परमाणु ऊर्जा संयंत्र, या संक्षेप में एनपीपी, नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन की गई तकनीकी संरचनाओं का एक जटिल है।

40 के दशक के उत्तरार्ध में, पहला परमाणु बम बनाने का काम पूरा होने से पहले, जिसका परीक्षण 29 अगस्त, 1949 को किया गया था, सोवियत वैज्ञानिकों ने परमाणु ऊर्जा के शांतिपूर्ण उपयोग के लिए पहली परियोजनाओं को विकसित करना शुरू कर दिया था। परियोजनाओं का मुख्य फोकस बिजली था।

मई 1950 में, कलुगा क्षेत्र के ओबनिंस्कॉय गांव के पास, दुनिया के पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू हुआ।

परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके पहली बार बिजली का उत्पादन 20 दिसंबर, 1951 को संयुक्त राज्य अमेरिका के इडाहो राज्य में किया गया था।

इसकी कार्यक्षमता का परीक्षण करने के लिए, जनरेटर को चार गरमागरम लैंप से जोड़ा गया था, लेकिन मुझे लैंप के जलने की उम्मीद नहीं थी।

उसी क्षण से, मानवता ने बिजली उत्पादन के लिए परमाणु रिएक्टर की ऊर्जा का उपयोग करना शुरू कर दिया।

प्रथम परमाणु ऊर्जा संयंत्र

5 मेगावाट की क्षमता वाले दुनिया के पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण 1954 में पूरा हुआ और 27 जून, 1954 को इसे लॉन्च किया गया और काम करना शुरू हुआ।

1958 में, 100 मेगावाट की क्षमता वाले साइबेरियाई परमाणु ऊर्जा संयंत्र का पहला चरण परिचालन में लाया गया था।

बेलोयार्स्क औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण भी 1958 में शुरू हुआ। 26 अप्रैल, 1964 को प्रथम चरण जनरेटर ने उपभोक्ताओं को करंट की आपूर्ति की।

सितंबर 1964 में, 210 मेगावाट की क्षमता वाली नोवोवोरोनज़ एनपीपी की पहली इकाई लॉन्च की गई थी। 350 मेगावाट की क्षमता वाली दूसरी इकाई दिसंबर 1969 में शुरू की गई थी।

1973 में लेनिनग्राद परमाणु ऊर्जा संयंत्र का शुभारंभ किया गया।

अन्य देशों में, पहला औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1956 में काल्डर हॉल (ग्रेट ब्रिटेन) में 46 मेगावाट की क्षमता के साथ चालू किया गया था।

1957 में, शिपिंगपोर्ट (यूएसए) में 60 मेगावाट का परमाणु ऊर्जा संयंत्र परिचालन में आया।

परमाणु ऊर्जा उत्पादन में विश्व के नेता हैं:

1. यूएसए (788.6 बिलियन kWh/वर्ष),
2. फ़्रांस (426.8 बिलियन kWh/वर्ष),
3. जापान (273.8 बिलियन kWh/वर्ष),
4. जर्मनी (158.4 बिलियन kWh/वर्ष),
5. रूस (154.7 बिलियन kWh/वर्ष)।

एनपीपी वर्गीकरण

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को कई प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है:

रिएक्टर प्रकार से

• थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर जो ईंधन परमाणुओं के नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन अवशोषण की संभावना को बढ़ाने के लिए विशेष मॉडरेटर का उपयोग करते हैं
• हल्के जल रिएक्टर
• भारी जल रिएक्टर
• तेज़ रिएक्टर
• बाहरी न्यूट्रॉन स्रोतों का उपयोग करने वाले सबक्रिटिकल रिएक्टर
• संलयन रिएक्टर

जारी ऊर्जा के प्रकार से

1. परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) केवल बिजली उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं
2. परमाणु संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी), बिजली और तापीय ऊर्जा दोनों पैदा करते हैं

रूस में स्थित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में हीटिंग प्रतिष्ठान हैं, वे नेटवर्क पानी को गर्म करने के लिए आवश्यक हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रयुक्त ईंधन के प्रकार

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, कई पदार्थों का उपयोग करना संभव है, जिनकी बदौलत परमाणु बिजली उत्पन्न करना संभव है; आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के ईंधन यूरेनियम, थोरियम और प्लूटोनियम हैं।

कई कारणों से आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में थोरियम ईंधन का उपयोग नहीं किया जाता है।

पहले तो, ईंधन तत्वों, संक्षिप्त ईंधन तत्वों में परिवर्तित करना अधिक कठिन है।

ईंधन की छड़ें धातु की ट्यूब होती हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर के अंदर रखा जाता है। अंदर

ईंधन तत्वों में रेडियोधर्मी पदार्थ होते हैं। ये ट्यूब परमाणु ईंधन भंडारण सुविधाएं हैं।

दूसरेथोरियम ईंधन के उपयोग के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग के बाद इसके जटिल और महंगे प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

प्लूटोनियम ईंधन का उपयोग परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग में भी नहीं किया जाता है, इस तथ्य के कारण कि इस पदार्थ की रासायनिक संरचना बहुत जटिल है, पूर्ण और सुरक्षित उपयोग के लिए एक प्रणाली अभी तक विकसित नहीं हुई है।

यूरेनियम ईंधन

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऊर्जा उत्पन्न करने वाला मुख्य पदार्थ यूरेनियम है। आज, यूरेनियम का खनन कई तरीकों से किया जाता है:

• खुले गड्ढे मे खनन
• खदानों में बंद
• भूमिगत निक्षालन, खदान ड्रिलिंग का उपयोग करना।

भूमिगत लीचिंग, खदान ड्रिलिंग का उपयोग करते हुए, भूमिगत कुओं में सल्फ्यूरिक एसिड समाधान रखकर होती है, समाधान को यूरेनियम से संतृप्त किया जाता है और वापस पंप किया जाता है।

विश्व में यूरेनियम के सबसे बड़े भंडार ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान, रूस और कनाडा में स्थित हैं।

सबसे समृद्ध जमा कनाडा, ज़ैरे, फ्रांस और चेक गणराज्य में हैं। इन देशों में एक टन अयस्क से 22 किलोग्राम तक यूरेनियम कच्चा माल प्राप्त होता है।

रूस में एक टन अयस्क से डेढ़ किलोग्राम से थोड़ा अधिक यूरेनियम प्राप्त होता है। यूरेनियम खनन स्थल गैर-रेडियोधर्मी हैं।

अपने शुद्ध रूप में, यह पदार्थ मनुष्यों के लिए बहुत कम खतरा है; रेडियोधर्मी रंगहीन गैस रेडॉन, जो यूरेनियम के प्राकृतिक क्षय के दौरान बनता है, एक बहुत बड़ा खतरा है।

यूरेनियम तैयारी

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में अयस्क के रूप में यूरेनियम का उपयोग नहीं किया जाता है; अयस्क प्रतिक्रिया नहीं करता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में यूरेनियम का उपयोग करने के लिए, कच्चे माल को पाउडर - यूरेनियम ऑक्साइड में संसाधित किया जाता है, और उसके बाद यह यूरेनियम ईंधन बन जाता है।

यूरेनियम पाउडर को धातु की "गोलियों" में बदल दिया जाता है - इसे छोटे साफ फ्लास्क में दबाया जाता है, जिन्हें दिन के दौरान 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर जलाया जाता है।

ये यूरेनियम छर्रे हैं जो परमाणु रिएक्टरों में प्रवेश करते हैं, जहां वे एक-दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं और अंततः लोगों को बिजली प्रदान करते हैं।

एक परमाणु रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रे एक साथ काम कर रहे हैं।

रिएक्टर में यूरेनियम छर्रों को रखने से पहले, उन्हें ज़िर्कोनियम मिश्र धातु से बने धातु ट्यूबों में रखा जाता है - ईंधन तत्व ट्यूब एक दूसरे से बंडलों में जुड़े होते हैं और ईंधन असेंबली - ईंधन असेंबली बनाते हैं;

यह ईंधन संयोजन हैं जिन्हें परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन कहा जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन का पुनर्संसाधन कैसे करता है?

परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम का उपयोग करने के एक वर्ष के बाद, इसे प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

ईंधन तत्वों को कई वर्षों तक ठंडा किया जाता है और काटने और विघटित करने के लिए भेजा जाता है।

रासायनिक निष्कर्षण के परिणामस्वरूप, यूरेनियम और प्लूटोनियम निकलते हैं, जिनका पुन: उपयोग किया जाता है और ताजा परमाणु ईंधन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

यूरेनियम और प्लूटोनियम के क्षय उत्पादों का उपयोग आयनीकरण विकिरण के स्रोतों के निर्माण के लिए किया जाता है, इनका उपयोग दवा और उद्योग में किया जाता है;

इन जोड़तोड़ों के बाद जो कुछ भी बचता है उसे गर्म करने के लिए भट्टी में भेज दिया जाता है, इस द्रव्यमान से कांच बनाया जाता है, ऐसे कांच को विशेष भंडारण सुविधाओं में संग्रहित किया जाता है।

बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए अवशेषों से कांच नहीं बनाया जाता है; कांच का उपयोग रेडियोधर्मी पदार्थों को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।

कांच से रेडियोधर्मी तत्वों के अवशेष निकालना मुश्किल है जो पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं। हाल ही में रेडियोधर्मी कचरे के निपटान का एक नया तरीका सामने आया है।

तेज़ परमाणु रिएक्टर या तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर, जो पुनर्संसाधित परमाणु ईंधन अवशेषों पर काम करते हैं।

वैज्ञानिकों के अनुसार, परमाणु ईंधन के अवशेष, जो वर्तमान में भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत हैं, 200 वर्षों तक तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए ईंधन प्रदान करने में सक्षम हैं।

इसके अलावा, नए तेज़ रिएक्टर यूरेनियम ईंधन पर काम कर सकते हैं, जो यूरेनियम 238 से बना है, इस पदार्थ का उपयोग पारंपरिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में नहीं किया जाता है; आज के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए 235 और 233 यूरेनियम को संसाधित करना आसान है, जिनमें से प्रकृति में बहुत कम बचा है।

इस प्रकार, नए रिएक्टर 238 यूरेनियम के विशाल भंडार का उपयोग करने का अवसर हैं, जिनका पहले उपयोग नहीं किया गया है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत

डबल-सर्किट दबावयुक्त जल रिएक्टर (वीवीईआर) पर आधारित परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत।

रिएक्टर कोर में जारी ऊर्जा को प्राथमिक शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है।

टर्बाइनों से बाहर निकलने पर, भाप कंडेनसर में प्रवेश करती है, जहां जलाशय से आने वाले पानी की बड़ी मात्रा से इसे ठंडा किया जाता है।

दबाव कम्पेसाटर एक जटिल और बोझिल संरचना है जो शीतलक के थर्मल विस्तार के कारण उत्पन्न होने वाले रिएक्टर संचालन के दौरान सर्किट में दबाव के उतार-चढ़ाव को बराबर करने का कार्य करता है। पहले सर्किट में दबाव 160 वायुमंडल (वीवीईआर-1000) तक पहुंच सकता है।

पानी के अलावा, पिघले हुए सोडियम या गैस का उपयोग विभिन्न रिएक्टरों में शीतलक के रूप में भी किया जा सकता है।

सोडियम के उपयोग से रिएक्टर कोर शेल के डिज़ाइन को सरल बनाना संभव हो जाता है (पानी सर्किट के विपरीत, सोडियम सर्किट में दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक नहीं होता है), और दबाव कम्पेसाटर से छुटकारा मिलता है, लेकिन यह अपनी कठिनाइयाँ पैदा करता है इस धातु की बढ़ी हुई रासायनिक गतिविधि से जुड़ा हुआ है।

विभिन्न रिएक्टरों के लिए सर्किट की कुल संख्या भिन्न हो सकती है, चित्र में आरेख वीवीईआर प्रकार (जल-जल ऊर्जा रिएक्टर) के रिएक्टरों के लिए दिखाया गया है।

आरबीएमके प्रकार (हाई पावर चैनल टाइप रिएक्टर) के रिएक्टर एक जल सर्किट का उपयोग करते हैं, और बीएन रिएक्टर (फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर) दो सोडियम और एक जल सर्किट का उपयोग करते हैं।

यदि भाप संघनन के लिए बड़ी मात्रा में पानी का उपयोग करना संभव नहीं है, तो जलाशय का उपयोग करने के बजाय, पानी को विशेष कूलिंग टावरों में ठंडा किया जा सकता है, जो अपने आकार के कारण आमतौर पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र का सबसे अधिक दिखाई देने वाला हिस्सा होता है।

परमाणु रिएक्टर संरचना

एक परमाणु रिएक्टर एक परमाणु विखंडन प्रक्रिया का उपयोग करता है जिसमें एक भारी नाभिक दो छोटे टुकड़ों में टूट जाता है।

ये टुकड़े अत्यधिक उत्तेजित अवस्था में होते हैं और न्यूट्रॉन, अन्य उपपरमाण्विक कण और फोटॉन उत्सर्जित करते हैं।

न्यूट्रॉन नए विखंडन का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनका अधिक उत्सर्जन होता है, इत्यादि।

विभाजन की ऐसी निरंतर आत्मनिर्भर श्रृंखला को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है।

इससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसका उत्पादन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करने का उद्देश्य है।

परमाणु रिएक्टर और परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत ऐसा है कि प्रतिक्रिया शुरू होने के बाद बहुत कम समय के भीतर लगभग 85% विखंडन ऊर्जा जारी हो जाती है।

बाकी हिस्सा न्यूट्रॉन उत्सर्जित करने के बाद विखंडन उत्पादों के रेडियोधर्मी क्षय से उत्पन्न होता है।

रेडियोधर्मी क्षय एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु अधिक स्थिर अवस्था में पहुँच जाता है। विभाजन पूरा होने के बाद भी यह जारी रहता है।

परमाणु रिएक्टर के मूल तत्व

• परमाणु ईंधन: समृद्ध यूरेनियम, यूरेनियम और प्लूटोनियम के समस्थानिक। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला यूरेनियम 235 है;
• रिएक्टर संचालन के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को हटाने के लिए शीतलक: पानी, तरल सोडियम, आदि;
• नियंत्रक छड़ें;
• न्यूट्रॉन मॉडरेटर;
• विकिरण सुरक्षा कवच.

परमाणु रिएक्टर का संचालन सिद्धांत

रिएक्टर कोर में ईंधन तत्व (ईंधन तत्व) होते हैं - परमाणु ईंधन।

उन्हें कई दर्जन ईंधन छड़ों वाले कैसेट में इकट्ठा किया जाता है। शीतलक प्रत्येक कैसेट के माध्यम से चैनलों के माध्यम से बहता है।

ईंधन की छड़ें रिएक्टर की शक्ति को नियंत्रित करती हैं। परमाणु प्रतिक्रिया केवल ईंधन छड़ के एक निश्चित (महत्वपूर्ण) द्रव्यमान पर ही संभव है।

प्रत्येक छड़ का द्रव्यमान व्यक्तिगत रूप से क्रांतिक से नीचे है। प्रतिक्रिया तब शुरू होती है जब सभी छड़ें सक्रिय क्षेत्र में होती हैं। ईंधन की छड़ें डालने और हटाने से प्रतिक्रिया को नियंत्रित किया जा सकता है।

इसलिए, जब क्रांतिक द्रव्यमान पार हो जाता है, तो रेडियोधर्मी ईंधन तत्व न्यूट्रॉन उत्सर्जित करते हैं जो परमाणुओं से टकराते हैं।

परिणामस्वरूप, एक अस्थिर आइसोटोप बनता है, जो तुरंत विघटित हो जाता है, जिससे गामा विकिरण और गर्मी के रूप में ऊर्जा निकलती है।

टकराने वाले कण एक दूसरे को गतिज ऊर्जा प्रदान करते हैं, और क्षय की संख्या तेजी से बढ़ जाती है।

यह एक श्रृंखला प्रतिक्रिया है - परमाणु रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत। नियंत्रण के बिना, यह बिजली की गति से होता है, जिससे विस्फोट होता है। लेकिन परमाणु रिएक्टर में यह प्रक्रिया नियंत्रण में होती है।

इस प्रकार, कोर में तापीय ऊर्जा निकलती है, जो इस क्षेत्र (प्राथमिक सर्किट) को धोने वाले पानी में स्थानांतरित हो जाती है।

यहां पानी का तापमान 250-300 डिग्री है। इसके बाद, पानी गर्मी को दूसरे सर्किट में स्थानांतरित करता है, और फिर टरबाइन ब्लेड में स्थानांतरित करता है जो ऊर्जा उत्पन्न करता है।

परमाणु ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण को योजनाबद्ध रूप से दर्शाया जा सकता है:

• यूरेनियम नाभिक की आंतरिक ऊर्जा
• क्षयित नाभिकों के टुकड़ों और मुक्त न्यूट्रॉनों की गतिज ऊर्जा
• पानी और भाप की आंतरिक ऊर्जा
• पानी और भाप की गतिज ऊर्जा
• टरबाइन और जनरेटर रोटर्स की गतिज ऊर्जा
• विद्युत ऊर्जा

रिएक्टर कोर में धातु के खोल से जुड़े सैकड़ों कैसेट होते हैं। यह खोल न्यूट्रॉन परावर्तक की भूमिका भी निभाता है।

प्रतिक्रिया की गति को समायोजित करने के लिए नियंत्रण छड़ें और रिएक्टर आपातकालीन सुरक्षा छड़ें कैसेट के बीच डाली जाती हैं।

परमाणु ताप आपूर्ति स्टेशन

ऐसे स्टेशनों की पहली परियोजनाएँ 20वीं सदी के 70 के दशक में विकसित की गई थीं, लेकिन 80 के दशक के अंत में हुई आर्थिक उथल-पुथल और गंभीर सार्वजनिक विरोध के कारण, उनमें से कोई भी पूरी तरह से लागू नहीं किया गया था।

अपवाद छोटी क्षमता का बिलिबिनो परमाणु ऊर्जा संयंत्र है; यह आर्कटिक में बिलिबिनो गांव (10 हजार निवासियों) और स्थानीय खनन उद्यमों, साथ ही रक्षा रिएक्टरों (वे प्लूटोनियम का उत्पादन करते हैं) को गर्मी और बिजली की आपूर्ति करता है:

• साइबेरियाई परमाणु ऊर्जा संयंत्र, सेवरस्क और टॉम्स्क को गर्मी की आपूर्ति करता है।
• क्रास्नोयार्स्क माइनिंग एंड केमिकल कॉम्बाइन में ADE-2 रिएक्टर, जो 1964 से ज़ेलेज़्नोगोर्स्क शहर को थर्मल और विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति कर रहा है।

संकट के समय, VVER-1000 के समान रिएक्टरों पर आधारित कई एएसटी का निर्माण शुरू हो गया था:

• वोरोनिश एएसटी
• गोर्की एएसटी
• इवानोवो एएसटी (केवल नियोजित)

इन एएसटी का निर्माण 1980 के दशक के उत्तरार्ध या 1990 के दशक की शुरुआत में रोक दिया गया था।

2006 में, रोसेनरगोएटम चिंता ने परमाणु आइसब्रेकर पर उपयोग किए जाने वाले KLT-40 रिएक्टर प्लांट के आधार पर आर्कान्जेस्क, पेवेक और अन्य ध्रुवीय शहरों के लिए एक फ्लोटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की योजना बनाई।

ऐलेना रिएक्टर पर आधारित एक अप्राप्य परमाणु ऊर्जा संयंत्र और एक मोबाइल (रेल द्वारा) एंगस्ट्रेम रिएक्टर संयंत्र के निर्माण की एक परियोजना है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के नुकसान और फायदे

किसी भी इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट के अपने सकारात्मक और नकारात्मक पक्ष होते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के सकारात्मक पहलू:

• कोई हानिकारक उत्सर्जन नहीं;
• रेडियोधर्मी पदार्थों का उत्सर्जन कोयला बिजली से कई गुना कम होता है। समान बिजली के स्टेशन (कोयला राख ताप विद्युत संयंत्रों में उनके लाभदायक निष्कर्षण के लिए पर्याप्त यूरेनियम और थोरियम का प्रतिशत होता है);
• उपयोग किए गए ईंधन की छोटी मात्रा और प्रसंस्करण के बाद इसके पुन: उपयोग की संभावना;
• उच्च शक्ति: 1000-1600 मेगावाट प्रति बिजली इकाई;
• ऊर्जा की कम लागत, विशेषकर तापीय ऊर्जा।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के नकारात्मक पहलू:

• विकिरणित ईंधन खतरनाक है और इसके लिए जटिल और महंगे पुनर्प्रसंस्करण और भंडारण उपायों की आवश्यकता होती है;
• थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए परिवर्तनीय शक्ति संचालन वांछनीय नहीं है;
• किसी संभावित घटना के परिणाम अत्यंत गंभीर होते हैं, हालाँकि इसकी संभावना काफी कम होती है;
• बड़े पूंजी निवेश, दोनों विशिष्ट, 700-800 मेगावाट से कम क्षमता वाली इकाइयों के लिए प्रति 1 मेगावाट स्थापित क्षमता, और सामान्य, स्टेशन के निर्माण, इसके बुनियादी ढांचे के साथ-साथ संभावित परिसमापन की स्थिति में आवश्यक।

परमाणु ऊर्जा के क्षेत्र में वैज्ञानिक विकास

बेशक, कमियाँ और चिंताएँ हैं, लेकिन परमाणु ऊर्जा सबसे आशाजनक प्रतीत होती है।

ज्वार, हवा, सूर्य, भूतापीय स्रोतों आदि की ऊर्जा के कारण ऊर्जा प्राप्त करने के वैकल्पिक तरीकों में वर्तमान में उच्च स्तर की ऊर्जा प्राप्त नहीं होती है, और इसकी सांद्रता कम होती है।

आवश्यक प्रकार के ऊर्जा उत्पादन में पर्यावरण और पर्यटन के लिए व्यक्तिगत जोखिम होते हैं, उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उत्पादन, जो पर्यावरण को प्रदूषित करता है, पक्षियों के लिए पवन फार्मों का खतरा और तरंग गतिशीलता में परिवर्तन।

वैज्ञानिक नई पीढ़ी के परमाणु रिएक्टरों, उदाहरण के लिए जीटी-एमजीआर, के लिए अंतरराष्ट्रीय परियोजनाएं विकसित कर रहे हैं, जिससे सुरक्षा में सुधार होगा और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता में वृद्धि होगी।

रूस ने दुनिया के पहले तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण शुरू कर दिया है, जो देश के दूरदराज के तटीय क्षेत्रों में ऊर्जा की कमी की समस्या को हल करने में मदद करता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान व्यक्तिगत उद्योगों, आवासीय परिसरों और भविष्य में व्यक्तिगत घरों में गर्मी और बिजली की आपूर्ति के उद्देश्य से लगभग 10-20 मेगावाट की क्षमता वाले मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकसित कर रहे हैं।

संयंत्र की क्षमता में कमी का तात्पर्य उत्पादन पैमाने में वृद्धि से है। छोटे आकार के रिएक्टर सुरक्षित प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं जो परमाणु रिसाव की संभावना को काफी कम कर देते हैं।

हाइड्रोजन उत्पादन

अमेरिकी सरकार ने परमाणु हाइड्रोजन पहल को अपनाया है। दक्षिण कोरिया के साथ मिलकर, बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम परमाणु रिएक्टरों की एक नई पीढ़ी बनाने पर काम चल रहा है।

INEEL (इडाहो नेशनल इंजीनियरिंग एनवायर्नमेंटल लेबोरेटरी) का अनुमान है कि अगली पीढ़ी के परमाणु ऊर्जा संयंत्र की एक इकाई प्रतिदिन 750,000 लीटर गैसोलीन के बराबर हाइड्रोजन का उत्पादन करेगी।

मौजूदा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में हाइड्रोजन उत्पादन की व्यवहार्यता पर अनुसंधान को वित्त पोषित किया जा रहा है।

संलयन ऊर्जा

एक और भी दिलचस्प, हालांकि अपेक्षाकृत दूर की संभावना, परमाणु संलयन ऊर्जा का उपयोग है।

गणना के अनुसार, थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर प्रति यूनिट ऊर्जा कम ईंधन की खपत करेंगे, और यह ईंधन (ड्यूटेरियम, लिथियम, हीलियम -3) और उनके संश्लेषण के उत्पाद गैर-रेडियोधर्मी हैं और इसलिए, पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित हैं।

वर्तमान में, रूस की भागीदारी से, फ्रांस के दक्षिण में अंतरराष्ट्रीय प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर ITER का निर्माण चल रहा है।

दक्षता क्या है

दक्षता कारक (सीओपी) ऊर्जा के रूपांतरण या संचरण के संबंध में किसी प्रणाली या उपकरण की दक्षता की एक विशेषता है।

यह सिस्टम द्वारा प्राप्त ऊर्जा की कुल मात्रा के लिए उपयोगी रूप से उपयोग की गई ऊर्जा के अनुपात से निर्धारित होता है। दक्षता एक आयामहीन मात्रा है और इसे अक्सर प्रतिशत के रूप में मापा जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र दक्षता

उच्चतम दक्षता (92-95%) जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों का लाभ है। वे विश्व की 14% विद्युत शक्ति उत्पन्न करते हैं।

हालाँकि, इस प्रकार का स्टेशन निर्माण स्थल के संबंध में सबसे अधिक मांग वाला है और, जैसा कि अभ्यास से पता चला है, संचालन नियमों के अनुपालन के प्रति बहुत संवेदनशील है।

सयानो-शुशेंस्काया एचपीपी की घटनाओं के उदाहरण से पता चला कि परिचालन लागत को कम करने के प्रयास में परिचालन नियमों की उपेक्षा के क्या दुखद परिणाम हो सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उच्च दक्षता (80%) होती है। वैश्विक बिजली उत्पादन में उनकी हिस्सेदारी 22% है।

लेकिन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को डिजाइन चरण, निर्माण के दौरान और संचालन के दौरान सुरक्षा के मुद्दे पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए सख्त सुरक्षा नियमों से थोड़ी सी भी विचलन पूरी मानवता के लिए घातक परिणामों से भरा है।

दुर्घटना की स्थिति में तत्काल खतरे के अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग खर्च किए गए परमाणु ईंधन के निपटान या निपटान से जुड़ी सुरक्षा समस्याओं के साथ होता है।

ताप विद्युत संयंत्रों की दक्षता 34% से अधिक नहीं होती है; वे विश्व की साठ प्रतिशत तक बिजली उत्पन्न करते हैं।

बिजली के अलावा, थर्मल पावर प्लांट थर्मल ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, जिसे गर्म भाप या गर्म पानी के रूप में 20-25 किलोमीटर की दूरी तक उपभोक्ताओं तक पहुंचाया जा सकता है। ऐसे स्टेशनों को सीएचपी (हीट इलेक्ट्रिक सेंट्रल) कहा जाता है।

टीपीपी और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र बनाना महंगा नहीं है, लेकिन जब तक विशेष उपाय नहीं किए जाते, उनका पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।

पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि थर्मल इकाइयों में किस ईंधन का उपयोग किया जाता है।

सबसे हानिकारक उत्पाद कोयले और भारी तेल उत्पादों का दहन है, प्राकृतिक गैस कम आक्रामक होती है।

थर्मल पावर प्लांट रूस, अमेरिका और अधिकांश यूरोपीय देशों में बिजली के मुख्य स्रोत हैं।

हालाँकि, कुछ अपवाद भी हैं, उदाहरण के लिए, नॉर्वे में, बिजली मुख्य रूप से पनबिजली संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है, और फ्रांस में, 70% बिजली परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है।

दुनिया का पहला बिजली संयंत्र

पहला केंद्रीय बिजली संयंत्र, पर्ल स्ट्रीट, 4 सितंबर, 1882 को न्यूयॉर्क शहर में चालू किया गया था।

स्टेशन का निर्माण एडिसन इल्यूमिनेटिंग कंपनी के सहयोग से किया गया था, जिसके प्रमुख थॉमस एडिसन थे।

इस पर 500 किलोवाट से अधिक की कुल क्षमता वाले कई एडिसन जनरेटर स्थापित किए गए थे।

स्टेशन ने न्यूयॉर्क के लगभग 2.5 वर्ग किलोमीटर के पूरे क्षेत्र में बिजली की आपूर्ति की।

1890 में स्टेशन जलकर नष्ट हो गया; केवल एक डायनेमो बचा, जो अब ग्रीनफील्ड विलेज संग्रहालय, मिशिगन में है।

30 सितंबर, 1882 को, विस्कॉन्सिन में वल्कन स्ट्रीट, पहले जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र का संचालन शुरू हुआ। परियोजना के लेखक जी.डी. थे। रोजर्स, एपलटन पेपर एंड पल्प कंपनी के प्रमुख।

स्टेशन पर लगभग 12.5 किलोवाट की शक्ति वाला एक जनरेटर स्थापित किया गया था। रोजर्स के घर और उसकी दो पेपर मिलों को बिजली देने के लिए पर्याप्त बिजली थी।

ग्लूसेस्टर रोड पावर स्टेशन। ब्राइटन ब्रिटेन के पहले शहरों में से एक था जहां निर्बाध बिजली आपूर्ति थी।

1882 में, रॉबर्ट हैमंड ने हैमंड इलेक्ट्रिक लाइट कंपनी की स्थापना की, और 27 फरवरी 1882 को उन्होंने ग्लूसेस्टर रोड पावर स्टेशन खोला।

स्टेशन में एक ब्रश डायनेमो शामिल था, जिसका उपयोग सोलह आर्क लैंप को चलाने के लिए किया जाता था।

1885 में, ग्लूसेस्टर पावर स्टेशन को ब्राइटन इलेक्ट्रिक लाइट कंपनी द्वारा खरीदा गया था। बाद में, इस क्षेत्र पर एक नया स्टेशन बनाया गया, जिसमें 40 लैंप के साथ तीन ब्रश डायनेमो शामिल थे।

विंटर पैलेस पावर प्लांट

1886 में, न्यू हर्मिटेज के एक प्रांगण में एक पावर स्टेशन बनाया गया था।

यह बिजली संयंत्र पूरे यूरोप में सबसे बड़ा था, न केवल निर्माण के समय, बल्कि अगले 15 वर्षों में भी।

पहले, 1861 में विंटर पैलेस को रोशन करने के लिए मोमबत्तियों का उपयोग किया जाता था, गैस लैंप का उपयोग किया जाने लगा; चूँकि बिजली के लैंपों का अधिक लाभ था, इसलिए विद्युत प्रकाश व्यवस्था की शुरुआत हुई।

इमारत को पूरी तरह से बिजली में परिवर्तित करने से पहले, 1885 में क्रिसमस और नए साल की छुट्टियों के दौरान महल के हॉल को रोशन करने के लिए लैंप का उपयोग किया जाता था।

9 नवंबर, 1885 को सम्राट अलेक्जेंडर III द्वारा "बिजली कारखाना" बनाने की परियोजना को मंजूरी दी गई थी। इस परियोजना में 1888 तक तीन वर्षों में विंटर पैलेस, हर्मिटेज इमारतों, प्रांगण और आसपास के क्षेत्र का विद्युतीकरण शामिल था।

भाप इंजनों के संचालन से इमारत में कंपन की संभावना को खत्म करने की आवश्यकता थी; बिजली संयंत्र कांच और धातु से बने एक अलग मंडप में स्थित था। इसे हर्मिटेज के दूसरे प्रांगण में रखा गया था, तब से इसे "इलेक्ट्रिक" कहा जाता है।

स्टेशन कैसा दिखता था

स्टेशन की इमारत 630 वर्ग मीटर के क्षेत्र में फैली हुई थी और इसमें 6 बॉयलर, 4 स्टीम इंजन और 2 लोकोमोटिव वाला एक इंजन कक्ष और 36 इलेक्ट्रिक डायनेमो वाला एक कमरा शामिल था। कुल शक्ति 445 एचपी तक पहुंच गई।

सामने के कमरों का एक हिस्सा सबसे पहले रोशन किया गया:

• डेवढ़ी
• पेत्रोव्स्की हॉल
• ग्रेट फील्ड मार्शल हॉल
• आर्मोरियल हॉल
• सेंट जॉर्ज हॉल

तीन प्रकाश मोड पेश किए गए:

• वर्ष में पांच बार पूर्ण (छुट्टी) चालू करें (4888 गरमागरम लैंप और 10 याब्लोचकोव मोमबत्तियाँ);
• कार्य - 230 गरमागरम लैंप;
• ड्यूटी (रात) - 304 गरमागरम लैंप।
  स्टेशन प्रति वर्ष लगभग 30 हजार पूड (520 टन) कोयले की खपत करता था।

रूस में बड़े ताप विद्युत संयंत्र, परमाणु ऊर्जा संयंत्र और पनबिजली स्टेशन

संघीय जिले द्वारा रूस में सबसे बड़े बिजली संयंत्र:

केंद्रीय:

• कोस्त्रोमा राज्य जिला विद्युत संयंत्र, जो ईंधन तेल पर चलता है;
• रियाज़ान स्टेशन, जिसका मुख्य ईंधन कोयला है;
• कोनाकोव्स्काया, जो गैस और ईंधन तेल पर चल सकता है;

यूराल:

• सर्गुट्स्काया 1 और सर्गुट्स्काया 2. स्टेशन, जो रूसी संघ के सबसे बड़े बिजली संयंत्रों में से एक हैं। वे दोनों प्राकृतिक गैस पर चलते हैं;
• रेफ्टिंस्काया, कोयले पर काम कर रहा है और उरल्स में सबसे बड़े बिजली संयंत्रों में से एक है;
• ट्रोइट्सकाया, कोयला आधारित भी;
• इरिक्लिन्स्काया, जिसके लिए ईंधन का मुख्य स्रोत ईंधन तेल है;

प्रिवोलज़्स्की:

• ज़ैन्स्काया राज्य जिला बिजली संयंत्र, ईंधन तेल पर काम कर रहा है;

साइबेरियाई संघीय जिला:

• नज़रोवो राज्य जिला विद्युत संयंत्र, जो ईंधन तेल की खपत करता है;

दक्षिणी:

• स्टाव्रोपोल्स्काया, जो गैस और ईंधन तेल के रूप में संयुक्त ईंधन पर भी काम कर सकता है;

उत्तर पश्चिमी:

• ईंधन तेल के साथ किरिशस्काया।

अंगारा-येनिसी झरने के क्षेत्र में स्थित पानी का उपयोग करके ऊर्जा उत्पन्न करने वाले रूसी बिजली संयंत्रों की सूची:

येनिसी:

• सयानो-शुशेंस्काया
• क्रास्नोयार्स्क पनबिजली स्टेशन;

अंगारा:

• इरकुत्स्क
• ब्रत्स्काया
• उस्त-इलिम्सकाया।

रूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्र

बालाकोवो एनपीपी

सेराटोव क्षेत्र के बालाकोवो शहर के पास, सेराटोव जलाशय के बाएं किनारे पर स्थित है। इसमें चार VVER-1000 इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1985, 1987, 1988 और 1993 में कमीशन किया गया था।

बेलोयार्स्क एनपीपी

सेवरडलोव्स्क क्षेत्र के ज़रेचनी शहर में स्थित, यह देश का दूसरा औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र है (साइबेरियन के बाद)।

स्टेशन पर चार बिजली इकाइयाँ बनाई गईं: दो थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों के साथ और दो तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों के साथ।

वर्तमान में, ऑपरेटिंग बिजली इकाइयाँ बीएन-600 और बीएन-800 रिएक्टरों वाली तीसरी और चौथी बिजली इकाइयाँ हैं जिनकी विद्युत शक्ति क्रमशः 600 मेगावाट और 880 मेगावाट है।

बीएन-600 को अप्रैल 1980 में परिचालन में लाया गया था - यह तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर के साथ दुनिया की पहली औद्योगिक पैमाने की बिजली इकाई थी।

BN-800 को नवंबर 2016 में वाणिज्यिक परिचालन में लाया गया था। यह तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर के साथ दुनिया की सबसे बड़ी बिजली इकाई भी है।

बिलिबिनो एनपीपी

चुकोटका ऑटोनॉमस ऑक्रग के बिलिबिनो शहर के पास स्थित है। इसमें 12 मेगावाट की क्षमता वाली चार ईजीपी-6 इकाइयां शामिल हैं, जिन्हें 1974 (दो इकाइयां), 1975 और 1976 में चालू किया गया था।

विद्युत एवं तापीय ऊर्जा उत्पन्न करता है।

कलिनिन एनपीपी

यह टवर क्षेत्र के उत्तर में, उडोमल्या झील के दक्षिणी किनारे पर और इसी नाम के शहर के पास स्थित है।

इसमें 1000 मेगावाट की विद्युत क्षमता वाले VVER-1000 प्रकार के रिएक्टरों वाली चार बिजली इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1984, 1986, 2004 और 2011 में परिचालन में लाया गया था।

4 जून 2006 को, चौथी बिजली इकाई के निर्माण पर एक समझौते पर हस्ताक्षर किए गए, जिसे 2011 में चालू किया गया था।

कोला एनपीपी

इमांद्रा झील के तट पर, मरमंस्क क्षेत्र के पॉलीर्न्ये ज़ोरी शहर के पास स्थित है।

इसमें चार VVER-440 इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1973, 1974, 1981 और 1984 में कमीशन किया गया था।
स्टेशन की शक्ति 1760 मेगावाट है।

कुर्स्क एनपीपी

रूस के चार सबसे बड़े परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में से एक, जिसकी क्षमता 4000 मेगावाट है।

सेइम नदी के तट पर, कुर्स्क क्षेत्र के कुरचटोव शहर के पास स्थित है।

इसमें चार RBMK-1000 इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1976, 1979, 1983 और 1985 में कमीशन किया गया था।

स्टेशन की शक्ति 4000 मेगावाट है।

लेनिनग्राद एनपीपी

रूस के चार सबसे बड़े परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में से एक, जिसकी क्षमता 4000 मेगावाट है।

फ़िनलैंड की खाड़ी के तट पर, लेनिनग्राद क्षेत्र के सोस्नोवी बोर शहर के पास स्थित है।

इसमें चार RBMK-1000 इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1973, 1975, 1979 और 1981 में कमीशन किया गया था।

स्टेशन की शक्ति 4 गीगावॉट है। 2007 में, उत्पादन 24.635 बिलियन kWh था।

नोवोवोरोनिश एनपीपी

वोरोनिश क्षेत्र में वोरोनिश शहर के पास, डॉन नदी के बाएं किनारे पर स्थित है। दो वीवीईआर इकाइयों से मिलकर बनता है।

यह वोरोनिश क्षेत्र को 85% विद्युत ऊर्जा और नोवोवोरोनिश शहर को 50% गर्मी की आपूर्ति करता है।

स्टेशन की शक्ति (छोड़कर) 1440 मेगावाट है।

रोस्तोव एनपीपी

वोल्गोडोंस्क शहर के पास रोस्तोव क्षेत्र में स्थित है। पहली बिजली इकाई की विद्युत शक्ति 1000 मेगावाट है; 2010 में स्टेशन की दूसरी बिजली इकाई को नेटवर्क से जोड़ा गया था।

2001-2010 में, स्टेशन को वोल्गोडोंस्क एनपीपी कहा जाता था; एनपीपी की दूसरी बिजली इकाई के लॉन्च के साथ, स्टेशन का आधिकारिक तौर पर नाम बदलकर रोस्तोव एनपीपी कर दिया गया।

2008 में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र ने 8.12 बिलियन kWh बिजली का उत्पादन किया। स्थापित क्षमता उपयोग कारक (आईयूआर) 92.45% था। अपने लॉन्च (2001) के बाद से, इसने 60 बिलियन kWh से अधिक बिजली उत्पन्न की है।

स्मोलेंस्क एनपीपी

स्मोलेंस्क क्षेत्र के डेस्नोगोर्स्क शहर के पास स्थित है। स्टेशन में RBMK-1000 प्रकार के रिएक्टरों के साथ तीन बिजली इकाइयाँ शामिल हैं, जिन्हें 1982, 1985 और 1990 में परिचालन में लाया गया था।

प्रत्येक बिजली इकाई में शामिल हैं: 3200 मेगावाट की थर्मल पावर वाला एक रिएक्टर और 500 मेगावाट की विद्युत शक्ति वाले दो टर्बोजेनेरेटर।

अमेरिकी परमाणु ऊर्जा संयंत्र

60 मेगावाट की रेटेड क्षमता वाला शिपिंगपोर्ट परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1958 में पेंसिल्वेनिया में खोला गया। 1965 के बाद, पूरे संयुक्त राज्य अमेरिका में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का गहन निर्माण हुआ।

ग्रह पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र में पहली गंभीर दुर्घटना से पहले, अमेरिका के अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1965 के बाद के 15 वर्षों में बनाए गए थे।

अगर चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में हुई दुर्घटना को पहली दुर्घटना के रूप में याद किया जाता है, तो ऐसा नहीं है।

दुर्घटना का कारण रिएक्टर शीतलन प्रणाली में अनियमितताएं और संचालन कर्मियों द्वारा कई त्रुटियां थीं। परिणामस्वरूप, परमाणु ईंधन पिघल गया। दुर्घटना के परिणामों को ख़त्म करने में लगभग एक अरब डॉलर लगे; परिसमापन प्रक्रिया में 14 साल लग गए।

दुर्घटना के बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका की सरकार ने राज्य में सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के लिए सुरक्षा शर्तों को समायोजित किया।

इसके परिणामस्वरूप निर्माण अवधि जारी रही और "शांतिपूर्ण परमाणु" सुविधाओं की कीमत में उल्लेखनीय वृद्धि हुई। ऐसे परिवर्तनों ने संयुक्त राज्य अमेरिका में सामान्य उद्योग के विकास को धीमा कर दिया।

बीसवीं सदी के अंत में, संयुक्त राज्य अमेरिका में 104 ऑपरेटिंग रिएक्टर थे। आज संयुक्त राज्य अमेरिका परमाणु रिएक्टरों की संख्या के मामले में पृथ्वी पर पहले स्थान पर है।

21वीं सदी की शुरुआत के बाद से, 2013 से अमेरिका में चार रिएक्टर बंद कर दिए गए हैं, और चार पर निर्माण शुरू हो गया है।

वास्तव में, आज संयुक्त राज्य अमेरिका में 62 परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में 100 रिएक्टर काम कर रहे हैं, जो राज्य में सभी ऊर्जा का 20% उत्पादन करते हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका में निर्मित अंतिम रिएक्टर 1996 में वाट्स बार पावर प्लांट में ऑनलाइन आया था।

अमेरिकी अधिकारियों ने 2001 में नई ऊर्जा नीति दिशानिर्देश अपनाए। इसमें अधिक उपयुक्त दक्षता कारक के साथ नए प्रकार के रिएक्टरों के विकास और खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के लिए नए विकल्पों के माध्यम से परमाणु ऊर्जा के विकास का वेक्टर शामिल है।

2020 तक की योजनाओं में 50,000 मेगावाट की कुल क्षमता वाले कई दर्जन नए परमाणु रिएक्टरों का निर्माण शामिल था। इसके अलावा, मौजूदा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की क्षमता में लगभग 10,000 मेगावाट की वृद्धि हासिल करना है।

संयुक्त राज्य अमेरिका विश्व में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या में अग्रणी है

इस कार्यक्रम के कार्यान्वयन के लिए धन्यवाद, 2013 में अमेरिका में चार नए रिएक्टरों का निर्माण शुरू हुआ - जिनमें से दो वोग्टल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, और अन्य दो वीसी समर में।

ये चार रिएक्टर नवीनतम प्रकार के हैं - AP-1000, जो वेस्टिंगहाउस द्वारा निर्मित हैं।

परमाणु ऊर्जा प्लांट

परमाणु ऊर्जा प्लांट

(एनपीपी), एक बिजली संयंत्र जिसमें परमाणु को बिजली में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है परमाणु भट्टी, जिसमें कुछ भारी तत्वों के नाभिकों के विखंडन की नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है। इस मामले में जारी गर्मी, एक नियम के रूप में, पारंपरिक की तरह ही विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है थर्मल पावर प्लांट(टीईएस)। परमाणु रिएक्टर चल रहा है परमाणु ईंधन,मुख्य रूप से यूरेनियम-235, यूरेनियम-233 और प्लूटोनियम-239 पर। जब 1 ग्राम यूरेनियम या प्लूटोनियम आइसोटोप को विभाजित किया जाता है, तो 22.5 हजार kWh ऊर्जा निकलती है, जो लगभग 3 टन मानक ईंधन के दहन के बराबर होती है।

5 मेगावाट की क्षमता वाला दुनिया का पहला पायलट-औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1954 में रूस के ओबनिंस्क में बनाया गया था। विदेश में, 46 मेगावाट की क्षमता वाला पहला औद्योगिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1956 में काल्डर हॉल (ग्रेट ब्रिटेन) में परिचालन में लाया गया था। के कोन. 20 वीं सदी सेंट ने दुनिया में अभिनय किया। लगभग कुल विद्युत शक्ति वाले 430 परमाणु ऊर्जा रिएक्टर। 370 हजार मेगावाट (रूस सहित - 21.3 हजार मेगावाट)। इनमें से लगभग एक तिहाई रिएक्टर संयुक्त राज्य अमेरिका में संचालित होते हैं; जापान, जर्मनी, कनाडा, स्वीडन, रूस, फ्रांस, आदि में प्रत्येक के पास 10 से अधिक रिएक्टर हैं; एकल परमाणु रिएक्टर - कई अन्य देश (पाकिस्तान, भारत, इज़राइल, आदि)। परमाणु ऊर्जा संयंत्र लगभग उत्पादन करता है। दुनिया में उत्पादित कुल बिजली का 15%।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के तेजी से विकास का मुख्य कारण जीवाश्म ईंधन का सीमित भंडार, परिवहन, औद्योगिक और नगरपालिका जरूरतों के लिए तेल और गैस की खपत में वृद्धि, साथ ही गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की बढ़ती कीमतें हैं। अधिकांश परिचालन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर होते हैं: पानी से ठंडा (न्यूट्रॉन मॉडरेटर और शीतलक के रूप में साधारण पानी के साथ); ग्रेफाइट-पानी (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - पानी); ग्रेफाइट-गैस (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - गैस); भारी पानी (मॉडरेटर - भारी पानी, शीतलक - साधारण पानी)। रूस में वे ch का निर्माण कर रहे हैं। गिरफ्तार. ग्रेफाइट-जल और जल-जल रिएक्टर; अमेरिकी परमाणु ऊर्जा संयंत्र मुख्य रूप से इंग्लैंड में जल-जल रिएक्टरों का उपयोग करते हैं, कनाडा में ग्रेफाइट-गैस रिएक्टर, भारी जल रिएक्टरों वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का प्रभुत्व है; परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता जीवाश्म ईंधन का उपयोग करने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की दक्षता से कुछ हद तक कम है; एक दबावयुक्त जल रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्र की समग्र दक्षता लगभग है। 33%, और भारी जल रिएक्टर के साथ - लगभग। 29%. हालाँकि, रिएक्टर में अत्यधिक गर्म भाप वाले ग्रेफाइट जल रिएक्टरों की दक्षता 40% तक होती है, जो थर्मल पावर प्लांटों की दक्षता के बराबर है। लेकिन एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, अनिवार्य रूप से, परिवहन समस्याएं नहीं होती हैं: उदाहरण के लिए, 1000 मेगावाट की क्षमता वाला एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र प्रति वर्ष केवल 100 टन परमाणु ईंधन की खपत करता है, और उसी क्षमता का एक थर्मल ऊर्जा संयंत्र लगभग खपत करता है। 4 मिलियन टन कोयला. थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों का सबसे बड़ा नुकसान प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करने की बहुत कम दक्षता है - लगभग। 1 % तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों में यूरेनियम की उपयोग दर बहुत अधिक है - 60-70% तक। यह बहुत कम यूरेनियम सामग्री, यहां तक ​​कि समुद्री जल के साथ विखंडनीय सामग्रियों के उपयोग की अनुमति देता है। हालाँकि, तेज़ रिएक्टरों को बड़ी मात्रा में विखंडनीय प्लूटोनियम की आवश्यकता होती है, जो खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्संसाधन के दौरान जले हुए ईंधन तत्वों से पुनर्प्राप्त किया जाता है, जो काफी महंगा और जटिल है।

सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर हीट एक्सचेंजर्स से सुसज्जित हैं; शीतलक परिसंचरण के लिए पंप या गैस उड़ाने वाली इकाइयाँ; परिसंचरण सर्किट की पाइपलाइन और फिटिंग; परमाणु ईंधन पुनः लोड करने के लिए उपकरण; विशेष वेंटिलेशन सिस्टम, आपातकालीन अलार्म सिस्टम इत्यादि। यह उपकरण, एक नियम के रूप में, जैविक सुरक्षा द्वारा परमाणु ऊर्जा संयंत्र के अन्य कमरों से अलग किए गए डिब्बों में स्थित है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र टरबाइन कक्ष के उपकरण लगभग भाप टरबाइन थर्मल पावर प्लांट के उपकरण से मेल खाते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के आर्थिक संकेतक रिएक्टर और अन्य बिजली उपकरणों की दक्षता, वर्ष के लिए स्थापित क्षमता उपयोग कारक, रिएक्टर कोर की ऊर्जा तीव्रता आदि पर निर्भर करते हैं। उत्पन्न लागत में ईंधन घटक का हिस्सा परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बिजली केवल 30-40% (थर्मल पावर संयंत्रों में 60-70%) होती है। बिजली पैदा करने के साथ-साथ, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग पानी के अलवणीकरण (कजाकिस्तान में शेवचेंको एनपीपी) के लिए भी किया जाता है।

विश्वकोश "प्रौद्योगिकी"। - एम.: रोसमैन. 2006 .

समानार्थी शब्द:

देखें अन्य शब्दकोशों में "परमाणु ऊर्जा संयंत्र" क्या है:

एक विद्युत संयंत्र जिसमें परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ऊर्जा जनरेटर एक परमाणु रिएक्टर है। समानार्थक शब्द: परमाणु ऊर्जा संयंत्र यह भी देखें: परमाणु ऊर्जा संयंत्र बिजली संयंत्र परमाणु रिएक्टर वित्तीय शब्दकोश... ... वित्तीय शब्दकोश

- (एनपीपी) बिजली संयंत्र जहां परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, परमाणु रिएक्टर में निकलने वाली गर्मी का उपयोग पानी की भाप बनाने के लिए किया जाता है जो टरबाइन जनरेटर को घुमाता है। 5 मेगावाट की क्षमता वाला विश्व का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र था... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

एक बिजली संयंत्र जिसमें परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जहां परमाणु नाभिक के विखंडन के कारण परमाणु रिएक्टर में जारी गर्मी का उपयोग पानी की भाप का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो टर्बोजेनरेटर को घुमाता है। एडवर्ड. शब्दकोष… … आपातकालीन स्थितियों का शब्दकोश

परमाणु ऊर्जा प्लांट- एक बिजली संयंत्र जो परमाणु नाभिक की विखंडन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा या विद्युत ऊर्जा और गर्मी में परिवर्तित करता है। [गोस्ट 19431 84] विषय सामान्य रूप से परमाणु ऊर्जा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के पर्यायवाची एन परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु ऊर्जा स्टेशनएनजीएसएनपीजीएसएनपीपीएनपीएसपरमाणु... ... तकनीकी अनुवादक मार्गदर्शिका

परमाणु ऊर्जा प्लांट- एक बिजली संयंत्र जहां परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। Syn.: परमाणु ऊर्जा संयंत्र... भूगोल का शब्दकोश

- (एनपीपी) परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र है जिसे बिजली उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया है। परमाणु ऊर्जा शर्तें. रोसेनरगोएटम कंसर्न, 2010 ... परमाणु ऊर्जा शर्तें

संज्ञा, पर्यायवाची शब्दों की संख्या: 4 परमाणु विशाल (4) परमाणु ऊर्जा संयंत्र (6) शांतिपूर्ण परमाणु (4) ... पर्यायवाची शब्दकोष

यह भी देखें: दुनिया में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सूची, परमाणु ऊर्जा संयंत्र वाले देश... विकिपीडिया

- (एनपीपी) एक बिजली संयंत्र जिसमें परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में ऊर्जा जनरेटर एक परमाणु रिएक्टर है (परमाणु रिएक्टर देखें)। विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप रिएक्टर में निकलने वाली गर्मी... ... महान सोवियत विश्वकोश

- (एनपीपी), एक बिजली संयंत्र जहां परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, परमाणु रिएक्टर में उत्पन्न गर्मी का उपयोग पानी की भाप बनाने के लिए किया जाता है, जो टरबाइन जनरेटर को घुमाता है। संरचना में परमाणु ईंधन के रूप में... ... भौगोलिक विश्वकोश

- (एनपीपी) बिजली संयंत्र, जिसमें परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, मुख्य रूप से कुछ भारी तत्वों के नाभिक के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप परमाणु रिएक्टर में जारी गर्मी 233यू, 235यू, 239पीयू, में परिवर्तित... ... बिग इनसाइक्लोपीडिक पॉलिटेक्निक डिक्शनरी

पुस्तकें

• एक बिल्डर, ए.एन. कोमारोव्स्की के नोट्स, समाजवादी श्रम के नायक के संस्मरण, लेनिन और राज्य पुरस्कारों के विजेता, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, कर्नल जनरल-इंजीनियर अलेक्जेंडर निकोलाइविच कोमारोव्स्की... श्रेणी: शहरी नियोजन और वास्तुकलाप्रकाशक:

दुनिया की सालाना बिजली उत्पादन का 10.7% परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से आता है। थर्मल पावर प्लांट और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशनों के साथ, वे मानवता को प्रकाश और गर्मी प्रदान करने, उन्हें विद्युत उपकरणों का उपयोग करने की अनुमति देने और हमारे जीवन को अधिक सुविधाजनक और सरल बनाने के लिए काम करते हैं। ऐसा ही होता है कि आज "परमाणु ऊर्जा संयंत्र" शब्द वैश्विक आपदाओं और विस्फोटों से जुड़े हुए हैं। आम लोगों को परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन और इसकी संरचना के बारे में थोड़ी सी भी जानकारी नहीं है, लेकिन यहां तक ​​कि सबसे अज्ञानी लोगों ने भी चेरनोबिल और फुकुशिमा में हुई घटनाओं के बारे में सुना है और भयभीत हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? वे कैसे काम करते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र कितने खतरनाक हैं? अफवाहों और मिथकों पर विश्वास न करें, आइए जानें!

16 जुलाई, 1945 को संयुक्त राज्य अमेरिका में एक सैन्य परीक्षण स्थल पर पहली बार यूरेनियम नाभिक से ऊर्जा निकाली गई थी। परमाणु बम का शक्तिशाली विस्फोट, जिससे बड़ी संख्या में लोग हताहत हुए, बिजली के एक आधुनिक और बिल्कुल शांतिपूर्ण स्रोत का प्रोटोटाइप बन गया।

परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके पहली बार बिजली का उत्पादन 20 दिसंबर, 1951 को संयुक्त राज्य अमेरिका के इडाहो राज्य में किया गया था। इसकी कार्यक्षमता की जांच करने के लिए, जनरेटर को 4 तापदीप्त लैंपों से जोड़ा गया, सभी के लिए अप्रत्याशित रूप से लैंप जल उठे; उसी क्षण से, मानवता ने बिजली उत्पादन के लिए परमाणु रिएक्टर की ऊर्जा का उपयोग करना शुरू कर दिया।

दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1954 में यूएसएसआर के ओबनिंस्क में लॉन्च किया गया था। इसकी शक्ति केवल 5 मेगावाट थी।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक परमाणु संस्थापन है जो परमाणु रिएक्टर का उपयोग करके ऊर्जा का उत्पादन करता है। एक परमाणु रिएक्टर परमाणु ईंधन, अधिकतर यूरेनियम, पर चलता है।

परमाणु स्थापना का संचालन सिद्धांत यूरेनियम न्यूट्रॉन की विखंडन प्रतिक्रिया पर आधारित हैजो आपस में टकराकर नये न्यूट्रॉनों में विभाजित हो जाते हैं, जो आगे चलकर टकराते भी हैं और विखंडन भी करते हैं। इस प्रतिक्रिया को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है, और यह परमाणु ऊर्जा का आधार है। इस पूरी प्रक्रिया से गर्मी पैदा होती है, जो पानी को चिलचिलाती गर्म अवस्था (320 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म कर देती है। फिर पानी भाप में बदल जाता है, भाप टरबाइन को घुमाती है, यह एक विद्युत जनरेटर चलाती है, जिससे बिजली पैदा होती है।

आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण तीव्र गति से किया जा रहा है। दुनिया में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संख्या में वृद्धि का मुख्य कारण जैविक ईंधन के सीमित भंडार हैं, सीधे शब्दों में कहें तो गैस और तेल के भंडार खत्म हो रहे हैं, औद्योगिक और नगरपालिका जरूरतों के लिए इनकी आवश्यकता है, और यूरेनियम और प्लूटोनियम भी हैं; परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन के रूप में कार्य करते हैं, इनकी आवश्यकता कम मात्रा में होती है; इनके भंडार अभी भी पर्याप्त हैं;

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? यह सिर्फ बिजली और गर्मी नहीं है। बिजली पैदा करने के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग पानी के अलवणीकरण के लिए भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, कजाकिस्तान में ऐसा एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में किस ईंधन का उपयोग किया जाता है?

व्यवहार में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु बिजली पैदा करने में सक्षम कई पदार्थों का उपयोग कर सकते हैं; आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के ईंधन यूरेनियम, थोरियम और प्लूटोनियम हैं।

वर्तमान में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में थोरियम ईंधन का उपयोग नहीं किया जाता है,क्योंकि इसे ईंधन तत्वों, या संक्षेप में ईंधन छड़ों में परिवर्तित करना अधिक कठिन है।

ईंधन की छड़ें धातु की ट्यूब होती हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर के अंदर रखा जाता है।ईंधन की छड़ों के अंदर रेडियोधर्मी पदार्थ होते हैं। इन ट्यूबों को परमाणु ईंधन भंडारण सुविधाएं कहा जा सकता है। थोरियम के दुर्लभ उपयोग का दूसरा कारण परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग के बाद इसका जटिल और महंगा प्रसंस्करण है।

प्लूटोनियम ईंधन का उपयोग परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग में भी नहीं किया जाता है, क्योंकि इस पदार्थ की एक बहुत ही जटिल रासायनिक संरचना है, जिसका वे अभी भी सही तरीके से उपयोग करना नहीं सीख पाए हैं।

यूरेनियम ईंधन

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में ऊर्जा उत्पन्न करने वाला मुख्य पदार्थ यूरेनियम है।आज यूरेनियम का खनन तीन तरीकों से किया जाता है: खुले गड्ढे, बंद खदानें, और भूमिगत लीचिंग, ड्रिलिंग खदानों द्वारा। अंतिम विधि विशेष रूप से दिलचस्प है. लीचिंग द्वारा यूरेनियम निकालने के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड का घोल भूमिगत कुओं में डाला जाता है, इसे यूरेनियम से संतृप्त किया जाता है और वापस पंप किया जाता है।

विश्व में यूरेनियम के सबसे बड़े भंडार ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान, रूस और कनाडा में स्थित हैं। सबसे समृद्ध जमा कनाडा, ज़ैरे, फ्रांस और चेक गणराज्य में हैं। इन देशों में एक टन अयस्क से 22 किलोग्राम तक यूरेनियम कच्चा माल प्राप्त होता है। तुलना के लिए, रूस में एक टन अयस्क से डेढ़ किलोग्राम से थोड़ा अधिक यूरेनियम प्राप्त होता है।

यूरेनियम खनन स्थल गैर-रेडियोधर्मी हैं। अपने शुद्ध रूप में, यह पदार्थ मनुष्यों के लिए बहुत कम खतरा है; रेडियोधर्मी रंगहीन गैस रेडॉन, जो यूरेनियम के प्राकृतिक क्षय के दौरान बनता है, एक बहुत बड़ा खतरा है।

यूरेनियम का उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में अयस्क के रूप में नहीं किया जा सकता है; यह कोई प्रतिक्रिया उत्पन्न नहीं कर सकता है। सबसे पहले, यूरेनियम कच्चे माल को पाउडर - यूरेनियम ऑक्साइड में संसाधित किया जाता है, और उसके बाद ही यह यूरेनियम ईंधन बन जाता है। यूरेनियम पाउडर को धातु की "गोलियों" में बदल दिया जाता है - इसे छोटे साफ फ्लास्क में दबाया जाता है, जिन्हें 1500 डिग्री सेल्सियस से अधिक के अत्यधिक उच्च तापमान पर 24 घंटे तक जलाया जाता है। ये यूरेनियम छर्रे हैं जो परमाणु रिएक्टरों में प्रवेश करते हैं, जहां वे एक-दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं और अंततः लोगों को बिजली प्रदान करते हैं।
एक परमाणु रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रे एक साथ काम कर रहे हैं।
बेशक, यूरेनियम छर्रों को केवल रिएक्टर में नहीं फेंका जाता है। उन्हें जिरकोनियम मिश्र धातु - ईंधन छड़ों से बने धातु ट्यूबों में रखा जाता है, ट्यूब एक दूसरे से बंडलों में जुड़े होते हैं और ईंधन असेंबलियों - ईंधन असेंबलियों का निर्माण करते हैं। यह एफए है ​​जिसे उचित रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन कहा जा सकता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र ईंधन पुनर्संसाधन

लगभग एक वर्ष के उपयोग के बाद, परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम को बदलने की आवश्यकता होती है। ईंधन तत्वों को कई वर्षों तक ठंडा किया जाता है और काटने और विघटित करने के लिए भेजा जाता है। रासायनिक निष्कर्षण के परिणामस्वरूप, यूरेनियम और प्लूटोनियम निकलते हैं, जिनका पुन: उपयोग किया जाता है और ताजा परमाणु ईंधन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

यूरेनियम और प्लूटोनियम के क्षय उत्पादों का उपयोग आयनीकरण विकिरण के स्रोतों के निर्माण के लिए किया जाता है। इनका उपयोग चिकित्सा और उद्योग में किया जाता है।

इन जोड़तोड़ों के बाद जो कुछ बचता है उसे गर्म भट्टी में भेज दिया जाता है और अवशेषों से कांच बनाया जाता है, जिसे बाद में विशेष भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत किया जाता है। कांच क्यों? पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाले रेडियोधर्मी तत्वों के अवशेषों को हटाना बहुत मुश्किल होगा।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र समाचार - रेडियोधर्मी कचरे के निपटान की एक नई विधि हाल ही में सामने आई है। तथाकथित तेज़ परमाणु रिएक्टर या तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर बनाए गए हैं, जो पुनर्नवीनीकरण परमाणु ईंधन अवशेषों पर काम करते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, परमाणु ईंधन के अवशेष, जो वर्तमान में भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत हैं, 200 वर्षों तक तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों के लिए ईंधन प्रदान करने में सक्षम हैं।

इसके अलावा, नए तेज़ रिएक्टर यूरेनियम ईंधन पर काम कर सकते हैं, जो 238 यूरेनियम से बना है, इस पदार्थ का उपयोग पारंपरिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में नहीं किया जाता है; आज के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए 235 और 233 यूरेनियम को संसाधित करना आसान है, जिनमें से प्रकृति में बहुत कम बचा है। इस प्रकार, नए रिएक्टर 238 यूरेनियम के विशाल भंडार का उपयोग करने का अवसर हैं, जिसका उपयोग पहले किसी ने नहीं किया था।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे बनाया जाता है?

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? भूरे रंग की इमारतों का यह ढेर क्या है जिसे हममें से अधिकांश ने केवल टीवी पर देखा है? ये संरचनाएँ कितनी टिकाऊ और सुरक्षित हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संरचना क्या है? किसी भी परमाणु ऊर्जा संयंत्र के केंद्र में रिएक्टर भवन होता है, उसके बगल में टरबाइन कक्ष और सुरक्षा भवन होता है।

यह जानना महत्वपूर्ण है:

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण रेडियोधर्मी पदार्थों के साथ काम करने वाली सुविधाओं के लिए नियमों, विनियमों और सुरक्षा आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है। परमाणु स्टेशन राज्य की एक पूर्ण रणनीतिक वस्तु है। इसलिए, रिएक्टर भवन में दीवारों और प्रबलित कंक्रीट सुदृढीकरण संरचनाओं की मोटाई मानक संरचनाओं की तुलना में कई गुना अधिक है। इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का परिसर 8 तीव्रता के भूकंप, बवंडर, सुनामी, बवंडर और हवाई जहाज दुर्घटनाओं का सामना कर सकता है।

रिएक्टर भवन को एक गुंबद से सजाया गया है, जो आंतरिक और बाहरी कंक्रीट की दीवारों से सुरक्षित है। आंतरिक कंक्रीट की दीवार एक स्टील शीट से ढकी हुई है, जो दुर्घटना की स्थिति में एक बंद वायु स्थान बनाएगी और रेडियोधर्मी पदार्थों को हवा में नहीं छोड़ेगी।

प्रत्येक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का अपना शीतलन पूल होता है। यूरेनियम की गोलियाँ जो पहले ही अपना उपयोगी जीवन पूरा कर चुकी हैं उन्हें वहां रखा गया है। रिएक्टर से यूरेनियम ईंधन हटा दिए जाने के बाद, यह अत्यधिक रेडियोधर्मी रहता है, जिससे ईंधन छड़ों के अंदर प्रतिक्रियाएं होना बंद हो जाती हैं, इसमें 3 से 10 साल लग सकते हैं (रिएक्टर के डिजाइन के आधार पर जिसमें ईंधन स्थित था)। कूलिंग पूल में, यूरेनियम कण ठंडे हो जाते हैं और उनके अंदर प्रतिक्रियाएँ होना बंद हो जाती हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का तकनीकी आरेख, या सीधे शब्दों में कहें तो परमाणु ऊर्जा संयंत्र का डिज़ाइन आरेख कई प्रकार का होता है, साथ ही परमाणु ऊर्जा संयंत्र की विशेषताएं और परमाणु ऊर्जा संयंत्र का थर्मल आरेख, यह प्रकार पर निर्भर करता है परमाणु रिएक्टर का उपयोग बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में किया जाता है।

तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र

हम पहले से ही जानते हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है, लेकिन रूसी वैज्ञानिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र लेने और इसे मोबाइल बनाने का विचार लेकर आए। आज तक, परियोजना लगभग पूरी हो चुकी है। इस डिज़ाइन को तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र कहा गया। योजना के अनुसार, तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र दो लाख लोगों तक की आबादी वाले शहर को बिजली प्रदान करने में सक्षम होगा। इसका मुख्य लाभ समुद्र के रास्ते चलने की क्षमता है। संचलन में सक्षम परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण वर्तमान में केवल रूस में चल रहा है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र समाचार दुनिया के पहले तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र का आसन्न प्रक्षेपण है, जिसे रूस के चुकोटका स्वायत्त ऑक्रग में स्थित बंदरगाह शहर पेवेक को ऊर्जा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पहले तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र को "अकादमिक लोमोनोसोव" कहा जाता है, एक मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्र सेंट पीटर्सबर्ग में बनाया जा रहा है और इसे 2016 - 2019 में लॉन्च करने की योजना है। फ़्लोटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र की प्रस्तुति 2015 में हुई, तब बिल्डरों ने फ़्लोटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र के लिए लगभग तैयार परियोजना प्रस्तुत की।

तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र को समुद्र तक पहुंच वाले सबसे दूरदराज के शहरों में बिजली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अकादमिक लोमोनोसोव परमाणु रिएक्टर भूमि-आधारित परमाणु ऊर्जा संयंत्रों जितना शक्तिशाली नहीं है, लेकिन इसकी सेवा जीवन 40 साल है, जिसका अर्थ है कि छोटे पेवेक के निवासियों को लगभग आधी सदी तक बिजली की कमी का सामना नहीं करना पड़ेगा।

एक तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र का उपयोग न केवल गर्मी और बिजली के स्रोत के रूप में किया जा सकता है, बल्कि पानी के अलवणीकरण के लिए भी किया जा सकता है। गणना के अनुसार, यह प्रति दिन 40 से 240 क्यूबिक मीटर ताज़ा पानी का उत्पादन कर सकता है।
एक तैरते परमाणु ऊर्जा संयंत्र के पहले ब्लॉक की लागत साढ़े 16 अरब रूबल थी, जैसा कि हम देखते हैं, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण कोई सस्ता आनंद नहीं है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा

1986 में चेरनोबिल आपदा और 2011 में फुकुशिमा दुर्घटना के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्र शब्द लोगों में भय और घबराहट पैदा करते हैं। वास्तव में, आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र नवीनतम तकनीक से लैस हैं, विशेष सुरक्षा नियम विकसित किए गए हैं, और सामान्य तौर पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा में 3 स्तर होते हैं:

पहले स्तर पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का सामान्य संचालन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सुरक्षा काफी हद तक परमाणु संयंत्र के लिए सही स्थान, एक अच्छी तरह से बनाई गई डिजाइन और भवन के निर्माण के दौरान सभी शर्तों की पूर्ति पर निर्भर करती है। हर चीज़ को नियमों, सुरक्षा निर्देशों और योजनाओं का पालन करना चाहिए।

दूसरे स्तर पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र के सामान्य संचालन को आपातकालीन स्थिति में बदलने से रोकना महत्वपूर्ण है। इस उद्देश्य के लिए, विशेष उपकरण हैं जो रिएक्टरों में तापमान और दबाव की निगरानी करते हैं और रीडिंग में मामूली बदलाव की रिपोर्ट करते हैं।

यदि सुरक्षा का पहला और दूसरा स्तर काम नहीं करता है, तो तीसरे का उपयोग किया जाता है - आपातकालीन स्थिति पर सीधी प्रतिक्रिया। सेंसर दुर्घटना का पता लगाते हैं और स्वयं उस पर प्रतिक्रिया करते हैं - रिएक्टर बंद हो जाते हैं, विकिरण स्रोत स्थानीयकृत हो जाते हैं, कोर ठंडा हो जाता है और दुर्घटना की सूचना मिल जाती है।

बेशक, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र को निर्माण चरण और संचालन चरण दोनों में सुरक्षा प्रणाली पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है। सख्त नियमों का पालन करने में विफलता के बहुत गंभीर परिणाम हो सकते हैं, लेकिन आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा की अधिकांश जिम्मेदारी कंप्यूटर सिस्टम पर आती है, और मानवीय कारक लगभग पूरी तरह से बाहर रखा गया है। आधुनिक मशीनों की उच्च सटीकता को ध्यान में रखते हुए, आप परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा के बारे में आश्वस्त हो सकते हैं।

विशेषज्ञ आश्वस्त करते हैं कि आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के स्थिर संचालन में या उनके निकट रहते हुए रेडियोधर्मी विकिरण की एक बड़ी खुराक प्राप्त करना असंभव है। यहां तक ​​कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कर्मचारी, जो, वैसे, हर दिन प्राप्त विकिरण के स्तर को मापते हैं, बड़े शहरों के सामान्य निवासियों की तुलना में अधिक विकिरण के संपर्क में नहीं आते हैं।

परमाणु रिएक्टर

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? यह मुख्य रूप से एक कार्यशील परमाणु रिएक्टर है। ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया इसके अंदर होती है। एफए को परमाणु रिएक्टर में रखा जाता है, जहां यूरेनियम न्यूट्रॉन एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जहां वे गर्मी को पानी में स्थानांतरित करते हैं, इत्यादि।

एक विशिष्ट रिएक्टर भवन के अंदर निम्नलिखित संरचनाएँ होती हैं: एक जल आपूर्ति स्रोत, एक पंप, एक जनरेटर, एक भाप टरबाइन, एक कंडेनसर, डिएरेटर, एक शोधक, एक वाल्व, एक हीट एक्सचेंजर, रिएक्टर स्वयं और एक दबाव नियामक।

रिएक्टर कई प्रकार के होते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि उपकरण में कौन सा पदार्थ मॉडरेटर और शीतलक के रूप में कार्य करता है। यह सबसे अधिक संभावना है कि एक आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर होंगे:

• जल-जल (न्यूट्रॉन मॉडरेटर और शीतलक दोनों के रूप में साधारण पानी के साथ);
• ग्रेफाइट-पानी (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - पानी);
• ग्रेफाइट-गैस (मॉडरेटर - ग्रेफाइट, शीतलक - गैस);
• भारी पानी (मॉडरेटर - भारी पानी, शीतलक - साधारण पानी)।

एनपीपी दक्षता और एनपीपी शक्ति

दबावयुक्त जल रिएक्टर वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्र (दक्षता कारक) की कुल दक्षता लगभग 33% है, ग्रेफाइट जल रिएक्टर के साथ - लगभग 40%, और भारी जल रिएक्टर - लगभग 29%। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की आर्थिक व्यवहार्यता परमाणु रिएक्टर की दक्षता, रिएक्टर कोर की ऊर्जा तीव्रता, प्रति वर्ष स्थापित क्षमता उपयोग कारक आदि पर निर्भर करती है।

एनपीपी समाचार - वैज्ञानिकों ने जल्द ही परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता को डेढ़ गुना यानी 50% तक बढ़ाने का वादा किया है। ऐसा तब होगा जब ईंधन असेंबलियाँ, या ईंधन असेंबलियाँ, जिन्हें सीधे परमाणु रिएक्टर में रखा जाता है, ज़िरकोनियम मिश्र धातुओं से नहीं, बल्कि एक मिश्रित से बनाई जाती हैं। आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की समस्या यह है कि ज़िरकोनियम पर्याप्त रूप से गर्मी प्रतिरोधी नहीं है, यह बहुत अधिक तापमान और दबाव का सामना नहीं कर सकता है, इसलिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता कम है, जबकि मिश्रित एक हजार डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान का सामना कर सकता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका, फ्रांस और रूस में यूरेनियम छर्रों के लिए एक शेल के रूप में मिश्रित का उपयोग करने पर प्रयोग किए जा रहे हैं। वैज्ञानिक सामग्री की ताकत बढ़ाने और उसे परमाणु ऊर्जा में शामिल करने पर काम कर रहे हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्र विश्व की विद्युत शक्ति हैं। दुनिया भर के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की कुल विद्युत क्षमता 392,082 मेगावाट है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र की विशेषताएँ मुख्य रूप से उसकी शक्ति पर निर्भर करती हैं। दुनिया का सबसे शक्तिशाली परमाणु ऊर्जा संयंत्र फ्रांस में स्थित है; सिवो एनपीपी (प्रत्येक इकाई) की क्षमता डेढ़ हजार मेगावाट (मेगावाट) से अधिक है। अन्य परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की बिजली मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (बिलिबिनो एनपीपी, रूस) में 12 मेगावाट से लेकर 1382 मेगावाट (फ्लानमैनविले परमाणु संयंत्र, फ्रांस) तक होती है। निर्माण चरण में 1650 मेगावाट की क्षमता वाला फ्लेमनविले ब्लॉक और 1400 मेगावाट की परमाणु ऊर्जा संयंत्र क्षमता के साथ दक्षिण कोरिया के शिन-कोरी परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं।

एनपीपी लागत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र, यह क्या है? यह बहुत सारा पैसा है. आज लोगों को बिजली पैदा करने के किसी भी साधन की आवश्यकता है। कमोबेश विकसित देशों में हर जगह जल, थर्मल और परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाए जा रहे हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण एक आसान प्रक्रिया नहीं है; इसके लिए बड़े व्यय और पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है, वित्तीय संसाधन राज्य के बजट से लिए जाते हैं;

परमाणु ऊर्जा संयंत्र की लागत में पूंजीगत लागत शामिल होती है - साइट की तैयारी, निर्माण, संचालन में उपकरण लगाने के लिए खर्च (पूंजीगत लागत की मात्रा निषेधात्मक है, उदाहरण के लिए, परमाणु ऊर्जा संयंत्र में एक भाप जनरेटर की लागत 9 मिलियन डॉलर से अधिक है)। इसके अलावा, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को परिचालन लागत की भी आवश्यकता होती है, जिसमें ईंधन की खरीद, इसके निपटान की लागत आदि शामिल होती है।

कई कारणों से, परमाणु ऊर्जा संयंत्र की आधिकारिक लागत आज केवल अनुमानित है, एक परमाणु ऊर्जा स्टेशन की लागत लगभग 21-25 बिलियन यूरो होगी। एक परमाणु इकाई को शुरू से बनाने में लगभग 8 मिलियन डॉलर की लागत आएगी। औसतन, एक स्टेशन के लिए पेबैक अवधि 28 वर्ष है, सेवा जीवन 40 वर्ष है। जैसा कि आप देख सकते हैं, परमाणु ऊर्जा संयंत्र काफी महंगी चीज़ हैं, लेकिन, जैसा कि हमने पाया, आपके और मेरे लिए अविश्वसनीय रूप से आवश्यक और उपयोगी हैं।

परमाणु ऊर्जा प्लांट(एनपीपी), एक बिजली संयंत्र जो भारी तत्वों (मुख्य रूप से) के नाभिक के विखंडन की नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप परमाणु रिएक्टर में जारी गर्मी का उपयोग करता है। $\ce(^(233)यू, ^(235)यू, ^(239)पु)$). में उत्पन्न ऊष्मा मुख्यपरमाणु रिएक्टर, प्रसारित होता है (सीधे या एक मध्यवर्ती के माध्यम से)। शीतलक) कार्यशील तरल पदार्थ (मुख्य रूप से पानी की भाप), जो टर्बोजेनरेटर के साथ भाप टरबाइन चलाता है।

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र, सिद्धांत रूप में, एक पारंपरिक का एक एनालॉग है ताप विद्युत संयंत्र(टीपीपी), जिसमें स्टीम बॉयलर भट्टी के बजाय परमाणु रिएक्टर का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, जबकि परमाणु और ताप विद्युत संयंत्रों की मूलभूत थर्मोडायनामिक योजनाएँ समान हैं, उनके बीच महत्वपूर्ण अंतर भी हैं। ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के पर्यावरणीय और आर्थिक लाभ मुख्य हैं: परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को ईंधन जलाने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है; वे व्यावहारिक रूप से सल्फर डाइऑक्साइड और अन्य गैसों से पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं; परमाणु ईंधन का कैलोरी मान काफी अधिक होता है (1 ग्राम यू या पु आइसोटोप के विखंडन से 22,500 kWh निकलता है, जो 3,000 किलोग्राम कोयले में निहित ऊर्जा के बराबर है), जो इसकी मात्रा और परिवहन और हैंडलिंग की लागत को तेजी से कम कर देता है; दुनिया के परमाणु ईंधन के ऊर्जा संसाधन हाइड्रोकार्बन ईंधन के प्राकृतिक भंडार से काफी अधिक हैं। इसके अलावा, ऊर्जा स्रोत के रूप में परमाणु रिएक्टरों (किसी भी प्रकार के) के उपयोग के लिए पारंपरिक थर्मल पावर प्लांटों में अपनाए गए थर्मल सर्किट में बदलाव और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संरचना में नए तत्वों की शुरूआत की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए। जैविक सुरक्षा (देखें विकिरण सुरक्षा), खर्च किए गए ईंधन पुनः लोडिंग सिस्टम, ईंधन होल्डिंग पूल, आदि। परमाणु रिएक्टर से भाप टरबाइनों में तापीय ऊर्जा का स्थानांतरण सीलबंद पाइपलाइनों के माध्यम से प्रसारित होने वाले शीतलक के माध्यम से किया जाता है, जो परिसंचरण पंपों के संयोजन में होता है, तथाकथित बनता है। रिएक्टर सर्किट या लूप। सामान्य और भारी पानी, जल वाष्प, तरल धातु, कार्बनिक तरल पदार्थ और कुछ गैसें (उदाहरण के लिए, हीलियम, कार्बन डाइऑक्साइड) का उपयोग शीतलक के रूप में किया जाता है। रेडियोधर्मिता के रिसाव से बचने के लिए वे सर्किट जिनके माध्यम से शीतलक प्रसारित होता है, हमेशा बंद रहते हैं; उनकी संख्या मुख्य रूप से परमाणु रिएक्टर के प्रकार, साथ ही कार्यशील तरल पदार्थ और शीतलक के गुणों से निर्धारित होती है;

सिंगल-सर्किट सर्किट वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में (चित्र। ए) शीतलक भी एक कार्यशील तरल पदार्थ है, संपूर्ण सर्किट रेडियोधर्मी है और इसलिए जैविक सुरक्षा से घिरा हुआ है। शीतलक के रूप में हीलियम जैसी अक्रिय गैस का उपयोग करते समय, जो कोर के न्यूट्रॉन क्षेत्र में सक्रिय नहीं होती है, जैविक परिरक्षण केवल परमाणु रिएक्टर के आसपास आवश्यक होता है, क्योंकि शीतलक रेडियोधर्मी नहीं होता है। शीतलक - कार्यशील तरल पदार्थ, रिएक्टर कोर में गर्म होता है, फिर टरबाइन में प्रवेश करता है, जहां इसकी तापीय ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में और फिर विद्युत जनरेटर में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। सबसे आम परमाणु रिएक्टरों वाले एकल-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं जिनमें शीतलक और न्यूट्रॉन मॉडरेटरपानी परोसता है. जब शीतलक को उबलने के लिए गर्म किया जाता है तो कार्यशील द्रव सीधे कोर में बनता है। ऐसे रिएक्टरों को उबलते पानी के रिएक्टर कहा जाता है; वैश्विक परमाणु ऊर्जा उद्योग में उन्हें BWR (उबलते पानी रिएक्टर) के रूप में नामित किया जाता है। जल शीतलक और ग्रेफाइट मॉडरेटर - आरबीएमके (हाई-पावर चैनल रिएक्टर) के साथ उबलते पानी के रिएक्टर रूस में व्यापक हो गए हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उच्च तापमान वाले गैस-कूल्ड रिएक्टरों (हीलियम शीतलक के साथ) - HTGR - का उपयोग आशाजनक माना जाता है। बंद गैस टरबाइन चक्र में संचालित एकल-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की दक्षता 45-50% से अधिक हो सकती है।

डबल-सर्किट सर्किट के साथ (चित्र। बी) कोर में गर्म किए गए प्राथमिक सर्किट शीतलक को भाप जनरेटर में स्थानांतरित किया जाता है ( उष्मा का आदान प्रदान करने वाला) दूसरे सर्किट में काम कर रहे तरल पदार्थ को थर्मल ऊर्जा, जिसके बाद इसे एक परिसंचरण पंप द्वारा कोर में वापस कर दिया जाता है। प्राथमिक शीतलक पानी, तरल धातु या गैस हो सकता है, और काम करने वाला तरल पदार्थ पानी है, जो भाप जनरेटर में जल वाष्प में बदल जाता है। प्राथमिक सर्किट रेडियोधर्मी है और जैविक परिरक्षण से घिरा हुआ है (उन मामलों को छोड़कर जहां एक अक्रिय गैस को शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है)। दूसरा सर्किट आमतौर पर विकिरण-सुरक्षित होता है, क्योंकि पहले सर्किट का कार्यशील तरल पदार्थ और शीतलक संपर्क में नहीं आते हैं। रिएक्टरों के साथ डबल-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्र सबसे व्यापक हैं जिनमें पानी प्राथमिक शीतलक और मॉडरेटर है, और जल वाष्प काम करने वाला तरल पदार्थ है। इस प्रकार के रिएक्टर को VVER - वाटर-कूल्ड पावर रिएक्टर के रूप में नामित किया गया है। रिएक्टर (पीडब्लूआर - पावर वॉटर रिएक्टर)। वीवीईआर के साथ एनपीपी की दक्षता 40% तक पहुंच जाती है। थर्मोडायनामिक दक्षता के संदर्भ में, ऐसे परमाणु ऊर्जा संयंत्र एचटीजीआर के साथ एकल-सर्किट परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से कमतर हैं यदि कोर से बाहर निकलने पर गैस शीतलक का तापमान 700 डिग्री सेल्सियस से अधिक है।

तीन-सर्किट थर्मल सर्किट (चित्र। वी) केवल उन मामलों में उपयोग किया जाता है जहां काम कर रहे तरल पदार्थ के साथ प्राथमिक (रेडियोधर्मी) सर्किट के शीतलक के संपर्क को पूरी तरह से समाप्त करना आवश्यक है; उदाहरण के लिए, जब कोर को तरल सोडियम से ठंडा किया जाता है, तो कार्यशील तरल पदार्थ (जल वाष्प) के साथ इसका संपर्क एक बड़ी दुर्घटना का कारण बन सकता है। शीतलक के रूप में तरल सोडियम का उपयोग केवल तेज़ न्यूट्रॉन परमाणु रिएक्टरों (एफबीआर - फास्ट ब्रीडर रिएक्टर) में किया जाता है। तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की ख़ासियत यह है कि, विद्युत और तापीय ऊर्जा के उत्पादन के साथ-साथ, वे थर्मल परमाणु रिएक्टरों में उपयोग के लिए उपयुक्त विखंडनीय आइसोटोप का पुनरुत्पादन करते हैं (देखें)। ब्रीडर रिएक्टर).

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के टर्बाइन आमतौर पर संतृप्त या थोड़े अत्यधिक गरम भाप पर काम करते हैं। अत्यधिक गर्म भाप पर चलने वाले टर्बाइनों का उपयोग करते समय, तापमान और दबाव बढ़ाने के लिए संतृप्त भाप को रिएक्टर कोर (विशेष चैनलों के माध्यम से) या एक विशेष हीट एक्सचेंजर - हाइड्रोकार्बन ईंधन पर चलने वाले भाप सुपरहीटर - के माध्यम से पारित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र चक्र की थर्मोडायनामिक दक्षता जितनी अधिक होती है, शीतलक और कार्यशील तरल पदार्थ के पैरामीटर उतने ही अधिक होते हैं, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र के शीतलन सर्किट में उपयोग की जाने वाली संरचनात्मक सामग्रियों की तकनीकी क्षमताओं और गुणों द्वारा निर्धारित होते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, शीतलक की सफाई पर बहुत ध्यान दिया जाता है, क्योंकि इसमें मौजूद प्राकृतिक अशुद्धियाँ, साथ ही उपकरण और पाइपलाइनों के संचालन के दौरान जमा होने वाले संक्षारण उत्पाद रेडियोधर्मिता के स्रोत हैं। शीतलक की शुद्धता की डिग्री काफी हद तक परमाणु ऊर्जा संयंत्र के परिसर में विकिरण की स्थिति के स्तर को निर्धारित करती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र लगभग हमेशा ऊर्जा उपभोक्ताओं के पास बनाए जाते हैं, क्योंकि थर्मल ऊर्जा संयंत्रों के लिए हाइड्रोकार्बन ईंधन के विपरीत, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में परमाणु ईंधन के परिवहन की लागत का उत्पन्न ऊर्जा की लागत पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है (आमतौर पर बिजली रिएक्टरों में परमाणु ईंधन को प्रतिस्थापित किया जाता है) हर कुछ वर्षों में एक बार नए के साथ), और लंबी दूरी पर विद्युत और तापीय ऊर्जा दोनों के संचरण से उनकी लागत काफी बढ़ जाती है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र निकटतम आबादी वाले क्षेत्र के निचले हिस्से में बनाया गया है; इसके चारों ओर एक स्वच्छता संरक्षण क्षेत्र और एक अवलोकन क्षेत्र बनाया गया है, जहां आबादी को रहने की अनुमति नहीं है। पर्यावरण की निरंतर निगरानी के लिए नियंत्रण और माप उपकरण को अवलोकन क्षेत्र में रखा गया है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र आधार है परमाणु शक्ति. उनका मुख्य उद्देश्य बिजली का उत्पादन (संघनक-प्रकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्र) या बिजली और गर्मी का संयुक्त उत्पादन (परमाणु संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र - एनसीएचपीपी) है। एटीपीपी पर, टर्बाइनों में समाप्त होने वाली भाप का कुछ हिस्सा तथाकथित में छोड़ दिया जाता है। बंद हीटिंग नेटवर्क में प्रसारित होने वाले पानी को गर्म करने के लिए नेटवर्क हीट एक्सचेंजर्स। कुछ मामलों में, परमाणु रिएक्टरों की तापीय ऊर्जा का उपयोग केवल जिला तापन आवश्यकताओं (परमाणु ताप आपूर्ति संयंत्र - एएसटी) के लिए किया जा सकता है। इस मामले में, पहले और दूसरे सर्किट के हीट एक्सचेंजर्स से गर्म पानी नेटवर्क हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करता है, जहां यह गर्मी को नेटवर्क पानी में स्थानांतरित करता है और फिर सर्किट में वापस आ जाता है।

पारंपरिक थर्मल पावर प्लांटों की तुलना में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के फायदों में से एक उनकी उच्च पर्यावरण मित्रता है, जिसे योग्य होने पर बनाए रखा जाता है। परमाणु रिएक्टरों का संचालन. परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (ईंधन आवरण, परमाणु रिएक्टर पोत, आदि) के लिए मौजूदा विकिरण सुरक्षा बाधाएं रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों के साथ शीतलक के संदूषण को रोकती हैं। सबसे गंभीर दुर्घटना की स्थिति में रेडियोधर्मी सामग्री को पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकने के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र के रिएक्टर हॉल के ऊपर एक सुरक्षात्मक आवरण (कंटेनमेंट) बनाया जाता है - प्राथमिक सर्किट का अवसादन, कोर का पिघलना। एनपीपी कर्मियों के प्रशिक्षण में सामान्य और आपातकालीन दोनों स्थितियों में कार्रवाई का अभ्यास करने के लिए विशेष सिमुलेटर (एनपीपी सिम्युलेटर) पर प्रशिक्षण शामिल है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में कई सेवाएँ होती हैं जो संयंत्र के सामान्य कामकाज और उसके कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित करती हैं (उदाहरण के लिए, विकिरण निगरानी, ​​स्वच्छता और स्वास्थ्यकर आवश्यकताओं को सुनिश्चित करना, आदि)। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के क्षेत्र में, इसके संचालन के दौरान उत्पन्न तरल और ठोस रेडियोधर्मी कचरे के लिए, ताजा और खर्च किए गए परमाणु ईंधन के लिए अस्थायी भंडारण सुविधाएं बनाई जाती हैं। यह सब इस तथ्य की ओर ले जाता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र में स्थापित किलोवाट बिजली की लागत थर्मल पावर प्लांट में किलोवाट की लागत से 30% अधिक है। हालाँकि, उपभोक्ता को आपूर्ति की जाने वाली परमाणु ऊर्जा संयंत्र में उत्पन्न ऊर्जा की लागत ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में कम है, क्योंकि इस लागत में ईंधन घटक की हिस्सेदारी बहुत कम है। उनकी उच्च दक्षता और बिजली विनियमन सुविधाओं के कारण, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग आमतौर पर बुनियादी मोड में किया जाता है, जबकि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का स्थापित क्षमता उपयोग कारक 80% से अधिक हो सकता है। जैसे-जैसे क्षेत्र के समग्र ऊर्जा संतुलन में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की हिस्सेदारी बढ़ती है, वे लचीले मोड में भी काम कर सकते हैं (स्थानीय ऊर्जा प्रणाली में लोड असमानता को कवर करने के लिए)। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की ईंधन बदले बिना लंबे समय तक काम करने की क्षमता उन्हें दूरदराज के क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देती है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकसित किए गए हैं जिनके उपकरण लेआउट जहाज पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में लागू सिद्धांतों पर आधारित हैं। संस्थापन (परमाणु-संचालित आइसब्रेकर देखें)। ऐसे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को, उदाहरण के लिए, एक बजरे पर रखा जा सकता है। एचटीजीआर के साथ आशाजनक परमाणु ऊर्जा संयंत्र वे हैं जो कोयले और शेल के गैसीकरण के दौरान और सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन ईंधन के उत्पादन में धातुकर्म, रासायनिक और तेल उत्पादन में तकनीकी प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए थर्मल ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र का परिचालन जीवन 25-30 वर्ष है। किसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र को बंद करना, रिएक्टर को नष्ट करना और उसकी साइट को "हरित लॉन" की स्थिति में पुनः स्थापित करना एक जटिल और महंगी संगठनात्मक और तकनीकी घटना है, जो प्रत्येक विशिष्ट मामले में विकसित योजनाओं के अनुसार की जाती है।

5000 किलोवाट की क्षमता वाला दुनिया का पहला ऑपरेटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1954 में रूस के ओबनिंस्क में लॉन्च किया गया था। 1956 में, यूके में काल्डर हॉल परमाणु ऊर्जा संयंत्र (46 मेगावाट) परिचालन में आया, और 1957 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में शिपिंगपोर्ट परमाणु ऊर्जा संयंत्र (60 मेगावाट)। 1974 में, दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र, बिलिबिंस्काया (चुकोटका स्वायत्त जिला) लॉन्च किया गया था। दूसरी छमाही में बड़े, किफायती परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का बड़े पैमाने पर निर्माण शुरू हुआ। 1960 के दशक हालाँकि, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना (1986) के बाद, परमाणु ऊर्जा का आकर्षण काफ़ी कम हो गया, और कई देशों में जिनके पास पर्याप्त पारंपरिक ईंधन और ऊर्जा संसाधन हैं या उन तक पहुंच है, नए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण शुरू हो गया है। बिजली संयंत्र वास्तव में बंद हो गए (रूस, अमेरिका, ग्रेट ब्रिटेन, जर्मनी)। 21वीं सदी की शुरुआत में, 11.3.2011 को जापान के पूर्वी तट से दूर प्रशांत महासागर में 9.0 से 9.1 की तीव्रता वाले एक शक्तिशाली भूकंप के परिणामस्वरूप और उसके बाद सुनामी(फुकुशिमा1 परमाणु ऊर्जा संयंत्र में लहर की ऊंचाई 40.5 मीटर तक पहुंच गई)। (ओकुमा गांव, फुकुशिमा प्रान्त) सबसे बड़ातकनीकी आपदा- अंतर्राष्ट्रीय परमाणु घटना पैमाने पर अधिकतम स्तर 7 की विकिरण दुर्घटना। सुनामी प्रभाव ने बाहरी बिजली आपूर्ति और बैकअप डीजल जनरेटर को अक्षम कर दिया, जिसके कारण सभी सामान्य और आपातकालीन शीतलन प्रणाली निष्क्रिय हो गईं और दुर्घटना के शुरुआती दिनों में बिजली इकाइयों 1, 2 और 3 पर रिएक्टर कोर पिघल गया। दिसंबर 2013 में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र को आधिकारिक तौर पर बंद कर दिया गया था। 2016 की पहली छमाही तक, विकिरण का उच्च स्तर न केवल लोगों के लिए रिएक्टर भवनों में काम करना असंभव बना देता है, बल्कि रोबोटों के लिए भी असंभव हो जाता है, जो विकिरण के उच्च स्तर के कारण विफल हो जाते हैं। यह योजना बनाई गई है कि विशेष भंडारण सुविधाओं में मिट्टी की परतों को हटाने और इसके विनाश में 30 साल लगेंगे।

दुनिया भर के 31 देश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करते हैं। लगभग 2015 के लिए वैध। 381 हजार मेगावाट (381 गीगावॉट) से अधिक की कुल क्षमता वाले 440 परमाणु ऊर्जा रिएक्टर (बिजली इकाइयाँ)। ठीक है। 70 परमाणु रिएक्टर निर्माणाधीन हैं। कुल बिजली उत्पादन में हिस्सेदारी के मामले में विश्व में अग्रणी फ्रांस (स्थापित क्षमता के मामले में दूसरा स्थान) है, जिसमें परमाणु ऊर्जा का हिस्सा 76.9% है।

2015 में दुनिया का सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा संयंत्र (स्थापित क्षमता के अनुसार) काशीवाजाकी-कारीवा (काशीवाजाकी, निगाटा प्रीफेक्चर, जापान) है। 8,212 मेगावाट (8.212 गीगावॉट) की संयुक्त क्षमता के साथ 5 उबलते पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) और 2 उन्नत उबलते पानी रिएक्टर (एबीडब्ल्यूआर) संचालन में हैं।

यूरोप में सबसे बड़ा परमाणु ऊर्जा संयंत्र ज़ापोरोज़े एनपीपी (एनर्जोदर, ज़ापोरोज़े क्षेत्र, यूक्रेन) है। 1996 से, 6000 मेगावाट (6 गीगावॉट) की कुल क्षमता वाली वीवीईआर-1000 प्रकार के रिएक्टरों वाली 6 बिजली इकाइयाँ संचालित हो रही हैं।

तालिका 1. दुनिया में परमाणु ऊर्जा के सबसे बड़े उपभोक्ता
राज्य	बिजली इकाइयों की संख्या	कुल बिजली (मेगावाट)	कुल उत्पन्न बिजली (अरब kWh/वर्ष)
यूएसए	104	101 456	863,63
फ्रांस	58	63 130	439,74
जापान	48	42 388	263,83
रूस	34	24 643	177,39
दक्षिण कोरिया	23	20 717	149,2
चीन	23	19 907	123,81
कनाडा	19	13 500	98,59
यूक्रेन	15	13 107	83,13
जर्मनी	9	12 074	91,78
ग्रेट ब्रिटेन	16	9373	57,92

संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान व्यक्तिगत उद्योगों, आवासीय परिसरों और भविष्य में व्यक्तिगत घरों में गर्मी और बिजली की आपूर्ति के लिए लगभग 10-20 मेगावाट की क्षमता वाले मिनी-परमाणु ऊर्जा संयंत्र विकसित कर रहे हैं। छोटे आकार के रिएक्टर सुरक्षित प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं जो परमाणु रिसाव की संभावना को काफी कम कर देते हैं।

रूस में, 2015 तक, 10 परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं जो 24,643 मेगावाट (24,643 गीगावॉट) की कुल क्षमता के साथ 34 बिजली इकाइयों का संचालन कर रहे हैं, जिनमें से 18 बिजली इकाइयां वीवीईआर-प्रकार के रिएक्टरों के साथ हैं (जिनमें से 11 बिजली इकाइयां वीवीईआर-1000 हैं और 6 बिजली इकाइयाँ विभिन्न संशोधनों की VVER-440 हैं); चैनल रिएक्टरों के साथ 15 बिजली इकाइयाँ (आरबीएमके-1000 प्रकार के रिएक्टरों के साथ 11 बिजली इकाइयाँ और ईजीपी-6 प्रकार के रिएक्टरों के साथ 4 बिजली इकाइयाँ - 6 शीतलक परिसंचरण लूप के साथ ऊर्जा विषम लूप रिएक्टर, विद्युत शक्ति 12 मेगावाट); सोडियम-कूल्ड फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर बीएन-600 के साथ 1 पावर यूनिट (1 पावर यूनिट बीएन-800 वाणिज्यिक परिचालन में लाने की प्रक्रिया में है)। संघीय लक्ष्य कार्यक्रम "रूस के परमाणु ऊर्जा उद्योग परिसर का विकास" के अनुसार, 2025 तक रूसी संघ में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पन्न बिजली का हिस्सा 17 से बढ़कर 25% और राशि लगभग होनी चाहिए। 30.5 गीगावॉट. इसमें 26 नई बिजली इकाइयाँ, 6 नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की योजना है, जिनमें से दो तैर ​​रहे हैं (तालिका 2)।

तालिका 2. रूसी संघ के क्षेत्र में संचालित परमाणु ऊर्जा संयंत्र
एनपीपी का नाम	बिजली इकाइयों की संख्या	बिजली इकाइयों के चालू होने के वर्ष	कुल स्थापित क्षमता (मेगावाट)	रिएक्टर प्रकार
बालाकोवो एनपीपी (बालाकोवो के पास)	4	1985, 1987, 1988, 1993	4000	वीवीईआर-1000
कलिनिन एनपीपी [उडोमल्या नदी (टवर क्षेत्र) के तट पर टवर से 125 किमी]	4	1984, 1986, 2004, 2011	4000	वीवीईआर-1000
कुर्स्क परमाणु ऊर्जा संयंत्र (सीम नदी के बाएं किनारे पर कुरचटोव शहर के पास)	4	1976, 1979, 1983, 1985	4000	आरबीएमके-1000
लेनिनग्राद परमाणु ऊर्जा संयंत्र (सोस्नोवी बोर के पास)	4 निर्माणाधीन - 4	1973, 1975, 1979, 1981	4000	RBMK-1000 (इस प्रकार के रिएक्टरों वाला देश का पहला स्टेशन)
रोस्तोव परमाणु ऊर्जा संयंत्र (वोल्गोडोंस्क से 13.5 किमी दूर त्सिम्लियांस्क जलाशय के तट पर स्थित)	3	2001, 2010, 2015	3100	वीवीईआर-1000
स्मोलेंस्क परमाणु ऊर्जा संयंत्र (डेस्नोगोर्स्क के उपग्रह शहर से 3 किमी)	3	1982, 1985, 1990	3000	आरबीएमके-1000
नोवोवोरोनिश एनपीपी (नोवोवोरोनिश के पास)	5; (2 - वापस ले लिया गया), निर्माणाधीन - 2.	1964 और 1969 (वापस लिया गया), 1971, 1972, 1980	1800	वीवीईआर-440; वीवीईआर-1000
कोला परमाणु ऊर्जा संयंत्र (इमांद्रा झील के तट पर मरमंस्क से 200 किमी दक्षिण में)	4	1973, 1974, 1981, 1984	1760	वीवीईआर-440
बेलोयार्स्क एनपीपी (ज़ेरेचनी के पास)	2	1980, 2015	600 800	बीएन-600 बी एन -800
बिलिबिनो एनपीपी	4	1974 (2), 1975, 1976	48	ईजीपी-6

रूसी संघ में डिज़ाइन किए गए परमाणु ऊर्जा संयंत्र

2008 के बाद से, नई परियोजना एईएस-2006 (बेहतर तकनीकी और आर्थिक संकेतकों के साथ नई पीढ़ी "3+" के रूसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र की एक परियोजना) के अनुसार, नोवोवोरोनिश एनपीपी-2 (नोवोवोरोनिश एनपीपी के पास), जो प्रदान करता है VVER-1200 रिएक्टरों का उपयोग, बनाया गया है। 2400 मेगावाट की कुल क्षमता वाली 2 बिजली इकाइयों का निर्माण चल रहा है, भविष्य में 2 और बनाने की योजना है। नोवोवोरोनज़ एनपीपी -2 की पहली इकाई (यूनिट नंबर 6) का स्टार्ट-अप 2016 में हुआ था। , दूसरी इकाई संख्या 7 की योजना 2018 के लिए बनाई गई है।

बाल्टिक एनपीपी 1200 मेगावाट की क्षमता वाली वीवीईआर-1200 रिएक्टर इकाई के उपयोग का प्रावधान करता है; बिजली इकाइयाँ - 2. कुल स्थापित क्षमता 2300 मेगावाट। पहली इकाई को 2020 में चालू करने की योजना है। रूस की संघीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी कम-शक्ति वाले फ्लोटिंग परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने के लिए एक परियोजना का संचालन कर रही है। अकादमिक लोमोनोसोव एनपीपी, जो निर्माणाधीन है, दुनिया का पहला तैरता हुआ परमाणु ऊर्जा संयंत्र बन जाएगा। फ्लोटिंग स्टेशन का उपयोग विद्युत और तापीय ऊर्जा उत्पन्न करने के साथ-साथ समुद्री जल को अलवणीकृत करने के लिए भी किया जा सकता है। यह प्रति दिन 40 से 240 हजार m2 तक ताजा पानी का उत्पादन कर सकता है। प्रत्येक रिएक्टर की स्थापित विद्युत शक्ति 35 मेगावाट है। स्टेशन को 2018 में परिचालन में लाने की योजना है।

परमाणु ऊर्जा में रूस की अंतर्राष्ट्रीय परियोजनाएँ

23.9.2013 रूस ने बुशहर परमाणु ऊर्जा संयंत्र (बुशीर) को संचालन के लिए ईरान को हस्तांतरित कर दिया , बुशिर शहर के पास (बुशिर स्टॉप); बिजली इकाइयों की संख्या - 3 (1 निर्मित, 2 - निर्माणाधीन); रिएक्टर प्रकार - VVER-1000। कुडनकुलम एनपीपी, कुडनकुलम के पास (तमिलनाडु, भारत); बिजली इकाइयों की संख्या - 4 (1 - संचालन में, 3 - निर्माणाधीन); रिएक्टर प्रकार - VVER-1000। अक्कुयू एनपीपी, मेर्सिन के पास (इल मेर्सिन, तुर्किये); बिजली इकाइयों की संख्या - 4 (निर्माणाधीन); रिएक्टर प्रकार - VVER-1200; बेलारूसी एनपीपी (ओस्ट्रोवेट्स, ग्रोड्नो क्षेत्र, बेलारूस); बिजली इकाइयों की संख्या - 2 (निर्माणाधीन); रिएक्टर प्रकार - VVER-1200। एनपीपी "हनहिकिवी 1" (केप हानहिकिवी, पोहजोइस-पोहजंमा क्षेत्र, फिनलैंड); बिजली इकाइयों की संख्या - 1 (निर्माणाधीन); रिएक्टर प्रकार - VVER-1200।