रहे हैं।

कुछ लोगों के लिए, परमाणु बम रखना अंतरराष्ट्रीय मंच पर अपना महत्व साबित करने का एक तरीका है। दूसरों के लिए, यह पंख वाले लोकतंत्र या अन्य बाहरी कारकों द्वारा हस्तक्षेप न करने की गारंटी है। लेकिन मुख्य बात यह है कि ये भंडार व्यवसाय में नहीं जाते, जिसके लिए वे वास्तव में बनाए गए थे।

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