अणुभट्टीवर: कार्य तत्त्वे, आणि युनिट सर्किट

डिझाईन आणि प्रारंभ आणि नियंत्रण स्वत: ची कायम विभक्त प्रतिक्रिया आधारित एक विभक्त अणुभट्टी ऑपरेशन. हे अणुकिरणोत्सर्जी isotopes उत्पादनासाठी संशोधन साधन म्हणून आणि विभक्त शक्ती झाडे एक ऊर्जा स्रोत म्हणून वापरले जाते.

अणुभट्टीवर: ऑपरेशन तत्त्व (लहान)

ज्या येथे वापरले जाते दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रक्रिया जड मध्यवर्ती भाग दोन लहान तुकड्यांच्या मध्ये स्प्लिट. या तुकड्यांच्या एक अतिशय उत्सुक राज्यात आहेत आणि neutrons, आणि इतर अणूपेक्षाही लहान असणार्या मूलकणांचा कण आणि फोटॉन सोडणे. Neutrons ते वर आणखी फेकली असलेल्या, आणि एक परिणाम म्हणून नवीन विभाग होऊ शकते. शृंखला प्रतिक्रिया म्हणतात disintegrations या सतत स्वत: ची कायम संख्या. त्याच वेळी, ऊर्जा एक मोठी रक्कम, उत्पादन, जे विभक्त शक्ती वापर ध्येय आहे.

एक विभक्त अणुभट्टी आणि एक अणुऊर्जा प्रकल्प ऑपरेशन तत्त्व की वसाहती विभाजन ऊर्जा 85% प्रतिक्रिया सुरू झाल्यानंतर एक अतिशय लहान वेळ आत प्रकाशीत अशा आहे. ते neutrons नाकारण्यात झाल्यानंतर उर्वरित भाग, दोन किंवा अधिक तुकडे होणे उत्पादने अणुकिरणोत्सर्जी किडणे उत्पादन होते. रेडिओअॅक्टिव्ह किडणे प्रक्रिया अणू स्थिर स्थिती पोहोचवणारे आहे. तो पुढे आणि विभागणी आहे.

अणु बॉम्ब शृंखला प्रतिक्रिया, तीव्रता वाढते साहित्य सर्वात विभक्त होतील पर्यंत. या बॉम्ब वैशिष्ट्यपूर्ण एक अत्यंत शक्तिशाली स्फोट उत्पादन, फार पटकन होते. यंत्रणा आणि एक नियमित सुमारे सतत स्तरावर शृंखला प्रतिक्रिया राखण्यासाठी तत्त्वावर आधारित एक विभक्त अणुभट्टी ऑपरेशन. जेणेकरून म्हणून अणु बॉम्ब करू शकत नाही एकदम बाहेर पडणे हे डिझाइन केलेले आहे.

शृंखला प्रतिक्रिया आणि टीका

भौतिकशास्त्र दोन किंवा अधिक तुकडे होणे अणुभट्टी केले जाते अणुऊर्जा दोन किंवा अधिक तुकडे होणे न्यूट्रॉन उत्सर्जन नंतर एक शृंखला प्रतिक्रिया संभाव्यता. अलीकडील लोकसंख्या कमी असल्यास, शेवटी विभागातील दर शून्य पडणार नाही. या प्रकरणात अणुभट्टी एक subcritical राज्य असेल. न्यूट्रॉन लोकसंख्या सतत स्तरावर ठेवली आहे, तर दोन किंवा अधिक तुकडे होणे दर स्थिर राहतील. अणुभट्टी प्रकृती गंभीर होईल. आणि शेवटी, वेळ न्यूट्रॉन लोकसंख्या वाढत असेल, तर वेग आणि शक्ती वाटून वाढ होईल. कोर राज्य supercritical होते.

पुढील एक विभक्त अणुभट्टी ऑपरेशन तत्त्व. न्यूट्रॉन लोकसंख्या सुरू करण्यापूर्वी शून्य बंद आहे. मग, ऑपरेटर नियंत्रण rods कोर, तात्पुरते supercritical राज्यात अणुभट्टी रुपांतरीत विभागातील कोर वाढत काढून टाका. आल्यावर रेट शक्ती ऑपरेटर अंशतः neutrons रक्कम समायोजित नियंत्रण rods परत. त्यानंतर अणुभट्टी प्रकृती गंभीर ठेवली आहे. हे थांबवू आवश्यक आहे, तेव्हा ऑपरेटर पूर्णपणे दांडे दाखल. या विभागातील अदृष्य subcritical राज्यात कोर ठेवते.

अणुभट्ट्या प्रकार

विद्यमान ऊर्जेचा सर्वात जगात विभक्त प्रतिष्ठापन विजेच्या जनरेटर आणतात टर्बाइनची चालविण्यास आवश्यक उष्णता निर्मिती आहे. तसेच, अनेक संशोधन अणुभट्ट्या आहेत, आणि काही देशांमध्ये अणू ऊर्जा चेंडू पाणबुड्या किंवा पृष्ठभाग जहाजे, आहे.

ऊर्जा प्रकल्प

अणुभट्टी हा प्रकार अनेक प्रजाती आहेत, पण सर्रासपणे प्रकाश पाणी रचना दत्तक घेतले. वळण, हे दबाव टाकला, पाणी किंवा उकळत्या पाण्यात वापरले जाऊ शकते. पहिल्या प्रकरणात उच्च दाब द्रव कोर उष्णता गरम वाफ जनरेटर प्रवेश करतो. तेथे, पुढील पाणी समावेश, माध्यमिक सर्किट प्राथमिक उष्णता निघून गेली आहे. व्युत्पन्न स्टीम शेवटी स्टीम टर्बाइन सायकल काम द्रवपदार्थ म्हणून करते.

अणुभट्टी उकळत्या प्रकार थेट ऊर्जा सायकल तत्त्व कार्य करते आहे. कोर जात पाणी, मध्यम दबाव पातळीवर एक उकळणे आणले. भरल्यावरही स्टीम विभाजक एक मालिका मधून जाणारे आणि ड्रायरसुद्धा, अणुभट्टी भांड्यात निकाली त्याच्या sverhperegretoe राज्य परिणामी. Superheated स्टीम नंतर काम द्रवपदार्थ, फिरवत टर्बाइन म्हणून वापरले जाते.

उच्च तापमान वायू-cooled

उच्च तापमान वायू-cooled अणुभट्टी (HTGR) - एक विभक्त अणुभट्टी, ऑपरेशन तत्त्व इंधन आणि microspheres एक इंधन मिश्रण नरम वापर आधारित आहे. दोन स्पर्धा डिझाईन्स आहेत:

• जर्मन "सैल-भरण" प्रणाली आहे, जे नरम शेल मध्ये इंधन आणि नरम यांचे मिश्रण असणारे, व्यास 60 मि.मी. स्फेरिकल इंधन घटक वापरते;
• कोर तयार करण्यासाठी एकमेकांशी दुव्याने जोडणे की एक नरम षटकोनी prisms अमेरिकन आवृत्ती.

दोन्ही घटनांमध्ये, थंड द्रवपदार्थ 100 atmospheres एक दबाव हेलियम समावेश आहे. जर्मन प्रणाली हेलियम गोलाकार थर अंतर जातो इंधन घटक, आणि यूएस मध्ये - अणुभट्टी कोर केंद्रीय अक्ष बाजूने व्यवस्था नरम prisms मध्ये संबंधी माध्यमातून. दोन्ही पर्याय, अतिशय उच्च तापमान ऑपरेट करू शकता पासून नरम पूर्णपणे एक अत्यंत उच्च मनोविश्लेषणात कार्यशक्तीला पुन्हा सुप्त मनाच्या पातळीत परंतवणे तापमान, आणि रासायनिक जड हेलियम आहे. हॉट हेलियम उच्च तापमानात गॅस झोतयंत्राचे एक काम द्रवपदार्थ म्हणून थेट वापरली जाऊ शकते किंवा उष्णता स्टीम सायकल पाणी निर्माण करण्यासाठी उपयोग केला जाऊ शकतो.

द्रव-धातू अणुभट्टीवर: विभागीय व काम तत्त्व

सोडियम coolant जलद अणुभट्ट्या 1960-1970 च्या सिंहाचा लक्ष प्राप्त झाले आहे. मग तो पुनर्निर्मित करण्याची त्यांची क्षमता होतं विभक्त इंधन नजीकच्या भविष्यात एक वेगाने विकसित आण्विक उद्योगातील इंधन निर्मिती करणे आवश्यक आहे. तो ही अपेक्षा अवास्तव आहे, हे स्पष्ट झाले, तेव्हा उत्साह 1980 मध्ये waned. तथापि, युनायटेड स्टेट्स, रशिया, फ्रान्स, ब्रिटन मध्ये, जपान आणि जर्मनी या प्रकारच्या अणुभट्ट्यांमध्ये मालिका बांधले. त्यापैकी सर्वाधिक युरेनियम डायऑक्साइड किंवा मिळणारे एक मौल डायऑक्साइड मिश्रण काम. युनायटेड स्टेट्स मध्ये, तथापि, महान यश धातू इंधन पार केले होते.

CANDU

कॅनडा अणुभट्ट्या त्याचे प्रयत्न, नैसर्गिक युरेनियम वापर ज्या लक्ष केंद्रित केले आहे. हे इतर देशांच्या सेवा वापरण्यासाठी त्याचे खतात गरज नसते. या धोरणाचे परिणाम ड्युटेरियम-युरेनिअम अणुभट्टी (CANDU) होते. नियंत्रण आणि तो थंड जड पाणी निर्मिती. एक विभक्त अणुभट्टी रचना आणि ऑपरेशन वातावरणाचा दाब येथे थंड डी ₂ तू एक टाकी वापरण्यासाठी आहे. सक्रिय क्षेत्र नैसर्गिक युरेनियम zirconium धातूंचे मिश्रण इंधन, त्याच्या जड पाणी थंड circulates जे माध्यमातून नळ्या permeated. वीज उष्णता हस्तांतरण स्टीम जनरेटर माध्यमातून प्रसारित आहे जड पाणी coolant, मध्ये वाटून उत्पादन होते. माध्यमिक चक्रात स्टीम नंतर एक परंपरागत टर्बाइन सायकल जातो.

संशोधन सुविधा

संशोधन अणुभट्टीवर सर्वाधिक वेळा वापरली जाते, तत्त्व, जे स्वरूपात मंडळ्यांना पाणी थंड प्लेट आणि युरेनियम इंधन घटक वापर मध्ये समावेश. मेगावॅट काही शंभर किलोवॅटपासून शक्ती पातळी विस्तृत मध्ये कार्य करण्यास सक्षम. वीज संशोधन अणुभट्ट्यांमध्ये प्राथमिक उद्देश नाही आहे, ते व्युत्पन्न थर्मल ऊर्जा, व कोर नाममात्र ऊर्जा neutrons घनता द्वारे दर्शविले आहेत. या मापदंड विशिष्ट अभ्यास अमलात आणणे एक संशोधन अणुभट्टी क्षमता मापन करण्याची मदत करेल. कमी-पावर प्रणाली विद्यापीठे येथे ऑपरेट कल आणि प्रशिक्षण वापरले जातात, आणि उच्च शक्ती तसेच सामान्य संशोधन साहित्य आणि वैशिष्ट्ये चाचणी, संशोधन प्रयोगशाळा मध्ये आवश्यक आहे.

खालील प्रमाणे सर्वात सामान्य संशोधन अणुभट्टीवर, रचना आणि ऑपरेशन तत्त्व आहे. त्याचा सक्रिय क्षेत्र पाणी मोठ्या खोल पूल तळाशी स्थित आहे. या न्यूट्रॉन तुळ्या दिग्दर्शित केला जाऊ शकतो निरीक्षण आणि चॅनेल वाटप सुलभ होते. कमी पावर पातळी पुरेसा उष्णता अपव्यय होतो याची खात्री coolant नैसर्गिक उष्णता पसरवण्याची एक रीत एक सुरक्षित कार्य राज्य राखण्यासाठी म्हणून, coolant पंप करण्याची आवश्यकता नाही आहे. उष्णता विनिमयकार सहसा पृष्ठभाग किंवा गरम पाणी जमा आहे जेथे पूल वरच्या भागात स्थित आहे.

जहाज स्थापना

विभक्त reactors च्या मूळ आणि प्राथमिक वापर पाणबुड्या त्यांचा वापर आहे. त्यांचे मुख्य फायदा म्हणजे, वीज निर्माण करण्यासाठी जीवाश्म इंधन ज्वलन प्रणाली तीव्रता ते हवा आवश्यक नाही. यामुळे, आण्विक पाणबुडी वेळ पाण्याखाली राहू शकता, आणि परंपरागत डिझेल-इलेक्ट्रिक पाणबुडी नियमितपणे त्यांच्या हवाई मोटर्स चालवा पृष्ठभाग वर काढणे आवश्यक आहे. अणुऊर्जा एक मोक्याचा फायदा नेव्ही जहाजे उपलब्ध आहे. तिला धन्यवाद, परदेशी पोर्ट मध्ये किंवा सहज असुरक्षित टँकर पासून पुन्हा इंधन भरणे किंवा भरुन घेणे करण्याची आवश्यकता नाही आहे.

एक पाणबुडी वर एक विभक्त अणुभट्टी ऑपरेशन तत्त्व वर्गीकृत. तथापि, यूएसए मध्ये हे अत्यंत समृद्ध युरेनियम वापरते, आणि घटल्याने आणि थंड प्रकाश पाणी आहे ओळखले जाते. प्रथम अणुभट्टी आण्विक पाणबुडी यूएसएस नॉटिलस रचना जोरदार शक्तिशाली संशोधन प्रतिष्ठापन प्रभाव होता. त्याच्या अद्वितीय वैशिष्ट्य refueling आणि थांबता नंतर पुन्हा सुरू करण्याची क्षमता न ऑपरेशन विस्तारित कालावधीसाठी प्रदान, अतिशय उच्च िति मार्जिन आहे. पाणबुड्या पॉवर स्टेशन ओळख टाळण्यासाठी, अतिशय शांत असणे आवश्यक आहे. वीज वनस्पती विविध मॉडेल स्थापन करण्यात आले आहेत पाणबुड्या विविध वर्ग विशिष्ट गरजा पूर्ण करण्यासाठी.

विमानवाहू वर अमेरिकन नेव्ही अणुभट्टीवर, जे तत्त्व सर्वात मोठी पाणबुड्या मिलाप आहे की नाही वापरले. त्यांच्या बांधकाम आणि तपशील प्रकाशित केले गेले नाहीत.

युनायटेड स्टेट्स याशिवाय, आण्विक पाणबुड्या ब्रिटन, फ्रान्स, रशिया, चीन आणि भारतात आहे. प्रत्येक बाबतीत, डिझाइन उघड नाही, पण ते सर्व खूप समान आहे, असे म्हटले जाते - हे त्यांच्या तांत्रिक वैशिष्ट्ये समान आवश्यकता आहे एक परिणाम आहे. रशिया देखील एक लहान चपळ आहे विभक्त icebreakers च्या, सोव्हिएत पाणबुड्या एकच अणुभट्टी स्थापन जे.

औद्योगिक प्रतिष्ठापन

उत्पादन कारणास्तव शस्त्रे ग्रेड मिळणारे एक मौल-239 च्या कमी पातळी ऊर्जा उच्च उत्पादकता ज्यामध्ये तत्त्व एक विभक्त अणुभट्टी, वापरते. या कोर मिळणारे एक मौल च्या दीर्घकालीन मुक्काम अवांछित ²⁴⁰ पू जमा ठरतो की खरं आहे.

यातून बीटा किरण बाहेर पडतात उत्पादन

शुल्क - सध्या, अशा प्रणाली द्वारे obtainable मुख्य साहित्य यातून बीटा किरण बाहेर पडतात ⁽³ एच किंवा टी) आहे हायड्रोजन बॉम्ब. प्लुटोनियम-239 24,100 वर्षे एक लांब अर्धा जीवन, त्यामुळे आण्विक शस्त्रे, एक नियम म्हणून हे घटक वापरत असलेल्या एक देश आहे, तो आवश्यक पेक्षा अधिक आहे. ²³⁹ पू तीव्रता, यातून बीटा किरण बाहेर पडतात अर्धा जीवन सुमारे 12 वर्षे आहे. त्यामुळे, आवश्यक यादी राखण्यासाठी, हायड्रोजन या अणुकिरणोत्सर्जी समस्थानिके सतत चालते करणे आवश्यक आहे. अमेरिका, उष्ण प्रदेशातील गवताळ प्रदेश नदी (दक्षिण कॅरोलिना), उदाहरणार्थ, यातून बीटा किरण बाहेर पडतात उत्पादन कोणत्या अनेक जड पाणी अणुभट्ट्या आहे.

फ्लोटिंग शक्ती

विभक्त reactors द्वारे निर्मीत, वीज आणि स्टीम गरम प्रदान करण्यास सक्षम वेगळ्या भागात हटविला. रशिया, उदाहरणार्थ, आम्ही लहान शक्ती यंत्रणांचा वापर, विशेषत: आर्क्टिक तोडगे पूर्ण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आढळले. चीन मध्ये, 10-मेगावॉट वनस्पती HTR-10 पुरवठा गरम आणि तो मध्ये आहे विद्युत शक्ती संशोधन संस्था. लहान अणुभट्ट्या आपोआप समान क्षमता नियंत्रित विकास स्वीडन आणि कॅनडा मध्ये चालते आहेत. 1960 ते 1972 या दरम्यान, अमेरिकन सैन्य संक्षिप्त पाणी अणुभट्ट्या वापरले ग्रीनलंड आणि अंटार्क्टिका दुर्गम खुर्च्या प्रदान करण्यासाठी. ते इंधन तेल शक्ती झाडे बदलण्यात आले.

अंतराळ संशोधनात

याव्यतिरिक्त, अणुभट्ट्या जागा शक्ती आणि चळवळ डिझाइन करण्यात आली. 1988 ते 1967 या कालावधीत मध्ये सोव्हिएत युनियन उपकरणे आणि टेलीमेट्री पुरवण्याची "Kosmos" उपग्रह एक लहान विभक्त प्रतिष्ठापन स्थापना, पण हे धोरण टीका लक्ष्य बनले आहे. किमान या उपग्रह एक कॅनडा अणुकिरणोत्सर्जी घाण दुर्गम भागात उद्भवणार, पृथ्वीवरील वातावरणातील प्रवेश केला. युनायटेड स्टेट्स 1965 मध्ये एक विभक्त अणुभट्टी फक्त एक उपग्रह सुरू. तथापि, खोल जागा मोहिमांमध्ये, व्यक्तिचलित संशोधन इतर ग्रहांच्या मध्ये किंवा कायम चंद्राचा बेस वर त्यांचा वापर प्रकल्प विकसित करणे सुरू. हे गॅस-cooled किंवा द्रव-धातू अणुभट्टीवर, जे भौतिक तत्त्वे रेडिएटर आकार कमी करण्यासाठी सर्वोच्च शक्य आवश्यक तापमान प्रदान असेल याची खात्री आहे. तसेच, shielding पदार्थाचा वापर प्रमाण कमी करणे शक्य आहे, आणि लाँच आणि जागा उड्डाण दरम्यान वजन कमी करण्यासाठी उपकरणे अणुभट्टी जागा म्हणून संक्षिप्त असेल. इंधन क्षमता जागा उड्डाण कालावधी अणुभट्टी ऑपरेशन याची खात्री होईल.