परमाणु ऊर्जा संयंत्र। यूक्रेन के परमाणु ऊर्जा संयंत्र। रूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्र

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

मानवता की आधुनिक ऊर्जा की जरूरतें बहुत तेजी से बढ़ रही हैं। शहरों को रोशन करने, औद्योगिक और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की अन्य जरूरतों के लिए इसकी खपत बढ़ रही है। तदनुसार, कोयले और ईंधन तेल को जलाने से अधिक से अधिक कालिख वायुमंडल में उत्सर्जित होती है, और ग्रीनहाउस प्रभाव बढ़ता है। इसके अलावा, हाल के वर्षों में इलेक्ट्रिक वाहनों की शुरूआत के बारे में अधिक से अधिक चर्चा हुई है, जो बिजली की खपत में वृद्धि में भी योगदान देगी।

दुर्भाग्य से, पर्यावरण के अनुकूल एचपीपी ऐसी विशाल जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं हैं, और थर्मल पावर प्लांटों और थर्मल पावर प्लांटों की संख्या में और वृद्धि करना उचित नहीं है। इस मामले में क्या करें? और चुनने के लिए बहुत कुछ नहीं है: परमाणु ऊर्जा संयंत्र, यदि ठीक से संचालित हो, तो ऊर्जा गतिरोध से बाहर निकलने का एक उत्कृष्ट तरीका है।

चेरनोबिल में जो कुछ भी हुआ, उसके बावजूद भीजापानियों की हालिया विफलताओं को ध्यान में रखते हुए, दुनिया भर के वैज्ञानिक मानते हैं कि शांतिपूर्ण परमाणु ही आज आने वाले ऊर्जा संकट का एकमात्र समाधान है। व्यापक रूप से विज्ञापित वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत दुनिया को प्रतिदिन जितनी बिजली की आवश्यकता होती है उसका सौवां हिस्सा भी प्रदान नहीं करते हैं।

इसके अलावा, चेरनोबिल में परमाणु ऊर्जा संयंत्र के विस्फोट से भी पर्यावरण को नुकसान का सौवां हिस्सा भी नहीं हुआ, जो एक तेल मंच पर एक तबाही के साथ भी नोट किया जाता है। बीपी की घटना इस बात की स्पष्ट पुष्टि है।

परमाणु रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत

ऊष्मा का स्रोत ईंधन तत्व हैं - टीवीईएल। वास्तव में, ये ज़िरकोनियम मिश्र धातु से बनी ट्यूब हैं, जो परमाणुओं के सक्रिय विखंडन के क्षेत्र में भी थोड़ा अध: पतन के अधीन हैं। अंदर यूरेनियम डाइऑक्साइड की गोलियां या यूरेनियम और मोलिब्डेनम के मिश्र धातु के दाने रखे गए हैं। रिएक्टर के अंदर, इन ट्यूबों को असेंबलियों में इकट्ठा किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में 18 ईंधन तत्व होते हैं।

कुल मिलाकर लगभग दो हजार असेंबली हो सकती हैं, और उन्हें ग्रेफाइट चिनाई के अंदर चैनलों में रखा जाता है। जारी गर्मी एक शीतलक के माध्यम से एकत्र की जाती है, और आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दो परिसंचरण सर्किट होते हैं। उनमें से दूसरे में, पानी किसी भी तरह से रिएक्टर कोर के साथ बातचीत नहीं करता है, जो समग्र रूप से संरचना की सुरक्षा को काफी बढ़ाता है। रिएक्टर स्वयं एक शाफ्ट में स्थित होता है, और उसी ज़िरकोनियम मिश्र धातु (30 मिमी मोटी) से ग्रेफाइट चिनाई के लिए एक विशेष कैप्सूल बनाया जाता है।

पूरी संरचना उच्च शक्ति वाले कंक्रीट के एक अत्यंत विशाल आधार पर टिकी हुई है, जिसके नीचे पूल स्थित है। यह परमाणु को ठंडा करने का काम करता हैदुर्घटना की स्थिति में ईंधन।

ऑपरेशन का सिद्धांत सरल है: ईंधन तत्वों को गर्म किया जाता है, उनमें से गर्मी को प्राथमिक शीतलक (तरल सोडियम, ड्यूटेरियम) में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके बाद ऊर्जा को द्वितीयक सर्किट में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके अंदर पानी प्रसारित होता है अत्यधिक दबाव। यह तुरंत उबलता है, और भाप जनरेटर के टर्बाइनों को घुमाती है। उसके बाद, भाप संघनक उपकरणों में प्रवेश करती है, फिर से एक तरल अवस्था में बदल जाती है, जिसके बाद इसे फिर से द्वितीयक सर्किट में भेज दिया जाता है।

निर्माण का इतिहास

1940 के दशक के उत्तरार्ध में, यूएसएसआर में परमाणु ऊर्जा के शांतिपूर्ण उपयोग से संबंधित परियोजनाओं को बनाने के लिए हर संभव प्रयास किया गया था। प्रसिद्ध शिक्षाविद् कुरचटोव ने सीपीएसयू की केंद्रीय समिति की एक नियमित बैठक में बोलते हुए, बिजली पैदा करने के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, जिसकी देश को एक भयानक युद्ध से उबरने की सख्त जरूरत थी।

1950 में, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू हुआ (वैसे, दुनिया में पहला), जिसे कलुगा क्षेत्र के ओबनिंसकोय गांव में रखा गया था। चार साल बाद, 5 मेगावाट की क्षमता वाले इस स्टेशन को सफलतापूर्वक लॉन्च किया गया था। इस आयोजन की विशिष्टता इस तथ्य में भी निहित है कि हमारा देश दुनिया का पहला ऐसा राज्य बन गया जो विशेष रूप से शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु का प्रभावी ढंग से उपयोग करने में कामयाब रहा।

काम जारी रखें

पहले से ही 1958 में, साइबेरियन एनपीपी के डिजाइन पर काम शुरू हुआ। 100 मेगावाट की राशि के साथ डिजाइन क्षमता तुरंत 20 गुना बढ़ गई। लेकिन स्थिति की विशिष्टता इसमें भी नहीं है। जब स्टेशन को सौंपा गया, तो इसकी वापसी 600 मेगावाट थी। सिर्फ एक जोड़े में वैज्ञानिकवर्षों ने परियोजना को इतना बेहतर बनाने में कामयाबी हासिल की है, और हाल ही में ऐसा प्रदर्शन पूरी तरह से असंभव लग रहा था।

हालांकि, संघ के विस्तार में परमाणु ऊर्जा संयंत्र तब मशरूम से भी बदतर नहीं हुए। इसलिए, साइबेरियाई परमाणु ऊर्जा संयंत्र के कुछ साल बाद, बेलोयार्स्क परमाणु ऊर्जा संयंत्र शुरू किया गया था। जल्द ही वोरोनिश में एक स्टेशन बनाया गया। 1976 में, कुर्स्क परमाणु ऊर्जा संयंत्र को चालू किया गया था, जिसके रिएक्टरों का 2004 में गंभीरता से आधुनिकीकरण किया गया था।

सामान्य तौर पर, युद्ध के बाद की अवधि में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को योजनाबद्ध तरीके से बनाया गया था। केवल चेरनोबिल आपदा ही इस प्रक्रिया को धीमा कर सकती है।

विदेश में हालात कैसे थे

यह नहीं माना जाना चाहिए कि इस तरह के विकास विशेष रूप से हमारे देश में किए गए थे। अंग्रेज इस बात से अच्छी तरह वाकिफ थे कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कितने महत्वपूर्ण हो सकते हैं, और इसलिए उन्होंने इस दिशा में सक्रिय रूप से काम किया। इसलिए, पहले से ही 1952 में, उन्होंने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के विकास और निर्माण के लिए अपनी परियोजना शुरू की। चार साल बाद, काल्डर हॉल शहर अपने स्वयं के 46 मेगावाट बिजली संयंत्र के साथ पहला अंग्रेजी परमाणु शहर बन गया। 1955 में, अमेरिकी शहर शिपिंगपोर्ट में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र को पूरी तरह से चालू किया गया था। इसकी शक्ति 60 मेगावाट के बराबर थी। तब से, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों ने दुनिया भर में अपनी विजय यात्रा शुरू कर दी है।

शांतिपूर्ण परमाणु को खतरा

परमाणु को वश में करने के पहले उत्साह की जगह जल्द ही चिंता और भय ने ले ली। बेशक, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र सबसे गंभीर आपदा थी, लेकिन मायाक संयंत्र था, परमाणु पनडुब्बियों में परमाणु रिएक्टरों के साथ दुर्घटनाएं, साथ ही अन्य घटनाएं, जिनमें से कई के बारे में हम शायद कभी नहीं जान पाएंगे। इन हादसों के दुष्परिणामलोगों को परमाणु ऊर्जा के उपयोग में संस्कृति के स्तर को ऊपर उठाने के बारे में सोचने के लिए मजबूर किया। इसके अलावा, मानवता ने एक बार फिर महसूस किया कि वे प्रकृति की तात्विक शक्तियों का विरोध करने में असमर्थ हैं।

विश्व विज्ञान के कई दिग्गज लंबे समय से इस बात पर चर्चा कर रहे हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को कैसे सुरक्षित बनाया जाए। 1989 में मास्को में, एक विश्व सभा बुलाई गई, बैठक के परिणामों के आधार पर, परमाणु ऊर्जा पर नियंत्रण को मौलिक रूप से कड़ा करने की आवश्यकता के बारे में निष्कर्ष निकाला गया।

आज, वैश्विक समुदाय बारीकी से निगरानी कर रहे हैं कि इन सभी समझौतों का पालन कैसे किया जाता है। हालांकि, प्राकृतिक आपदाओं या सामान्य मूर्खता से कोई भी अवलोकन और नियंत्रण नहीं बचा सकता है। फुकुशिमा -1 में हुई दुर्घटना से एक बार फिर इसकी पुष्टि हुई, जिसके परिणामस्वरूप लाखों टन रेडियोधर्मी पानी प्रशांत महासागर में फैल गया है। सामान्य तौर पर, जापान, जिसमें परमाणु ऊर्जा संयंत्र उद्योग की विशाल जरूरतों और बिजली के साथ आबादी को प्रदान करने का एकमात्र साधन है, ने परमाणु ऊर्जा संयंत्र निर्माण कार्यक्रम को नहीं छोड़ा है।

वर्गीकरण

सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को उत्पादित ऊर्जा के प्रकार के साथ-साथ उनके रिएक्टर के मॉडल के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। सुरक्षा की डिग्री, निर्माण का प्रकार, साथ ही अन्य महत्वपूर्ण मापदंडों को भी ध्यान में रखा जाता है।

इस प्रकार उन्हें उत्पादित ऊर्जा के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:

• परमाणु ऊर्जा संयंत्र। वे केवल बिजली पैदा करते हैं।
• परमाणु ताप विद्युत संयंत्र। बिजली के अलावा, ये सुविधाएं गर्मी भी उत्पन्न करती हैं, जो उन्हें उत्तरी शहरों में तैनाती के लिए विशेष रूप से मूल्यवान बनाती हैं। वहां, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालनअन्य क्षेत्रों से ईंधन आपूर्ति पर क्षेत्र की निर्भरता को तेजी से कम करने की अनुमति देता है।

प्रयुक्त ईंधन और अन्य विशेषताएं

सबसे आम परमाणु रिएक्टर हैं जो ईंधन के रूप में समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करते हैं। शीतलक हल्का पानी है। ऐसे रिएक्टरों को प्रकाश जल रिएक्टर कहा जाता है, और वे दो प्रकार के होते हैं। पहले मामले में, टरबाइन को घुमाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली भाप रिएक्टर कोर में बनती है।

दूसरी स्थिति में भाप बनने के लिए हीट सिंक सिस्टम का उपयोग किया जाता है, जिससे पानी कोर में प्रवेश नहीं कर पाता है। वैसे, पिछली शताब्दी के 50 के दशक में इस प्रणाली का विकास शुरू हो गया था, और अमेरिकी सैन्य विकास ने इसके आधार के रूप में कार्य किया। लगभग उसी समय, यूएसएसआर ने पहले प्रकार का एक रिएक्टर विकसित किया, लेकिन एक मॉडरेटिंग सिस्टम के साथ, जिसकी भूमिका में ग्रेफाइट रॉड का इस्तेमाल किया गया था।

इस प्रकार गैस-कूल्ड रिएक्टर दिखाई दिया, जिसका उपयोग रूस में कई परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा किया जाता है। इस विशेष मॉडल के स्टेशनों के निर्माण में तेजी इस तथ्य के कारण थी कि रिएक्टरों ने उप-उत्पाद के रूप में हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम का उत्पादन किया। इसके अलावा, साधारण प्राकृतिक यूरेनियम भी, जिसका हमारे देश में भंडार बहुत बड़ा है, इस किस्म के लिए ईंधन के रूप में उपयुक्त है।

एक अन्य प्रकार का रिएक्टर जो दुनिया भर में काफी व्यापक है, वह है प्राकृतिक यूरेनियम द्वारा ईंधन वाला भारी पानी का मॉडल। सबसे पहले, ऐसे मॉडल लगभग सभी देशों द्वारा बनाए गए थे जिनकी परमाणु रिएक्टरों तक पहुंच थी, लेकिनआज, केवल कनाडा उनके शोषकों में से है, जिसकी आंतों में प्राकृतिक यूरेनियम का सबसे समृद्ध भंडार है।

रिएक्टरों को कैसे सुधारा गया है?

पहले, ईंधन रॉड क्लैडिंग और परिसंचरण चैनलों के निर्माण के लिए साधारण स्टील का इस्तेमाल किया गया था। उस समय, यह ज़िरकोनियम मिश्र धातुओं के बारे में अभी तक ज्ञात नहीं था, जो इस तरह के उद्देश्यों के लिए बेहतर अनुकूल हैं। रिएक्टर को 10 वायुमंडल के दबाव में आपूर्ति किए गए पानी से ठंडा किया गया था।

उसी समय निकलने वाली भाप का तापमान 280 डिग्री था। सभी चैनल जिनमें ईंधन की छड़ें स्थित थीं, उन्हें हटाने योग्य बनाया गया था, क्योंकि उन्हें अपेक्षाकृत बार-बार बदलना पड़ता था। तथ्य यह है कि परमाणु ईंधन की गतिविधि के क्षेत्र में, सामग्री को जल्दी से विरूपण और विनाश के अधीन किया जाता है। वास्तव में, कोर में संरचनात्मक तत्व 30 वर्षों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन ऐसे मामलों में आशावाद अस्वीकार्य है।

ईंधन की छड़

इस मामले में, वैज्ञानिकों ने एक तरफा ट्यूबलर कूलिंग के साथ एक प्रकार का उपयोग करने का निर्णय लिया। यह डिजाइन नाटकीय रूप से विखंडन उत्पादों की ईंधन तत्व को नुकसान की स्थिति में भी हीट एक्सचेंज सर्किट में आने की संभावना को कम करता है। वही परमाणु ईंधन यूरेनियम और मोलिब्डेनम का मिश्र धातु है। इस समाधान ने अपेक्षाकृत सस्ते और विश्वसनीय उपकरण बनाना संभव बना दिया जो काफी ऊंचे तापमान पर भी स्थिर रूप से काम कर सकते हैं।

चेरनोबिल

अजीब लग सकता है, लेकिन कुख्यात चेरनोबिल, जिसका परमाणु ऊर्जा संयंत्र पिछली शताब्दी की मानव निर्मित आपदाओं का प्रतीक बन गया, विज्ञान की वास्तविक विजय थी।उस समय इसके निर्माण और डिजाइन में सबसे उन्नत तकनीकों का इस्तेमाल किया गया था। अकेले रिएक्टर की शक्ति 3200 मेगावाट तक पहुंच गई। ईंधन भी नया था: समृद्ध प्राकृतिक यूरेनियम डाइऑक्साइड का इस्तेमाल पहली बार चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में किया गया था। ऐसे एक टन ईंधन में केवल 20 किलोग्राम यूरेनियम-235 होता है। कुल मिलाकर, 180 टन यूरेनियम डाइऑक्साइड रिएक्टर में लोड किया गया था। यह अभी भी ज्ञात नहीं है कि किसने और किस उद्देश्य से स्टेशन पर एक प्रयोग करने का फैसला किया जो सभी बोधगम्य सुरक्षा नियमों का खंडन करता है।

रूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्र

अगर यह चेरनोबिल आपदा के लिए नहीं होता, तो हमारे देश में (सबसे अधिक संभावना है) परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के व्यापक और सबसे व्यापक निर्माण का कार्यक्रम अभी भी जारी रहता। किसी भी मामले में, यह यूएसएसआर में नियोजित दृष्टिकोण था।

सामान्य तौर पर, चेरनोबिल के तुरंत बाद, कई कार्यक्रमों में बड़े पैमाने पर कटौती की जाने लगी, जिसके कारण कई "पर्यावरण के अनुकूल" ताप वाहकों के लिए कीमतों में तुरंत वृद्धि हुई। कई क्षेत्रों में, उन्हें थर्मल पावर प्लांट के निर्माण पर लौटने के लिए मजबूर किया गया, जो (सहित) कोयले पर भी काम करते हैं, बड़े शहरों के वातावरण को राक्षसी रूप से प्रदूषित करते हैं।

2000 के दशक के मध्य में, सरकार को फिर भी परमाणु कार्यक्रम विकसित करने की आवश्यकता का एहसास हुआ, क्योंकि इसके बिना हमारे देश के कई क्षेत्रों को आवश्यक मात्रा में ऊर्जा प्रदान करना असंभव होगा।

आज हमारे देश में कितने परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं? केवल दस। हां, ये सभी रूसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं। लेकिन यह संख्या भी खपत होने वाली ऊर्जा का 16% से अधिक उत्पन्न करती हैहमारे नागरिक। इन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के हिस्से के रूप में काम करने वाली सभी 33 बिजली इकाइयों की क्षमता 25.2 गीगावॉट है। हमारे उत्तरी क्षेत्रों की लगभग 37% बिजली की जरूरत परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा पूरी की जाती है।

सबसे प्रसिद्ध में से एक लेनिनग्राद परमाणु ऊर्जा संयंत्र है, जिसे 1973 में बनाया गया था। वर्तमान में, दूसरे चरण का गहन निर्माण कार्य चल रहा है, जिससे उत्पादन क्षमता (4 हजार मेगावाट) कम से कम दो बार बढ़ाई जा सकेगी।

यूक्रेनी एनपीपी

सोवियत संघ ने संघ गणराज्यों में ऊर्जा के विकास सहित बहुत कुछ किया। इस प्रकार, लिथुआनिया ने एक समय में न केवल एक उत्कृष्ट बुनियादी ढांचा और बहुत सारे औद्योगिक उद्यम प्राप्त किए, बल्कि इग्नालिना एनपीपी भी प्राप्त किया, जो 2005 तक एक वास्तविक "पॉकमार्क चिकन" था, जो लगभग पूरे बाल्टिक क्षेत्र को सस्ते (और अपने स्वयं के!) ऊर्जा।

लेकिन मुख्य उपहार यूक्रेन को दिया गया था, जिसे एक साथ चार बिजली संयंत्र प्राप्त हुए थे। Zaporozhye NPP आमतौर पर यूरोप में सबसे शक्तिशाली है, जो एक बार में 6 GW ऊर्जा प्रदान करता है। सामान्य तौर पर, यूक्रेन के परमाणु ऊर्जा संयंत्र इसे स्वतंत्र रूप से बिजली प्रदान करने का अवसर देते हैं, जिसका लिथुआनिया अब घमंड नहीं कर सकता।

अब वही चार स्टेशन काम कर रहे हैं: ज़ापोरोज़े, रिव्ने, दक्षिण-यूक्रेनी और खमेलनित्सकी। आम धारणा के विपरीत, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र का तीसरा ब्लॉक 2000 तक काम करता रहा, नियमित रूप से इस क्षेत्र को बिजली की आपूर्ति करता रहा। इस समय, यूक्रेन की सभी बिजली का 46 प्रतिशत यूक्रेन के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा उत्पादित किया जाता है।

देश में अधिकारियों की अजीब राजनीतिक महत्वाकांक्षाओं ने इस तथ्य को जन्म दिया कि 2011 में यह थारूसी ईंधन तत्वों को अमेरिकी लोगों के साथ बदलने का निर्णय लिया गया। प्रयोग पूरी तरह से विफल रहा, और यूक्रेनी उद्योग को लगभग $200 मिलियन का नुकसान हुआ।

संभावना

आज, शांतिपूर्ण परमाणु के लाभों को पूरी दुनिया में फिर से याद किया जाता है। एक छोटे और आदिम परमाणु ऊर्जा संयंत्र से पूरे शहर को ऊर्जा की आपूर्ति की जा सकती है, जो प्रति वर्ष लगभग 2 टन ईंधन की खपत करता है। इतनी ही अवधि में कितनी गैस या कोयला जलाना पड़ेगा? इसलिए प्रौद्योगिकी के लिए संभावनाएं बहुत बड़ी हैं: पारंपरिक प्रकार की ऊर्जा की कीमत लगातार बढ़ रही है, और उनकी संख्या घट रही है।