ایٹمی ری ایکٹر: آپریٹنگ اصولوں، اور یونٹ سرکٹ

ڈیزائن اور ابتدا کاری اور کنٹرول خود کو برقرار رکھنے کے جوہری رد عمل کی بنیاد پر ایک ایٹمی ری ایکٹر کے آپریشن. یہ تابکار ہم جاء کی پیداوار کے لئے ایک تحقیق کے آلے کے طور پر اور ایٹمی بجلی گھروں کے لئے ایک توانائی کے منبع کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

ایٹمی ری ایکٹر: آپریشن کے اصول (مختصر)

یہاں استعمال انشقاق عمل ہے جس میں ایک بھاری نابیک دو چھوٹے ٹکڑے میں الگ کرتا ہے. ان کے ٹکڑے ایک بہت حوصلہ افزائی کی حالت میں ہیں اور نیوٹرانوں، اور دیگر subatomic ذرات اور فوٹان اخراج. نیوٹران جس کے نتیجے میں وہ اسی طرح کی اور بھی زیادہ خارج کر رہے ہیں، اور کے طور پر نئے ڈویژنوں کا سبب بن سکتا ہے. چین ری ایکشن کہلاتا کی تحلیل کا یہ مسلسل خود کو برقرار رکھنے تعداد. ایک ہی وقت میں، توانائی کی ایک بڑی رقم، پیداوار جن میں سے ایٹمی طاقت کے استعمال کا مقصد ہے.

ایک ایٹمی ری ایکٹر اور ایک ایٹمی بجلی گھر کے آپریشن کے اصول اس طرح کی ہے کہ کالونیاں تقسیم توانائی کا 85 فی صد رد عمل کے آغاز کے بعد ایک بہت ہی مختصر وقت کے اندر اندر جاری کیا جاتا ہے. باقی حصہ، وکھنڈن مصنوعات کے تابکار کشی کی طرف سے تیار کیا جاتا ہے کہ وہ تعدیلوں کو مسترد کر دیا تھا. تابکار کشی کے عمل کو جس میں ایٹم ایک مستحکم ریاست تک پہنچ جاتا ہے. انہوں نے جاری رکھا اور شاخ ہو.

جب تک مواد کے سب سے زیادہ تقسیم کیا جائے گا ایٹم بم زنجیری تعامل، شدت میں بڑھاتا ہے. یہ بہت تیزی سے ہوتا ہے، اس طرح کے بموں کی خصوصیت ایک انتہائی طاقتور دھماکوں کی پیداوار. طریقہ کار اور ایک ونیدوست تقریبا مسلسل سطح پر چین کا رد عمل کو برقرار رکھنے کے اصول پر مبنی ایک ایٹمی ری ایکٹر کا آپریشن. کہ پھٹنے کے طور پر تو ایٹم بم نہیں کر سکتے کیونکہ یہ ڈیزائن کیا گیا ہے.

چین ری ایکشن اور تنقید

طبیعیات وکھنڈن ری ایکٹر کا تعین کیا جاتا ہے کہ جوہری وکھنڈن نیوٹران اخراج کے بعد ایک سلسلہ ردعمل امکان. حالیہ آبادی میں کمی واقع ہوتی ہے تو، آخر میں ڈویژن کی شرح صفر کے گر جائے گا. اس صورت میں ری ایکٹر کے ایک نیم نازک حالت میں ہو جائے گا. نیوٹران آبادی ایک مستقل سطح پر برقرار رکھا جاتا ہے، تو انشقاق شرح مستحکم رہے گا. ری ایکٹر کی حالت نازک ہو جائے گا. اور آخر میں، اگر وقت کے ساتھ نیوٹران آبادی اگنے، رفتار اور طاقت کو تقسیم اضافہ ہوگا. کور ریاست میں زنجیری تعامل ہو جاتا ہے.

ایک ایٹمی ری ایکٹر کے آپریشن کے اصول اگلا. نیوٹران آبادی شروع کرنے سے پہلے صفر کے قریب ہے. اس کے بعد، آپریٹرز، کور سے کنٹرول سلاخوں خارج کر دیں عارضی طور پر ایک زنجیری تعامل سے ریاست میں ری ایکٹر بدلتا ہے کہ ڈویژن کور میں اضافہ. پہنچنے کے بعد ریٹیڈ طاقت آپریٹرز جزوی طور پر تعدیلوں کی رقم کو ایڈجسٹ، کنٹرول سلاخوں لوٹا. اس کے بعد ری ایکٹر کی حالت نازک برقرار رکھا ہے. اسے روکنے کے لئے ضروری ہے جب، آپریٹر مکمل طور سلاخوں اضافہ. یہ تقسیم کردیتی اور نیم نازک حالت میں کور رکھتا ہے.

ری ایکٹروں کی اقسام

موجودہ توانائی کے سب سے زیادہ ٹربائن، دنیا میں جوہری تنصیبات کی بجلی کے جنریٹرز گاڑی چلانے جس گاڑی چلانے کے لئے ضروری گرمی پیدا کر رہا ہے. اس کے علاوہ، بہت سے تحقیقی ری ایکٹر ہیں، اور بعض ممالک آبدوزوں یا سطح پر بحری جہاز، ایٹم کی توانائی کے ذریعے کارفرما ہے.

پاور پلانٹس

ری ایکٹر کے اس قسم کے کئی پرجاتیوں ہیں، لیکن وسیع پیمانے پر روشنی پانی کے ڈیزائن اپنایا. بدلے میں، یہ پریشر پانی یا کھولتے ہوئے پانی میں استعمال کیا جا سکتا ہے. پہلی صورت میں اعلی دباؤ سیال بنیادی کی گرمی کی طرف سے گرم اور باپ جنتر داخل ہوتا ہے. آمدید، پرائمری سے سیکنڈری سرکٹ کے لئے گرمی، گزر چکا ہے اور آگے مشتمل پانی. پیدا کی بھاپ بالآخر سٹیم ٹربائن سائیکل میں کام کر سیال کے طور پر کام کرتا ہے.

ری ایکٹر ایک کھولتے ہوئے کی قسم براہ راست توانائی کی سائیکل کے اصول پر کام کرتا ہے. پانی کور سے گزر، درمیانے درجے کے دباؤ کی سطح پر ایک فوڑا لایا. سنترپت بھاپ separators کی ایک سیریز کے ذریعے گزر جاتا ہے اور dryers، ری ایکٹر کے برتن میں نمٹا رہے ہیں اس کی sverhperegretoe ریاست کے نتیجے میں. superheated بھاپ پھر کام کر سیال، گھومنے ٹربائن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

اعلی درجہ حرارت گیس ٹھنڈا

اعلی درجہ حرارت گیس ٹھنڈا ری ایکٹر (HTGR) - ایک ایٹمی ری ایکٹر، آپریشن کے اصول ایندھن اور microspheres کا ایندھن مرکب کے طور پر گریفائٹ کے استعمال پر مبنی ہے. دو مقابلہ ڈیزائن ہیں:

• جرمن "ڈھیلا-بھرنے" نظام، ایک گریفائٹ شیل میں ایندھن اور گریفائٹ کی ایک مرکب پر مشتمل، ایک گولاکار ایندھن عناصر قطر میں 60 ملی میٹر کا استعمال کرتا ہے؛
• کور کو تخلیق کرنے کے interlock کہ ایک گریفائٹ ہیکساگونل prisms کا امریکی ورژن.

دونوں صورتوں میں، کولنگ سیال کے بارے میں 100 سے ماحول کے دباؤ کے تحت ہیلیم پر مشتمل ہے. جرمن نظام ہیلیم کروی کی پرت میں فرق کے ذریعے گزر جاتا ایندھن عناصر، اور امریکہ میں - ری ایکٹر کور کے مرکزی محور کے ساتھ ساتھ اہتمام گریفائٹ پرامس میں سوراخ کے ذریعے. گریفائٹ مکمل طور پر ایک انتہائی اعلی sublimation کی حرارت، اور کیمیائی اکری ہیلیم ہے کے بعد سے دونوں کے اختیارات، بہت زیادہ درجہ حرارت پر کام کر سکتے ہیں. گرم، ہیلیم ایک اعلی درجہ حرارت میں ایک گیس ٹربائن میں ایک کام کر سیال کے طور پر براہ راست استعمال کیا جا سکتا ہے یا گرمی بھاپ سائیکل پانی کے حصول کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے.

مائع دھاتی کے ایٹمی ری ایکٹر: سرکٹ اور کام کے اصول

سوڈیم شیتلک ساتھ فاسٹ ری ایکٹروں 1960-1970 کی دہائی میں کافی توجہ حاصل کی ہے. پھر اس کو دوبارہ پیش کرنے کی صلاحیت ہے کہ لگ رہا تھا ایٹمی ایندھن مستقبل قریب میں ایک تیزی سے تیار ایٹمی صنعت کے لیے ایندھن پیدا کرنے کے لئے کی ضرورت ہے. یہ واضح ہو گیا جب اس امید غیر حقیقی ہے کہ جوش و خروش 1980s میں کم ہو. تاہم، امریکہ، روس، فرانس، برطانیہ میں، جاپان اور جرمنی اس قسم کے ری ایکٹر کا ایک سلسلہ بنایا. ان میں سے بیشتر یورینیم ڈائی آکسائیڈ یا پلوٹونیم ڈائی آکسائیڈ کی ایک مرکب پر کام کرتے ہیں. ریاست ہائے متحدہ امریکہ میں، تاہم، سب سے بڑی کامیابی دھات ایندھن کے ساتھ حاصل کیا گیا تھا.

سے Candu

کینیڈا میں قدرتی یورینیم استعمال کرتے ہیں جس کے ری ایکٹروں پر اپنی کوششوں توجہ مرکوز ہے. یہ دوسرے ملکوں کی خدمات کو استعمال کرنے کے لئے اس کی افزودگی کے لئے ضرورت ختم. اس پالیسی کا نتیجہ ڈیوٹیریم-یورینیم ری ایکٹر (سے Candu) تھا. کنٹرول کریں اور اسے ٹھنڈا کرنے کے بھاری پانی کی پیداوار ہے. ایک ایٹمی ری ایکٹر کے ڈیزائن اور آپریشن وایمنڈلیی دباؤ میں سردی D ₂ اے کے ساتھ ایک ٹینک استعمال کرنا ہے. فعال علاقے اس کی بھاری پانی کولنگ گردش جس کے ذریعے قدرتی یورینیم کی زرکونیم مصر ایندھن، کے ٹیوبیں رس. الیکٹریسٹی جس بھاپ جنریٹر کے ذریعے سرکولیٹ کر دیا جاتا بھاری پانی شیتلک، میں گرمی کی منتقلی کی تقسیم کی طرف سے تیار کیا جاتا ہے. ثانوی لوپ میں بھاپ پھر ایک روایتی ٹربائن سائیکل کے ذریعے گزر جاتا ہے.

تحقیق کی سہولیات

تحقیقی ایٹمی ری ایکٹر کو سب سے زیادہ کثرت سے استعمال کیا جاتا ہے کے طور پر، اصول جس کی صورت اسمبلیوں میں پانی کولنگ پلیٹ اور یورینیم ایندھن عناصر کے استعمال میں پر مشتمل ہوتا ہے. میگا واٹ کے لئے چند سو کلوواٹ سے طاقت کی سطح کی ایک وسیع رینج میں کام کی صلاحیت رکھتی ہے. چونکہ بجلی پیدا تحقیقی ری ایکٹر کا بنیادی مقصد نہیں ہے، وہ پیدا تھرمل توانائی، اور بنیادی برائے نام توانائی نیوٹرانوں کی کثافت کی طرف سے خصوصیات ہیں. اس سے ان پیرامیٹرز مخصوص جائزوں باہر لے جانے کے لئے ایک تحقیقی ری ایکٹر کی صلاحیت quantify کرنے میں مدد ملے گی ہے. کم طاقت کی نظام کی یونیورسٹیوں میں کام کرتے ہیں اور تربیت کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، اور اعلی طاقت جانچنے مواد اور خصوصیات، کے ساتھ ساتھ جنرل تحقیق کے لئے ریسرچ لیبارٹریز میں کی ضرورت ہے.

مندرجہ ذیل کے طور پر سب سے زیادہ عام کی تحقیق ایٹمی ری ایکٹر، ساخت اور آپریشن کا اصول ہے. اس کے فعال علاقے میں پانی کی بڑی گہری پول کے نچلے حصے میں واقع ہے. یہ مشاہدے اور چینل مختص ہے جس کے ذریعے نیوٹران بیم ہدایت کیا جا سکتا ہے کی سہولت فراہم. کم بجلی کی سطح پر، شیتلک پمپ کرنے کے لئے کافی گرمی کی کھپت کو یقینی بناتا ہے شیتلک کے قدرتی convection کے ایک محفوظ آپریٹنگ ریاست کو برقرار رکھنے کے طور پر کوئی ضرورت نہیں ہے. گرمی exchanger عام طور پر کی سطح پر یا پول گرم پانی جمع ہے جہاں کے اوپری حصے میں واقع ہے.

جہاز کی تنصیب

ایٹمی ری ایکٹروں کے اصل اور بنیادی استعمال آبدوزوں میں ان کے استعمال ہے. ان کا بنیادی فائدہ یہ ہے کہ جیواشم ایندھن دہن نظام کے برعکس میں بجلی پیدا کرنے کے لیے وہ ہوا کی ضرورت نہیں ہے. چنانچہ ایٹمی آبدوز کو ایک طویل وقت کے لئے ڈوب رہیں سکتے ہیں، اور روایتی ڈیزل الیکٹرک آبدوز وقتا فوقتا ان ایئر موٹریں چلانے کے لئے، سطح میں اضافہ ضروری ہے. جوہری توانائی کے ایک اسٹریٹجک فائدہ بحریہ کے بحری جہاز فراہم کرتا ہے. اس کے لئے شکریہ، غیر ملکی بندرگاہوں میں یا آسانی کمزور ٹینکروں سے تیل دینا کرنے کی کوئی ضرورت نہیں ہے.

ایک آبدوز پر ایک ایٹمی ری ایکٹر کے آپریشن کے اصول پر درجہ بندی. تاہم، یہ امریکہ میں یہ انتہائی افزودہ یورینیم استعمال کرتا ہے، اور سست اور ٹھنڈک روشنی پانی ہے کہ جانا جاتا ہے. پہلا ری ایکٹر میں ایٹمی آبدوز یو ایس ایس میں Nautilus کے ڈیزائن سختی سے طاقتور تحقیق کی تنصیبات سے متاثر کیا گیا تھا. اس کی منفرد خصوصیت ایندھن بھرنے اور کو روکنے کے بعد دوبارہ شروع کرنے کی صلاحیت کے بغیر آپریشن کے ایک توسیع کی مدت فراہم کرنے کے، بہت زیادہ رد مارجن ہے. آبدوزوں میں پاور سٹیشن کا پتہ لگانے سے بچنے کے لئے، بہت پرسکون ہونا ضروری ہے. پاور پلانٹس کے مختلف ماڈل قائم کیے گئے ہیں آبدوزوں کے مختلف طبقات کے مخصوص ضروریات کو پورا کرنے کے لئے.

طیارہ بردار بحری جہاز پر امریکی بحریہ کے ایٹمی ری ایکٹر، خیال کیا جاتا ہے جس کے اصول سے بڑا آبدوزوں سے ادھار ہوا کرتا تھا. ان کی تعمیر کی اور تفصیلات شائع نہیں کیا گیا ہے.

ریاست ہائے متحدہ امریکہ کے علاوہ، جوہری آبدوزوں برطانیہ، فرانس، روس، چین اور بھارت میں ہیں. ہر معاملے میں، ڈیزائن انکشاف نہیں کیا گیا تھا، لیکن یہ خیال کیا جاتا ہے وہ سب کے سب بہت ملتے جلتے ہیں کہ - یہ ان کی تکنیکی خصوصیات کے لئے ایک ہی ضروریات کا ایک نتیجہ ہے. روس بھی ایک چھوٹی سی بیڑا ہے ایٹمی icebreakers کے کے، سوویت آبدوزوں میں کے طور پر ایک ہی ری ایکٹر قائم ہے.

صنعتی تنصیبات

پیداوار کے مقاصد کے لئے ہتھیار گریڈ پلوٹونیم 239 کم سطح توانائی کے ساتھ اعلی پیداوری میں پر مشتمل ہوتا ہے جس کے اصول ایک ایٹمی ری ایکٹر، استعمال کرتا ہے. یہ حقیقت کور میں پلوٹونیم کی طویل مدتی قیام ناپسندیدہ ²⁴⁰ پ کے جمع کرنے کی طرف جاتا ہے کہ وجہ سے ہے.

tritium کے کی پیداوار

کے انچارج - فی الحال، اس طرح کے نظام کی طرف سے وصولی اہم مواد tritium کے ⁽³ H یا T) ہے ہائیڈروجن بموں. پلوٹونیم 239، 24.100 سال کی طویل نصف زندگی ہے، تو جوہری ہتھیاروں ایک اصول کے طور پر، اس عنصر کا استعمال کرتے ہیں کے ساتھ ایک ملک ہے جو ضرورت سے زیادہ ہے. ²³⁹ پ کے برعکس، tritium کے نصف زندگی کے بارے میں 12 سال ہے. اس طرح، اگر ضروری انوینٹری کو برقرار رکھنے کے، ہائیڈروجن کے اس تابکار آاسوٹوپ باہر مسلسل کیا جائے ضروری ہے. امریکہ، سوانا دریا (جنوبی کیرولینا) میں، مثال کے طور پر، کئی ہیوی واٹر ری ایکٹر، tritium کے پیداوار ہے جس کی ہے.

سچل طاقت

ایٹمی ری ایکٹروں کی طرف سے پیدا، بجلی اور بھاپ حرارتی فراہم کرنے کے قابل الگ تھلگ علاقوں خارج کر دیا. روس میں، مثال کے طور پر، ہم نے خاص طور پر آرکٹک بستیوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے ڈیزائن چھوٹے بجلی کے نظام کا استعمال، پایا. چین میں، 10 میگا واٹ پلانٹ HTR-10 کی فراہمی گرمی اور جس میں یہ واقع ہے الیکٹرک پاور ریسرچ انسٹی ٹیوٹ،. خود کار طریقے اسی طرح کی صلاحیتوں کے ساتھ کنٹرول چھوٹے ری ایکٹروں کی ترقی سویڈن اور کینیڈا میں کئے جاتے ہیں. 1960 سے 1972 تک کے عرصے میں، امریکی فوج گرین لینڈ اور انٹارکٹیکا میں ریموٹ اڈوں فراہم کرنے کمپیکٹ پانی کے ری ایکٹر استعمال کیا. انہوں ایندھنی تیل پاور پلانٹس کی طرف سے تبدیل کیا گیا.

خلائی ریسرچ

اس کے علاوہ، ری ایکٹر کی جگہ میں اقتدار اور تحریک کے لئے ڈیزائن کیا گیا تھا. 1967 سے 1988 تک کے عرصے میں، سوویت یونین کے سازوسامان اور ٹیلی میٹری کی فراہمی کے لئے "سے Kosmos" مصنوعی سیارہ پر ایک چھوٹا سا ایٹمی تنصیبات قائم کی، لیکن اس پالیسی پر تنقید کا نشانہ بن گیا ہے. کم از کم ان سیٹلائٹس میں سے ایک، زمین کی فضا میں داخل ہو گئے کینیڈا کے تابکار آلودگی دور دراز علاقوں کا باعث. امریکہ 1965 میں ایک ایٹمی ری ایکٹر کے ساتھ صرف ایک سیٹلائٹ کا آغاز کیا. تاہم، گہری خلائی مشن، انسانی تحقیق دوسرے سیاروں پر یا مستقل قمری بیس پر ان کے استعمال پر منصوبوں تیار رہیں. یہ ایک گیس ٹھنڈا یا مائع دھات ایٹمی ری ایکٹر، ریڈی ایٹر کے سائز کو کم سے کم کرنے کے لئے زیادہ سے زیادہ ممکن درجہ حرارت ضروری ہے جس کی طبعی اصولوں بات کا یقین ہے. بچانے کے لئے استعمال کیا مواد کی مقدار کو کم سے کم کرنے کے لئے ممکن ہو، اور لانچ اور خلائی پرواز کے دوران وزن کم کرنے کے لئے اس کے علاوہ، کے سامان کے لئے ری ایکٹر کی جگہ کے طور پر کمپیکٹ ہونا. ایندھن کی صلاحیت خلائی پرواز کی مدت کے لئے ری ایکٹر کے آپریشن کو یقینی بنائیں گے.