পারমাণবিক শক্তি এবং পারমাণবিক শক্তি একই জিনিস। শিক্ষামূলক প্রোগ্রাম: পারমাণবিক শক্তি কিভাবে প্রাপ্ত করা যায়

1. ভূমিকা

2.তেজস্ক্রিয়তা

3.পরমাণু চুল্লি

4. একটি ফিউশন চুল্লি প্রকৌশল দিক

5.পরমাণু বিক্রিয়া। পারমাণবিক শক্তি.

6.গামা বিকিরণ

7.পরমাণু চুল্লি

8. পারমাণবিক শক্তি নির্মাণের মূলনীতি

9. আগামীকাল পারমাণবিক ফিউশন

10. উপসংহার

11. তথ্যসূত্র

ভূমিকা: পদার্থবিদ্যা কি অধ্যয়ন করে?

পদার্থবিদ্যা হল প্রকৃতির বিজ্ঞান যা সবচেয়ে সহজ এবং একই সাথে প্রকৃতির সবচেয়ে সাধারণ নিয়ম, পদার্থের গঠন এবং গতির নিয়ম অধ্যয়ন করে। পদার্থবিদ্যা হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় সঠিক বিজ্ঞান. এর ধারণা এবং আইন প্রাকৃতিক বিজ্ঞানের ভিত্তি তৈরি করে। পদার্থবিদ্যা এবং অন্যান্য বিভাজক সীমানা প্রাকৃতিক বিজ্ঞান, ঐতিহাসিকভাবে শর্তসাপেক্ষ। এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে পদার্থবিদ্যা মূলত একটি পরীক্ষামূলক বিজ্ঞান, যেহেতু এটি যে আইনগুলি আবিষ্কার করে তা পরীক্ষামূলকভাবে প্রতিষ্ঠিত ডেটার উপর ভিত্তি করে। শারীরিক আইন গণিতের ভাষায় প্রকাশ করা পরিমাণগত সম্পর্কের আকারে উপস্থাপিত হয়। সাধারণভাবে, পদার্থবিদ্যাকে পরীক্ষামূলকভাবে বিভক্ত করা হয়, যা নতুন তথ্য এবং অনুমান এবং পরিচিত ভৌত আইনগুলিকে পরীক্ষা করার জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা পরিচালনা করে এবং তাত্ত্বিক, ভৌত আইন প্রণয়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, এই আইনগুলির উপর ভিত্তি করে প্রাকৃতিক ঘটনার ব্যাখ্যা এবং নতুন ঘটনার পূর্বাভাস।

পদার্থবিদ্যার গঠন জটিল। এটি বিভিন্ন শৃঙ্খলা বা বিভাগ অন্তর্ভুক্ত করে। অধ্যয়ন করা বস্তুর উপর নির্ভর করে, প্রাথমিক কণা পদার্থবিদ্যা, পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা, পরমাণু এবং অণুর পদার্থবিদ্যা, গ্যাস এবং তরলের পদার্থবিদ্যা, প্লাজমা পদার্থবিদ্যা এবং কঠিন অবস্থার পদার্থবিদ্যা আলাদা করা হয়। অধ্যয়ন করা হচ্ছে পদার্থের গতির প্রক্রিয়া বা ফর্মের উপর নির্ভর করে, বস্তুগত বিন্দু এবং কঠিন দেহের মেকানিক্স, অবিচ্ছিন্ন মিডিয়ার মেকানিক্স (শব্দবিদ্যা সহ), তাপগতিবিদ্যা এবং পরিসংখ্যানগত বলবিদ্যা, ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স (অপটিক্স সহ), মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব, কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানএবং কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব। প্রাপ্ত জ্ঞানের ভোক্তা অভিযোজনের উপর নির্ভর করে, মৌলিক এবং ফলিত পদার্থবিদ্যা আলাদা করা হয়। এটি কম্পন এবং তরঙ্গের মতবাদকে আলাদা করারও প্রথাগত, যা যান্ত্রিক, শাব্দিক, বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল কম্পন এবং তরঙ্গকে একক দৃষ্টিকোণ থেকে বিবেচনা করে। পদার্থবিদ্যা মৌলিক ভৌত নীতি এবং তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে যা পদার্থবিজ্ঞানের সমস্ত শাখাকে কভার করে এবং সারাংশকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত করে শারীরিক ঘটনাএবং বাস্তবতার প্রক্রিয়া।

টাইগ্রিস, ইউফ্রেটিস এবং নীল নদের (ব্যাবিলন, অ্যাসিরিয়া, মিশর) তীরে উদ্ভূত প্রাথমিক সভ্যতাগুলি থেকে, স্থাপত্য কাঠামো, গৃহস্থালী সামগ্রীতে মূর্ত হওয়া ব্যতীত শারীরিক জ্ঞানের ক্ষেত্রে কৃতিত্বের কোনও প্রমাণ নেই। ইত্যাদি জ্ঞানের পণ্য। বিভিন্ন ধরণের কাঠামো তৈরি করার সময় এবং গৃহস্থালীর জিনিসপত্র, অস্ত্র ইত্যাদি তৈরি করার সময়, লোকেরা অসংখ্য শারীরিক পর্যবেক্ষণ, প্রযুক্তিগত পরীক্ষা এবং তাদের সাধারণীকরণের নির্দিষ্ট ফলাফল ব্যবহার করেছিল। আমরা বলতে পারি যে কিছু অভিজ্ঞতামূলক শারীরিক জ্ঞান ছিল, কিন্তু শারীরিক জ্ঞানের কোন ব্যবস্থা ছিল না।

প্রাচীন চীনে শারীরিক ধারণাগুলি বিভিন্ন ধরণের প্রযুক্তিগত কার্যকলাপের ভিত্তিতেও উপস্থিত হয়েছিল, যার সময় বিভিন্ন প্রযুক্তিগত রেসিপি তৈরি হয়েছিল। স্বাভাবিকভাবেই, যান্ত্রিক ধারণাগুলি সবার আগে বিকশিত হয়েছিল। এইভাবে, চাইনিজদের ধারণা ছিল বল (কী আপনাকে নড়াচড়া করে), প্রতিক্রিয়া (কী আন্দোলন থামায়), লিভার, ব্লক, দাঁড়িপাল্লার তুলনা (একটি স্ট্যান্ডার্ডের সাথে তুলনা)। অপটিক্সের ক্ষেত্রে, চীনাদের একটি "ক্যামেরা অবসকুরা" এ একটি বিপরীত চিত্র গঠনের ধারণা ছিল। ইতিমধ্যে খ্রিস্টপূর্ব ষষ্ঠ শতাব্দীতে। তারা চুম্বকত্বের ঘটনা জানত - চুম্বক দ্বারা লোহার আকর্ষণ, যার ভিত্তিতে কম্পাস তৈরি করা হয়েছিল। ধ্বনিবিদ্যার ক্ষেত্রে, তারা সম্প্রীতির আইন এবং অনুরণনের ঘটনা জানতেন। কিন্তু এগুলি এখনও অভিজ্ঞতামূলক ধারণা ছিল যার কোন তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা ছিল না।

ভিতরে প্রাচীন ভারতপ্রাকৃতিক দার্শনিক ধারণার ভিত্তি হল পাঁচটি উপাদানের মতবাদ - পৃথিবী, জল, আগুন, বায়ু এবং ইথার। পদার্থের পারমাণবিক গঠন সম্পর্কেও একটি অনুমান ছিল। পদার্থের ভারীতা, তরলতা, সান্দ্রতা, স্থিতিস্থাপকতা ইত্যাদির মতো বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে, নড়াচড়া এবং এর কারণগুলি সম্পর্কে মূল ধারণা তৈরি করা হয়েছিল। ৬ষ্ঠ শতকের মধ্যে BC. কিছু ক্ষেত্রে অভিজ্ঞতামূলক শারীরিক ধারণাগুলি অনন্য তাত্ত্বিক নির্মাণে রূপান্তরিত হওয়ার প্রবণতা দেখায় (অপটিক্স, ধ্বনিবিদ্যায়)।

তেজস্ক্রিয়তার ঘটনা, বা নিউক্লিয়াসের স্বতঃস্ফূর্ত ক্ষয়, 1896 সালে ফরাসি পদার্থবিদ এ. বেকারেল আবিষ্কার করেছিলেন। তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে ইউরেনিয়াম এবং এর যৌগগুলি রশ্মি বা কণা নির্গত করে যা অস্বচ্ছ দেহের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করে এবং একটি ফটোগ্রাফিক প্লেটকে আলোকিত করতে পারে; বিকিরণের তীব্রতা শুধুমাত্র ঘনত্ব ইউরেনিয়ামের সমানুপাতিক এবং নির্ভর করে না বাহ্যিক অবস্থা(তাপমাত্রা, চাপ) এবং ইউরেনিয়াম কোন রাসায়নিক যৌগে আছে কিনা।

ইংরেজ পদার্থবিদ ই. রাদারফোর্ড এবং এফ. সডি প্রমাণ করেছিলেন যে সমস্ত তেজস্ক্রিয় প্রক্রিয়ায় রাসায়নিক উপাদানগুলির পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের পারস্পরিক রূপান্তর ঘটে। চৌম্বকীয় এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে এই প্রক্রিয়াগুলির সাথে বিকিরণের বৈশিষ্ট্যগুলির একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে এটি একটি-কণা (হিলিয়াম নিউক্লিয়াস), বি-কণা (ইলেকট্রন) এবং জি-রে (খুব ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয় বিকিরণ) এ বিভক্ত।

জি-কোয়ান্টা, এ-, বি- বা অন্যান্য কণা নির্গত পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে বলা হয় তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস. প্রকৃতিতে 272টি স্থিতিশীল পারমাণবিক নিউক্লিয়াস রয়েছে। অন্যান্য সমস্ত নিউক্লিয়াস তেজস্ক্রিয় এবং বলা হয় রেডিওআইসোটোপ.

একটি নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি তার উপাদান অংশগুলির মধ্যে বিচ্ছিন্নতার প্রতিরোধকে চিহ্নিত করে। যদি একটি নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি তার ক্ষয় পণ্যগুলির বাঁধাই শক্তির চেয়ে কম হয়, তাহলে এর অর্থ হল নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে ক্ষয় হতে পারে। আলফা ক্ষয়ের সময়, আলফা কণাগুলি প্রায় সমস্ত শক্তি বহন করে এবং এর মাত্র 2% গৌণ নিউক্লিয়াসে যায়। আলফা ক্ষয়ের সময়, ভর সংখ্যা 4 একক এবং পারমাণবিক সংখ্যা দুই একক দ্বারা পরিবর্তিত হয়।

একটি আলফা কণার প্রাথমিক শক্তি হল 4-10 MeV। যেহেতু আলফা কণার ভর এবং চার্জ বড়, তাই বাতাসে তাদের গড় মুক্ত পথ ছোট। উদাহরণস্বরূপ, একটি ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াস দ্বারা নির্গত আলফা কণার জন্য বাতাসে গড় মুক্ত পথ হল 2.7 সেমি, এবং রেডিয়াম দ্বারা নির্গত 3.3 সেমি।

এটি ভর সংখ্যা পরিবর্তন না করে পারমাণবিক সংখ্যার পরিবর্তনের সাথে একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে অন্য নিউক্লিয়াসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়া। তিন ধরনের বি-ক্ষয় রয়েছে: ইলেকট্রন, পজিট্রন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াস দ্বারা একটি অরবিটাল ইলেকট্রন ক্যাপচার। শেষ ক্ষয় প্রকারকেও বলা হয় প্রতি-ক্যাপচার, যেহেতু এই ক্ষেত্রে নিউক্লিয়াসের সবচেয়ে কাছের ইলেক্ট্রনটি শোষিত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি প্রতিশেল থেকে ইলেকট্রন শোষণ এলএবং এমশেলগুলিও সম্ভব, তবে সম্ভাবনা কম। বি-সক্রিয় নিউক্লিয়াসের অর্ধ-জীবন খুব বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হয়।

বর্তমানে পরিচিত বিটা-সক্রিয় নিউক্লিয়াসের সংখ্যা প্রায় দেড় হাজার, তবে তাদের মধ্যে মাত্র 20টি প্রাকৃতিকভাবে বিটা-তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ। অন্য সব কৃত্রিমভাবে প্রাপ্ত করা হয়.

ক্ষয়ের সময় নির্গত ইলেকট্রনগুলির গতিশক্তির ক্রমাগত বন্টন এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় যে, ইলেকট্রনের সাথে, একটি অ্যান্টিনিউট্রিনোও নির্গত হয়। যদি কোনো অ্যান্টিনিউট্রিনো না থাকে, তাহলে ইলেকট্রনগুলির একটি কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত ভরবেগ থাকবে, অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসের ভরবেগের সমান। বিটা ক্ষয় শক্তির সমান গতিশক্তি মান বর্ণালীতে একটি তীক্ষ্ণ বিরতি পরিলক্ষিত হয়। এই ক্ষেত্রে, নিউক্লিয়াস এবং অ্যান্টিনিউট্রিনোর গতিশক্তি শূন্যের সমান এবং ইলেকট্রন বিক্রিয়ার সময় নির্গত সমস্ত শক্তি বহন করে।

ইলেকট্রনিক ক্ষয়ের সময়, অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসের একটি ক্রম নম্বর থাকে আসল একের চেয়ে বড়, ভর সংখ্যা বজায় রেখে। এর মানে হল যে অবশিষ্ট নিউক্লিয়াসে প্রোটনের সংখ্যা এক দ্বারা বৃদ্ধি পেয়েছে, এবং বিপরীতে, নিউট্রনের সংখ্যা ছোট হয়ে গেছে: N=A-(Z+1)।

পজিট্রন ক্ষয়ের সময়, নিউক্লিয়নের পূর্ণ সংখ্যা ধরে রাখা হয়, তবে চূড়ান্ত নিউক্লিয়াসে প্রাথমিকের চেয়ে আরও একটি নিউট্রন থাকে। সুতরাং, পজিট্রন ক্ষয়কে পজিট্রন এবং নিউট্রিনো নির্গমনের সাথে নিউক্লিয়াসের ভিতরে একটি প্রোটনের নিউট্রনে রূপান্তরের প্রতিক্রিয়া হিসাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।

প্রতি ইলেকট্রনিক ক্যাপচারএকটি পরমাণুর প্রক্রিয়াকে বোঝায় যা তার পরমাণুর অরবিটাল ইলেকট্রনগুলির একটিকে শোষণ করে। যেহেতু নিউক্লিয়াসের নিকটতম কক্ষপথ থেকে একটি ইলেক্ট্রন ধরার সম্ভাবনা বেশি, তাই ইলেকট্রন শোষিত হওয়ার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি প্রতি- শাঁস। তাই এই প্রক্রিয়াটিকেও বলা হয় প্রতি- ক্যাপচার

এটি থেকে ইলেকট্রন ধরা হবে এমন সম্ভাবনা অনেক কম এল-,এম- শাঁস। থেকে একটি ইলেক্ট্রন ক্যাপচার করার পর প্রতি-শেল, কক্ষপথ থেকে কক্ষপথে ইলেক্ট্রন পরিবর্তনের একটি সিরিজ ঘটে, একটি নতুন পারমাণবিক অবস্থা তৈরি হয় এবং একটি এক্স-রে কোয়ান্টাম নির্গত হয়।

স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস সর্বনিম্ন শক্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ অবস্থায় থাকে। এই অবস্থাকে মৌলিক বলা হয়। যাইহোক, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে বিভিন্ন কণা বা উচ্চ-শক্তির প্রোটন দিয়ে বিকিরণ করে, একটি নির্দিষ্ট শক্তি তাদের কাছে স্থানান্তরিত হতে পারে এবং তাই, উচ্চ শক্তির সাথে সংশ্লিষ্ট রাজ্যে স্থানান্তরিত করা যেতে পারে। উত্তেজিত অবস্থা থেকে স্থল অবস্থায় কিছু সময় পর পরমাণু নিউক্লিয়াস একটি কণা নির্গত করতে পারে, যদি উত্তেজনা শক্তি যথেষ্ট বেশি হয়, অথবা উচ্চ-শক্তি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ - একটি গামা কোয়ান্টাম।

যেহেতু উত্তেজিত নিউক্লিয়াস বিচ্ছিন্ন শক্তি অবস্থায় থাকে, তাই গামা বিকিরণ একটি লাইন বর্ণালী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

যখন ভারী নিউক্লিয়াস ফিশন হয়, তখন বেশ কিছু মুক্ত নিউট্রন তৈরি হয়। এটি তথাকথিত ফিশন চেইন বিক্রিয়াকে সংগঠিত করা সম্ভব করে, যখন নিউট্রন, ভারী উপাদান ধারণকারী একটি মাধ্যমে প্রচার করে, নতুন মুক্ত নিউট্রনের নির্গমনের সাথে তাদের বিদারণ ঘটাতে পারে। পরিবেশ যদি এমন হয় যে নতুন সৃষ্ট নিউট্রনের সংখ্যা বাড়তে থাকে, তবে বিদারণ প্রক্রিয়াটি তুষারপাতের মতো বৃদ্ধি পায়। পরবর্তী ফিশনের সময় যখন নিউট্রনের সংখ্যা কমে যায়, তখন পারমাণবিক চেইন বিক্রিয়া বিবর্ণ হয়ে যায়।

একটি স্থির পারমাণবিক শৃঙ্খল বিক্রিয়া পাওয়ার জন্য, স্পষ্টতই এমন পরিস্থিতি তৈরি করা প্রয়োজন যে প্রতিটি নিউক্লিয়াস যা একটি নিউট্রন শোষণ করে, বিদারণের সময়, গড়ে একটি নিউট্রন ছেড়ে দেয়, যা দ্বিতীয় ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণের দিকে যায়।

পারমাণবিক চুল্লি হল এমন একটি যন্ত্র যেখানে নির্দিষ্ট ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণের একটি নিয়ন্ত্রিত চেইন বিক্রিয়া সঞ্চালিত ও বজায় রাখা হয়।

একটি চুল্লিতে একটি পারমাণবিক শৃঙ্খল বিক্রিয়া শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক ফিসাইল নিউক্লিয়াসের সাথে ঘটতে পারে, যা যেকোনো নিউট্রন শক্তিতে বিদারণ করতে পারে। বিচ্ছিন্ন পদার্থের মধ্যে, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল 235 ইউ আইসোটোপ, যার অংশ প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে মাত্র 0.714%।

যদিও 238 U নিউট্রন দ্বারা বিচ্ছিন্ন যার শক্তি 1.2 MeV ছাড়িয়ে যায়, প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে দ্রুত নিউট্রনের উপর একটি স্ব-টেকসই চেইন বিক্রিয়া দ্রুত নিউট্রনের সাথে 238 U নিউক্লিয়ার অস্থিতিশীল মিথস্ক্রিয়া হওয়ার উচ্চ সম্ভাবনার কারণে সম্ভব নয়। এই ক্ষেত্রে, নিউট্রন শক্তি 238 U নিউক্লিয়াসের থ্রেশহোল্ড ফিশন শক্তির নীচে হয়ে যায়।

একটি মডারেটরের ব্যবহার 238 U-তে অনুরণিত শোষণ হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে, যেহেতু একটি নিউট্রন মডারেটর নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষের ফলে অনুরণন শক্তির অঞ্চলের মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং নিউক্লিয়াস 235 U, 239 Pu, 233 U, দ্য দ্বারা শোষিত হতে পারে। বিদারণ ক্রস সেকশন যা নিউট্রন শক্তি হ্রাসের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। একটি কম ভর সংখ্যা এবং একটি ছোট শোষণ ক্রস সেকশন (জল, গ্রাফাইট, বেরিলিয়াম, ইত্যাদি) সহ উপকরণগুলি মডারেটর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ফিশন চেইন বিক্রিয়াকে চিহ্নিত করতে, গুণিতক কারক K নামক একটি পরিমাণ ব্যবহার করা হয়। এটি একটি নির্দিষ্ট প্রজন্মের নিউট্রনের সংখ্যা এবং পূর্ববর্তী প্রজন্মের নিউট্রনের সংখ্যার অনুপাত। একটি স্থির ফিশন চেইন বিক্রিয়ার জন্য K=1। একটি প্রজনন ব্যবস্থা (চুল্লি) যেখানে K = 1 কে বলা হয় সমালোচনামূলক। K > 1 হলে, সিস্টেমে নিউট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, এবং এই ক্ষেত্রে একে উপরে বলা হয় সমালোচনামূলক। এটিকে< 1 происходит уменьшение числа нейтронов, и система называется под критической. В стационарном состоянии реактора число вновь образующихся нейтронов равно числу нейтронов, покидающих реактор (нейтроны утечки) и поглощающихся в его пределах. В критическом реакторе присутствуют нейтроны всех энергий. Они образуют так называемый энергетический спектр нейтронов, который характеризует число нейтронов различных энергий в единице объема в любой точке реактора. Средняя энергия спектра нейтронов определяется долей замедлителя, делящихся ядер (ядра горючего) и других материалов, которые входят в состав активной зоны реактора. Если большая часть делений происходит при поглощении тепловых нейтронов, то такой реактор называется реактором на тепловых нейтронах. Энергия нейтронов в такой системе не превышает 0.2 эВ. Если большая часть делений в реакторе происходит при поглощении быстрых нейтронов, такой реактор называется реактором на быстрых нейтронах.

একটি তাপীয় নিউট্রন চুল্লির মূল অংশে, পারমাণবিক জ্বালানী সহ, মডারেটর-পদার্থের একটি উল্লেখযোগ্য ভর রয়েছে, যা একটি বড় বিক্ষিপ্ত ক্রস বিভাগ এবং একটি ছোট শোষণ ক্রস বিভাগ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

একটি চুল্লির সক্রিয় অঞ্চল প্রায় সবসময়ই থাকে, বিশেষ চুল্লি বাদ দিয়ে, একটি প্রতিফলক দ্বারা বেষ্টিত যা একাধিক বিক্ষিপ্ততার কারণে কিছু নিউরনকে সক্রিয় জোনে ফিরিয়ে দেয়।

দ্রুত নিউরন চুল্লিতে, সক্রিয় অঞ্চলটি প্রজনন অঞ্চল দ্বারা বেষ্টিত থাকে। তারা ফিসাইল আইসোটোপ জমা করে। এছাড়াও, প্রজনন অঞ্চলগুলি প্রতিফলক হিসাবেও কাজ করে।

পারমাণবিক চুল্লিতে, ফিশন পণ্যগুলি জমা হয়, যাকে স্ল্যাগ বলা হয়। স্ল্যাগের উপস্থিতি ফ্রি নিউট্রনের অতিরিক্ত ক্ষতির দিকে নিয়ে যায়।

পারমাণবিক চুল্লি, জ্বালানী এবং মডারেটরের আপেক্ষিক অবস্থানের উপর নির্ভর করে, সমজাতীয় এবং ভিন্নধর্মীতে বিভক্ত। একটি সমজাতীয় চুল্লিতে, কোর হল দ্রবণ, মিশ্রণ বা গলিত আকারে জ্বালানী, মডারেটর এবং কুল্যান্টের একটি সমজাতীয় ভর। একটি চুল্লি যেখানে ব্লক বা জ্বালানী সমাবেশের আকারে জ্বালানী একটি মডারেটরে স্থাপন করা হয়, এতে একটি নিয়মিত জ্যামিতিক জালি তৈরি হয়, তাকে ভিন্নধর্মী বলা হয়।

চুল্লির অপারেশন চলাকালীন, তাপ অপসারণকারী উপাদানগুলিতে (জ্বালানী রড) পাশাপাশি এর সমস্ত কাঠামোগত উপাদানগুলিতে বিভিন্ন পরিমাণে তাপ নির্গত হয়। এটি প্রথমত, বিদারণ খণ্ডের বাধা, তাদের বিটা এবং গামা বিকিরণ, সেইসাথে নিউক্লিয়াস নিউরনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং অবশেষে, দ্রুত নিউরনের গতি কমে যাওয়ার কারণে। একটি জ্বালানী কোরের বিদারণ থেকে খন্ডগুলি শত শত বিলিয়ন ডিগ্রি তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত বেগ অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।

প্রকৃতপক্ষে, E = mu 2 = 3RT, যেখানে E হল খণ্ডের গতিশক্তি, MeV; R = 1.38·10 -23 J/K - বোল্টজম্যানের ধ্রুবক। 1 MeV = 1.6 10 -13 J বিবেচনা করে, আমরা 1.6 10 -6 E = 2.07 10 -16 T, T = 7.7 10 9 E পাই। খণ্ড বিভাজনের জন্য সবচেয়ে সম্ভাব্য শক্তি মান হল একটি হালকা খণ্ডের জন্য 97 MeV এবং একটি ভারী টুকরা জন্য 65 MeV. তারপরে একটি হালকা খণ্ডের জন্য সংশ্লিষ্ট তাপমাত্রা হল 7.5 10 11 কে, একটি ভারী খণ্ডের জন্য - 5 10 11 কে। যদিও পারমাণবিক চুল্লিতে অর্জনযোগ্য তাপমাত্রা তাত্ত্বিকভাবে প্রায় সীমাহীন, বাস্তবে সীমাবদ্ধতাগুলি কাঠামোগত সর্বোচ্চ অনুমোদিত তাপমাত্রা দ্বারা নির্ধারিত হয়। উপকরণ এবং জ্বালানী উপাদান।

পারমাণবিক চুল্লির বিশেষত্ব হল যে 94% ফিশন শক্তি তাত্ক্ষণিকভাবে তাপে রূপান্তরিত হয়, অর্থাৎ যে সময়ে চুল্লির শক্তি বা এতে থাকা উপকরণগুলির ঘনত্ব লক্ষণীয়ভাবে পরিবর্তন করার সময় নেই। অতএব, যখন চুল্লি শক্তি পরিবর্তন হয়, তাপ মুক্তি বিলম্ব ছাড়াই জ্বালানী বিদারণ প্রক্রিয়া অনুসরণ করে। যাইহোক, যখন চুল্লিটি বন্ধ করা হয়, যখন বিদারণের হার দশগুণেরও বেশি কমে যায়, বিলম্বিত তাপ মুক্তির উত্স (ফিশন পণ্য থেকে গামা এবং বিটা বিকিরণ) এতে থেকে যায়, যা প্রধান হয়ে ওঠে।

পারমাণবিক চুল্লির শক্তি এতে নিউরনের ফ্লাক্স ঘনত্বের সমানুপাতিক, তাই যে কোনো শক্তি তাত্ত্বিকভাবে অর্জনযোগ্য। অনুশীলনে, চুল্লিতে মুক্তি তাপ অপসারণের হার দ্বারা সর্বাধিক শক্তি নির্ধারিত হয়। আধুনিক পাওয়ার রিঅ্যাক্টরগুলিতে নির্দিষ্ট তাপ অপসারণ হল 10 2 - 10 3 MW/m 3, ঘূর্ণি চুল্লিতে - 10 4 - 10 5 MW/m 3।

চুল্লি থেকে তাপ একটি কুল্যান্ট দ্বারা সঞ্চালিত হয় অপসারণ করা হয়. চারিত্রিক বৈশিষ্ট্যচুল্লী হল বিদারণ বিক্রিয়া বন্ধ হওয়ার পর ক্ষয়প্রাপ্ত তাপ, যার জন্য চুল্লি বন্ধ হওয়ার পর দীর্ঘ সময়ের জন্য তাপ অপসারণের প্রয়োজন হয়। যদিও ক্ষয় তাপ শক্তি নামমাত্র শক্তির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম, তবে চুল্লির মাধ্যমে কুল্যান্টের সঞ্চালন খুব নির্ভরযোগ্যভাবে নিশ্চিত করতে হবে, যেহেতু ক্ষয় তাপ নিয়ন্ত্রণ করা যায় না। অতিরিক্ত গরম হওয়া এবং জ্বালানী উপাদানগুলির ক্ষতি এড়াতে কিছু সময়ের জন্য কাজ করা চুল্লি থেকে কুল্যান্ট অপসারণ করা কঠোরভাবে নিষিদ্ধ।

নিউক্লিয়ার পাওয়ার রিঅ্যাক্টর হল এমন একটি যন্ত্র যেখানে ভারী উপাদানের নিউক্লিয়াসের বিদারণের একটি নিয়ন্ত্রিত চেইন বিক্রিয়া করা হয় এবং এই প্রক্রিয়ার সময় নির্গত তাপ শক্তি একটি কুল্যান্টের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়। পারমাণবিক চুল্লির মূল উপাদান হল কোর। এটি পারমাণবিক জ্বালানী রাখে এবং একটি ফিশন চেইন প্রতিক্রিয়া বহন করে। কোর হল একটি নির্দিষ্ট উপায়ে স্থাপন করা পারমাণবিক জ্বালানী ধারণকারী জ্বালানী উপাদানগুলির একটি সংগ্রহ। তাপীয় নিউট্রন চুল্লি একটি মডারেটর ব্যবহার করে। জ্বালানী উপাদানগুলিকে শীতল করার জন্য একটি কুল্যান্টকে মূলের মধ্য দিয়ে পাম্প করা হয়। কিছু ধরণের চুল্লিতে, মডারেটর এবং কুল্যান্টের ভূমিকা একই পদার্থ দ্বারা সঞ্চালিত হয়, উদাহরণস্বরূপ, সাধারণ বা ভারী জল। জন্য

চুল্লির ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে, একটি বৃহৎ নিউট্রন শোষণ ক্রস সেকশন সহ উপকরণ দিয়ে তৈরি কন্ট্রোল রডগুলি মূলে প্রবর্তন করা হয়। পাওয়ার রিঅ্যাক্টরগুলির মূল একটি নিউট্রন প্রতিফলক দ্বারা বেষ্টিত - কোর থেকে নিউট্রনের ফুটো কমাতে মডারেটর উপাদানের একটি স্তর। উপরন্তু, প্রতিফলককে ধন্যবাদ, নিউট্রন ঘনত্ব এবং শক্তি মুক্তি কোরের ভলিউম জুড়ে সমান করা হয়, যা একটি প্রদত্ত অঞ্চলের আকারকে আরও বেশি শক্তি পেতে, আরও অভিন্ন জ্বালানী বার্নআউট অর্জন করতে, ওভারলোডিং ছাড়াই চুল্লির অপারেটিং সময় বাড়াতে দেয়। জ্বালানী, এবং তাপ অপসারণ সিস্টেম সরলীকরণ. প্রতিফলককে ধীরগতির শক্তি দ্বারা উত্তপ্ত করা হয় এবং নিউট্রন এবং গামা কোয়ান্টা শোষিত হয়, তাই এর শীতলতা প্রদান করা হয়। মূল, প্রতিফলক এবং অন্যান্য উপাদানগুলি একটি সিল করা হাউজিং বা আবরণে রাখা হয়, সাধারণত জৈবিক ঢাল দ্বারা বেষ্টিত থাকে।

রিঅ্যাক্টর কোরটি এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে এর উপাদানগুলির অনিচ্ছাকৃত আন্দোলনের সম্ভাবনা বাদ দেওয়া হয়, যার ফলে প্রতিক্রিয়াশীলতা বৃদ্ধি পায়। একটি ভিন্নধর্মী কোরের প্রধান কাঠামোগত অংশ হল জ্বালানী উপাদান, যা মূলত এর নির্ভরযোগ্যতা, আকার এবং খরচ নির্ধারণ করে। পাওয়ার রিঅ্যাক্টরগুলি সাধারণত ইস্পাত বা জিরকোনিয়াম অ্যালয় শেলে আবদ্ধ সংকুচিত ইউরেনিয়াম ডাই অক্সাইড পেলেটের আকারে জ্বালানীর সাথে জ্বালানী রড ব্যবহার করে। সুবিধার জন্য, জ্বালানী উপাদানগুলিকে জ্বালানী সমাবেশে (এফএ) একত্রিত করা হয়, যা পারমাণবিক চুল্লির কেন্দ্রে ইনস্টল করা হয়।

তাপ শক্তির প্রধান অংশ জ্বালানী রডে উত্পন্ন হয় এবং কুল্যান্টে স্থানান্তরিত হয়। ভারী নিউক্লিয়াসের বিভাজনের সময় মুক্তি পাওয়া সমস্ত শক্তির 90% এরও বেশি জ্বালানী উপাদানগুলিতে নির্গত হয় এবং জ্বালানী উপাদানগুলির চারপাশে প্রবাহিত কুল্যান্ট দ্বারা অপসারণ করা হয়। ফুয়েল রডগুলি খুব গুরুতর তাপীয় পরিস্থিতিতে কাজ করে: জ্বালানী রড থেকে কুল্যান্ট পর্যন্ত সর্বাধিক তাপ প্রবাহের ঘনত্ব (1 - 2) 10 6 W/m 2 পৌঁছে যায়, যেখানে আধুনিক বাষ্প বয়লারে এটি (2 - 3) 10 5 এর সমান W/m 2। উপরন্তু, পারমাণবিক জ্বালানীর একটি অপেক্ষাকৃত ছোট ভলিউম প্রচুর পরিমাণে তাপ নির্গত করে, যেমন পারমাণবিক জ্বালানীর শক্তির ঘনত্বও অনেক বেশি। সক্রিয় অঞ্চলে নির্দিষ্ট তাপ নির্গত হয় 10 8 -10 9 W/m 3, আধুনিক বাষ্প বয়লারে এটি 10 ​​7 W/m 3 এর বেশি হয় না।

জ্বালানী রডের উপরিভাগের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বড় তাপ প্রবাহ এবং জ্বালানীর উল্লেখযোগ্য শক্তির তীব্রতার জন্য জ্বালানী রডগুলির ব্যতিক্রমী উচ্চ স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রয়োজন। এছাড়াও, ফুয়েল রডগুলির অপারেটিং অবস্থাগুলি উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা, ক্ল্যাডিংয়ের পৃষ্ঠে 300 - 600 C o তে পৌঁছানো, তাপীয় শক, কম্পন এবং নিউট্রন ফ্লাক্সের উপস্থিতি (ফ্লুয়েন্স 10 27 এ পৌঁছানোর সম্ভাবনা) দ্বারা জটিল হয়। নিউট্রন/মি 2)।

উচ্চ প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা জ্বালানী উপাদানের উপর আরোপ করা হয়: নকশা সরলতা; কুল্যান্ট প্রবাহে যান্ত্রিক স্থায়িত্ব এবং শক্তি, মাত্রা এবং নিবিড়তা সংরক্ষণ নিশ্চিত করে; জ্বালানী উপাদানের কাঠামোগত উপাদান এবং মূল অংশে ন্যূনতম কাঠামোগত উপাদান দ্বারা কম নিউট্রন শোষণ; অপারেটিং তাপমাত্রায় জ্বালানী ক্ল্যাডিং, কুল্যান্ট এবং মডারেটরের সাথে পারমাণবিক জ্বালানী এবং বিদারণ পণ্যগুলির মিথস্ক্রিয়া অনুপস্থিতি। জ্বালানী উপাদানটির জ্যামিতিক আকার অবশ্যই পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং আয়তনের প্রয়োজনীয় অনুপাত নিশ্চিত করতে হবে এবং জ্বালানী উপাদানের সমগ্র পৃষ্ঠ থেকে কুল্যান্ট দ্বারা তাপ অপসারণের সর্বাধিক তীব্রতা নিশ্চিত করতে হবে, সেইসাথে পারমাণবিক জ্বালানীর একটি বড় বার্নআপ এবং উচ্চ মাত্রার গ্যারান্টি দিতে হবে। বিদারণ পণ্য ধারণ. জ্বালানী উপাদানগুলি অবশ্যই বিকিরণ প্রতিরোধী হতে হবে, প্রয়োজনীয় মাত্রা এবং নকশা থাকতে হবে, দ্রুত পুনরায় লোডিং ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করার ক্ষমতা নিশ্চিত করে; পারমাণবিক জ্বালানী এবং কম খরচে সহজ এবং অর্থনৈতিক পুনর্জন্ম আছে.

নিরাপত্তার কারণে, ফুয়েল রড ক্ল্যাডিং এর নির্ভরযোগ্য টাইটনেস কোরের অপারেশনের পুরো সময় জুড়ে (3-5 বছর) এবং পরবর্তীতে খরচ করা ফুয়েল রডের স্টোরেজ পুনঃপ্রক্রিয়াকরণের জন্য পাঠানো পর্যন্ত (1-3 বছর) বজায় রাখতে হবে। একটি কোর ডিজাইন করার সময়, জ্বালানী উপাদানগুলির (পরিমাণ এবং ক্ষতির মাত্রা) ক্ষতির অনুমতিযোগ্য সীমা আগে থেকেই স্থাপন করা এবং ন্যায্যতা প্রমাণ করা প্রয়োজন। কোরটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যে তার পুরো নকশা পরিষেবা জীবন জুড়ে অপারেশন চলাকালীন জ্বালানী উপাদানগুলির ক্ষতির জন্য প্রতিষ্ঠিত সীমা অতিক্রম করা হয় না। এই প্রয়োজনীয়তাগুলির পরিপূর্ণতা মূলের নকশা, কুল্যান্টের গুণমান, তাপ অপসারণ ব্যবস্থার বৈশিষ্ট্য এবং নির্ভরযোগ্যতা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়। অপারেশন চলাকালীন, পৃথক জ্বালানী উপাদানগুলির ক্ল্যাডিংয়ের নিবিড়তা আপোস করা হতে পারে। এই ধরনের লঙ্ঘনের দুটি প্রকার রয়েছে: মাইক্রোক্র্যাকগুলির গঠন যার মাধ্যমে বায়বীয় বিদারণ পণ্যগুলি জ্বালানী উপাদান থেকে কুল্যান্টে (গ্যাসের ঘনত্বের ধরণের ত্রুটি) থেকে পালিয়ে যায়; ত্রুটির ঘটনা যেখানে কুল্যান্টের সাথে জ্বালানীর সরাসরি যোগাযোগ সম্ভব।

জ্বালানী রডগুলির অপারেটিং শর্তগুলি মূলত মূলের নকশা দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা অবশ্যই জ্বালানী রড স্থাপনের নকশা জ্যামিতি এবং তাপমাত্রার অবস্থার দৃষ্টিকোণ থেকে প্রয়োজনীয় কুল্যান্ট বিতরণ নিশ্চিত করতে হবে। যখন চুল্লিটি শক্তি থেকে কাজ করে, তখন নির্ভরযোগ্য তাপ অপসারণের গ্যারান্টি দিয়ে, মূলের মধ্য দিয়ে কুল্যান্টের একটি স্থিতিশীল প্রবাহ বজায় রাখতে হবে। কোরটি অবশ্যই চুল্লি নিয়ন্ত্রণের ভিতরে সেন্সর দিয়ে সজ্জিত হতে হবে যা বিদ্যুৎ বিতরণ, নিউট্রন ফ্লাক্স, জ্বালানী রড তাপমাত্রার অবস্থা এবং কুল্যান্ট প্রবাহ সম্পর্কিত তথ্য সরবরাহ করে।

একটি পাওয়ার রিঅ্যাক্টরের মূলটি অবশ্যই এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে নিউট্রনিক এবং তাপীয় শারীরিক প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া করার অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়া গুণিতক ফ্যাক্টরের যে কোনও ব্যাঘাতের জন্য একটি নতুন নিরাপদ শক্তি স্তর স্থাপন করে। বাস্তবে, একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নিরাপত্তা নিশ্চিত করা হয়, একদিকে, চুল্লির স্থায়িত্ব (কোরটির তাপমাত্রা এবং শক্তি বৃদ্ধির সাথে গুণিতক ফ্যাক্টর হ্রাস), এবং অন্যদিকে, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ এবং সুরক্ষা ব্যবস্থার নির্ভরযোগ্যতা।

গভীরতার নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য, কোরের নকশা এবং পারমাণবিক জ্বালানীর বৈশিষ্ট্যগুলিকে অবশ্যই কোর ধ্বংস এবং পারমাণবিক জ্বালানী গলে যাওয়ার সময় বিচ্ছিন্ন পদার্থের সমালোচনামূলক ভর গঠনের সম্ভাবনাকে বাদ দিতে হবে। কোর ডিজাইন করার সময়, কোর কুলিংয়ের লঙ্ঘনের সাথে সম্পর্কিত যে কোনও ক্ষেত্রে চেইন প্রতিক্রিয়া বন্ধ করতে একটি নিউট্রন শোষক প্রবর্তন করা অবশ্যই সম্ভব।

পোড়া, বিষক্রিয়া এবং তাপমাত্রার প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য প্রচুর পরিমাণে পারমাণবিক জ্বালানী ধারণ করে কোরটিতে বেশ কয়েকটি সমালোচনামূলক ভর রয়েছে। অতএব, জ্বালানীর প্রতিটি সমালোচনামূলক ভলিউমকে অবশ্যই প্রতিক্রিয়ার ক্ষতিপূরণের উপায় সরবরাহ করতে হবে। এগুলিকে অবশ্যই এমনভাবে মূলে স্থাপন করতে হবে যাতে স্থানীয় সমালোচনামূলক জনগণের সম্ভাবনা বাদ দেওয়া যায়।

ফিশন বিক্রিয়ায় জড়িত নিউট্রনের শক্তির স্তর, জ্বালানি এবং মডারেটর স্থাপনের নীতি, উদ্দেশ্য উদ্দেশ্য, মডারেটর এবং কুল্যান্টের ধরন এবং তাদের শারীরিক অবস্থা অনুসারে চুল্লিগুলিকে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়।

এনার্জেটিক নিউট্রনের স্তর অনুসারে: চুল্লিগুলি দ্রুত নিউট্রনের উপর, তাপীয় এবং মধ্যবর্তী (অনুরণন) শক্তির নিউট্রনের উপর কাজ করতে পারে এবং এই অনুসারে, তাপ, দ্রুত এবং মধ্যবর্তী নিউট্রনের রেক্টরগুলিতে বিভক্ত হয় (কখনও কখনও সংক্ষিপ্ততার জন্য তাদের বলা হয় তাপীয়, দ্রুত এবং মধ্যবর্তী)।

ভিতরে তাপীয় নিউট্রন চুল্লিবেশিরভাগ নিউক্লিয়ার ফিশন ঘটে যখন ফিসাইল আইসোটোপের নিউক্লিয়াস তাপীয় নিউট্রন শোষণ করে। যেসব চুল্লিতে পারমাণবিক বিভাজন প্রধানত 0.5 MeV-এর বেশি শক্তির নিউট্রন দ্বারা সঞ্চালিত হয় তাকে দ্রুত নিউট্রন চুল্লি বলে। ফিসাইল আইসোটোপের নিউক্লিয়াস দ্বারা মধ্যবর্তী নিউট্রন শোষণের ফলে যে সমস্ত চুল্লিতে বেশিরভাগ ফিশন ঘটে তাকে মধ্যবর্তী (অনুনাদিত) নিউট্রন চুল্লি বলে।

বর্তমানে, তাপীয় নিউট্রন চুল্লি সবচেয়ে বিস্তৃত। তাপ চুল্লী 1 থেকে 100 kg/m 3 কোরে 235 U পারমাণবিক জ্বালানীর ঘনত্ব এবং মডারেটরের বৃহৎ ভরের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। একটি দ্রুত নিউট্রন চুল্লি 1000 kg/m 3 এর ক্রমানুসারে পারমাণবিক জ্বালানী 235 U বা 239 U এর ঘনত্ব এবং মূল অংশে একটি মডারেটরের অনুপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

মধ্যবর্তী নিউট্রন চুল্লিতে, কোরে খুব কম মডারেটর থাকে এবং এতে পারমাণবিক জ্বালানী 235 U এর ঘনত্ব 100 থেকে 1000 kg/m 3 পর্যন্ত হয়।

তাপীয় নিউট্রন চুল্লিতে, জ্বালানী নিউক্লিয়াসের বিদারণও ঘটে যখন দ্রুত নিউট্রনগুলি নিউক্লিয়াস দ্বারা বন্দী হয়, তবে এই প্রক্রিয়ার সম্ভাবনা নগণ্য (1 - 3%)। একটি নিউট্রন মডারেটরের প্রয়োজনীয়তা এই কারণে যে জ্বালানী নিউক্লিয়াসের কার্যকরী ফিশন ক্রস বিভাগগুলি বড়গুলির তুলনায় কম নিউট্রন শক্তিতে অনেক বড়।

একটি তাপ চুল্লির মূলে অবশ্যই একটি মডারেটর থাকতে হবে - এমন একটি পদার্থ যার নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা কম। গ্রাফাইট, ভারী বা হালকা জল, বেরিলিয়াম এবং জৈব তরল একটি মডারেটর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। একটি তাপ চুল্লি এমনকি প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে কাজ করতে পারে যদি মডারেটর ভারী জল বা গ্রাফাইট হয়। অন্যান্য মডারেটরদের সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম ব্যবহার করা প্রয়োজন। চুল্লির প্রয়োজনীয় সমালোচনামূলক মাত্রাগুলি জ্বালানী সমৃদ্ধকরণের ডিগ্রির উপর নির্ভর করে; সমৃদ্ধকরণের মাত্রা বাড়ার সাথে সাথে তারা ছোট হয়ে যায়। তাপীয় নিউট্রন চুল্লিগুলির একটি উল্লেখযোগ্য অসুবিধা হল মডারেটর, কুল্যান্ট, কাঠামোগত উপকরণ এবং বিদারণ পণ্য দ্বারা তাদের ক্যাপচারের ফলে ধীর নিউট্রনের ক্ষতি। অতএব, এই ধরনের চুল্লিগুলিতে মডারেটর, কুল্যান্ট এবং কাঠামোগত উপকরণ হিসাবে ধীর নিউট্রন ক্যাপচারের জন্য ছোট ক্রস বিভাগযুক্ত পদার্থগুলি ব্যবহার করা প্রয়োজন।

ভিতরে মধ্যবর্তী নিউট্রন চুল্লি, যেখানে বেশিরভাগ বিদারণ ঘটনাগুলি তাপীয় (1 eV থেকে 100 keV পর্যন্ত) শক্তি সহ নিউট্রন দ্বারা সৃষ্ট হয়, মডারেটর ভর তাপ চুল্লির তুলনায় কম। এই ধরনের চুল্লির অপারেশনের বিশেষত্ব হল যে মধ্যবর্তী অঞ্চলে ক্রমবর্ধমান নিউট্রন বিদারণের সাথে জ্বালানী বিদারণ ক্রস বিভাগ কাঠামোগত উপকরণ এবং বিদারণ পণ্যগুলির শোষণ ক্রস বিভাগের চেয়ে কম হ্রাস পায়। সুতরাং, শোষণ ইভেন্টের তুলনায় বিদারণ ঘটনাগুলির সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়। কাঠামোগত উপকরণগুলির নিউট্রন বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি কম কঠোর এবং তাদের পরিসর আরও বিস্তৃত। ফলস্বরূপ, একটি মধ্যবর্তী নিউট্রন চুল্লির মূল আরও বেশি তৈরি করা যেতে পারে টেকসই উপকরণ, যা চুল্লির গরম করার পৃষ্ঠ থেকে সরানো নির্দিষ্ট তাপ বৃদ্ধি করা সম্ভব করে তোলে। ক্রস-সেকশন হ্রাসের ফলে মধ্যবর্তী চুল্লিগুলিতে ফিসাইল আইসোটোপ সহ জ্বালানীর সমৃদ্ধি তাপীয়গুলির তুলনায় বেশি হওয়া উচিত। মধ্যবর্তী নিউট্রন চুল্লিতে পারমাণবিক জ্বালানীর প্রজনন তাপীয় নিউট্রন চুল্লির চেয়ে বেশি।

যেসব পদার্থ দুর্বলভাবে মধ্যপন্থী নিউট্রনকে মধ্যবর্তী চুল্লিতে কুল্যান্ট হিসেবে ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, তরল ধাতু। মডারেটর হল গ্রাফাইট, বেরিলিয়াম ইত্যাদি।

একটি দ্রুত নিউট্রন চুল্লির কেন্দ্রে, অত্যন্ত সমৃদ্ধ জ্বালানী সহ জ্বালানী রডগুলি স্থাপন করা হয়। কোরটি একটি প্রজনন অঞ্চল দ্বারা বেষ্টিত, যা জ্বালানীর কাঁচামাল (ক্ষয়প্রাপ্ত ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম) ধারণকারী জ্বালানী উপাদান নিয়ে গঠিত। মূল থেকে বেরিয়ে আসা নিউট্রনগুলি জ্বালানী কাঁচামালের নিউক্লিয়াস দ্বারা প্রজনন অঞ্চলে বন্দী হয়, যার ফলে নতুন পারমাণবিক জ্বালানী তৈরি হয়। দ্রুত চুল্লিগুলির একটি বিশেষ সুবিধা হল তাদের মধ্যে পারমাণবিক জ্বালানীর প্রসারিত প্রজনন সংগঠিত করার সম্ভাবনা, যেমন শক্তি উৎপাদনের সাথে সাথে, পোড়া পারমাণবিক জ্বালানীর পরিবর্তে নতুন পারমাণবিক জ্বালানী তৈরি করুন। দ্রুত চুল্লিগুলির জন্য একটি মডারেটরের প্রয়োজন হয় না, এবং কুল্যান্টের নিউট্রনকে ধীর করার প্রয়োজন হয় না।

কোরে জ্বালানী স্থাপনের পদ্ধতির উপর নির্ভর করে, চুল্লিগুলিকে সমজাতীয় এবং ভিন্নধর্মীতে বিভক্ত করা হয়।

ভিতরে সমজাতীয় চুল্লিপারমাণবিক জ্বালানী, কুল্যান্ট এবং মডারেটর (যদি থাকে) পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মিশ্রিত হয় এবং একটিতে থাকে শারীরিক অবস্থা, অর্থাৎ একটি সম্পূর্ণ সমজাতীয় চুল্লির মূল হল পারমাণবিক জ্বালানী, কুল্যান্ট বা মডারেটরের একটি তরল, কঠিন বা বায়বীয় সমজাতীয় মিশ্রণ। সমজাতীয় চুল্লি হয় তাপ বা দ্রুত নিউট্রন হতে পারে। এই ধরনের চুল্লিতে, পুরো সক্রিয় অঞ্চলটি একটি স্টিলের গোলাকার দেহের ভিতরে অবস্থিত এবং একটি দ্রবণ বা তরল খাদ (উদাহরণস্বরূপ, জলে ইউরেনিয়াম সালফেটের দ্রবণ, দ্রবণ) আকারে জ্বালানী এবং মডারেটরের একটি তরল সমজাতীয় মিশ্রণের প্রতিনিধিত্ব করে। তরল বিসমাথে ইউরেনিয়াম), যা একই সাথে কুল্যান্ট হিসাবে কাজ করে।

নিউক্লিয়ার ফিশন বিক্রিয়াটি গোলাকার চুল্লির জাহাজের অভ্যন্তরে জ্বালানী দ্রবণে ঘটে, যার ফলে দ্রবণের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। চুল্লি থেকে দাহ্য দ্রবণ তাপ এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে, যেখানে এটি সেকেন্ডারি সার্কিটের পানিতে তাপ স্থানান্তর করে, ঠান্ডা করা হয় এবং একটি বৃত্তাকার পাম্পের মাধ্যমে চুল্লিতে ফেরত পাঠানো হয়। চুল্লির বাইরে পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া না ঘটে তা নিশ্চিত করার জন্য, সার্কিট পাইপলাইন, হিট এক্সচেঞ্জার এবং পাম্পের ভলিউম নির্বাচন করা হয় যাতে সার্কিটের প্রতিটি বিভাগে অবস্থিত জ্বালানীর পরিমাণ সমালোচনামূলকটির চেয়ে অনেক কম হয়। একজাতীয় চুল্লির ভিন্ন ভিন্নগুলির তুলনায় অনেকগুলি সুবিধা রয়েছে। এটি কোরটির একটি সাধারণ নকশা এবং এর ন্যূনতম মাত্রা, চুল্লী বন্ধ না করেই ক্রমাগত বিদারণ পণ্য অপসারণ এবং অপারেশন চলাকালীন তাজা পারমাণবিক জ্বালানী যোগ করার ক্ষমতা, জ্বালানী প্রস্তুত করার সহজতা এবং এটিও যে চুল্লি পরিবর্তন করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। পারমাণবিক জ্বালানীর ঘনত্ব।

যাইহোক, সমজাতীয় চুল্লিগুলিরও গুরুতর অসুবিধা রয়েছে। সার্কিটের মাধ্যমে সঞ্চালিত সমজাতীয় মিশ্রণ শক্তিশালী তেজস্ক্রিয় বিকিরণ নির্গত করে, যার জন্য অতিরিক্ত সুরক্ষা প্রয়োজন এবং চুল্লি নিয়ন্ত্রণকে জটিল করে তোলে। জ্বালানীর শুধুমাত্র একটি অংশ চুল্লিতে থাকে এবং শক্তি উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত হয়, অন্য অংশটি বাইরের পাইপলাইন, হিট এক্সচেঞ্জার এবং পাম্পে থাকে। সঞ্চালন মিশ্রণটি চুল্লি এবং সার্কিট সিস্টেম এবং ডিভাইসগুলির মারাত্মক ক্ষয় এবং ক্ষয় ঘটায়। রেডিওলাইসিসের ফলে সমজাতীয় চুল্লিতে বিস্ফোরক জলের গঠন বিস্ফোরক মিশ্রণএটি বার্ন করার জন্য ডিভাইসের প্রয়োজন। এই সমস্তই এই সত্যের দিকে পরিচালিত করেছিল যে সমজাতীয় চুল্লি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না।

ভিতরে ভিন্নধর্মী চুল্লিব্লক আকারে জ্বালানি মডারেটরে স্থাপন করা হয়, যেমন জ্বালানী এবং মডারেটর স্থানিকভাবে পৃথক করা হয়।

বর্তমানে, শুধুমাত্র ভিন্ন ভিন্ন চুল্লি শক্তির উদ্দেশ্যে ডিজাইন করা হয়েছে। এই ধরনের চুল্লিতে পারমাণবিক জ্বালানী গ্যাসীয়, তরল এবং কঠিন অবস্থায় ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, এখন ভিন্নধর্মী চুল্লি শুধুমাত্র কঠিন জ্বালানীতে কাজ করে।

পরিমিত পদার্থের উপর নির্ভর করে, ভিন্নধর্মী চুল্লি গ্রাফাইট, হালকা জল, ভারী জল এবং জৈব বিভক্ত। কুল্যান্টের ধরন অনুসারে, ভিন্নধর্মী চুল্লি হল হালকা জল, ভারী জল, গ্যাস এবং তরল ধাতু। চুল্লির অভ্যন্তরে তরল কুল্যান্ট একক-ফেজ এবং দুই-ফেজ অবস্থায় থাকতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, চুল্লির ভিতরের কুল্যান্ট ফুটে না, কিন্তু দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, এটি করে।

যে সমস্ত চুল্লির কেন্দ্রে তরল কুল্যান্টের তাপমাত্রা স্ফুটনাঙ্কের নীচে থাকে তাকে চাপযুক্ত জলের চুল্লি বলে এবং যে চুল্লিগুলির ভিতরে কুল্যান্ট ফুটে থাকে সেগুলিকে ফুটন্ত জলের চুল্লি বলে।

ব্যবহৃত মডারেটর এবং কুল্যান্টের উপর নির্ভর করে, ভিন্নধর্মী চুল্লি বিভিন্ন ডিজাইন অনুযায়ী ডিজাইন করা হয়। রাশিয়ায়, প্রধান ধরণের পারমাণবিক শক্তি চুল্লি হল জল-জল এবং জল-গ্রাফাইট।

তাদের নকশার উপর ভিত্তি করে, চুল্লিগুলি জাহাজ এবং চ্যানেল চুল্লিতে বিভক্ত। ভিতরে জাহাজ চুল্লিকুল্যান্ট চাপ হাউজিং দ্বারা বাহিত হয়. চুল্লি জাহাজের ভিতরে একটি সাধারণ কুল্যান্ট প্রবাহ প্রবাহিত হয়। ভিতরে চ্যানেল চুল্লিকুল্যান্ট আলাদাভাবে জ্বালানী সমাবেশ সহ প্রতিটি চ্যানেলে সরবরাহ করা হয়। চুল্লি জাহাজ কুল্যান্ট চাপ দিয়ে লোড করা হয় না; এই চাপ প্রতিটি পৃথক চ্যানেল দ্বারা বহন করা হয়।

তাদের উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে, পারমাণবিক চুল্লি পাওয়ার রিঅ্যাক্টর, রূপান্তরকারী এবং গুণক, গবেষণা এবং বহুমুখী, পরিবহন এবং শিল্প হতে পারে।

পারমাণবিক শক্তি চুল্লীগুলি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে, জাহাজের বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে, পারমাণবিক সম্মিলিত তাপ ও ​​বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে (NCHPP), পাশাপাশি পারমাণবিক তাপ সরবরাহ কেন্দ্রগুলিতে (HPP) বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে ব্যবহৃত হয়।

প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম এবং থোরিয়াম থেকে গৌণ পারমাণবিক জ্বালানি তৈরির জন্য ডিজাইন করা চুল্লি বলা হয় রূপান্তরকারীবা গুণক. একটি রূপান্তরকারী চুল্লিতে, সেকেন্ডারি পারমাণবিক জ্বালানী প্রাথমিকভাবে যা ব্যবহার করা হয়েছিল তার চেয়ে কম উত্পাদন করে।

গুণক চুল্লিতে, পারমাণবিক জ্বালানীর প্রসারিত প্রজনন করা হয়, যেমন এটা ব্যয় করা হয়েছে আরো সক্রিয় আউট.

গবেষণা চুল্লিগুলি পদার্থের সাথে নিউট্রনের মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়াগুলি অধ্যয়ন করতে, নিউট্রন এবং গামা বিকিরণ, রেডিওকেমিক্যাল এবং জৈবিক গবেষণা, আইসোটোপগুলির উত্পাদন এবং পারমাণবিক চুল্লিগুলির পদার্থবিদ্যায় পরীক্ষামূলক গবেষণার তীব্র ক্ষেত্রে চুল্লি উপকরণগুলির আচরণ অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়।

চুল্লির বিভিন্ন ক্ষমতা, স্থির বা স্পন্দিত অপারেটিং মোড রয়েছে। সবচেয়ে ব্যাপকসমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম ব্যবহার করে জল-ঠান্ডা গবেষণা চুল্লি পেয়েছে। গবেষণা চুল্লিগুলির তাপ শক্তি বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হয় এবং কয়েক হাজার কিলোওয়াটে পৌঁছায়।

মাল্টিপারপাস রিঅ্যাক্টর হল সেগুলি যেগুলি বিভিন্ন উদ্দেশ্যে কাজ করে, যেমন শক্তি উৎপন্ন করা এবং পারমাণবিক জ্বালানী উৎপাদন করা।

যদি কেফ >< 1, ряд благополучно сходится и по формуле суммы геометрической прогрессии имеем

যেখানে<1 - коэффициент, равный отношению числа нейтронов, вызвавших деление, к полному их числу. Этот коэффициент зависит от конструкции установки, используемых материалов и т.д. Он надёжно вычисляется. В примерах k=0,6. Осталось выяснить, как можно получить первоначальный поток нейтронов N 0 . Для этого можно использовать ускоритель, дающий достаточно интенсивный поток протонов или других частиц, которые, реагируя с некоторой мишенью, порождают большое кол-во нейтронов. Действительно, например, при столкновении с массивной свинцовой мишенью каждый протон, ускоренный до энергии 1ГэВ (10 9 эВ), производит в результате развития ядерного каскада в среднем n = 22 нейтрона. Энергии их составляют несколько мега электрон -вольт, что как раз соответствует работе реактора на быстрых

হিসাবে

ফিউশন চুল্লির ইঞ্জিনিয়ারিং দিক:

থার্মোনিউক্লিয়ার টোকামাক চুল্লিতে নিম্নলিখিত প্রধান অংশগুলি রয়েছে: চৌম্বকীয়, ক্রায়োজেনিক এবং ভ্যাকুয়াম সিস্টেম, পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেম, কম্বল, ট্রিটিয়াম সার্কিট এবং সুরক্ষা, প্লাজমাকে অতিরিক্ত গরম করার ব্যবস্থা এবং এটিকে জ্বালানী দিয়ে খাওয়ানোর ব্যবস্থা, সেইসাথে একটি রিমোট কন্ট্রোল এবং রক্ষণাবেক্ষণ পদ্ধতি.

চৌম্বকীয় ব্যবস্থায় একটি টরয়েডাল চৌম্বক ক্ষেত্রের কয়েল, প্লাজমার বর্তমান এবং ইন্ডাকশন হিটিং বজায় রাখার জন্য একটি সূচনাকারী এবং একটি পলয়েডাল চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে এমন উইন্ডিং রয়েছে, যা ডাইভার্টরের অপারেশন এবং প্লাজমা কর্ডের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয়।

জুলের ক্ষয়ক্ষতি দূর করতে, চৌম্বকীয় সিস্টেম, যেমনটি আগে বলা হয়েছে, সম্পূর্ণরূপে অতিপরিবাহী হবে। চৌম্বকীয় সিস্টেমের উইন্ডিংয়ের জন্য, নিওবিয়াম - টাইটানিয়াম এবং নিওবিয়াম - টিনের মিশ্রণগুলি ব্যবহার করার প্রস্তাব করা হয়েছে।

একটি সুপারকন্ডাক্টর চুল্লির সাথে একটি চৌম্বকীয় সিস্টেম তৈরি করা ভিতরে 12 টেসলা এবং প্রায় 2 kA এর বর্তমান ঘনত্ব একটি থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টরের বিকাশে প্রধান প্রকৌশল সমস্যাগুলির মধ্যে একটি, যা অদূর ভবিষ্যতে সমাধান করতে হবে।

ক্রায়োজেনিক সিস্টেমে অতিরিক্ত প্লাজমা হিটিং ইনজেক্টরগুলিতে একটি চৌম্বকীয় সিস্টেম ক্রায়োস্ট্যাট এবং ক্রায়োপ্যানেল অন্তর্ভুক্ত থাকে। ক্রায়োস্ট্যাট দেখতে একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারের মতো যেখানে সমস্ত শীতল কাঠামো আবদ্ধ থাকে। ম্যাগনেটিক সিস্টেমের প্রতিটি কয়েল তরল হিলিয়ামে স্থাপন করা হয়। এর বাষ্পগুলি তরল হিলিয়ামের তাপমাত্রায় পৃষ্ঠ থেকে তাপ প্রবাহ কমাতে ক্রায়োস্ট্যাটের ভিতরে অবস্থিত বিশেষ পর্দাগুলিকে শীতল করে। ক্রায়োজেনিক সিস্টেমে দুটি কুলিং সার্কিট রয়েছে, যার একটিতে তরল হিলিয়াম সঞ্চালিত হয়, যা প্রায় 4 K সুপারকন্ডাক্টিং কয়েলের স্বাভাবিক অপারেশনের জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা সরবরাহ করে এবং অন্যটিতে - তরল নাইট্রোজেন, যার তাপমাত্রা 80 - 95 K। সার্কিট হিলিয়াম এবং ঘরের তাপমাত্রার সাথে অংশগুলিকে আলাদা করে পার্টিশনগুলিকে ঠান্ডা করতে কাজ করে।

ইনজেক্টরের ক্রিওপ্যানেলগুলি তরল হিলিয়াম দিয়ে ঠান্ডা করা হয় এবং গ্যাসগুলি শোষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়, যা তুলনামূলকভাবে উচ্চ ভ্যাকুয়ামে পর্যাপ্ত পাম্পিং গতি বজায় রাখতে দেয়।

ভ্যাকুয়াম সিস্টেম হিলিয়াম, হাইড্রোজেন এবং অমেধ্য পাম্পিং নিশ্চিত করে ডাইভারটর গহ্বর থেকে বা চুল্লি অপারেশন চলাকালীন প্লাজমার আশেপাশের স্থান থেকে, সেইসাথে ডালগুলির মধ্যে বিরতিতে কাজের চেম্বার থেকে। পাম্প করা ট্রিটিয়ামকে মুক্ত করা থেকে বিরত রাখতে পরিবেশ, সিস্টেমটি অবশ্যই ন্যূনতম পরিমাণে সঞ্চালনকারী ট্রিটিয়াম সহ একটি বন্ধ সার্কিট সরবরাহ করবে। টার্বোমলিকুলার পাম্প ব্যবহার করে গ্যাস পাম্প করা যেতে পারে, যার উত্পাদনশীলতা আজকের অর্জনের থেকে কিছুটা বেশি হওয়া উচিত। পরবর্তী আবেগের জন্য ওয়ার্কিং চেম্বার প্রস্তুত করার জন্য বিরতির সময়কাল 30 সেকেন্ডের বেশি নয়।

পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেম উল্লেখযোগ্যভাবে চুল্লীর অপারেটিং মোড উপর নির্ভর করে। একটানা মোডে কাজ করা টোকামাকের জন্য এটি লক্ষণীয়ভাবে সহজ। পালস মোডে কাজ করার সময়, একটি সম্মিলিত পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেম - একটি নেটওয়ার্ক এবং একটি মোটর-জেনারেটর ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়। জেনারেটরের শক্তি স্পন্দিত লোড দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং 10 6 কিলোওয়াট পর্যন্ত পৌঁছায়।

রিঅ্যাক্টর কম্বলটি ওয়ার্কিং চেম্বারের প্রথম প্রাচীরের পিছনে অবস্থিত এবং এটি ডিটি প্রতিক্রিয়ায় উত্পাদিত নিউট্রন ক্যাপচার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, "পোড়া" ট্রিটিয়াম পুনরুত্পাদন করতে এবং নিউট্রন শক্তিকে তাপ শক্তিতে রূপান্তর করতে। একটি হাইব্রিড থার্মোনিউক্লিয়ার চুল্লিতে, কম্বলটি বিচ্ছিন্ন পদার্থ তৈরি করতেও কাজ করে। একটি কম্বল মূলত নতুন কিছু যা একটি থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টরকে প্রচলিত থার্মোনিউক্লিয়ার ইনস্টলেশন থেকে আলাদা করে। এখনও একটি কম্বল ডিজাইন এবং পরিচালনার কোন অভিজ্ঞতা নেই, তাই লিথিয়াম এবং ইউরেনিয়াম কম্বলের ইঞ্জিনিয়ারিং এবং ডিজাইন বিকাশের প্রয়োজন হবে।

ট্রিটিয়াম সার্কিটে বেশ কয়েকটি স্বতন্ত্র ইউনিট রয়েছে যা ওয়ার্কিং চেম্বার থেকে পাম্প করা গ্যাসের পুনরুত্থান, প্লাজমা পুনরায় পূরণের জন্য এর সঞ্চয় এবং সরবরাহ, কম্বল থেকে ট্রিটিয়াম নিষ্কাশন এবং পাওয়ার সিস্টেমে ফিরে আসা, সেইসাথে পরিশোধন নিশ্চিত করে। এটি থেকে নিষ্কাশন গ্যাস এবং বায়ু.

চুল্লি সুরক্ষা বিকিরণ এবং জৈবিক বিভক্ত করা হয়. রেডিয়েশন শিল্ডিং নিউট্রন ফ্লাক্সকে দুর্বল করে দেয় এবং সুপারকন্ডাক্টিং কয়েলে এনার্জি রিলিজ কমায়। ন্যূনতম শক্তি খরচ সহ চৌম্বকীয় সিস্টেমের স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের জন্য, নিউট্রন প্রবাহকে 10 s -10 6 বার দুর্বল করতে হবে। বিকিরণ সুরক্ষা কম্বল এবং টরয়েডাল ফিল্ড কয়েলের মধ্যে অবস্থিত এবং ডাইভারটার চ্যানেল এবং ইনজেক্টর ইনপুটগুলি ব্যতীত ওয়ার্কিং চেম্বারের সমগ্র পৃষ্ঠকে জুড়ে দেয়। রচনার উপর নির্ভর করে, সুরক্ষার বেধ 80-130 সেমি।

জৈবিক ঢাল চুল্লি হলের দেয়ালের সাথে মিলে যায় এবং 200 - 250 সেন্টিমিটার পুরু কংক্রিট দিয়ে তৈরি। এটি আশেপাশের স্থানকে বিকিরণ থেকে রক্ষা করে।

অতিরিক্ত প্লাজমা গরম করার এবং জ্বালানী দিয়ে খাওয়ানোর সিস্টেমগুলি চুল্লির চারপাশে উল্লেখযোগ্য স্থান দখল করে। যদি দ্রুত পরমাণুর রশ্মি দ্বারা প্লাজমা গরম করা হয়, তবে বিকিরণ সুরক্ষা অবশ্যই পুরো ইনজেক্টরকে ঘিরে রাখতে হবে, যা চুল্লি হলের সরঞ্জামগুলির অবস্থানের জন্য এবং চুল্লির পরিষেবা দেওয়ার জন্য অসুবিধাজনক। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট সহ হিটিং সিস্টেমগুলি এই অর্থে আরও আকর্ষণীয়, কারণ তাদের ইনপুট ডিভাইসগুলি (অ্যান্টেনা) আরও কমপ্যাক্ট এবং জেনারেটরগুলি চুল্লি হলের বাইরে ইনস্টল করা যেতে পারে। টোকামাক্সের উপর গবেষণা এবং অ্যান্টেনা ডিজাইনের বিকাশ আমাদের প্লাজমা হিটিং সিস্টেমের চূড়ান্ত পছন্দ করতে দেয়।

নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা একটি থার্মোনিউক্লিয়ার চুল্লির একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ। যে কোনও চুল্লির মতো, চুল্লির আশেপাশের স্থানটিতে মোটামুটি উচ্চ স্তরের তেজস্ক্রিয়তার কারণে, এতে নিয়ন্ত্রণ এবং রক্ষণাবেক্ষণ দূরবর্তীভাবে করা হয় - উভয় অপারেশন চলাকালীন এবং শাটডাউন সময়কালে।

একটি থার্মোনিউক্লিয়ার চুল্লিতে তেজস্ক্রিয়তার উত্স হল, প্রথমত, ট্রিটিয়াম, যা ইলেকট্রন এবং কম-শক্তি 7-কোয়ান্টার নির্গমনের সাথে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় (এর অর্ধ-জীবন প্রায় 13 বছর), এবং দ্বিতীয়ত, নিউট্রনের মিথস্ক্রিয়ায় তেজস্ক্রিয় নিউক্লাইডস গঠিত হয়। কম্বল এবং কাজের ক্যামেরার কাঠামোগত উপকরণ সহ। তাদের মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ (ইস্পাত, মলিবডেনাম এবং নিওবিয়াম অ্যালয়) এর কার্যকলাপটি বেশ বেশি, তবে এখনও অনুরূপ শক্তির পারমাণবিক চুল্লিগুলির তুলনায় প্রায় 10-100 গুণ কম। ভবিষ্যতে, থার্মোনিউক্লিয়ার চুল্লিতে অ্যালুমিনিয়াম এবং ভ্যানাডিয়ামের মতো কম প্ররোচিত কার্যকলাপ সহ উপকরণগুলি ব্যবহার করার পরিকল্পনা করা হয়েছে। ইতিমধ্যে, টোকামাক থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টরটি দূরবর্তী রক্ষণাবেক্ষণকে বিবেচনা করে ডিজাইন করা হয়েছে, যা এর ডিজাইনের উপর অতিরিক্ত চাহিদা রাখে। বিশেষত, এটি আন্তঃসংযুক্ত অভিন্ন বিভাগগুলি নিয়ে গঠিত, যা বিভিন্ন স্ট্যান্ডার্ড ব্লক (মডিউল) দিয়ে ভরা হবে। এটি বিশেষ ম্যানিপুলেটর ব্যবহার করে তুলনামূলকভাবে সহজে পৃথক উপাদান প্রতিস্থাপন করা সম্ভব হলে প্রয়োজন হবে।

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া। পারমাণবিক শক্তি.

পারমাণবিক নিউক্লিয়াস

পারমাণবিক নিউক্লিয়াস চার্জ Ze, ভর M, স্পিন J, চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক চতুর্ভুজ মোমেন্ট Q, একটি নির্দিষ্ট ব্যাসার্ধ R, আইসোটোনিক স্পিন T দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং এতে নিউক্লিয়ন - প্রোটন এবং নিউট্রন থাকে।

একটি নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নের সংখ্যা A কে বলে ভর সংখ্যা. জেড নম্বর বলা হয় চার্জ নম্বরনিউক্লিয়াস বা পারমাণবিক সংখ্যা। যেহেতু Z প্রোটনের সংখ্যা নির্ধারণ করে, এবং A নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নের সংখ্যা নির্ধারণ করে, তাই পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে নিউরনের সংখ্যা হল N=A-Z। একই Z সহ পারমাণবিক নিউক্লিয়াস কিন্তু ভিন্ন A বলা হয় আইসোটোপ. গড়ে, প্রতিটি Z মানের জন্য প্রায় তিনটি স্থিতিশীল আইসোটোপ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, 28 Si, 29 Si, 30 Si হল Si নিউক্লিয়াসের স্থিতিশীল আইসোটোপ। স্থিতিশীল আইসোটোপ ছাড়াও, বেশিরভাগ উপাদানে অস্থির আইসোটোপ রয়েছে, যা একটি সীমিত জীবনকাল দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

একই ভর সংখ্যার নিউক্লিয়াসকে A বলা হয় আইসোবার, এবং একই সংখ্যক নিউট্রন সহ - আইসোটোন.

সমস্ত পারমাণবিক নিউক্লিয়াস স্থিতিশীল এবং অস্থির মধ্যে বিভক্ত। স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসের বৈশিষ্ট্যগুলি অনির্দিষ্টকালের জন্য অপরিবর্তিত থাকে। অস্থির নিউক্লিয়াস বিভিন্ন ধরণের রূপান্তরের মধ্য দিয়ে যায়।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভরের পরীক্ষামূলক পরিমাপ, অত্যন্ত নির্ভুলতার সাথে সম্পাদিত, দেখায় যে একটি নিউক্লিয়াসের ভর সর্বদা তার উপাদান নিউক্লিয়নের ভরের যোগফলের চেয়ে কম।

বাইন্ডিং এনার্জি হল সেই শক্তি যা একটি নিউক্লিয়াসকে তার উপাদান নিউক্লিয়নে আলাদা করতে ব্যয় করতে হবে।

ভর সংখ্যা A এর সাথে সম্পর্কিত বাঁধাই শক্তিকে বলা হয় গড় নিউক্লিয়ন বাঁধাই শক্তিপারমাণবিক নিউক্লিয়াসে (প্রতি নিউক্লিয়নে বাঁধাই শক্তি)।

বাঁধাই শক্তি সমস্ত স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসের জন্য প্রায় ধ্রুবক এবং প্রায় 8 MeV এর সমান। ব্যতিক্রম হল হালকা নিউক্লিয়াসের অঞ্চল, যেখানে 12 C নিউক্লিয়াসের জন্য গড় বাঁধাই শক্তি শূন্য (A = 1) থেকে 8 MeV পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।

একইভাবে, নিউক্লিয়নের প্রতি বাঁধাই শক্তি তার অন্যান্য উপাদান অংশের তুলনায় নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তিতে প্রবেশ করা যেতে পারে।

নিউক্লিয়নের গড় বাঁধাই শক্তির বিপরীতে, একটি নিউরন এবং একটি প্রোটনের মধ্যে বাঁধাই শক্তির পরিমাণ নিউক্লিয়াস থেকে নিউক্লিয়াসে পরিবর্তিত হয়।

প্রায়শই, বাঁধাই শক্তির পরিবর্তে, একটি পরিমাণ বলা হয় ভর ত্রুটিএবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভর এবং ভর সংখ্যার মধ্যে পার্থক্যের সমান।

গামা বিকিরণ

গামা বিকিরণ হল স্বল্প-তরঙ্গ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের স্কেলে, এটি হার্ড এক্স-রে বিকিরণের সীমানা, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অঞ্চল দখল করে। গামা বিকিরণের একটি অত্যন্ত ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λhν (ν – χ বিকিরণ ফ্রিকোয়েন্সি, h – প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক) আছে।

গামা বিকিরণ ঘটে তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস, প্রাথমিক কণার ক্ষয়কালে, কণা-প্রতিকণা জোড়ার বিনাশের সময়, সেইসাথে পদার্থের মধ্য দিয়ে দ্রুত চার্জযুক্ত কণার উত্তরণের সময়।

গামা বিকিরণ, যা তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের ক্ষয়ের সাথে থাকে, যখন একটি নিউক্লিয়াস অধিক উত্তেজিত শক্তি অবস্থা থেকে কম উত্তেজিত অবস্থায় বা স্থলভাগে রূপান্তরিত হয় তখন নির্গত হয়। একটি γ কোয়ান্টামের শক্তি হল শক্তির পার্থক্য Δε ρ রাষ্ট্রগুলির মধ্যে যেগুলির মধ্যে রূপান্তর ঘটে।

উত্তেজিত অবস্থা

E1 নিউক্লিয়াসের স্থল অবস্থা

একটি নিউক্লিয়াস দ্বারা একটি γ-কোয়ান্টাম নির্গমন অন্যান্য ধরনের তেজস্ক্রিয় রূপান্তর থেকে ভিন্ন, পারমাণবিক সংখ্যা বা ভর সংখ্যার পরিবর্তন করে না। গামা বিকিরণ লাইনের প্রস্থ অত্যন্ত ছোট (~10 -2 eV)। যেহেতু স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব রেখাগুলির প্রস্থের চেয়ে বহুগুণ বেশি, তাই গামা বিকিরণ বর্ণালী রেখাযুক্ত, অর্থাৎ বিযুক্ত লাইন একটি সংখ্যা গঠিত. গামা বিকিরণ বর্ণালী অধ্যয়ন নিউক্লিয়াসের উত্তেজিত অবস্থার শক্তি স্থাপন করা সম্ভব করে তোলে। উচ্চ-শক্তি গামা রশ্মি নির্দিষ্ট প্রাথমিক কণার ক্ষয়ের সময় নির্গত হয়। এইভাবে, একটি বিশ্রাম π 0 - মেসনের ক্ষয়কালে, ~70 MeV শক্তি সহ গামা বিকিরণ প্রদর্শিত হয়। প্রাথমিক কণার ক্ষয় থেকে গামা বিকিরণও একটি রেখা বর্ণালী গঠন করে। যাইহোক, ক্ষয়প্রাপ্ত প্রাথমিক কণাগুলি প্রায়শই আলোর গতির সাথে তুলনীয় গতিতে চলে। ফলস্বরূপ, ডপলার লাইন প্রসারিত হয় এবং গামা বিকিরণ বর্ণালী বিস্তৃত শক্তি পরিসরে ঝাপসা হয়ে যায়। গামা বিকিরণ, যখন দ্রুত চার্জযুক্ত কণাগুলি পদার্থের মধ্য দিয়ে যায় তখন উত্পাদিত হয়, পদার্থের পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের কুলম্ব ক্ষেত্রে তাদের হ্রাসের কারণে ঘটে। Bremsstrahlung গামা বিকিরণ, bremsstrahlung X-ray বিকিরণের মতো, একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার উপরের সীমাটি একটি চার্জযুক্ত কণার শক্তির সাথে মিলে যায়, উদাহরণস্বরূপ একটি ইলেক্ট্রন। চার্জড পার্টিকেল এক্সিলারেটরে, bremsstrahlung গামা বিকিরণ যার সর্বোচ্চ শক্তি কয়েক দশ পর্যন্ত GeV উৎপন্ন হয়।

আন্তঃনাক্ষত্রিক মহাকাশে, মহাকাশ বস্তুর চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা ত্বরান্বিত ইলেকট্রনের সাথে আলোর মতো নরম দীর্ঘ-তরঙ্গ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশনের কোয়ান্টার সংঘর্ষের ফলে গামা বিকিরণ দেখা দিতে পারে। এই ক্ষেত্রে, দ্রুত ইলেকট্রন তার শক্তিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশনে স্থানান্তর করে এবং দৃশ্যমান আলো শক্ত গামা বিকিরণে পরিণত হয়।

একটি অনুরূপ ঘটনা স্থলজ অবস্থার অধীনে ঘটতে পারে যখন এক্সিলারেটরগুলিতে উত্পাদিত উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রনগুলি লেজার দ্বারা সৃষ্ট আলোর তীব্র মরীচিতে দৃশ্যমান আলোর ফোটনের সাথে সংঘর্ষ হয়। ইলেক্ট্রন একটি হালকা ফোটনে শক্তি স্থানান্তর করে, যা একটি γ-কোয়ান্টামে পরিণত হয়। সুতরাং, অনুশীলনে আলোর পৃথক ফোটনকে উচ্চ-শক্তির গামা-রে কোয়ান্টায় রূপান্তর করা সম্ভব।

গামা বিকিরণের দুর্দান্ত অনুপ্রবেশ ক্ষমতা রয়েছে, যেমন লক্ষণীয় দুর্বলতা ছাড়াই পদার্থের বড় বেধে প্রবেশ করতে পারে। পদার্থের সাথে গামা বিকিরণের মিথস্ক্রিয়া চলাকালীন প্রধান প্রক্রিয়াগুলি হল ফটোইলেকট্রিক শোষণ (ফটোইলেকট্রিক প্রভাব), কম্পটন স্ক্যাটারিং (কম্পটন প্রভাব) এবং ইলেকট্রন-পজিট্রন জোড়ার গঠন। ফোটোইলেক্ট্রিক প্রভাবের সময়, একটি γ-কোয়ান্টাম পরমাণুর একটি ইলেকট্রন দ্বারা শোষিত হয় এবং γ-কোয়ান্টামের শক্তি রূপান্তরিত হয় (পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তিকে বিয়োগ করে) উড়ন্ত ইলেকট্রনের গতিশক্তিতে পরিণত হয়। পরমাণুর বাইরে ফটোইলেকট্রিক প্রভাবের সম্ভাবনা মৌলটির পারমাণবিক সংখ্যার পঞ্চম শক্তির সরাসরি সমানুপাতিক এবং গামা বিকিরণ শক্তির 3য় শক্তির বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। এইভাবে, ফোটোইলেকট্রিক প্রভাব কম-শক্তির γ-রশ্মির অঞ্চলে (£100 keV) ভারী উপাদানের (Pb, U) উপর প্রাধান্য পায়।

কম্পটন প্রভাবের সাথে, একটি γ-কোয়ান্টাম পরমাণুতে দুর্বলভাবে আবদ্ধ ইলেকট্রনগুলির একটি দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়। ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাবের বিপরীতে, কম্পটন প্রভাবের সাথে γ কোয়ান্টাম অদৃশ্য হয় না, তবে শুধুমাত্র শক্তি (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) এবং প্রচারের দিক পরিবর্তন করে। কম্পটন প্রভাবের ফলে, গামা রশ্মির একটি সংকীর্ণ রশ্মি প্রশস্ত হয় এবং বিকিরণ নিজেই নরম হয়ে যায় (দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য)। কম্পটন বিক্ষিপ্ততার তীব্রতা একটি পদার্থের 1 সেমি 3 ইলেকট্রনের সংখ্যার সমানুপাতিক এবং সেই কারণে এই প্রক্রিয়ার সম্ভাবনা পদার্থের পারমাণবিক সংখ্যার সমানুপাতিক। কম পারমাণবিক সংখ্যা এবং গামা বিকিরণ শক্তিতে পরমাণুর ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তির চেয়ে বেশি পদার্থে কম্পটন প্রভাব লক্ষণীয় হয়ে ওঠে। এইভাবে, Pb-এর ক্ষেত্রে, কম্পটন বিক্ষিপ্ত হওয়ার সম্ভাবনা ~ 0.5 MeV শক্তিতে আলোক বৈদ্যুতিক শোষণের সম্ভাবনার সাথে তুলনীয়। আল-এর ক্ষেত্রে, কম্পটন প্রভাব অনেক কম শক্তিতে প্রাধান্য পায়।

γ-কোয়ান্টামের শক্তি 1.02 MeV-এর বেশি হলে, নিউক্লিয়াসের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ইলেকট্রন-পজিট্রন জোড়া গঠনের প্রক্রিয়া সম্ভব হয়। জোড়া গঠনের সম্ভাবনা পারমাণবিক সংখ্যার বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক এবং hν এর সাথে বৃদ্ধি পায়। অতএব, hν ~10 MeV-এ, যেকোনো পদার্থের প্রধান প্রক্রিয়া হল জোড়া গঠন।

0,1 0,5 1 2 5 10 50

γ-রশ্মির শক্তি (MeV)

বিপরীত প্রক্রিয়া, একটি ইলেক্ট্রন-পজিট্রন জোড়ার বিনাশ, গামা বিকিরণের একটি উৎস।

একটি পদার্থে গামা বিকিরণের ক্ষয়কে চিহ্নিত করার জন্য, শোষণ সহগ সাধারণত ব্যবহার করা হয়, যা দেখায় যে শোষণকারীর বেধ X কত বেধে গামা বিকিরণের ঘটনা বিমের 0 তীব্রতা I 0 এ ক্ষয় করা হয়েছে। eএকদা:

এখানে μ 0 হল গামা বিকিরণের রৈখিক শোষণ সহগ। কখনও কখনও একটি ভর শোষণ সহগ প্রবর্তন করা হয়, যা শোষকের ঘনত্বের μ 0 অনুপাতের সমান।

গামা রশ্মি বিকিরণের সূচকীয় আইন গামা রশ্মি রশ্মির সংকীর্ণ দিকের জন্য বৈধ, যখন যে কোনো প্রক্রিয়া, শোষণ এবং বিচ্ছুরণ উভয়ই প্রাথমিক রশ্মির গঠন থেকে গামা বিকিরণ অপসারণ করে। যাইহোক, উচ্চ শক্তিতে, পদার্থের মধ্য দিয়ে গামা বিকিরণের প্রক্রিয়াটি আরও জটিল হয়ে ওঠে। সেকেন্ডারি ইলেক্ট্রন এবং পজিট্রনগুলির উচ্চ শক্তি রয়েছে এবং তাই ব্রেকিং এবং ধ্বংসের প্রক্রিয়াগুলির কারণে গামা বিকিরণ তৈরি করতে পারে। এইভাবে, গৌণ গামা বিকিরণ, ইলেকট্রন এবং পজিট্রনগুলির পর্যায়ক্রমিক প্রজন্মের একটি সিরিজ পদার্থে উদ্ভূত হয়, অর্থাৎ, একটি ক্যাসকেড ঝরনা তৈরি হয়। এই ধরনের ঝরনাতে গৌণ কণার সংখ্যা প্রাথমিকভাবে বেধের সাথে বৃদ্ধি পায়, সর্বাধিক পৌঁছায়। যাইহোক, তারপর শোষণ প্রক্রিয়াগুলি কণার প্রজনন প্রক্রিয়াগুলির উপর প্রাধান্য পেতে শুরু করে এবং ঝরনা বিবর্ণ হয়ে যায়। ঝরনা বিকাশের জন্য গামা বিকিরণের ক্ষমতা তার শক্তি এবং তথাকথিত সমালোচনামূলক শক্তির মধ্যে সম্পর্কের উপর নির্ভর করে, যার পরে একটি প্রদত্ত পদার্থের একটি ঝরনা কার্যত বিকাশের ক্ষমতা হারায়।

পরীক্ষামূলক পদার্থবিজ্ঞানে গামা বিকিরণের শক্তি পরিবর্তন করতে, বিভিন্ন ধরণের গামা স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করা হয়, বেশিরভাগই সেকেন্ডারি ইলেক্ট্রনের শক্তি পরিমাপের উপর ভিত্তি করে। গামা বিকিরণ স্পেকট্রোমিটারের প্রধান প্রকার: চৌম্বক, সিন্টিলেশন, অর্ধপরিবাহী, স্ফটিক বিচ্ছুরণ।

পারমাণবিক গামা বিকিরণের বর্ণালী অধ্যয়ন নিউক্লিয়াসের গঠন সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করে। পারমাণবিক গামা বিকিরণের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর বাহ্যিক পরিবেশের প্রভাবের সাথে সম্পর্কিত প্রভাবগুলির পর্যবেক্ষণ কঠিন পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়।

গামা বিকিরণ প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ, ধাতব অংশগুলির ত্রুটি সনাক্ত করতে - গামা ত্রুটি সনাক্তকরণ। বিকিরণ রসায়নে, গামা বিকিরণ রাসায়নিক রূপান্তর শুরু করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া। গামা বিকিরণ খাদ্য শিল্পে খাদ্য জীবাণুমুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। গামা বিকিরণের প্রধান উত্স হল প্রাকৃতিক এবং কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ, সেইসাথে ইলেক্ট্রন ত্বরণকারী।

শরীরে গামা বিকিরণের প্রভাব অন্যান্য ধরণের আয়নাইজিং বিকিরণের প্রভাবের মতো। গামা বিকিরণের কারণে দেহের মৃত্যু সহ বিকিরণ ক্ষতি হতে পারে। গামা বিকিরণের প্রভাবের প্রকৃতি γ-কোয়ান্টার শক্তি এবং বিকিরণের স্থানিক বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, উদাহরণস্বরূপ, বাহ্যিক বা অভ্যন্তরীণ। গামা বিকিরণের আপেক্ষিক জৈবিক কার্যকারিতা হল 0.7-0.9। শিল্প পরিস্থিতিতে (ছোট মাত্রায় দীর্ঘস্থায়ী এক্সপোজার), গামা বিকিরণের আপেক্ষিক জৈবিক কার্যকারিতা 1 বলে ধরে নেওয়া হয়। গামা বিকিরণ টিউমারের চিকিত্সার জন্য, প্রাঙ্গণ, সরঞ্জাম এবং ওষুধের জীবাণুমুক্তকরণের জন্য ওষুধে ব্যবহৃত হয়। গামা বিকিরণ অর্থনৈতিকভাবে দরকারী ফর্মগুলির পরবর্তী নির্বাচনের সাথে মিউটেশনগুলি পেতেও ব্যবহৃত হয়। এইভাবে অণুজীবের উচ্চ উৎপাদনশীল জাত (উদাহরণস্বরূপ, অ্যান্টিবায়োটিক প্রাপ্ত করার জন্য) এবং গাছপালা প্রজনন করা হয়।

বিকিরণ থেরাপির আধুনিক সম্ভাবনাগুলি প্রাথমিকভাবে দূরবর্তী গামা থেরাপির উপায় এবং পদ্ধতির কারণে প্রসারিত হয়েছে। দূরবর্তী গামা থেরাপির সাফল্য গামা বিকিরণের শক্তিশালী কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় উত্স (কোবল্ট-60, সিজিয়াম-137) এবং সেইসাথে নতুন গামা ওষুধের ব্যবহারে ব্যাপক কাজের ফলে অর্জিত হয়েছে।

দূরবর্তী গামা থেরাপির মহান গুরুত্ব তুলনামূলক অ্যাক্সেসযোগ্যতা এবং গামা ডিভাইসগুলির ব্যবহারের সহজতার দ্বারাও ব্যাখ্যা করা হয়েছে। পরেরটি, যেমন এক্স-রে, স্থির এবং চলমান বিকিরণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। মোবাইল বিকিরণের সাহায্যে, একজন সুস্থ টিস্যুগুলির বিকিরণ ছড়িয়ে দেওয়ার সময় টিউমারে একটি বড় ডোজ তৈরি করার চেষ্টা করে। গামা ডিভাইসগুলির নকশার উন্নতি করা হয়েছে যার লক্ষ্য পেনাম্ব্রা হ্রাস করা, ক্ষেত্রের সমজাতকরণ উন্নত করা, অন্ধ ফিল্টার ব্যবহার করা এবং অতিরিক্ত সুরক্ষা বিকল্পগুলি অনুসন্ধান করা।

ফসল উৎপাদনে পারমাণবিক বিকিরণের ব্যবহার কৃষি উদ্ভিদের বিপাক পরিবর্তন, তাদের উত্পাদনশীলতা বৃদ্ধি, উন্নয়ন ত্বরান্বিত এবং গুণমান উন্নত করার জন্য নতুন, বিস্তৃত সুযোগ উন্মুক্ত করেছে।

রেডিওবায়োলজিস্টদের দ্বারা প্রথম গবেষণার ফলস্বরূপ, এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে আয়নাইজিং বিকিরণ একটি শক্তিশালী ফ্যাক্টর যা জীবের বৃদ্ধি, বিকাশ এবং বিপাককে প্রভাবিত করে। গামা বিকিরণের প্রভাবে, উদ্ভিদ, প্রাণী বা অণুজীবের সু-সমন্বিত বিপাক পরিবর্তিত হয়, শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়ার গতিপথ ত্বরান্বিত হয় বা ধীর হয়ে যায় (ডোজের উপর নির্ভর করে), এবং বৃদ্ধি, বিকাশ এবং শস্য গঠনে পরিবর্তন পরিলক্ষিত হয়।

এটি বিশেষভাবে লক্ষ করা উচিত যে গামা বিকিরণের সময়, তেজস্ক্রিয় পদার্থ বীজে প্রবেশ করে না। বিকিরণিত বীজ, তাদের থেকে উত্থিত ফসলের মতো, অ-তেজস্ক্রিয়। বিকিরণের সর্বোত্তম মাত্রাগুলি শুধুমাত্র উদ্ভিদে ঘটে যাওয়া স্বাভাবিক প্রক্রিয়াগুলিকে ত্বরান্বিত করে, এবং তাই বীজ থেকে প্রাপ্ত শস্য ব্যবহার করার বিরুদ্ধে যে কোনও ভয় বা সতর্কতা সম্পূর্ণরূপে ভিত্তিহীন।

আয়নাইজিং বিকিরণ কৃষি পণ্যের শেলফ লাইফ বাড়াতে এবং বিভিন্ন কীটপতঙ্গ ধ্বংস করতে ব্যবহার করা শুরু হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি শস্য, একটি লিফটে লোড করার আগে, একটি বাঙ্কারের মধ্য দিয়ে পাস করা হয় যেখানে একটি শক্তিশালী বিকিরণ উত্স ইনস্টল করা আছে, তাহলে কীটপতঙ্গের বংশবৃদ্ধির সম্ভাবনা বাদ দেওয়া হবে এবং শস্যটি কোনও ক্ষতি ছাড়াই দীর্ঘ সময়ের জন্য সংরক্ষণ করা যেতে পারে। একটি পুষ্টির পণ্য হিসাবে শস্য নিজেই বিকিরণের এই ধরনের মাত্রায় পরিবর্তন হয় না। পরীক্ষামূলক প্রাণীদের চার প্রজন্মের জন্য খাদ্য হিসেবে এর ব্যবহার বৃদ্ধি, পুনরুৎপাদনের ক্ষমতা বা আদর্শ থেকে অন্যান্য রোগগত বিচ্যুতি ঘটায়নি।

পারমাণবিক চুল্লি।

চুল্লির শক্তির উৎস হল ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণ প্রক্রিয়া। মনে রাখবেন যে নিউক্লিয়াস নিউক্লিয়ন, অর্থাৎ প্রোটন এবং নিউট্রন নিয়ে গঠিত। এই ক্ষেত্রে, প্রোটনের সংখ্যা Z নিউক্লিয়াস Ze এর চার্জ নির্ধারণ করে: এটি পর্যায় সারণি থেকে উপাদানের সংখ্যার সমান এবং নিউক্লিয়াস A-এর পারমাণবিক ওজন প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট সংখ্যা। যে নিউক্লিয়ায় একই সংখ্যক প্রোটন আছে কিন্তু বিভিন্ন সংখ্যক নিউট্রন একই উপাদানের বিভিন্ন আইসোটোপ এবং উপরের বাম দিকে মৌলের পারমাণবিক ওজন চিহ্ন দ্বারা নির্দেশিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ইউরেনিয়ামের নিম্নলিখিত আইসোটোপগুলি বিদ্যমান: 238 U, 235 U, 233 U,...

নিউক্লিয়াস M এর ভর তার উপাদান প্রোটন এবং নিউট্রনগুলির ভরের সমষ্টির সমান নয়, তবে M মান দ্বারা এটির থেকে কম, যা বাঁধাই শক্তি নির্ধারণ করে

(সম্পর্ক অনুসারে) M=Zm p + (A-Z)m n -(A)A, যেখানে (A)c হল নিউক্লিয়নের প্রতি বাঁধাই শক্তি। মান (A) সংশ্লিষ্ট নিউক্লিয়াসের গঠনের বিশদ বিবরণের উপর নির্ভর করে... যাইহোক, পারমাণবিক ওজনের উপর নির্ভর করার একটি সাধারণ প্রবণতা রয়েছে। যথা, ছোট বিবরণ উপেক্ষা করে, আমরা এই নির্ভরতাকে একটি মসৃণ বক্ররেখা হিসাবে বর্ণনা করতে পারি, ছোটগুলির জন্য ক্রমবর্ধমান। A, পর্যায় সারণীর মাঝখানে সর্বাধিকে পৌঁছায় এবং A-এর সর্বোচ্চ থেকে বড় মানের পরে হ্রাস পায়। আসুন আমরা কল্পনা করি যে পারমাণবিক ওজন A এবং ভর M সহ একটি ভারী নিউক্লিয়াস দুটি নিউক্লিয়াস A 1 এবং A 2 দিয়ে বিভক্ত। ভর যথাক্রমে M 1 এবং M 2, এবং A 1 + A 2 A এর সমান বা তার থেকে সামান্য কম, যেহেতু বিদারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন বেশ কয়েকটি নিউট্রন নির্গত হতে পারে। স্পষ্টতার জন্য, আসুন A 1 + A 2 = A কেসটি নেওয়া যাক। প্রাথমিক নিউক্লিয়াস এবং দুটি চূড়ান্ত নিউক্লিয়াসের ভরের মধ্যে পার্থক্য বিবেচনা করুন এবং আমরা ধরে নেব যে A 1 = A 2, যাতে (A 1) = (A 2), M = M- M 1 -M 2 =-(A)A+ (A 1)(A 1 +A 2) =A((A 1)- (A 1))। যদি পর্যায় সারণির শেষে A ভারী নিউক্লিয়াসের সাথে মিলে যায়, তাহলে A 1 মাঝখানে থাকে এবং সর্বোচ্চ মান (A 2) থাকে। এর মানে হল M>0 এবং তাই, শক্তি E d =Mc 2 বিদারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন মুক্তি পায়। ভারী নিউক্লিয়াসের জন্য, যেমন ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের জন্য, ((A 1)- (A))c 2 = 1 MeV। সুতরাং A = 200 এ আমাদের কাছে E d = 200 MeV এর অনুমান আছে। আমাদের স্মরণ করা যাক যে একটি ইলেকট্রন-ভোল্ট (eV) হল 1V (1eV = 1.6*10 -19 J) এর সম্ভাব্য পার্থক্যের প্রভাবে একটি প্রাথমিক চার্জ দ্বারা অর্জিত শক্তির সমান শক্তির একটি অতিরিক্ত-সিস্টেম ইউনিট। উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক বিভাজনের সময় নির্গত গড় শক্তি 235 U

E d = 180 MeV = 180 10 6 eV.

সুতরাং, ভারী নিউক্লিয়াস শক্তির সম্ভাব্য উৎস। যাইহোক, স্বতঃস্ফূর্ত পারমাণবিক বিভাজন খুব কমই ঘটে এবং কার্যত কোন তাৎপর্য নেই। যদি একটি নিউট্রন একটি ভারী নিউক্লিয়াসে আঘাত করে, তাহলে বিদারণ প্রক্রিয়াটি তীব্রভাবে ত্বরান্বিত হতে পারে। এই ঘটনাটি বিভিন্ন নিউক্লিয়াসের জন্য বিভিন্ন তীব্রতার সাথে ঘটে এবং প্রক্রিয়াটির কার্যকর ক্রস বিভাগ দ্বারা পরিমাপ করা হয়। আসুন আমরা স্মরণ করি যে কীভাবে কার্যকর ক্রস বিভাগগুলি নির্ধারণ করা হয় এবং কীভাবে সেগুলি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলির সম্ভাব্যতার সাথে সম্পর্কিত। আসুন কল্পনা করা যাক কণার একটি রশ্মি (উদাহরণস্বরূপ, নিউট্রন) নির্দিষ্ট বস্তুর সমন্বয়ে একটি লক্ষ্যের উপর পড়ছে, নিউক্লিয়াস বলুন। ধরুন N 0 হল মরীচির নিউট্রনের সংখ্যা, n হল প্রতি ইউনিট আয়তনের নিউক্লিয়াসের ঘনত্ব (1 সেমি 3)। আসুন আমরা একটি নির্দিষ্ট ধরণের ইভেন্টে আগ্রহী হই, উদাহরণস্বরূপ, লক্ষ্য নিউক্লিয়াসের বিভাজন। তারপর N=N 0 nl eff সূত্র দ্বারা এই জাতীয় ঘটনার সংখ্যা নির্ধারণ করা হবে, যেখানে l হল লক্ষ্যের দৈর্ঘ্য এবং eff কে প্রদত্ত শক্তি E সহ বিদারণ প্রক্রিয়ার (বা অন্য কোনো প্রক্রিয়া) ক্রস সেকশন বলা হয়। , ঘটনা নিউট্রনের শক্তির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ। পূর্ববর্তী সূত্র থেকে দেখা যায়, কার্যকর ক্রস সেকশনে ক্ষেত্রফলের মাত্রা (সেমি 2) রয়েছে। এটির একটি সম্পূর্ণরূপে বোধগম্য জ্যামিতিক অর্থ রয়েছে: এটি একটি প্ল্যাটফর্ম, যেখানে প্রবেশ করার পরে আমাদের আগ্রহের প্রক্রিয়াটি ঘটে। স্পষ্টতই, যদি ক্রস বিভাগটি বড় হয়, প্রক্রিয়াটি নিবিড়ভাবে এগিয়ে যায়, এবং একটি ছোট ক্রস সেকশন এই এলাকায় আঘাত করার একটি কম সম্ভাবনার সাথে মিলে যায়, তাই, এই ক্ষেত্রে প্রক্রিয়াটি খুব কমই ঘটে।

সুতরাং, একটি নির্দিষ্ট নিউক্লিয়াসের জন্য বিদারণ প্রক্রিয়ার জন্য আমাদের যথেষ্ট বড় কার্যকর ক্রস সেকশন থাকলেও, বিদারণের সময়, দুটি বড় খণ্ড A 1 এবং A 2 সহ, বেশ কয়েকটি নিউট্রন নির্গত হতে পারে। অতিরিক্ত নিউট্রনের গড় সংখ্যাকে গুণিতক বলে এবং কে দ্বারা প্রতীকী করা হয়। তারপর প্রতিক্রিয়া স্কিম অনুযায়ী যায়

n+A A 1 +A 2 +kn.

এই প্রক্রিয়ায় জন্ম নেওয়া নিউট্রন, পালাক্রমে, A নিউক্লিয়াসের সাথে বিক্রিয়া করে, যা নতুন ফিশন বিক্রিয়া দেয় এবং নতুন, এমনকি বড় সংখ্যানিউট্রন k > 1 হলে, এই ধরনের একটি শৃঙ্খল প্রক্রিয়া ক্রমবর্ধমান তীব্রতার সাথে ঘটে এবং বিপুল পরিমাণ শক্তির মুক্তির সাথে একটি বিস্ফোরণের দিকে নিয়ে যায়। কিন্তু এই প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। সমস্ত নিউট্রন অগত্যা নিউক্লিয়াস A-তে পড়বে না: তারা চুল্লির বাইরের সীমানা দিয়ে বেরিয়ে যেতে পারে, অথবা তারা চুল্লিতে বিশেষভাবে প্রবর্তিত পদার্থগুলিতে শোষিত হতে পারে। এইভাবে, k-এর মান একটি নির্দিষ্ট k eff-এ হ্রাস করা যেতে পারে, যা 1 এর সমান এবং এটি সামান্য অতিক্রম করে। তারপর আপনি উত্পন্ন শক্তি অপসারণ পরিচালনা করতে পারেন এবং চুল্লির অপারেশন স্থিতিশীল হয়ে ওঠে। যাইহোক, এই ক্ষেত্রে চুল্লি সমালোচনামূলক মোডে কাজ করে। শক্তি অপচয়ের সমস্যাগুলি একটি ক্রমবর্ধমান চেইন প্রতিক্রিয়া এবং বিপর্যয়ের দিকে পরিচালিত করবে। সবগুলিতেই বিদ্যমান সিস্টেমনিরাপত্তা ব্যবস্থা প্রদান করা হয়, কিন্তু দুর্ঘটনা ঘটার সম্ভাবনা খুবই কম এবং দুর্ভাগ্যবশত ঘটে।

পারমাণবিক চুল্লির জন্য কার্যকারী পদার্থ কীভাবে নির্বাচন করা হয়? এটা প্রয়োজনীয় যে জ্বালানী কোষ একটি বৃহৎ কার্যকর বিদারণ ক্রস অধ্যায় সহ আইসোটোপ নিউক্লিয়াস ধারণ করে। বিভাগের পরিমাপের একক হল 1 শস্যাগার = 10 -24 সেমি 2। আমরা ক্রস-সেকশন মানগুলির দুটি গ্রুপ দেখতে পাই: (233 U, 235 U, 239 Pu) এবং ছোট (232 Th, 238 U)। পার্থক্যটি কল্পনা করার জন্য, আসুন গণনা করি যে একটি বিদারণ ঘটনা ঘটতে একটি নিউট্রনকে কতদূর যেতে হবে। এর জন্য আমরা N=N 0 nl eff সূত্রটি ব্যবহার করি। N=N 0 =1 এর জন্য আমাদের এখানে n হল নিউক্লিয়াসের ঘনত্ব, যেখানে p হল স্বাভাবিক ঘনত্ব এবং m =1.66*10 -24 g হল পারমাণবিক ভরের একক। ইউরেনিয়াম এবং থোরিয়ামের জন্য n = 4.8। 10 22 সেমি 3. তারপর 235 U এর জন্য আমাদের আছে l = 10 সেমি, এবং 232 Th l = 35 m। এভাবে, বিদারণ প্রক্রিয়ার প্রকৃত বাস্তবায়নের জন্য, 233 U, 235 U, 239 Pu এর মতো আইসোটোপ ব্যবহার করা উচিত। 235 U আইসোটোপ প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে অল্প পরিমাণে থাকে, যার মধ্যে প্রধানত 238 U থাকে, তাই 235 U আইসোটোপ দিয়ে সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম সাধারণত পারমাণবিক জ্বালানী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই ক্ষেত্রে, চুল্লির অপারেশন চলাকালীন, উল্লেখযোগ্য পরিমাণে আরেকটি ফিসাইল আইসোটোপ তৈরি হয় - 239 পু। প্লুটোনিয়াম বিক্রিয়ার শৃঙ্খলের মাধ্যমে উত্পাদিত হয়

238 U + n () 239 U () 239 Np () 239 Pu,

যেখানে একটি ফোটন নির্গমন মানে, এবং স্কিম অনুযায়ী ক্ষয় হয়

এখানে Z নিউক্লিয়াসের চার্জ নির্ধারণ করে, যাতে ক্ষয়ের সময় এটি একই A, ই-ইলেক্ট্রন এবং ভি-ইলেক্ট্রন অ্যান্টিনিউট্রিনো সহ পর্যায় সারণির পরবর্তী উপাদানে আসে। এটিও উল্লেখ করা উচিত যে বিভাজন প্রক্রিয়ার ফলে আইসোটোপ A 1, A 2 একটি নিয়ম হিসাবে, এক বছর থেকে কয়েক হাজার বছর পর্যন্ত অর্ধ-জীবনের সাথে তেজস্ক্রিয়, তাই পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র থেকে বর্জ্য, যা জ্বালানী পোড়ানো হয়। , খুবই বিপজ্জনক এবং স্টোরেজের জন্য বিশেষ ব্যবস্থার প্রয়োজন এখানে ভূতাত্ত্বিক সঞ্চয়ের সমস্যা দেখা দেয়, যা আগামী কয়েক মিলিয়ন বছরের জন্য নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে হবে। পারমাণবিক শক্তির সুস্পষ্ট সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, ক্রিটিক্যাল মোডে পারমাণবিক চুল্লির অপারেশনের উপর ভিত্তি করে, এর গুরুতর অসুবিধাও রয়েছে। এটি, প্রথমত, চেরনোবিলের মতো দুর্ঘটনার ঝুঁকি এবং দ্বিতীয়ত, সমস্যা তেজস্ক্রিয় বর্জ্য. পারমাণবিক শক্তির জন্য সাবক্রিটিকাল মোডে অপারেটিং রিঅ্যাক্টর ব্যবহার করার প্রস্তাবটি প্রথম সমস্যাটিকে সম্পূর্ণরূপে সমাধান করে এবং দ্বিতীয়টির সমাধানকে ব্যাপকভাবে সহজতর করে।

শক্তি পরিবর্ধক হিসাবে সাবক্রিটিকাল মোডে পারমাণবিক চুল্লি।

আসুন কল্পনা করা যাক যে আমরা একটি কার্যকর নিউট্রন গুণিতক ফ্যাক্টর কেফের সাথে ঐক্যের চেয়ে সামান্য কম একটি পারমাণবিক চুল্লি একত্রিত করেছি। আসুন আমরা এই ডিভাইসটিকে একটি ধ্রুবক বাহ্যিক নিউট্রন ফ্লাক্স N 0 দিয়ে আলোকিত করি। তারপর প্রতিটি নিউট্রন (বিয়োগ করে যা নির্গত এবং শোষিত হয়, যা k eff এ বিবেচনা করা হয়) বিদারণ ঘটাবে, যা একটি অতিরিক্ত ফ্লাক্স N 0 k 2 eff দেবে। এই সংখ্যা থেকে প্রতিটি নিউট্রন আবার গড়ে k eff নিউট্রন তৈরি করবে, যা একটি অতিরিক্ত ফ্লাক্স N 0 k eff ইত্যাদি দেবে। সুতরাং, বিদারণ প্রক্রিয়া উত্পাদনকারী নিউট্রনগুলির মোট প্রবাহ সমান হতে দেখা যায়

N = N 0 (1 + k eff + k 2 eff + k 3 eff + ...) = N 0 k n eff.

keff > 1 হলে, এই সূত্রের সিরিজটি ভিন্ন হয়ে যায়, যা এই ক্ষেত্রে প্রক্রিয়াটির সমালোচনামূলক আচরণের প্রতিফলন। যদি k eff< 1, ряд благополучно сходится и по формуле суммы геометрической прогрессии имеем

প্রতি ইউনিট সময় (শক্তি) শক্তির মুক্তি তারপর বিদারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন শক্তির মুক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়,

যেখানে<1 - коэффициент, равный отношению числа нейтронов, вызвавших деление, к полному их числу. Этот коэффициент зависит от конструкции установки, используемых материалов и т.д. Он надёжно вычисляется. В примерах k=0,6. Осталось выяснить, как можно получить первоначальный поток нейтронов N 0 . Для этого можно использовать ускоритель, дающий достаточно интенсивный поток протонов или других частиц, которые, реагируя с некоторой мишенью, порождают большое кол-во нейтронов. Действительно, например, при столкновении с массивной свинцовой мишенью каждый протон, ускоренный до энергии 1ГэВ (10 9 эВ), производит в результате развития ядерного каскада в среднем n = 22 нейтрона. Энергии их составляют несколько мега электрон -вольт, что как раз соответствует работе реактора на быстрых

নিউট্রন এক্সিলারেটর কারেন্টের মাধ্যমে নিউট্রন প্রবাহ কল্পনা করা সুবিধাজনক

যেখানে e হল প্রোটনের চার্জ, প্রাথমিক বৈদ্যুতিক চার্জের সমান। যখন আমরা ইলেক্ট্রন-ভোল্টে শক্তি প্রকাশ করি, তখন এর অর্থ হল আমরা উপস্থাপনা E = eV গ্রহণ করি, যেখানে V হল এই শক্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ সম্ভাব্য, ইলেকট্রন-ভোল্টে যতগুলি ভোল্ট শক্তি থাকে। এর অর্থ হল, পূর্ববর্তী সূত্রটি বিবেচনায় নিয়ে, আমরা শক্তি প্রকাশের সূত্রটি পুনরায় লিখতে পারি হিসাবে

অবশেষে, ফর্মে ইনস্টলেশনের শক্তি উপস্থাপন করা সুবিধাজনক

যেখানে V হল অ্যাক্সিলারেটরের শক্তির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ সম্ভাব্য, তাই সুপরিচিত সূত্র অনুসারে VI হল অ্যাক্সিলারেটর বিমের শক্তি: P 0 = VI, এবং আগের সূত্রে R 0 হল k eff = 0.98 এর সহগ , যা একটি নির্ভরযোগ্য সাবক্রিটিকালিটি মার্জিন প্রদান করে। অন্যান্য সমস্ত পরিমাণ জানা যায়, এবং আমাদের কাছে 1 GeV এর একটি প্রোটন এক্সিলারেটর শক্তি রয়েছে . আমরা 120 লাভ পেয়েছি, যা অবশ্যই খুব ভালো। যাইহোক, পূর্ববর্তী সূত্রের সহগটি আদর্শ ক্ষেত্রের সাথে মিলে যায়, যখন এক্সিলারেটর এবং বিদ্যুত উত্পাদন উভয় ক্ষেত্রেই সম্পূর্ণরূপে কোনও শক্তির ক্ষতি হয় না। প্রকৃত সহগ প্রাপ্ত করার জন্য, আপনাকে পূর্ববর্তী সূত্রটিকে r y এবং তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের r e দক্ষতা দ্বারা গুণ করতে হবে। তারপর R=r y r e R 0। ত্বরণ দক্ষতা বেশ বেশি হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, 1 GeV r y = 0.43 শক্তি সহ একটি উচ্চ-কারেন্ট সাইক্লোট্রনের একটি বাস্তব প্রকল্পে। বিদ্যুৎ উৎপাদনের দক্ষতা 0.42 এর মতো কম হতে পারে। চূড়ান্ত প্রকৃত লাভ হল R = r y r e R 0 = 21.8, যা এখনও বেশ ভাল, কারণ ইনস্টলেশনের দ্বারা উত্পাদিত শক্তির মাত্র 4.6% এক্সিলারেটরের ক্রিয়াকলাপ বজায় রাখতে ফেরত দিতে হবে। এই ক্ষেত্রে, রিঅ্যাক্টরটি তখনই কাজ করে যখন এক্সিলারেটর চালু থাকে এবং অনিয়ন্ত্রিত চেইন বিক্রিয়ার কোনো আশঙ্কা থাকে না।

পারমাণবিক শক্তি নির্মাণের নীতি।

আপনি জানেন যে, পৃথিবীর সবকিছুই অণু দ্বারা গঠিত

মিথস্ক্রিয়াগুলির জটিল জটিল

হাহাকার পরমাণু অণু হল ক্ষুদ্রতম কণা

পদার্থ যা এর বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণ করে। অণুর গঠন

বিভিন্ন রাসায়নিক উপাদানের পরমাণু অন্তর্ভুক্ত।

রাসায়নিক উপাদান এক ধরনের পরমাণু দিয়ে গঠিত।

পরমাণু, একটি রাসায়নিক উপাদানের ক্ষুদ্রতম কণা, সহ-

এটি একটি "ভারী" কোর নিয়ে গঠিত এবং ইলেক্ট্রো-এর চারপাশে ঘোরে।

পরমাণুর নিউক্লিয়াস ধনাত্মক সংমিশ্রণ দ্বারা গঠিত হয়

চার্জযুক্ত প্রোটন এবং নিরপেক্ষ নিউট্রন।

নিউক্লিয়ন নামে পরিচিত এই কণাগুলো একত্রে আটকে থাকে

স্বল্প-পরিসরের আকর্ষণীয় শক্তি দ্বারা নিউক্লিয়াসে,

মেসন বিনিময়ের কারণে উদ্ভূত,

ছোট ভরের কণা।

X মৌলটির নিউক্লিয়াসকে X-A হিসাবে চিহ্নিত করা হয়, উদাহরণস্বরূপ ইউরেনিয়াম U-235 -,

যেখানে Z হল নিউক্লিয়াসের চার্জ, প্রোটন সংখ্যার সমান, নিউক্লিয়াসের পারমাণবিক সংখ্যা নির্ধারণ করে, A হল নিউক্লিয়াসের ভর সংখ্যা, সমান

প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট সংখ্যা।

একই সংখ্যক প্রোটন কিন্তু ভিন্ন সংখ্যক নিউট্রন বিশিষ্ট মৌলের নিউক্লিয়াসকে আইসোটোপ বলা হয় (উদাহরণস্বরূপ, ইউরেনিয়াম

দুটি আইসোটোপ রয়েছে U-235 এবং U-238); N=const, z=var - আইসোবারে নিউক্লিয়াস।

হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস, প্রোটন, সেইসাথে নিউট্রন, ইলেকট্রন (বিটা কণা) এবং একক হিলিয়াম নিউক্লিয়াস (যাকে বলা হয় আলফা কণা), পারমাণবিক কাঠামোর বাইরে স্বায়ত্তশাসিতভাবে বিদ্যমান থাকতে পারে। এই জাতীয় নিউক্লিয়াস বা অন্যথায় প্রাথমিক কণাগুলি, মহাকাশে চলমান এবং নিউক্লিয়াসের অনুপ্রস্থ মাত্রার ক্রমানুসারে দূরত্বে নিউক্লিয়াসের কাছে পৌঁছায়, তারা নিউক্লিয়াসের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, যেমন তারা বলে, প্রতিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। এই ক্ষেত্রে, কণাগুলি নিউক্লিয়াস দ্বারা বন্দী হতে পারে, বা সংঘর্ষের পরে তারা গতির দিক পরিবর্তন করতে পারে এবং গতিশক্তির অংশ নিউক্লিয়াসে ছেড়ে দিতে পারে। এই ধরনের মিথস্ক্রিয়াকে পারমাণবিক বিক্রিয়া বলা হয়। নিউক্লিয়াসের অনুপ্রবেশ ছাড়া একটি বিক্রিয়াকে ইলাস্টিক স্ক্যাটারিং বলে।

কণাটি ধরার পরে, যৌগিক নিউক্লিয়াস উত্তেজিত অবস্থায় থাকে। নিউক্লিয়াস বিভিন্ন উপায়ে উত্তেজনা থেকে "নিজেকে মুক্ত" করতে পারে - অন্য কিছু কণা এবং একটি গামা রশ্মি নির্গত করে বা দুটি অসম অংশে বিভক্ত করে। চূড়ান্ত ফলাফল অনুসারে, প্রতিক্রিয়াগুলিকে আলাদা করা হয় - ক্যাপচার, স্থিতিস্থাপক বিক্ষিপ্তকরণ, বিদারণ, একটি প্রোটন বা আলফা কণার নির্গমনের সাথে পারমাণবিক রূপান্তর।

পারমাণবিক রূপান্তরের সময় নিঃসৃত অতিরিক্ত শক্তি প্রায়শই গামা রশ্মি প্রবাহের রূপ নেয়।

একটি প্রতিক্রিয়ার সম্ভাব্যতা একটি প্রদত্ত ধরণের প্রতিক্রিয়ার "ক্রস সেকশন" এর আকার দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

ক্যাপচারের সময় ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণ ঘটে

নিউট্রন একই সময়ে, নতুন কণা নির্গত হয়

এবং পারমাণবিক বাঁধাই শক্তি স্থানান্তরিত

বিদারণ টুকরা এটি একটি মৌলিক ঘটনা

জার্মান বিজ্ঞানীরা 30 এর দশকের শেষে আবিষ্কার করেছিলেন

বিখ্যাত হ্যান এবং স্ট্রাসম্যান দ্বারা, যা ভিত্তি স্থাপন করেছিল

পারমাণবিক শক্তির ব্যবহারিক ব্যবহারের জন্য।

ভারী উপাদানের নিউক্লিয়াস - ইউরেনিয়াম, প্লুটোনিয়াম এবং কিছু অন্যান্য নিবিড়ভাবে তাপীয় নিউট্রন শোষণ করে। একটি নিউট্রন ক্যাপচার করার পরে, ~0.8 সম্ভাব্যতা সহ একটি ভারী নিউক্লিয়াস অসম ভরের দুটি অংশে বিভক্ত হয়, যাকে বলা হয় খণ্ড বা বিদারণ পণ্য। এই ক্ষেত্রে, দ্রুত নিউট্রন নির্গত হয় (প্রতিটি ফিশন ইভেন্টের জন্য গড়ে প্রায় 2.5 নিউট্রন), নেতিবাচক চার্জযুক্ত বিটা কণা এবং নিরপেক্ষ গামা কোয়ান্টা এবং নিউক্লিয়াসে কণার বাঁধাই শক্তি ফিশন টুকরোগুলির গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়, নিউট্রন এবং অন্যান্য কণা। এই শক্তি তখন পরমাণু এবং অণুগুলির তাপীয় উত্তেজনায় ব্যয় করা হয় যা পদার্থ তৈরি করে, যেমন আশেপাশের জিনিস গরম করতে।

পারমাণবিক বিভাজনের কাজ করার পরে, বিভাজনের সময় উত্পাদিত নিউক্লিয়াসের টুকরোগুলি, অস্থির হওয়ার কারণে, ধারাবাহিক তেজস্ক্রিয় রূপান্তরগুলির একটি সিরিজের মধ্য দিয়ে যায় এবং কিছু বিলম্বের সাথে, "বিলম্বিত" নিউট্রন নির্গত করে, প্রচুর পরিমাণে আলফা, বিটা এবং গামা কণা। অন্যদিকে, কিছু টুকরো নিউট্রনকে নিবিড়ভাবে শোষণ করার ক্ষমতা রাখে।

পারমাণবিক চুল্লি হল একটি প্রযুক্তিগত ইনস্টলেশন যেখানে পারমাণবিক শক্তির মুক্তির সাথে ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণের একটি স্ব-টেকসই চেইন বিক্রিয়া করা হয়। একটি পারমাণবিক চুল্লি একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণে অবস্থিত একটি কোর এবং একটি প্রতিফলক নিয়ে গঠিত। কোরটিতে একটি প্রতিরক্ষামূলক আবরণ এবং একটি মডারেটরে একটি জ্বালানী গঠনের আকারে পারমাণবিক জ্বালানী থাকে। জ্বালানী কোষ সাধারণত পাতলা রডের আকার নেয়। এগুলি গুচ্ছে সংগ্রহ করা হয় এবং কভারে আবদ্ধ করা হয়। এই ধরনের প্রিফেব্রিকেটেড কম্পোজিশনকে অ্যাসেম্বলি বা ক্যাসেট বলা হয়।

একটি কুল্যান্ট জ্বালানী উপাদান বরাবর চলে, যা পারমাণবিক রূপান্তরের তাপ শোষণ করে। পাম্পের ক্রিয়াকলাপের কারণে বা আর্কিমিডিস বাহিনীর প্রভাবে কোরে উত্তপ্ত কুল্যান্টটি সঞ্চালন সার্কিটের সাথে চলে যায় এবং হিট এক্সচেঞ্জার বা বাষ্প জেনারেটরের মধ্য দিয়ে বাহ্যিক সার্কিটের কুল্যান্টে তাপ স্থানান্তর করে।

তাপ স্থানান্তর এবং এর বাহকগুলির চলাচল একটি সাধারণ চিত্রের আকারে উপস্থাপন করা যেতে পারে:

1. চুল্লি

2. তাপ এক্সচেঞ্জার, বাষ্প জেনারেটর

3. বাষ্প টারবাইন উদ্ভিদ

4. জেনারেটর

5. ক্যাপাসিটর

শিল্প সমাজের বিকাশ ক্রমবর্ধমান উৎপাদন ও ভোগের উপর ভিত্তি করে

বিভিন্ন ধরনের শক্তি।

যেমনটি জানা যায়, তাপ এবং বৈদ্যুতিক শক্তির উৎপাদন জীবাশ্ম জ্বালানী পোড়ানোর প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে

শক্তি সম্পদ -

• তেল

এবং পারমাণবিক শক্তিতে - নিউট্রন শোষণের সময় ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বিভাজন।

জীবাশ্ম শক্তির সম্পদ, ধাতু, পানি, বায়ুর ব্যবহার এবং মানবজাতির জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ উত্পাদন করার জন্য উৎপাদন এবং ব্যবহারের স্কেল বিশাল, এবং হায়রে, সম্পদের মজুদ সীমিত। জৈব প্রাকৃতিক শক্তি সম্পদের দ্রুত হ্রাসের সমস্যা বিশেষ করে তীব্র।

1 কেজি প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম 20 টন কয়লা প্রতিস্থাপন করে।

বিশ্ব শক্তির মজুদ অনুমান করা হয়েছে 355 Q, যেখানে Q হল তাপ শক্তির একক Q = 2.52 * 1017 kcal = 36 * 109 টন স্ট্যান্ডার্ড ফুয়েল /tce/, অর্থাৎ 7000 kcal/kg এর ক্যালোরিফিক মান সহ জ্বালানী, তাই শক্তির মজুদ 12.8 * 1012 t.e.

এই পরিমাণের, প্রায় 1/3 i.e. ~ 4.3*1012 t.e.f. আধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহার করে মাঝারি খরচে জ্বালানি উত্তোলন করা যায়। অন্যদিকে, আধুনিক শক্তির চাহিদা 1.1 * 1010 t.e./বছর, এবং প্রতি বছর 3-4% হারে বৃদ্ধি পাচ্ছে, অর্থাৎ প্রতি 20 বছরে দ্বিগুণ।

এটা অনুমান করা সহজ যে জৈব জীবাশ্ম সম্পদ, এমনকি শক্তি খরচ বৃদ্ধির সম্ভাব্য মন্দা বিবেচনা করে, পরবর্তী শতাব্দীতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে।

যাইহোক, আমরা লক্ষ করি যে জীবাশ্ম কয়লা এবং তেল পোড়ানোর সময়, যার মধ্যে সালফারের পরিমাণ প্রায় 2.5% থাকে, বার্ষিক 400 মিলিয়ন টন পর্যন্ত তৈরি হয়। সালফার ডাই অক্সাইড এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড, যেমন প্রায় 70 কেজি। প্রতি বছর পৃথিবীর বাসিন্দাদের ক্ষতিকারক পদার্থ।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের শক্তির ব্যবহার এবং পারমাণবিক শক্তির বিকাশ এই সমস্যার তীব্রতা থেকে মুক্তি দেয়।

প্রকৃতপক্ষে, নিউট্রন ক্যাপচারের মাধ্যমে ভারী নিউক্লিয়াসের বিদারণের আবিষ্কার, যা আমাদের শতাব্দীর পারমাণবিক করে তুলেছিল, শক্তির জীবাশ্ম জ্বালানির মজুদগুলিতে পারমাণবিক জ্বালানীর একটি উল্লেখযোগ্য ভান্ডার যুক্ত করেছে। পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে ইউরেনিয়াম মজুদ 1014 টন বিশাল আকারে অনুমান করা হয়। যাইহোক, এই সম্পদের সিংহভাগই ছড়িয়ে ছিটিয়ে রয়েছে - গ্রানাইট এবং বেসাল্টে। বিশ্বের মহাসাগরের জলে ইউরেনিয়ামের পরিমাণ 4*109 টনে পৌঁছে। যাইহোক, তুলনামূলকভাবে কম পরিচিত সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম আমানত যেখানে খনন সস্তা হবে। অতএব, আধুনিক প্রযুক্তির সাহায্যে এবং যুক্তিসঙ্গত মূল্যে উত্তোলন করা যায় এমন ইউরেনিয়াম সম্পদের ভর অনুমান করা হয়েছে 108 টন। ইউরেনিয়ামের বার্ষিক চাহিদা, আধুনিক অনুমান অনুসারে, 104 টন প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম। তাই এই মজুদগুলি এটিকে সম্ভব করে তোলে, যেমন একাডেমিশিয়ান এপি আলেকসান্দ্রভ বলেছেন, "প্রায় সীমাহীন সময়ের জন্য জ্বালানীর ঘাটতির ড্যামোকলের খড়গ দূর করা।"

আধুনিক শিল্প সমাজের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা প্রকৃতি, বিশুদ্ধ পানি এবং বায়ু সংরক্ষণ নিশ্চিত করা।

জীবাশ্ম জ্বালানির দহন থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমন এবং আমাদের গ্রহের জলবায়ুর সংশ্লিষ্ট বৈশ্বিক উষ্ণতা থেকে উদ্ভূত "গ্রিনহাউস প্রভাব" সম্পর্কে বিজ্ঞানীরা সুপরিচিত৷ এবং বায়ু দূষণ, অ্যাসিড বৃষ্টি এবং নদীর বিষক্রিয়ার সমস্যাগুলি অনেক এলাকায় একটি জটিল পর্যায়ে পৌঁছেছে।

পারমাণবিক শক্তি অক্সিজেন গ্রহণ করে না এবং স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের সময় নগণ্য নির্গমন করে। যদি পারমাণবিক শক্তি প্রচলিত শক্তি প্রতিস্থাপন করে, তাহলে বিশ্ব উষ্ণায়নের গুরুতর পরিবেশগত পরিণতি সহ একটি "গ্রিনহাউস" হওয়ার সম্ভাবনা বাদ দেওয়া হবে।

একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ পরিস্থিতি হল যে পারমাণবিক শক্তি বিশ্বের প্রায় সমস্ত অঞ্চলে তার অর্থনৈতিক দক্ষতা প্রমাণ করেছে। উপরন্তু, এমনকি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে প্রচুর পরিমাণে শক্তি উৎপাদনের সাথেও, পারমাণবিক শক্তি কোনও বিশেষ পরিবহন সমস্যা তৈরি করবে না, কারণ এটির জন্য নগণ্য পরিবহন খরচ প্রয়োজন, যা সমাজগুলিকে ক্রমাগত বিপুল পরিমাণ জীবাশ্ম জ্বালানী পরিবহনের বোঝা থেকে মুক্ত করে।

পারমাণবিক চুল্লি কয়েকটি গ্রুপে বিভক্ত:

নিউট্রন স্পেকট্রামের গড় শক্তির উপর নির্ভর করে - দ্রুত, মধ্যবর্তী এবং তাপীয়;

মূল নকশা বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী - জাহাজ এবং চ্যানেল মধ্যে;

কুল্যান্টের প্রকার দ্বারা - জল, ভারী জল, সোডিয়াম;

মডারেটরের প্রকার দ্বারা - জল, গ্রাফাইট, ভারী জল, ইত্যাদি

শক্তির উদ্দেশ্যে, বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য, নিম্নলিখিতগুলি ব্যবহার করা হয়:

চাপে অ-ফুটন্ত বা ফুটন্ত জল সহ জল-জল চুল্লি,

ইউরেনিয়াম-গ্রাফাইট চুল্লি ফুটন্ত জল দিয়ে বা কার্বন ডাই অক্সাইড দ্বারা ঠান্ডা করা,

ভারী জল চ্যানেল চুল্লী, ইত্যাদি

ভবিষ্যতে, তরল ধাতু (সোডিয়াম, ইত্যাদি) দ্বারা শীতল দ্রুত নিউট্রন চুল্লি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে; যেখানে আমরা মৌলিকভাবে জ্বালানী প্রজনন মোড বাস্তবায়ন করি, অর্থাৎ প্লুটোনিয়াম Pu-239 এর ফিসাইল আইসোটোপের সংখ্যা ইউরেনিয়াম U-235 এর ভোগ্য আইসোটোপের সংখ্যা ছাড়িয়ে গেছে। জ্বালানীর প্রজনন বৈশিষ্ট্যযুক্ত প্যারামিটারটিকে প্লুটোনিয়াম সহগ বলা হয়। এটি দেখায় যে U-235-এর একটি পরমাণু U-238-এ নিউট্রন ক্যাপচারের প্রতিক্রিয়ার সময় Pu-239 পরমাণুর কতগুলি কাজ তৈরি হয় যা একটি নিউট্রনকে ধরেছিল এবং U-235-এ ফিশন বা বিকিরণ রূপান্তরিত হয়েছিল।

চাপযুক্ত জল চুল্লি বিশ্বের শক্তি চুল্লি বহরে একটি বিশিষ্ট স্থান দখল করে। এগুলি নৌবাহিনীতে সারফেস ভেসেল এবং সাবমেরিন উভয়ের শক্তির উৎস হিসেবেও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের চুল্লি তুলনামূলকভাবে কমপ্যাক্ট, সহজ এবং অপারেশনে নির্ভরযোগ্য। জল, যা এই ধরনের চুল্লিগুলিতে কুল্যান্ট এবং নিউট্রন মডারেটর হিসাবে কাজ করে, তুলনামূলকভাবে সস্তা, অ-আক্রমনাত্মক এবং ভাল নিউট্রনিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

চাপযুক্ত জল চুল্লিকে জল-জল বা হালকা-পানির চুল্লিও বলা হয়। এগুলি একটি অপসারণযোগ্য ঢাকনা সহ একটি নলাকার উচ্চ-চাপের পাত্রের আকারে তৈরি করা হয়। এই জাহাজে (চুল্লির দেহ) মূলটি রয়েছে, যা জ্বালানী সমাবেশ (জ্বালানী ক্যাসেট) এবং নিয়ন্ত্রণ ও সুরক্ষা ব্যবস্থার চলমান উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত। জল পাইপের মাধ্যমে হাউজিংয়ে প্রবেশ করে, মূলের নীচের জায়গায় সরবরাহ করা হয়, জ্বালানী উপাদানগুলির সাথে উল্লম্বভাবে উপরের দিকে চলে যায় এবং আউটলেট পাইপের মাধ্যমে সঞ্চালন সার্কিটে নিঃসৃত হয়। বাষ্প জেনারেটরে পারমাণবিক বিক্রিয়ার তাপ নিম্নচাপের সেকেন্ডারি সার্কিটের পানিতে স্থানান্তরিত হয়। সার্কিট বরাবর জলের চলাচল নিশ্চিত করা হয় সঞ্চালন পাম্পের ক্রিয়াকলাপের দ্বারা বা, তাপ সরবরাহ স্টেশনগুলির চুল্লিগুলির মতো, প্রাকৃতিক সঞ্চালনের চালনার চাপের কারণে।

আগামীকাল পারমাণবিক ফিউশন।

"আগামীকালের জন্য" এটি পরিকল্পনা করা হয়েছে, প্রথমত, টোকামাকের পরবর্তী প্রজন্ম তৈরি করা যাতে স্ব-টেকসই সংমিশ্রণ অর্জন করা যায়। এই উদ্দেশ্যে, I.V. Kurchatov Institute of Atomic Energy এবং D.V. Efremov Research Institute of Electrophysical Equipment-এ একটি পরীক্ষামূলক থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টর (OTR) তৈরি করা হচ্ছে৷

OTR-এ, লক্ষ্য হল প্রতিক্রিয়াটিকে এমন একটি স্তরে বজায় রাখা যাতে ব্যয়িত শক্তির (Q দ্বারা চিহ্নিত) উপযোগী শক্তির আউটপুটের অনুপাত একের চেয়ে বেশি বা অন্তত সমান হয়: Q = 1। এই অবস্থাটি Q=5 সহ একটি বাণিজ্যিক চুল্লি তৈরির পথে সিস্টেমের সমস্ত উপাদান পরীক্ষা করার একটি গুরুতর পর্যায়। উপলব্ধ অনুমান অনুসারে, শুধুমাত্র Q-এর এই মানটিতে একটি থার্মোনিউক্লিয়ার শক্তির উৎসের স্বয়ংসম্পূর্ণতা অর্জন করা হয়, যখন সামাজিক এবং পারিবারিক খরচ সহ সমস্ত পরিষেবা প্রক্রিয়ার খরচ পুনরুদ্ধার করা হয়। ইতিমধ্যে, আমেরিকান TFTR Q=0.2-0.4 মান অর্জন করেছে।

এছাড়াও অন্যান্য সমস্যা আছে। উদাহরণস্বরূপ, প্রথম প্রাচীর - অর্থাৎ, টরয়েডাল ভ্যাকুয়াম চেম্বারের শেল - পুরো কাঠামোর সবচেয়ে তীব্র, আক্ষরিকভাবে দীর্ঘ-সহনশীল অংশ। OTR তে, এর আয়তন প্রায় 300 m 3 এবং এর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রায় 400 m 2। চৌম্বক ক্ষেত্র থেকে উদ্ভূত বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং যান্ত্রিক শক্তি সহ্য করার জন্য প্রাচীরটি যথেষ্ট মজবুত হতে হবে এবং তাপমাত্রার উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ছাড়াই প্লাজমা থেকে তাপ প্রবাহকে টরয়েডের বাইরের দিকে সঞ্চালিত জলে স্থানান্তর করার জন্য যথেষ্ট পাতলা হতে হবে। এর সর্বোত্তম বেধ 2 মিমি। নির্বাচিত উপকরণগুলি হল অস্টেনিটিক স্টিল বা নিকেল এবং টাইটানিয়াম অ্যালো।

ইউরাটম NET (Next Europeus Tor) ইন্সটল করার পরিকল্পনা করেছে, যা অনেক দিক থেকে OTR-এর মতোই; এটি JET এবং T-15-এর পরের টোকামাকের পরবর্তী প্রজন্ম।

NET 1994-1999 সালে নির্মিত হওয়ার কথা ছিল। গবেষণার প্রথম পর্যায়টি 3-4 বছরের মধ্যে সম্পন্ন করার পরিকল্পনা করা হয়েছে।

তারা NET-এর পরের প্রজন্মের কথাও বলছে - এটি একটি "বাস্তব" থার্মোনিউক্লিয়ার চুল্লি, যাকে প্রচলিতভাবে ডেমো বলা হয়। যাইহোক, NET এর সাথে এখনও সবকিছু পরিষ্কার নয়, যেহেতু বেশ কয়েকটি আন্তর্জাতিক ইনস্টলেশন তৈরির পরিকল্পনা রয়েছে।

পারমাণবিক বিক্রিয়ার শক্তি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত হয়। একটি পরমাণু একটি ক্ষুদ্র কণা যা মহাবিশ্বের সমস্ত বিষয় তৈরি করে।

পারমাণবিক বিভাজন থেকে শক্তির পরিমাণ প্রচুর এবং বিদ্যুৎ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে এটি প্রথমে পরমাণু থেকে মুক্তি দিতে হবে।

শক্তি পাচ্ছেন

পারমাণবিক বিক্রিয়া থেকে শক্তির ব্যবহার এমন সরঞ্জামের মাধ্যমে ঘটে যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য পারমাণবিক বিভাজন নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

চুল্লি এবং শক্তি উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত জ্বালানীটি প্রায়শই মৌল ইউরেনিয়ামের ছুরি। একটি পারমাণবিক চুল্লিতে, ইউরেনিয়াম পরমাণুগুলিকে বিচ্ছিন্ন হতে বাধ্য করা হয়। যখন তারা বিভক্ত হয়, তখন পরমাণুগুলি বিদারণ পণ্য নামক ক্ষুদ্র কণা নির্গত করে। বিদারণ পণ্যগুলি আলাদা করার জন্য অন্যান্য ইউরেনিয়াম পরমাণুর উপর কাজ করে - একটি চেইন বিক্রিয়া শুরু হয়। এই শৃঙ্খল বিক্রিয়া থেকে নির্গত পারমাণবিক শক্তি তাপ সৃষ্টি করে। পারমাণবিক চুল্লি থেকে তাপ এটিকে খুব গরম করে তোলে, তাই এটিকে ঠান্ডা করা দরকার। প্রযুক্তিগতভাবে সর্বোত্তম কুল্যান্ট সাধারণত জল, তবে কিছু পারমাণবিক চুল্লি তরল ধাতু বা গলিত লবণ ব্যবহার করে। কোর থেকে উত্তপ্ত কুল্যান্ট বাষ্প উৎপন্ন করে। বাষ্প বাষ্প টারবাইন উপর কাজ করে, এটি বাঁক. টারবাইন একটি জেনারেটরের সাথে যান্ত্রিক সংক্রমণের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে, যা বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
চুল্লিগুলি নিয়ন্ত্রণ রড ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রিত হয় যা উৎপন্ন তাপের পরিমাণের সাথে সামঞ্জস্য করা যায়। কন্ট্রোল রডগুলি ক্যাডমিয়াম, হাফনিয়াম বা বোরনের মতো উপাদান থেকে তৈরি করা হয় যাতে পারমাণবিক বিভাজন দ্বারা তৈরি কিছু পণ্য শোষণ করা হয়। প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি চেইন বিক্রিয়ার সময় রড উপস্থিত থাকে। রডগুলি অপসারণ করা চেইন প্রতিক্রিয়া আরও বিকাশ করতে এবং আরও বিদ্যুৎ তৈরি করতে দেয়।

বিশ্বের বিদ্যুতের প্রায় 15 শতাংশ পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র দ্বারা উত্পাদিত হয়।

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে 100 টিরও বেশি চুল্লি রয়েছে, যদিও মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জীবাশ্ম জ্বালানি এবং জলবিদ্যুৎ থেকে তার বেশিরভাগ বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

রাশিয়ায় 10টি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে 33টি পাওয়ার ইউনিট রয়েছে - দেশের শক্তির ভারসাম্যের 15%।

লিথুয়ানিয়া, ফ্রান্স এবং স্লোভাকিয়া পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে তাদের বেশিরভাগ বিদ্যুৎ ব্যবহার করে।

শক্তি উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত পারমাণবিক জ্বালানী

ইউরেনিয়াম হল পারমাণবিক বিক্রিয়া শক্তি উৎপাদনের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত জ্বালানী। কারণ ইউরেনিয়াম পরমাণু তুলনামূলকভাবে সহজে ভেঙ্গে যায়। উত্পাদিত নির্দিষ্ট ধরনের ইউরেনিয়াম, যাকে বলা হয় U-235, বিরল। U-235 বিশ্বের ইউরেনিয়ামের এক শতাংশেরও কম তৈরি করে।

ইউরেনিয়াম অস্ট্রেলিয়া, কানাডা, কাজাখস্তান, রাশিয়া, উজবেকিস্তানে খনন করা হয় এবং এটি ব্যবহার করার আগে অবশ্যই প্রক্রিয়া করা উচিত।

যেহেতু পারমাণবিক জ্বালানী অস্ত্র তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, তাই ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়াম বা অন্যান্য পারমাণবিক জ্বালানী আমদানির জন্য উৎপাদন অপ্রসারণ চুক্তির অধীন। চুক্তিটি জ্বালানির শান্তিপূর্ণ ব্যবহারকে উৎসাহিত করে, সেইসাথে এই ধরনের অস্ত্রের বিস্তার সীমিত করে।

একটি সাধারণ চুল্লি প্রতি বছর প্রায় 200 টন ইউরেনিয়াম ব্যবহার করে. জটিল প্রক্রিয়াগুলি কিছু ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়ামকে পুনরায় সমৃদ্ধ বা পুনঃপ্রক্রিয়া করার অনুমতি দেয়। এটি খনন, নিষ্কাশন এবং প্রক্রিয়াকরণের পরিমাণ হ্রাস করে।

পারমাণবিক শক্তি এবং মানুষ

পারমাণবিক পারমাণবিক শক্তি বিদ্যুৎ উৎপাদন করে যা বাড়ি, স্কুল, ব্যবসা এবং হাসপাতালের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য প্রথম চুল্লিটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের আইডাহোতে নির্মিত হয়েছিল এবং পরীক্ষামূলকভাবে 1951 সালে নিজেই বিদ্যুত শুরু হয়েছিল।

1954 সালে, রাশিয়ার ওবিনস্কে প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র তৈরি করা হয়েছিল, যা মানুষের জন্য শক্তি সরবরাহ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল।

পারমাণবিক বিক্রিয়া শক্তি আহরণের জন্য চুল্লি নির্মাণের জন্য উচ্চ স্তরের প্রযুক্তির প্রয়োজন এবং শুধুমাত্র যে দেশগুলি অপ্রসারণ চুক্তিতে স্বাক্ষর করেছে তারাই প্রয়োজনীয় ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়াম পেতে পারে। এসব কারণে বিশ্বের উন্নত দেশে অধিকাংশ পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র অবস্থিত।

পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি নবায়নযোগ্য, পরিবেশ বান্ধব সম্পদ তৈরি করে। তারা বায়ুকে দূষিত করে না বা গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন করে না। এগুলি শহুরে বা গ্রামীণ এলাকায় তৈরি করা যেতে পারে এবং তাদের চারপাশের পরিবেশকে আমূল পরিবর্তন করে না।

বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে তেজস্ক্রিয় উপাদান

পি এ তেজস্ক্রিয় পদার্থচুল্লিটি নিরাপদ কারণ এটি একটি পৃথক কাঠামোতে শীতল করা হয় যাকে কুলিং টাওয়ার বলা হয়। বাষ্প আবার পানিতে পরিণত হয় এবং আবার বিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহার করা যায়। অতিরিক্ত বাষ্প কেবল বায়ুমণ্ডলে পুনর্ব্যবহৃত হয়, যেখানে এটি বিশুদ্ধ জলের মতো ক্ষতিকারক নয়।

যাইহোক, একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া থেকে শক্তি তেজস্ক্রিয় পদার্থ আকারে একটি উপজাত আছে. তেজস্ক্রিয় পদার্থ হল অস্থির নিউক্লিয়াসের সংগ্রহ। এই নিউক্লিয়াসগুলি তাদের শক্তি হারায় এবং জীবিত প্রাণী এবং পরিবেশ সহ তাদের চারপাশের অনেক উপাদানকে প্রভাবিত করতে পারে। তেজস্ক্রিয় উপাদান অত্যন্ত বিষাক্ত হতে পারে, অসুস্থতা সৃষ্টি করে, ক্যান্সারের ঝুঁকি বাড়ায়, রক্তের ব্যাধি এবং হাড়ের ক্ষয় হতে পারে।

তেজস্ক্রিয় বর্জ্য হল পারমাণবিক চুল্লির অপারেশন থেকে যা অবশিষ্ট থাকে।

তেজস্ক্রিয় বর্জ্য শ্রমিকদের পরিধান করা প্রতিরক্ষামূলক পোশাক, তেজস্ক্রিয় ধূলিকণার সংস্পর্শে থাকা সরঞ্জাম এবং কাপড়কে আবৃত করে। তেজস্ক্রিয় বর্জ্য দীর্ঘস্থায়ী। পোশাক এবং সরঞ্জামের মতো উপাদান হাজার হাজার বছর ধরে তেজস্ক্রিয় থাকতে পারে। সরকার নিয়ন্ত্রিত করে যে এই উপকরণগুলি কীভাবে নিষ্পত্তি করা হয় যাতে তারা অন্য কিছুকে দূষিত না করে।

ব্যবহৃত জ্বালানি এবং রডগুলি অত্যন্ত তেজস্ক্রিয়। ব্যবহৃত ইউরেনিয়াম পেলেটগুলিকে অবশ্যই বিশেষ পাত্রে সংরক্ষণ করতে হবে যা দেখতে বড় সুইমিং পুলের মতো। কিছু গাছপালা তারা যে জ্বালানি ব্যবহার করে তা মাটির উপরে শুকনো স্টোরেজ ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করে।

জ্বালানী ঠান্ডা করার জল তেজস্ক্রিয়তার সংস্পর্শে আসে না এবং তাই নিরাপদ।

একটি সামান্য ভিন্ন অপারেটিং নীতি আছে পরিচিত বেশী আছে.

পারমাণবিক শক্তি ব্যবহার এবং বিকিরণ নিরাপত্তা

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া শক্তি ব্যবহারের সমালোচকরা উদ্বিগ্ন যে তেজস্ক্রিয় বর্জ্য স্টোরেজ সুবিধাগুলি ফুটো, ফাটল বা ধসে পড়বে। তেজস্ক্রিয় পদার্থ তখন সাইটের কাছাকাছি মাটি এবং ভূগর্ভস্থ জলকে দূষিত করতে পারে। এটি এলাকার মানুষ এবং জীবন্ত প্রাণীদের জন্য গুরুতর স্বাস্থ্য সমস্যার কারণ হতে পারে। সব মানুষকে সরিয়ে নিতে হবে।

এটি 1986 সালে ইউক্রেনের চেরনোবিলে ঘটেছিল। চতুর্থ পারমাণবিক চুল্লির একটি বিদ্যুৎ কেন্দ্রে একটি বাষ্প বিস্ফোরণ এটি ধ্বংস করে এবং আগুন ছড়িয়ে পড়ে। তেজস্ক্রিয় কণার একটি মেঘ তৈরি হয়, যা মাটিতে পড়ে বা বাতাসের সাথে ভেসে যায় এবং কণাগুলি বৃষ্টি হিসাবে প্রকৃতির জলচক্রে প্রবেশ করে। বেশিরভাগ তেজস্ক্রিয় পতন বেলারুশে পড়েছিল।

চেরনোবিল বিপর্যয়ের পরিবেশগত পরিণতি অবিলম্বে ঘটেছে। সাইটের চারপাশে কিলোমিটার, পাইন বন শুকিয়ে গেছে, এবং মৃত পাইনগুলির লাল রঙ এলাকাটিকে রেড ফরেস্ট ডাকনাম অর্জন করেছে। নিকটবর্তী প্রিপিয়াত নদীর মাছ তেজস্ক্রিয় হয়ে উঠেছে এবং লোকেরা আর এটি খেতে পারবে না। গরু ও ঘোড়া মারা গেছে। বিপর্যয়ের পরে 100,000 এরও বেশি লোককে সরিয়ে নেওয়া হয়েছিল, তবে চেরনোবিল থেকে মানুষের হতাহতের সংখ্যা নির্ধারণ করা কঠিন।

বিকিরণ বিষক্রিয়ার প্রভাব বহু বছর পরেই দেখা যায়। ক্যান্সারের মতো রোগের জন্য, উত্স নির্ধারণ করা কঠিন।

পারমাণবিক শক্তির ভবিষ্যত

চুল্লি শক্তি উৎপাদনের জন্য পরমাণুর বিদারণ বা বিভাজন ব্যবহার করে।

পারমাণবিক বিক্রিয়া শক্তিও পরমাণুগুলিকে একত্রিত করে বা যুক্ত করার মাধ্যমে উত্পাদিত হতে পারে। উৎপাদন. উদাহরণস্বরূপ, সূর্য ক্রমাগত হাইড্রোজেন পরমাণুর পারমাণবিক সংমিশ্রণ ঘটিয়ে হিলিয়াম গঠন করে। যেহেতু আমাদের গ্রহের জীবন সূর্যের উপর নির্ভর করে, তাই আমরা বলতে পারি যে বিদারণ পৃথিবীতে জীবনকে সম্ভব করে তোলে।

পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির এখনও পারমাণবিক ফিউশন (ফিউশন) এর মাধ্যমে নিরাপদে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে শক্তি উত্পাদন করার ক্ষমতা নেই, তবে বিজ্ঞানীরা পারমাণবিক ফিউশন অন্বেষণ করছেন কারণ প্রক্রিয়াটি শক্তির বিকল্প রূপ হিসাবে নিরাপদ এবং আরও সাশ্রয়ী হতে পারে।

একটি পারমাণবিক বিক্রিয়ার শক্তি বিশাল এবং মানুষের দ্বারা ব্যবহার করা আবশ্যক।

ভূমিকা

1939 সালে, প্রথমবারের মতো ইউরেনিয়াম পরমাণুকে বিভক্ত করা সম্ভব হয়েছিল। আরও 3 বছর কেটে গেছে, এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে একটি নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া চালানোর জন্য একটি চুল্লি তৈরি করা হয়েছিল। তারপর 1945 সালে পারমাণবিক বোমা তৈরি এবং পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং 1954 সালে। বিশ্বের প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র আমাদের দেশে চালু হয়। এই সমস্ত ক্ষেত্রে, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ক্ষয়ের বিপুল শক্তি ব্যবহৃত হয়েছিল। পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ফিউশনের ফলে আরও বেশি পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়। 1953 সালে, ইউএসএসআর-এ প্রথমবারের মতো একটি থার্মোনিউক্লিয়ার বোমা পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং মানুষ সূর্যের মধ্যে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলি পুনরুত্পাদন করতে শিখেছিল। আপাতত, পারমাণবিক সংমিশ্রণ শান্তিপূর্ণ উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যাবে না, তবে এটি সম্ভব হলে, মানুষ বিলিয়ন বছর ধরে সস্তায় শক্তি সরবরাহ করবে। এই সমস্যাটি গত 50 বছরে আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ক্ষয় বা ফিউশনের সময় পারমাণবিক শক্তি নির্গত হয়। যে কোনো শক্তি - ভৌত, রাসায়নিক বা পারমাণবিক - কাজ করার, তাপ বা বিকিরণ নির্গত করার ক্ষমতা দ্বারা প্রকাশিত হয়। যে কোনও সিস্টেমে শক্তি সর্বদা সংরক্ষিত থাকে তবে এটি অন্য সিস্টেমে স্থানান্তরিত বা আকারে পরিবর্তন করা যেতে পারে।

প্রায় 1800 সাল পর্যন্ত, কাঠ ছিল প্রধান জ্বালানী। গাছের জীবদ্দশায় গাছে সঞ্চিত সৌরশক্তি থেকে কাঠের শক্তি পাওয়া যায়। শিল্প বিপ্লবের পর থেকে, মানুষ কয়লা এবং তেলের মতো খনিজগুলির উপর নির্ভর করে, যার শক্তিও সঞ্চিত সৌর শক্তি থেকে আসে। যখন কয়লার মতো জ্বালানী পোড়ানো হয়, তখন কয়লায় থাকা হাইড্রোজেন এবং কার্বন পরমাণু বাতাসের অক্সিজেন পরমাণুর সাথে একত্রিত হয়। যখন হাইড্রাস বা কার্বন ডাই অক্সাইড ঘটে, তখন একটি উচ্চ তাপমাত্রা নির্গত হয়, যা প্রতি কিলোগ্রামে প্রায় 1.6 কিলোওয়াট-ঘন্টা বা কার্বন পরমাণুতে প্রায় 10 ইলেকট্রন ভোল্টের সমান। এই পরিমাণ শক্তি রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য সাধারণ যা পরমাণুর বৈদ্যুতিন কাঠামোর পরিবর্তন ঘটায়। তাপ আকারে নিঃসৃত কিছু শক্তি বিক্রিয়া চালিয়ে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট।

একটি পরমাণু ইলেকট্রন দ্বারা বেষ্টিত একটি ছোট, বিশাল, ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস নিয়ে গঠিত। নিউক্লিয়াস একটি পরমাণুর ভরের বড় অংশ তৈরি করে। এটি নিউট্রন এবং প্রোটন (সাধারণত নিউক্লিয়ন বলা হয়) নিয়ে গঠিত যা খুব শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি দ্বারা একত্রে আবদ্ধ থাকে, যা ইলেকট্রনকে নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ করে এমন বৈদ্যুতিক শক্তির চেয়ে অনেক বেশি। নিউক্লিয়াসের শক্তি নির্ণয় করা হয় তার নিউট্রন এবং প্রোটন কতটা দৃঢ়ভাবে পারমাণবিক শক্তি দ্বারা একত্রিত হয় তার দ্বারা। নিউক্লিয়ন শক্তি হল একটি নিউক্লিয়াস থেকে একটি নিউট্রন বা প্রোটন অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি। যদি দুটি হালকা নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস তৈরি করে, অথবা যদি একটি ভারী নিউক্লিয়াস দুটি লাইটারে বিভক্ত হয়, উভয়ই প্রচুর পরিমাণে শক্তি নির্গত করে।

পরমাণু শক্তি, লক্ষ লক্ষ ইলেক্ট্রন ভোল্টে পরিমাপ করা হয়, দুটি হালকা নিউক্লিয়ার ফিউশন দ্বারা উত্পাদিত হয় যখন হাইড্রোজেন (ডিউটেরিয়াম) এর দুটি আইসোটোপ নিম্নলিখিত বিক্রিয়ায় একত্রিত হয়:

এই ক্ষেত্রে, 3 আমু ভরের একটি হিলিয়াম পরমাণু গঠিত হয়। , একটি বিনামূল্যের নিউট্রন, এবং 3.2 MeV, বা 5.1 * 10 6 J (1.2 * 10 3 cal)।

নিউট্রন শোষণের কারণে একটি ভারী নিউক্লিয়াস (উদাহরণস্বরূপ, আইসোটোপ ইউরেনিয়াম-235-এর নিউক্লিয়াস) বিভক্ত হলে পারমাণবিক শক্তিও উৎপন্ন হয়:

ফলস্বরূপ, সিজিয়াম-140, রুবিডিয়াম-93, তিনটি নিউট্রন এবং 200 MeV, বা 3.2 10 16 J (7.7 10 8 ক্যাল) ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। একটি নিউক্লিয়ার ফিশন বিক্রিয়া অনুরূপ রাসায়নিক বিক্রিয়ার চেয়ে 10 মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি নির্গত করে।

কেন্দ্রকীয় সংযোজন

পরমাণু শক্তির মুক্তি শক্তি বক্ররেখার নীচের প্রান্তে ঘটতে পারে যখন দুটি হালকা নিউক্লিয়াস একটি ভারী একটিতে একত্রিত হয়। সূর্যের মতো নক্ষত্র দ্বারা নির্গত শক্তি তাদের গভীরতায় একই ফিউশন বিক্রিয়ার ফলাফল।

15 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াস 0 এর প্রচন্ড চাপ এবং তাপমাত্রায়। সেখানে বিদ্যমান হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস সমীকরণ (1) অনুসারে একত্রিত হয় এবং তাদের সংশ্লেষণের ফলে সূর্যের শক্তি গঠিত হয়।

1930 এর দশকের গোড়ার দিকে পৃথিবীতে প্রথম পারমাণবিক ফিউশন অর্জিত হয়েছিল। সাইক্লোট্রনে - প্রাথমিক কণার একটি ত্বরণক - ডিউটেরিয়াম নিউক্লিয়াসের বোমাবর্ষণ করা হয়েছিল। এই ক্ষেত্রে, একটি উচ্চ তাপমাত্রা প্রকাশ করা হয়েছিল, তবে, এই শক্তি ব্যবহার করা যাবে না। 1950 এর দশকে, প্রথম বড় আকারের কিন্তু অনিয়ন্ত্রিত ফিউশন শক্তি মুক্তির প্রক্রিয়া তাপবিদ্যুৎ পরীক্ষায় প্রদর্শিত হয়েছিল। পারমানবিক অস্ত্রমার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ইউএসএসআর, গ্রেট ব্রিটেন এবং ফ্রান্স। যাইহোক, এটি একটি স্বল্পমেয়াদী এবং অনিয়ন্ত্রিত প্রতিক্রিয়া যা বিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহার করা যায়নি।

ক্ষয় বিক্রিয়ায়, একটি নিউট্রন, যার কোনো বৈদ্যুতিক চার্জ নেই, সহজেই কাছে যেতে পারে এবং একটি বিদারণযোগ্য নিউক্লিয়াসের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে, যেমন ইউরেনিয়াম-235। একটি সাধারণ ফিউশন বিক্রিয়ায়, তবে, বিক্রিয়াকারী নিউক্লিয়াসের একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জ থাকে এবং তাই কুলম্বের আইন দ্বারা বিকর্ষণ করা হয়, তাই কুলম্বের আইনের কারণে নিউক্লিয়াস একত্রিত হওয়ার আগে অবশ্যই পরাস্ত করতে হবে। এটি ঘটে যখন বিক্রিয়াকারী গ্যাসের তাপমাত্রা - 50 থেকে 100 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে বেশ উচ্চ। এই তাপমাত্রায় ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের ভারী হাইড্রোজেন আইসোটোপের গ্যাসে, একটি সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া ঘটে:

প্রায় 17.6 MeV রিলিজ করছে। শক্তি প্রথমে হিলিয়াম-4 এবং নিউট্রনের গতিশক্তি হিসাবে প্রদর্শিত হয়, কিন্তু শীঘ্রই আশেপাশের পদার্থ এবং গ্যাসের উচ্চ তাপমাত্রা হিসাবে নিজেকে প্রকাশ করে।

যদি এই ধরনের উচ্চ তাপমাত্রায়, গ্যাসের ঘনত্ব 10 -1 বায়ুমণ্ডল (অর্থাৎ প্রায় একটি ভ্যাকুয়াম) হয়, তাহলে সক্রিয় হিলিয়াম -4 তার শক্তি পার্শ্ববর্তী হাইড্রোজেনে স্থানান্তর করতে পারে। এইভাবে, একটি উচ্চ তাপমাত্রা বজায় রাখা হয় এবং একটি স্বতঃস্ফূর্ত সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া ঘটার জন্য শর্ত তৈরি করা হয়। এই অবস্থার অধীনে, "পারমাণবিক ইগনিশন" ঘটে।

নিয়ন্ত্রিত থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশনের শর্তগুলি অর্জন করা বেশ কয়েকটি বড় সমস্যা দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়। প্রথমত, আপনাকে খুব উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাস গরম করতে হবে। দ্বিতীয়ত, পর্যাপ্ত দীর্ঘ সময় ধরে প্রতিক্রিয়াশীল নিউক্লিয়াসের সংখ্যা নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। তৃতীয়ত, নিঃসৃত শক্তির পরিমাণ অবশ্যই তাপ ও ​​গ্যাসের ঘনত্ব সীমিত করার জন্য ব্যয় করার চেয়ে বেশি হতে হবে। পরবর্তী সমস্যা হল এই শক্তি সঞ্চয় করা এবং বিদ্যুতে রূপান্তর করা।

এমনকি 100,000 C 0 তাপমাত্রায় সমস্ত হাইড্রোজেন পরমাণু সম্পূর্ণ আয়নিত হয়। গ্যাস একটি বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষ গঠন নিয়ে গঠিত: ধনাত্মক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস এবং ঋণাত্মক চার্জযুক্ত মুক্ত ইলেকট্রন। এই অবস্থাকে প্লাজমা বলা হয়।

প্লাজমা ফিউশনের জন্য যথেষ্ট গরম, কিন্তু সাধারণ পদার্থে পাওয়া যায় না। প্লাজমা খুব দ্রুত ঠান্ডা হবে, এবং জাহাজের দেয়াল তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা ধ্বংস হয়ে যাবে। যাইহোক, যেহেতু প্লাজমা চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াস এবং ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত যা চৌম্বক ক্ষেত্র রেখার চারপাশে সর্পিল হয়, তাই ধারকটির দেয়ালের সাথে প্রতিক্রিয়া না করেই প্লাজমা একটি চৌম্বক ক্ষেত্র-সীমাবদ্ধ অঞ্চলের মধ্যে থাকতে পারে।

যেকোন নিয়ন্ত্রিত ফিউশন ডিভাইসে, শক্তির মুক্তি অবশ্যই প্লাজমাকে সীমাবদ্ধ এবং তাপ করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিকে অতিক্রম করতে হবে। এই শর্তটি পূরণ করা যেতে পারে যখন প্লাজমা সীমাবদ্ধতার সময় t এবং এর ঘনত্ব n প্রায় 10 14 অতিক্রম করে। সম্পর্ক tn > 10 14 কে লসনের মানদণ্ড বলা হয়।

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ইউএসএসআর, গ্রেট ব্রিটেন, জাপান এবং অন্য কোথাও 1950 সাল থেকে অসংখ্য চৌম্বকীয় প্লাজমা বন্দীকরণ স্কিম পরীক্ষা করা হয়েছে। থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া পরিলক্ষিত হয়েছে, কিন্তু লসন মানদণ্ড খুব কমই 10 12 অতিক্রম করেছে। যাইহোক, একটি ডিভাইস, "টোকামাক" (এই নামটি রাশিয়ান শব্দের সংক্ষিপ্ত রূপ: ম্যাগনেটিক কয়েল সহ টোরয়েডাল চেম্বার), মূলত ইউএসএসআর-এ ইগর ট্যাম এবং আন্দ্রেই সাখারভ দ্বারা প্রস্তাবিত, 1960 এর দশকের শুরুতে ভাল ফলাফল দিতে শুরু করে।

একটি টোকামাক হল একটি টরয়েডাল ভ্যাকুয়াম চেম্বার যা কয়েল ধারণ করে যা একটি শক্তিশালী টরয়েডাল চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেট দ্বারা এই চেম্বারের ভিতরে প্রায় 50,000 গাউসের একটি টরয়েডাল চৌম্বক ক্ষেত্র বজায় রাখা হয়। ট্রান্সফরমার কয়েল দ্বারা প্লাজমাতে কয়েক মিলিয়ন অ্যাম্পিয়ারের একটি অনুদৈর্ঘ্য প্রবাহ তৈরি হয়। বদ্ধ চৌম্বক ক্ষেত্র রেখা স্থিরভাবে প্লাজমাকে সীমাবদ্ধ করে।

ছোট পরীক্ষামূলক টোকামাকের সাফল্যের উপর ভিত্তি করে, 1980-এর দশকের গোড়ার দিকে কয়েকটি পরীক্ষাগারে দুটি বড় ডিভাইস তৈরি করা হয়েছিল, একটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ে এবং একটি ইউএসএসআর-এ। টোকামাকে, উচ্চ রক্তরস তাপমাত্রা একটি শক্তিশালী টরয়েডাল প্রবাহের প্রতিরোধের কারণে তাপ প্রকাশের ফলে, সেইসাথে একটি নিরপেক্ষ মরীচি প্রবর্তিত হলে অতিরিক্ত উত্তাপের মাধ্যমে, যা একসাথে ইগনিশনের দিকে পরিচালিত করে।

ফিউশন শক্তি পাওয়ার আরেকটি সম্ভাব্য উপায় হল জড় বৈশিষ্ট্য। এই ক্ষেত্রে, জ্বালানী - ট্রিটিয়াম বা ডিউটেরিয়াম - একটি ছোট বলের মধ্যে থাকে, একটি স্পন্দিত লেজার রশ্মি দ্বারা বিভিন্ন দিক থেকে বোমাবর্ষণ করা হয়। এর ফলে বলটি বিস্ফোরিত হয়, একটি থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া তৈরি করে যা জ্বালানীকে জ্বালায়। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং অন্য কোথাও বেশ কয়েকটি পরীক্ষাগার বর্তমানে এই সম্ভাবনাটি তদন্ত করছে। ফিউশন গবেষণায় অগ্রগতি আশাব্যঞ্জক হয়েছে, তবে একটি টেকসই ফিউশন প্রতিক্রিয়ার জন্য ব্যবহারিক সিস্টেম তৈরি করার চ্যালেঞ্জ যা এটি খরচ করার চেয়ে বেশি শক্তি উত্পাদন করে তা অমীমাংসিত রয়ে গেছে এবং অনেক বেশি সময় এবং প্রচেষ্টার প্রয়োজন হবে।

যখন এটি স্পষ্ট হয়ে উঠল যে তেল, গ্যাস, কয়লার মতো কাঁচামালের হাইড্রোকার্বন উত্সগুলি হ্রাস পাচ্ছে। এর মানে হল যে আমাদের অবশ্যই নতুন ধরণের শক্তির সন্ধান করতে হবে। প্রচলিত থার্মাল স্টেশনগুলি গ্রিনহাউস গ্যাসের স্তর তৈরি করার কারণে বিপর্যয়কর জলবায়ু পরিবর্তনের সম্ভাবনার প্রশ্নটি এখন খুব গুরুতরভাবে দেখা দিয়েছে। আর এর ফলে পৃথিবীতে যা হয় বৈশ্বিক উষ্ণতা. এটা একেবারে নিশ্চিত। আমাদের অবশ্যই নতুন ধরণের শক্তির সন্ধান করতে হবে যা এটির দিকে নিয়ে যায় না।

কুভশিনভ ব্যাচেস্লাভ ইভানোভিচ:
একটি পরমাণুর গঠন এবং একটি পরমাণুর গঠন (যেটির ভিতরে একটি নিউক্লিয়াস রয়েছে) শুধুমাত্র গত শতাব্দীতে পরিচিত হয়েছিল। দ্বিতীয় কবে ছিল বিশ্বযুদ্ধঅগ্রগতি, এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে প্রচুর শক্তি বের করা যেতে পারে। স্বাভাবিকভাবেই, পারমাণবিক বোমার দৃষ্টিকোণ থেকে অস্ত্রের দৃষ্টিকোণ থেকে এটি কীভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে সে সম্পর্কে একটি বিকল্প চিন্তা করা হয়েছিল।
এবং শুধুমাত্র 50 এর দশকে, পারমাণবিক শক্তির শান্তিপূর্ণ ব্যবহারের প্রশ্ন উত্থাপিত হয়েছিল এবং একটি "শান্তিপূর্ণ পরমাণু" ধারণার উদ্ভব হয়েছিল।

সোভিয়েত ইউনিয়নের প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রটি ওবনিনস্কে নির্মিত হয়েছিল। এটা কৌতূহলী যে প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের পরিচালক ছিলেন শিক্ষাবিদ আন্দ্রেই কাপিটোনোভিচ ক্র্যাসিন, যিনি পরে ইনস্টিটিউট অফ এনার্জির পরিচালক হয়েছিলেন এবং পারমাণবিক গবেষণা"পাইনস"।

কুভশিনভ ব্যাচেস্লাভ ইভানোভিচ:
প্রোটন এবং নিউট্রন নেওয়া যাক যা নিউক্লিয়াস তৈরি করে। যদি তারা নিউক্লিয়াসের ভিতরে বসে থাকে তবে তারা পারমাণবিক শক্তি দ্বারা ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত থাকে। কেন এটা সঙ্কুচিত হয়? কারণ, উদাহরণস্বরূপ, দুটি প্রোটনের একই বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে, তাদের প্রচুর বিকর্ষণ করা উচিত, তবে, তারা একসাথে টানা হয়। তাই কার্নেলের ভিতরে আছে পারমাণবিক শক্তি. এবং দেখা যাচ্ছে যে প্রোটন এবং নিউট্রনের ভরের একটি অংশ শক্তিতে পরিণত হয়। এবং এমন একটি বিখ্যাত সূত্র রয়েছে যা এখন টি-শার্টেও লেখা আছে ই = Mc2. E হল শক্তি, M হল কণা ভর, সঙ্গেবর্গ হল আলোর গতি।
দেখা যাচ্ছে যে শরীরের ওজনের সাথে যুক্ত একটি বিশেষ শক্তিও রয়েছে। আর যদি কোরে একধরনের সঞ্চিত শক্তি থাকে, যদি কোরটি বিভক্ত হয়, তবে এই শক্তি খণ্ডের শক্তির আকারে নির্গত হয়। এবং এটি সঠিকভাবে এর পরিমাণ (E) যা (M) প্রতি (আলোর গতির বর্গ) সমান। একটি নিউক্লিয়াসের বিদারণের ফলে, আপনি খণ্ড শক্তির আকারে কিছু শক্তি পান।
এখানে মজার বিষয় হল যখন বিভাজন ঘটে বৃহৎ পরিমাণ, উদাহরণস্বরূপ, ইউরেনিয়াম জ্বালানী, তারপর একটি পারমাণবিক চেইন প্রতিক্রিয়া ঘটে। এর মানে প্রায় একই সাথে নিউক্লিয়াস ফিশন। এটি প্রচুর পরিমাণে শক্তি প্রকাশ করে। উদাহরণস্বরূপ, 1.5 কেজি ইউরেনিয়াম জ্বালানী 1.5 ওয়াগন কয়লা প্রতিস্থাপন করতে পারে।

এই সর্বজনীন সূত্রে আলোর গতি কী ভূমিকা পালন করে?

কুভশিনভ ব্যাচেস্লাভ ইভানোভিচ:
আইনস্টাইন একটি স্থানাঙ্ক সিস্টেম থেকে অন্য স্থানাঙ্কে আলোর গতি পরিবর্তন করার জন্য তার সূত্র তৈরি করেছিলেন, যা থেকে এটি অনুসরণ করে যে আলোর গতি ধ্রুবক, এবং অন্যান্য দেহ এবং বস্তুর অন্যান্য সমস্ত গতি পরিবর্তিত হয়। এটা কৌতূহলজনক যে আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সূত্র থেকে দেখা যাচ্ছে যে সময় ভ্রমণ সম্ভব! এটি তথাকথিত "যমজ প্যারাডক্স" বোঝায়। এটি সত্য যে যমজদের মধ্যে একটি, আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে ত্বরান্বিত রকেটে অবস্থিত, পৃথিবীতে থাকা তার ভাইয়ের চেয়ে কম বয়সী হবে।

কুভশিনভ ব্যাচেস্লাভ ইভানোভিচ, অধ্যাপক, সিইও"জয়েন্ট ইনস্টিটিউট ফর এনার্জি অ্যান্ড নিউক্লিয়ার রিসার্চ "সোসনি":
IAEA-এর মতে, শুধুমাত্র পারমাণবিক শক্তির অন্তর্ভুক্তি সর্বনিম্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ করে। বেলারুশিয়ানরা তাদের "চর্বি" তে এই সুবিধাটি দেখতে পাবে।

MGATE গবেষণা অনুসারে, 2020 সাল নাগাদ তারা বলে, বেলারুশের জ্বালানি ও শক্তির ভারসাম্যে একটি গর্ত হবে। বিশেষজ্ঞরা বলছেন যে শুধুমাত্র একটি অপারেটিং পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের সাহায্যে শক্তি খরচের ব্যবধান বন্ধ করা সম্ভব হবে।

IAEA এর মতে, বিশ্বে 441টি পাওয়ার ইউনিট কাজ করছে। বেলারুশের চারপাশে 5টি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র রয়েছে। প্রতিবেশী ইউক্রেনে রিভনে এনপিপি রয়েছে, রাশিয়ায় - স্মোলেনস্ক, লেনিনগ্রাদ এবং বাল্টিক এনপিপি নির্মাণের প্রক্রিয়া চলছে।

নিকোলাই গ্রুশা, বেলারুশ প্রজাতন্ত্রের জ্বালানি মন্ত্রণালয়ের পারমাণবিক শক্তি বিভাগের পরিচালক:
একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণের প্রধান কাজ, এবং সাধারণভাবে, বেলারুশ প্রজাতন্ত্রের শক্তি নীতির প্রধান কাজ হল প্রাকৃতিক গ্যাস সরবরাহের উপর নির্ভরতা হ্রাস করা।
2 মিলিয়ন কিলোওয়াটের বেশি ক্ষমতা সম্পন্ন একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র চালু হলে, প্রথমত, পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে উৎপাদিত সমস্ত বিদ্যুতের প্রায় 27-29% উৎপন্ন হবে। এটি প্রায় 5 বিলিয়ন ঘনমিটার প্রাকৃতিক গ্যাস প্রতিস্থাপনের অনুমতি দেবে। যা আমরা আজকে যা খাই তার প্রায় এক চতুর্থাংশ।

রাষ্ট্রের নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে পারমাণবিক প্রকৌশল ও প্রযুক্তির অবদান সাধারণত বেসামরিক (শান্তিপূর্ণ) এবং সামরিক প্রয়োগের ক্ষেত্রে বিভক্ত। এই বিভাগটি একটি নির্দিষ্ট অর্থে স্বেচ্ছাচারী, যেহেতু পারমাণবিক প্রযুক্তির রূপান্তর তাদের বিকাশের সমস্ত পর্যায়ে হয়েছিল।

পারমাণবিক শক্তির শান্তিপূর্ণ ব্যবহারের প্রধান নির্দেশাবলী:

• বৈদ্যুতিক শক্তি শিল্প;
• তাপ সরবরাহ বসতি(পৌরসভা) এবং শিল্প সুবিধা (শিল্প), বিশুদ্ধকরণ সমুদ্রের জল;
• পরিবহন উদ্দেশ্যে পাওয়ার প্ল্যান্ট, জাহাজে শক্তির উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয় নৌবাহিনী- আইসব্রেকার, লাইটার ক্যারিয়ার, ইত্যাদি;
• আর্কটিক আমানতের উন্নয়ন মহীসোপান;
• কৃত্রিম স্থান সিস্টেম এবং বস্তুর বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য পাওয়ার প্ল্যান্ট; রকেট ইঞ্জিন;
• বিভিন্ন উদ্দেশ্যে গবেষণা চুল্লি ইনস্টলেশন;
• ওষুধ, প্রযুক্তি এবং কৃষিতে ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় আইসোটোপ পণ্য প্রাপ্ত করা;
• ভূগর্ভস্থ পারমাণবিক বিস্ফোরণের শিল্প প্রয়োগ।
• পারমাণবিক শক্তির সামরিক ব্যবহারের প্রধান নির্দেশাবলী:
• অস্ত্র-গ্রেড পারমাণবিক উপকরণ উত্পাদন;
• পারমাণবিক অস্ত্র;
• লেজার অস্ত্রে শক্তি পাম্প করতে ব্যবহৃত শক্তি ইনস্টলেশন;
• সাবমেরিন এবং নৌবাহিনী এবং মহাকাশযানের পৃষ্ঠ জাহাজের জন্য পাওয়ার প্ল্যান্ট।

বৈদ্যুতিক শক্তি শিল্প।বেশিরভাগ অপারেটিং পাওয়ার ইউনিটগুলি চাপযুক্ত জল চুল্লি (PWR, VVER) বা ফুটন্ত জলের চুল্লি (BWR, RBMK) ব্যবহার করে, যা 31...33% এর বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা অর্জন করা সম্ভব করে। দ্রুত এবং উচ্চ-তাপমাত্রা (গ্যাস-কুলড) চুল্লিগুলি 41...43% এর বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা প্রদান করে। প্রায় 900 ডিগ্রি সেলসিয়াস একটি গ্যাস-কুলড চুল্লির পিছনে একটি তাপমাত্রায় গ্যাস টারবাইন শক্তি রূপান্তর বিদ্যুত উৎপাদনের দক্ষতা 48...49% বৃদ্ধি করা সম্ভব করে তোলে।

2002 সালে, সমস্ত অপারেটিং পারমাণবিক শক্তি ইউনিটের (441 ইউনিট মোট 359 গিগাওয়াট বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সহ 441 ইউনিট) ছিল 2574 TWh (উত্পাদিত বিদ্যুতের প্রায় 16% এবং বৈশ্বিক জ্বালানি ও শক্তির ভারসাম্যের 6%)।

তাপ সরবরাহবর্তমানে পারমাণবিক শক্তির উত্স ব্যবহার করে (এর সীমিত আয়তনের সাথে) প্রযুক্তিগত দিক থেকে পর্যাপ্তভাবে প্রস্তুত করা হয়েছে এবং পারমাণবিক জ্বালানীর সাথে জৈব জ্বালানী প্রতিস্থাপন করার সময় এর ব্যবহারিক বাস্তবায়ন বিশেষ গুরুত্বের বলে বিবেচিত হয়। জনবহুল এলাকা এবং শিল্পে তাপ সরবরাহের উদ্দেশ্যে পারমাণবিক শক্তির ব্যবহার পারমাণবিক শক্তি চুল্লি দ্বারা বিদ্যুৎ উৎপাদনের সাথে প্রায় একই সাথে শুরু হয়েছিল।

পারমাণবিক উত্স থেকে কেন্দ্রীভূত তাপ সরবরাহের তিনটি পদ্ধতি রয়েছে:

• পারমাণবিক তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র (এনটিপিপি) এক ইউনিটে বিদ্যুৎ এবং তাপের সম্মিলিত উৎপাদনের জন্য;
• পারমাণবিক বয়লার ঘরগুলি যেগুলি শুধুমাত্র নিম্ন-চাপের বাষ্প এবং গরম জল উত্পাদন করতে পরিবেশন করে (পদ্ধতিটি মোটামুটি ছোট স্কেলে প্রয়োগ করা হয়);
• তাপ উত্পাদন করতে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিকে ঘনীভূত করার জন্য গরম করার ক্ষমতার ব্যবহার।

গরম করার জন্য তাপ রিলিজরাশিয়া এবং সিআইএস দেশগুলির সমস্ত পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের পাশাপাশি অনেক বিদেশী (বুলগেরিয়া, হাঙ্গেরি, জার্মানি, কানাডা, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, সুইজারল্যান্ড, ইত্যাদি) দ্বারা উত্পাদিত হয়। "2020 পর্যন্ত সময়ের জন্য রাশিয়ান শক্তি কৌশল" অনুসারে রাশিয়ায় পারমাণবিক উত্স ব্যবহার করে তাপ শক্তির উৎপাদন 1990 সালে 6 মিলিয়ন Gcal থেকে 2020 সালে 15 মিলিয়ন Gcal হবে। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে তাপ শক্তি স্থানান্তরের জন্য প্রযুক্তিগত ক্ষমতা তৈরির মাধ্যমে তাপ শক্তি উৎপাদন বৃদ্ধি প্রত্যাশিত। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র পরিচালনা করে। একই সময়ে, পারমাণবিক শক্তির উত্স ব্যবহার করে তাপ সরবরাহের অর্থনৈতিক দক্ষতাকে প্রভাবিত করার কারণগুলি হল চুল্লী প্ল্যান্টের ধরন এবং এতে মূলধন বিনিয়োগ, ব্যবহারকারীদের তাপের লোডের ঘনত্ব, প্রধান গরম করার নেটওয়ার্কগুলির দৈর্ঘ্য, পাশাপাশি তুলনামূলক পারমাণবিক এবং জৈব জ্বালানির দাম।

পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র থেকে তাপ শক্তির ব্যবহারদেশে শিল্প স্কেলে সাবেক ইউএসএসআর 50 এর দশকের শেষের দিকে শুরু হয়েছিল। সাইবেরিয়ান পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে, যেখানে তাপ শিল্প প্রাঙ্গণ এবং আবাসিক ভবনগুলিকে গরম করতে ব্যবহৃত হত। 1974 সাল থেকে চুকোটকায় পরিচালিত বিলিবিনো এটিপিপি-তে তাপ সরবরাহ ব্যবস্থার উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা প্রদর্শন করা হয়েছিল। সর্বশেষ, চতুর্থ, পাওয়ার ইউনিটটি 1976 সালে চালু হয়েছিল। বিআইএটিপিপি পৃথিবীর একমাত্র পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং টেরিটরির শিল্প ও গার্হস্থ্য চাহিদার জন্য তাপ। পারমাফ্রস্ট অবস্থায় উত্তর।

রাশিয়া এবং বিদেশে, মাঝারি এবং নিম্ন শক্তির চুল্লিগুলির প্রকল্পগুলি তৈরি করা হয়েছে, শুধুমাত্র গরম করার উদ্দেশ্যে - AST-500 (রাশিয়া), NHR-200 (চীন), SES-10 (কানাডা), গিজার (সুইজারল্যান্ড, ইত্যাদি) , সেইসাথে দ্বৈত উদ্দেশ্যে ব্যবহারের জন্য, যেমন তাপ ও ​​বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য - VK-300, RUTA, ATETs-200, ABV, Sakha-32 এবং KLT-40 (রাশিয়া), SMART (কোরিয়া প্রজাতন্ত্র), CAREM-25 (আর্জেন্টিনা), MRX (জাপান), আইএসআইএস (ইতালি)।

প্রকল্পের বিকাশের মাত্রা স্কেচ থেকে কাজ পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। কিছু প্রকল্পের জন্য, প্রদর্শনী ইউনিট তৈরি করা হয়েছে এবং কাজ করছে (SES-10-এর জন্য SDR, NHR-200-এর জন্য NHR-5)।

রাসায়নিক শিল্প, হাইড্রোজেন উৎপাদন, লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যা এবং অন্যান্য শক্তি-নিবিড় প্রযুক্তির জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ তাপমাত্রার সম্ভাবনার তাপ (1000 °সে এবং তার উপরে) হিলিয়াম-কুলড চুল্লিতে পাওয়া যেতে পারে। এই ধরনের চুল্লি এবং তারা যে শক্তি প্রযুক্তি কমপ্লেক্স সরবরাহ করে তার জন্য উন্নত প্রকল্প বাস্তবায়ন প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব, কিন্তু আধুনিক মানজীবাশ্ম জ্বালানি, এই জ্বালানি ব্যবহার করে ঐতিহ্যগত প্রযুক্তিকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়।

বিশুদ্ধকরণ।ছোট এবং প্রয়োগের উল্লেখযোগ্য এবং প্রতিশ্রুতিশীল ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি মাঝারি শক্তিসমুদ্রের জল এবং অন্যান্য উচ্চ খনিজযুক্ত এবং লবণাক্ত জল (খনি, ইত্যাদি) বিশুদ্ধকরণ সম্ভব হতে পারে। পারমাণবিক শক্তির ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে মিঠা পানির বড় আকারের উৎপাদন প্রথম ইউএসএসআর-এ আয়ত্ত করা হয়েছিল। 1973 সালে, কাজাখস্তানে তরল ধাতু (সোডিয়াম) কুল্যান্ট সহ একটি দ্রুত চুল্লি BN-350 সহ একটি বৃহৎ শিল্প জলের বিশুদ্ধকরণ কমপ্লেক্স চালু করা হয়েছিল।

এই কমপ্লেক্সটি পরিচালনার বহু বছরের অভিজ্ঞতা, ডিস্যালিনেশন প্ল্যান্টের অসংখ্য দেশি ও বিদেশী ডিজাইন স্টাডিজ বিভিন্ন ধরনেররিঅ্যাক্টর, ইন্টারন্যাশনাল এটমিক এনার্জি এজেন্সি (IAEA) এর গবেষণা কার্যক্রমের কাঠামোর মধ্যে সমস্যার একটি বিশদ অধ্যয়ন আমাদের পারমাণবিক চুল্লিকে বিশুদ্ধকরণ প্ল্যান্টের জন্য শক্তি সরবরাহের অর্থনৈতিকভাবে প্রতিশ্রুতিশীল উত্স হিসাবে বিবেচনা করতে দেয়, যা বিস্তীর্ণ অঞ্চলে বিশুদ্ধ পানি উৎপাদনের সম্ভাবনা প্রদান করে। বিকেন্দ্রীভূত শক্তি সরবরাহ সহ, যা বিশ্বের অনেক জল-অপ্রতুল এলাকার জন্য সাধারণ।

পরিবহন বিদ্যুৎ কেন্দ্র।শিপবোর্ড এবং নৌ পারমাণবিক স্থাপনা রাশিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জার্মানি, জাপান, গ্রেট ব্রিটেন, ফ্রান্স এবং চীনে ডিজাইন ও নির্মিত হয়েছিল। বিশ্বের প্রথম পারমাণবিক চালিত বেসামরিক জাহাজ - পারমাণবিক চালিত আইসব্রেকার "লেনিন" - 1959 সালে নির্মিত হয়েছিল, এবং তারপরে পারমাণবিক চালিত আইসব্রেকারগুলির একটি সিরিজ চালু করা হয়েছিল ("আর্কটিক", "সিবির", "রাশিয়া", " সোভিয়েত ইউনিয়ন, "তাইমির", "ভাইগাচ", "ইয়ামাল") এবং কন্টেইনার-লাইটার ক্যারিয়ার "সেভমরপুট"। অন্যান্য দেশে বেসামরিক পারমাণবিক জাহাজ নির্মাণের অভিজ্ঞতা (USA - Savannah, 1962; Germany - Otto Gann, 1968; Japan - Mutsu, 1974) তুলনামূলকভাবে কম ছিল।

রাশিয়ান আইসব্রেকার এবং লাইটার ক্যারিয়ারে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের মোট দুর্ঘটনা-মুক্ত অপারেশন 160 চুল্লি-বছর অতিক্রম করেছে; প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে সরঞ্জামগুলির অপারেটিং সময় 100...120 হাজার ঘন্টারও বেশি অপারেবিলিটি বজায় রেখে। পারমাণবিক আইসব্রেকারগুলির অপারেশনের 35 বছরেরও বেশি সময় ধরে এবং উত্তর সাগর রুটের অপারেশনের 9 বছরেরও বেশি সময় ধরে, তাদের উপর এমন কোনও পারমাণবিক বা বিকিরণ বিপজ্জনক ঘটনা ঘটেনি যা সমুদ্রযাত্রা, কর্মীদের এক্সপোজার বা এক্সপোজারে ব্যাঘাত ঘটাতে পারে। খারাপ প্রভাবপরিবেশের উপর। চুল্লি সুবিধার কাজের সাথে যুক্ত পেশাগত রোগের কোন ঘটনা ছিল না।

প্রথম পারমাণবিক সাবমেরিনগুলি 1954 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, 1958 সালে রাশিয়ায় বহরে তৈরি এবং সরবরাহ করা হয়েছিল। পরবর্তীকালে, গ্রেট ব্রিটেন, ফ্রান্স এবং চীনে (যথাক্রমে 1963, 1971 এবং 1974) সাবমেরিনগুলি তৈরি করা শুরু হয়েছিল। রাশিয়ায়, 261টি পারমাণবিক সাবমেরিন 1957 থেকে 1995 সালের মধ্যে নির্মিত হয়েছিল; পারমাণবিক সাবমেরিনের প্রধান অংশে দুটি পারমাণবিক চুল্লি রয়েছে।

অস্ত্রের সীমাবদ্ধতা এবং হ্রাসের প্রেক্ষাপটে, এজেন্ডায় বিচ্ছিন্ন পারমাণবিক সাবমেরিন ভেঙে ফেলার জন্য একটি কার্যকর প্রযুক্তি তৈরির পাশাপাশি শিপবোর্ড পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির জন্য কার্যকর প্রযুক্তির প্রয়োগের নতুন ক্ষেত্র নির্বাচন এবং অর্থনৈতিক ন্যায্যতা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। পরবর্তী নেতাদের মধ্যে হলেন:

ভাসমান পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি প্রত্যন্ত অঞ্চলে বিদ্যুৎ এবং তাপ সরবরাহ করার জন্য যেখানে কেন্দ্রীভূত শক্তি সরবরাহ নেই।

এই অন্তর্ভুক্ত

• রাশিয়ার উত্তর এবং পূর্ব উপকূল, বরাবর অঞ্চলগুলি সাইবেরিয়ান নদী, কিছু প্রশান্ত মহাসাগরীয় দ্বীপ দেশ, ইত্যাদি;
• সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণের জন্য ভাসমান পারমাণবিক শক্তি ইউনিট;
• বিশ্ব মহাসাগর অধ্যয়নের জন্য জলের নীচে যানবাহন, ডুবে যাওয়া জাহাজগুলি পরীক্ষা করা, তলদেশের উন্নয়ন, লোহা-ম্যাঙ্গানিজ নোডুলস এবং সমুদ্র এবং মহাসাগরের তলদেশ থেকে অন্যান্য খনিজগুলির শিল্প খনন।

আর্কটিক মহাদেশীয় শেলফে আমানতের উন্নয়ন। 90 এর দশকে গত শতাব্দীতে, রাশিয়া আর্কটিক মহাদেশীয় শেল্ফে আমানত উন্নয়নের জন্য প্রকল্পের উন্নয়ন শুরু করে। আর্কটিক মহাসাগরে মোট (পুনরুদ্ধারযোগ্য) হাইড্রোকার্বন মজুদ অনুমান করা হয় 100 বিলিয়ন টন জ্বালানি সমতুল্য। রাশিয়ান ডিজাইন সংস্থাগুলির গবেষণা আর্কটিক শেল্ফে অফশোর তেল এবং গ্যাস প্রযুক্তিগত চক্রের জন্য বিস্তৃত শক্তি সরবরাহ সমস্যা সমাধানের জন্য পারমাণবিক শক্তি ব্যবহার করার সম্ভাবনা দেখিয়েছে। ব্যারেন্টস সাগরের প্ল্যাটফর্মে হাইড্রোকার্বন উৎপাদনের জন্য পারমাণবিক বিদ্যুৎ সরবরাহ, দীর্ঘ দূরত্বে পানির নিচে গ্যাস পাইপলাইনের মাধ্যমে গ্যাস পরিবহন, বৃহৎ ক্ষমতার আন্ডারওয়াটার শাটল ট্যাঙ্কার (মালাকাইট ডিজাইন ব্যুরো, সেন্ট পিটার্সবার্গ থেকে একটি পারমাণবিক আন্ডারওয়াটার আইসব্রেকার ট্যাঙ্কারের প্রকল্প) প্রকল্পগুলি আবির্ভূত হয়েছে। ; রাশিয়া থেকে জাপানে তরল জ্বালানি পরিবহনের জন্য একটি পারমাণবিক পানির নিচের ট্যাঙ্কার, ডিজাইন ব্যুরো "লাজুরিট", নিঝনি নভগোরড)।

দৈত্যাকার শটকম্যান গ্যাস কনডেনসেট ক্ষেত্রের উন্নয়নের প্রকল্পের অংশ হিসাবে, একটি মূল্যায়ন করা হয়েছিল এবং গভীর গভীরতায় দীর্ঘ পানির নীচের গ্যাস পাইপলাইনের মাধ্যমে প্রাকৃতিক গ্যাস পাম্প করার জন্য একটি পারমাণবিক আন্ডারওয়াটার স্টেশন তৈরির সম্ভাবনা দেখানো হয়েছিল। নতুন ইনস্টলেশনের নকশা একটি বিস্তৃত থেকে প্রযুক্তিগত সমাধান ব্যবহার করে রাশিয়ান অভিজ্ঞতাজন্য একটি চাপ জল চুল্লি সঙ্গে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নকশা এবং অপারেশন নৌবাহিনীএবং পারমাণবিক আইসব্রেকার।

মহাকাশযানে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রঅন-বোর্ড শক্তির উত্স এবং/অথবা ইঞ্জিন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং দীর্ঘ আন্তঃগ্রহীয় ফ্লাইটের সময় স্পেস রকেট জাহাজের জন্য নিঃসন্দেহে সুবিধা রয়েছে, যখন রাসায়নিক উত্সএবং/অথবা সৌর বিকিরণের প্রবাহ অভিযানের জন্য প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে না।

রাশিয়ায়, মহাকাশ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির বিকাশের প্রধান দিকগুলির মধ্যে একটি হল মূল অংশে নির্মিত থার্মিয়নিক রূপান্তরকারী সহ চুল্লিগুলির ব্যবহার - একটি বৈদ্যুতিক প্রপালশন সিস্টেম (ইপিএস) ব্যবহার করে জিওস্টেশনারি এবং অন্যান্য শক্তি-নিবিড় কক্ষপথে মহাকাশযান সরবরাহের জন্য কার্যকর শক্তির উত্স। )

1956 সাল থেকে বিকশিত থার্মিয়নিক কনভার্টার সহ 3 কিলোওয়াট (ই) শক্তি সহ মহাকাশ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র "বুক" এর প্রথম ফ্লাইট পরীক্ষাগুলি 1970 সালের অক্টোবরে হয়েছিল (উপগ্রহ "কসমস-367")। 1988 সাল পর্যন্ত, যখন কসমস-1932 স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ করা হয়েছিল, তখন 32টি বুক পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র মহাকাশে পাঠানো হয়েছিল।

1958 সাল থেকে পরিচালিত বহু-উপাদান পাওয়ার জেনারেটিং চ্যানেল (EGC) সহ 5...7 kW(e) শক্তির থার্মিওনিক পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র "টোপাজ" এর বিকাশ, জীবন পরীক্ষায় অন্তর্ভুক্ত (1970 থেকে শুরু করে) পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের সাতটি নমুনার শক্তি। পরীক্ষামূলক মহাকাশযান "প্লাজমা-এ" (স্যাটেলাইট "কসমস-1818", কক্ষপথের উচ্চতা 810/970 কিমি) অংশ হিসাবে 02/02/1987 তারিখে একটি থার্মিয়নিক পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের বিশ্বের প্রথম মহাকাশ উৎক্ষেপণ হয়েছিল। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রটি 142 দিনের জন্য স্বায়ত্তশাসিত মোডে কাজ করে, 7 কিলোওয়াটের বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। টোপাজ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের দ্বিতীয় উৎক্ষেপণটি 10 ​​জুলাই, 1987 (কসমস-1867 স্যাটেলাইট, কক্ষপথের উচ্চতা 797/813 কিমি) করা হয়েছিল। এই ইনস্টলেশনটি 342 দিন ধরে মহাকাশে চালিত হয়েছিল, 50 হাজার কিলোওয়াট ঘণ্টারও বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।

পারমাণবিক তৈরির সমস্যা সমাধানের জন্য উল্লেখযোগ্য পরিমাণ গবেষণা, নকশা এবং প্রকৌশল উন্নয়ন, প্রাক-চুল্লি এবং চুল্লি পরীক্ষা করা হয়েছে। রকেট ইঞ্জিন(NPR) প্রত্যক্ষ ক্রিয়া, যাতে হাইড্রোজেন, 2500...2800 K তাপমাত্রায় কেন্দ্রে উত্তপ্ত হয়, অগ্রভাগের যন্ত্রপাতিতে প্রসারিত হয়, যা প্রায় 850...900 সেকেন্ডের একটি নির্দিষ্ট আবেগ প্রদান করে। প্রোটোটাইপ চুল্লিগুলির স্থল পরীক্ষাগুলি কয়েক দশ (শতশত) টন জোর দিয়ে পারমাণবিক চালিত ইঞ্জিন তৈরির প্রযুক্তিগত সম্ভাব্যতা নিশ্চিত করেছে।

মহাকাশযানের অংশ হিসাবে পারমাণবিক চুল্লির ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে পছন্দের স্কিমগুলির মধ্যে একটি হল দুটি উদ্দেশ্যে তাদের ব্যবহার: নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথ থেকে একটি অপারেটিং কক্ষপথে মহাকাশযান উৎক্ষেপণের পর্যায়ে, সাধারণত জিওস্টেশনারি, প্রপালশন প্রপালশন সিস্টেমে বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য, এবং উদ্দেশ্যমূলক ব্যবহারের পরবর্তী পর্যায়ে - চূড়ান্ত কক্ষপথে মহাকাশযানের অনবোর্ড এবং কার্যকরী সরঞ্জামগুলিকে পাওয়ার জন্য।

15-20 বছর পর্যন্ত পরিষেবা জীবন সহ 100...150 কিলোওয়াট এবং 20...30 কিলোওয়াটের উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন বৈদ্যুতিক শক্তি সহ দুটি মোডে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র তৈরির একটি অপ্রচলিত পদ্ধতি হিসাবে, এনার্জিয়া রকেট অ্যান্ড স্পেস কর্পোরেশন প্রস্তাব করেছে নতুন নীতিপারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণ। এই বিকল্পটি পরিবহন মোডে তাপীয় শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করার ফাংশনগুলির পৃথকীকরণ এবং দুটি অনুরূপ রূপান্তরকারীর মধ্যে মহাকাশযানের উদ্দেশ্যে ব্যবহারের মোডের জন্য প্রদান করে: চুল্লি কোরে নির্মিত একটি থার্মিওনিক কনভার্টার, যা শক্তিতে ব্যবহৃত হয়। বৈদ্যুতিক প্রপালশন সিস্টেম (পরিবহন মোড) এবং 1, 5 বছর পর্যন্ত একটি সংক্ষিপ্ত সংস্থান রয়েছে এবং এটি মূলের বাইরে অবস্থিত (মহাকাশযানের সরঞ্জামগুলির দীর্ঘমেয়াদী বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য)। অপারেশনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি (পরবর্তী ক্ষেত্রে) চুল্লির কোরে উত্তপ্ত কুল্যান্ট দ্বারা সরবরাহ করা হয়।

বিবেচনাধীন ডুয়াল-মোড পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটরের প্রোটোটাইপটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে SP-100 ইনস্টলেশনের জন্য তৈরি একটি থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর হতে পারে (একটি লিথিয়াম-কুলড ফাস্ট রিঅ্যাক্টরের উপর ভিত্তি করে একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র, যাতে একটি সিলিকন- জার্মেনিয়াম থার্মোইলেকট্রিক রূপান্তরকারী প্রধান শক্তি জেনারেটর হিসাবে পরিকল্পনা করা হয়েছিল)।

গবেষণা চুল্লি সুবিধা. IAEA-এর মতে, আগস্ট 2000 পর্যন্ত, বিশ্বের 60টি দেশে 288টি গবেষণা চুল্লি চালু রয়েছে, তাদের মোট তাপশক্তি 3205 মেগাওয়াট (চিত্র B.2.1)। বিশ্বের প্রধান দেশগুলিতে অপারেটিং গবেষণা চুল্লির সংখ্যা: রাশিয়া - 63, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র - 55, ফ্রান্স - 14, জার্মানি - 14, জাপান - 20, কানাডা - 9, চীন - 9, যুক্তরাজ্য - 3,324টি গবেষণা চুল্লি বন্ধ এবং বাতিল করা হয়েছে ক্লান্তির কারণে প্রধান প্রযুক্তিগত সরঞ্জামের জীবন বা পরিকল্পিত গবেষণা কার্যক্রম সমাপ্তির কারণে। এর মধ্যে 21টি চুল্লির প্রকল্প রয়েছে এবং ডিকমিশন করার কাজ চলছে।

ভাত। B.2.1. বিশ্বে গবেষণা চুল্লির সংখ্যা এবং তাদের মোট তাপ শক্তি

আইসোটোপিক পণ্য প্রাপ্তি.তেজস্ক্রিয় এবং স্থিতিশীল নিউক্লাইডগুলি বিভিন্ন ডিভাইস এবং ইনস্টলেশনে ব্যবহৃত হয়, সেইসাথে লেবেলযুক্ত যৌগগুলির জন্য বৈজ্ঞানিক গবেষণা, প্রযুক্তিগত এবং চিকিৎসা ডায়াগনস্টিকস, চিকিত্সা এবং প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার অধ্যয়ন (সারণী B.2.1 এবং B.2.2)।

পারমাণবিক চুল্লিগুলিতে বিশেষ লক্ষ্যবস্তুগুলিকে বিকিরণ করে রেডিওনুক্লাইডগুলি পাওয়া যায়, সেইসাথে উচ্চ-কারেন্ট চার্জযুক্ত কণা ত্বরক - সাইক্লোট্রন এবং ইলেকট্রন এক্সিলারেটর (টেবিল B.2.3, B.2.4)।

কিছু রেডিওনুক্লাইড বিকিরণিত পারমাণবিক জ্বালানী থেকে বিদারণ পণ্য হিসাবে নির্গত হয়। বেশ কিছু স্বল্পস্থায়ী রেডিওনুক্লাইড, প্রধানত চিকিৎসার উদ্দেশ্যে, তথাকথিত স্বল্পস্থায়ী নিউক্লাইড জেনারেটর ব্যবহার করে সরাসরি ক্লিনিকগুলিতে প্রাপ্ত হয়, যা দুটি নিউক্লাইডের জিনগতভাবে সম্পর্কিত সিস্টেম: একটি দীর্ঘস্থায়ী (মাতৃত্বকালীন) এবং একটি স্বল্পকালীন জীবিত (কন্যা), যা জমা হওয়ার সাথে সাথে বিচ্ছিন্ন হতে পারে।

ভূগর্ভস্থ পারমাণবিক বিস্ফোরণের শিল্প প্রয়োগ(PJV) 1950 এর দশকের শেষের দিক থেকে অধ্যয়ন করা হয়েছে। প্রধানত ইউএসএসআর এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে। পরবর্তীকালে, এই ক্রিয়াকলাপটি পারমাণবিক অস্ত্রের ভূগর্ভস্থ পরীক্ষার সীমাবদ্ধতার চুক্তি (1974); শান্তিপূর্ণ উদ্দেশ্যের জন্য ভূগর্ভস্থ পারমাণবিক বিস্ফোরণ সংক্রান্ত চুক্তি (1976), সেইসাথে পরবর্তী চুক্তির প্রটোকল (1990)। এই চুক্তি অনুসারে, প্রতিটি শিল্প পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের শক্তি 150 কেটি-এর বেশি হওয়া উচিত নয়। সমস্ত পরিচালিত "শান্তিপূর্ণ" পারমাণবিক অস্ত্রের মোট শক্তি 3...4 Mt এর বেশি নয়।

1957 সালে, ন্যাশনাল লিভারমোর ল্যাবরেটরিতে। লরেন্স (ইউএসএ), ই. টেলার এবং জি. সিবার্গের উদ্যোগে, একটি পরীক্ষামূলক প্রোগ্রাম "প্লাফশেয়ার" তৈরি করা হয়েছিল, যার কাঠামোর মধ্যে, 1973 সাল পর্যন্ত, যখন প্রযুক্তিগত এবং পরিবেশগত কারণে এই প্রোগ্রামটি বন্ধ করা হয়েছিল, 27 FRI. PNE-এর ব্যবহারিক প্রয়োগের সম্ভাব্য ক্ষেত্রগুলি বিবেচনা করা হয়েছিল: রাজ্যে তেল শেল উন্নয়ন। কলোরাডো, পানামা খাল গভীর করা, আলাস্কা এবং উত্তর-পশ্চিম অস্ট্রেলিয়ায় পোতাশ্রয় নির্মাণ, থাইল্যান্ডের ক্রা ইস্তমাস জুড়ে একটি খাল নির্মাণ ইত্যাদি।

এর মধ্যে ২৭টি পারমাণবিক বিস্ফোরক পরীক্ষাস্থলের বাইরে পিসিতে রয়েছে। নেভাদায় 4টি পিওয়াইভি ছিল। এর মধ্যে, সবচেয়ে সফল বিস্ফোরণটি ছিল 1967 সালে সেন্ট পিটার্সবার্গের একটি ক্ষেত্রে গ্যাস উত্পাদন তীব্র করার লক্ষ্যে। নিউ মেক্সিকো, যা ভাল চাপে 7 গুণ বৃদ্ধিতে অবদান রাখে। 5টি পারমাণবিক বোমাও পিসিতে পরীক্ষাস্থলে সফল হয়েছিল। নেভাদা, খনন (মাটি নিষ্কাশন) উদ্দেশ্যে বাহিত।

ইউএসএসআর-এ শিল্প পারমাণবিক অস্ত্রের ব্যবহার অনেক বেশি ব্যাপক ছিল। 15 জানুয়ারী, 1965 থেকে শুরু করে, যখন পিএনই ব্যবহার করে উৎপাদন কূপে তেল ও গ্যাসের প্রবাহকে তীব্র করার জন্য বাশকিরিয়ায় গ্র্যাচেভস্কয় তেলক্ষেত্রে সফলভাবে একটি পরীক্ষা চালানো হয়েছিল, তখন 1987 সাল পর্যন্ত 115টি পিএনই চালানো হয়েছিল (যার মধ্যে 81টি - অঞ্চলেরাশিয়া)।

এগুলি পৃথিবীর ভূত্বক এবং আবরণের গভীর সিসমিক শব্দের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে (39); তেলের তীব্রতা (20) এবং গ্যাস উৎপাদন (1); হাইড্রোকার্বন কাঁচামালের জন্য ভূগর্ভস্থ ট্যাঙ্ক নির্মাণ (36); ক্ষেত্রগুলিতে জরুরী গ্যাসের ফোয়ারা দমন (5); প্রবাহের অংশ স্থানান্তরের জন্য প্রকল্প বাস্তবায়নের সাথে খাল পথ বরাবর মাটি খনন উত্তর নদীদক্ষিণে রাশিয়ার ইউরোপীয় অংশ (1 ট্রিপল পিজেভি); বাঁধ নির্মাণ (2) এবং জলাধার (9); আকরিক আমানত নিষ্পেষণ (3); জৈবিকভাবে বিপজ্জনক শিল্প বর্জ্য নিষ্পত্তি (2); কয়লা খনিতে গ্যাস নির্গমন প্রতিরোধ (1)।