वीडियो: नाभिकीय विद्युत ऊर्जा का उत्पादन कैसे होता है ? || How to Generate Nuclear Electrical Energy ? 2024
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में रिएक्टर होते हैं जो नियंत्रित चेन रिएक्शन विखंडन बनाते हैं, एक प्रक्रिया जो लगातार यूरेनियम परमाणुओं के नाभिक को विभाजित करती है। इस प्रक्रिया में बहुत अधिक ऊर्जा, विकिरण, और बहुत उच्च गर्मी पैदा होती है
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों ने विखंडन द्वारा जारी ऊर्जा का उपयोग किया और बिजली उत्पन्न करने वाले जनरेटर को चलाने के लिए इसका इस्तेमाल किया। यद्यपि संयुक्त राज्य में उत्पन्न होने वाली बिजली के बारे में केवल 20 प्रतिशत परमाणु शक्ति का योगदान होता है, तो देश की परमाणु क्षमता किसी भी अन्य देश में सबसे अधिक है - 2010 में 101 गीगावाट।
परमाणु ऊर्जा के सामान्य अवयव
परमाणु रिएक्टरों में ये घटक समान हैं:
ईंधन - यूरेनियम, एक रेडियोधर्मी, भारी धातु अयस्क, परमाणु रिएक्टरों के लिए सबसे सामान्य ईंधन है । संवर्धन की प्रक्रिया के बाद, यूरेनियम एक बहुत ही केंद्रित ईंधन बन जाता है।
संचालित करने के लिए एक वाणिज्यिक परमाणु रिएक्टर को समृद्ध यूरेनियम ईंधन के हजारों पाउंड की आवश्यकता होती है यू.एस. में नागरिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का सालानुरूप लगभग 50 मिलियन पाउंड यूरेनियम (यू 3 ओ 8 समतुल्य) ईंधन खरीदता है, जिनमें से अधिकांश विदेशों से आता है।
यूरेनियम विश्व भर में स्थानों पर खनन किया जाता है, मुख्य रूप से कजाखस्तान, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया और अफ्रीका में। संयुक्त राज्य अमेरिका यूरेनियम के शीर्ष 10 उत्पादकों में से एक है।
नियंत्रण छड़ें - कैडमियम, हाफ़नियम या बोरन जैसे न्यूट्रॉन-अवशोषित सामग्री से बने, नियंत्रण की दर को कोर से हटा दिया जाता है या प्रतिक्रिया की दर को नियंत्रित करने के लिए या यदि आवश्यक हो तो इसे रोकना।
मॉडरेटर - रिएक्टर कोर में सामग्री जो विखंडन से जारी न्यूट्रॉन को धीमा कर देती है जिससे वे अधिक विखंडन का कारण बनते हैं।
मॉडरेटर आम तौर पर सामान्य (हल्के) पानी है, लेकिन भारी पानी (डी 20) या ग्रेफाइट हो सकता है
शीतलक - उस तरल या गैस से गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए कोर के माध्यम से फैलता है। हल्के जल रिएक्टरों में, पानी के मध्यस्थ भी प्राथमिक कूलेंट के रूप में कार्य करते हैं।
रोकथाम - वायुमंडल में भागने से रेडियोधर्मिता को रोकने के लिए परमाणु रिएक्टरों को भारी प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं में रखा गया है
परमाणु ऊर्जा की बुनियादी प्रक्रिया
परमाणु भौतिकी बहुत तकनीकी है, लेकिन परमाणु ऊर्जा के साथ विद्युत उत्पादन की बुनियादी प्रक्रिया इस प्रकार है:
रिएक्टर कोर एक प्रक्रिया में गर्मी और रेडियोधर्मिता पैदा करता है जिसे विखंडन कहा जाता है, जिसे आमतौर पर जाना जाता है परमाणु बंटवारे। रिएक्टर कोर के अंदर यूरेनियम परमाणु ईंधन है यूरेनियम विभाजन के नाभिक के रूप में, वे न्यूट्रॉन रिलीज़ करते हैं। जब न्यूट्रॉन अन्य यूरेनियम परमाणुओं को मारता है, तो उन नाभिक भी विभाजित होते हैं, अपने न्यूट्रॉन को अन्य परमाणुओं को मारने के लिए जारी करते हैं, जिससे अधिक विखंडन होते हैं। यह निरंतर परमाणु विभाजन एक चेन रिएक्शन है।
नियंत्रित विखंडन प्रतिक्रियाओं से गर्मी पानी से भाप का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाती है, या तो उबलते पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) में या सीधे रूप से दबाव पानी रिएक्टर (पीडब्लूआर) के रूप में, जिसमें वाष्प जनरेटर होता है।
भाप एक जनरेटर को शक्ति देता है
जनरेटर बिजली उत्पन्न करता है जो पावर ग्रिड को वितरित किया जाता है।
परमाणु रिएक्टर प्रकार
दुनिया भर में, विभिन्न प्रकार के परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है हालांकि, सबसे आम प्रकार पानी रिएक्टर (पीडब्लूआर) और उबलते पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) पर दबाव डाले जाते हैं, जिन्हें प्रकाश जल रिएक्टरों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। संयुक्त राज्य में, पीडब्लूआर और बीडब्ल्यूआर ऑपरेशन में केवल दो प्रकार के वाणिज्यिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं।
- उबलते हुए पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) - इस प्रकार के रिएक्टर में, विखंडन गर्मी पैदा करता है जो रिएक्टर कोर में पानी पैदा करता है। उबलते पानी की शक्तियों से भाप एक टरबाइन है जो बिजली उत्पन्न करने के लिए जनरेटर को चलाता है। मार्च 2011 के भूकंप और सूनामी में क्षतिग्रस्त पूर्वोत्तर जापान के फुकुशिमा नाइशी संयंत्र में रिएक्टर बीडब्ल्यूआर हैं।
- दबाव पानी रिएक्टर (पीडब्लूआर) - ऊर्जा के उत्पादन के लिए इस प्रकार का रिएक्टर सबसे आम है यह शीतलक और मॉडरेटर के रूप में पानी का उपयोग करता है, एक एजेंट जो विखंडन की गति को नियंत्रित करने में मदद करता है। बंद प्राथमिक कूलेंट सिस्टम में, कोर के माध्यम से गुजरते समय विघटन से थर्मल ऊर्जा से गरम पानी को उच्च दबाव में रखा जाता है और इसलिए यह उबाल नहीं करता है। स्टीम को एक माध्यमिक कूलेंट लूप में उत्पादित किया जाता है और इसका प्रयोग बिजली के जनरेटर को चलाने वाले टरबाइन को बिजली के लिए किया जाता है।
- कैंडू और भारी पानी रिएक्टरों को नियंत्रित करते हैं - ये डिज़ाइन एक मॉडरेटर के रूप में भारी पानी का उपयोग करते हैं भारी हाइड्रोजन - दो हाइड्रोजन परमाणुओं की जगह - मॉडरेटर विखंडन प्रक्रिया में न्यूट्रॉन को धीमा करता है और ईंधन के रूप में समृद्ध यूरेनियम की बजाय प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करने की अनुमति देता है।
- कंकड़ बिस्तर मॉड्यूलर रिएक्टर - विखंडन उत्पाद नियंत्रण और मंदी के प्रतिरोध को सुनिश्चित करने के लिए ग्रेफाइट और सिलिकॉन कार्बाइड के क्षेत्रों में घिरा हीलियम कूलेंट और ईंधन का उपयोग करने वाला एक उच्च तापमान रिएक्टर।